拉斐尔呼吸机的结构原理与故障维修

孙晓杰，于天林，战润洪

青岛大学医学院附属医院 医学工程科，山东 青岛 266003

拉斐尔呼吸机的结构原理与故障维修

孙晓杰，于天林，战润洪

青岛大学医学院附属医院 医学工程科，山东 青岛 266003

拉斐尔呼吸机是适用于儿童和成人患者的兼用型呼吸机[1]，在临床中，为适应不同患者的需求，其可提供多种通气模式，主要包括：潮气量控制方式，压力控制方式，以及自主方式。其中，潮气量控制方式包括容量控制强制通气（SCMV）和同步间歇指令性通气（SIMV）；压力控制方式包括压力控制通气（PCV）和压力同步间歇指令性通气（PSIMV）[2]。

1 结构原理

1.1 拉斐尔呼吸机的基本结构（图1）

拉斐尔呼吸机的结构组成包括以下几个部分：

图1 拉斐尔呼吸机的基本结构

（1）空氧混合器：空氧混合器是利用射流原理制成。O2通过小孔喷嘴形成高速气体射流时产生负压，吸带喷嘴附近的空气来稀释浓度。调节空气的进量可控制空氧混合比例，从而改变输出气体的氧浓度。输出氧浓度的可调范围是21%～100%。空氧混合器附有输出氧气压力、氧浓度监测及报警功能。

（2）主机：由显示屏、控制器、呼气阀、吸气阀、预警器以及空气压缩机组成。控制器通过对呼气阀和吸气阀的控制来实现对呼吸的控制。通过显示屏输入相关条件参数，再由计算机处理系统来对控制器发出相应指令来满足患者的呼吸要求。

（3）湿化器：把主机向患者提供的气体加以湿化处理，用这样的方法来湿化患者的呼吸道，可以起到对气管、支气管粘膜的保护作用。

湿化器是使进入人体的气体进行加湿，并将水加温到32～35℃（产生水蒸气）的恒温加热装置。湿化器串联于呼吸机吸气通道。湿化器一般装有电阻恒温装置，考虑至恒温装置一旦失控，水温剧增，可能造成呼吸道灼、烧伤事故，因此，要经常监测水温，或加温控双回路保险。

（4）外部管道：把经过湿化或雾化的气体提供给患者，同时把其呼出的气体通过呼吸活瓣直接排出，并把呼吸信号反馈给主机，以实现对呼吸的控制。

1.2 拉斐尔呼吸机的基本原理

拉斐尔呼吸机本质上是一个电子控制的呼吸通气系统，是典型的“机、电、气”一体的精密仪器。本文将按照电路与气路系统2部分来介绍其基本原理。

电路部分含有可以精确控制的微处理器，即pc167CR，其可以完成信号处理，对气路精确控制，报警记忆和显示等功能。具体来说，即操作者将启动、呼吸模式、参数等数据输入到微处理器中，然后形成指令，同时，呼吸机通过微处理器对气路传感器检测到的信号进行处理，而控制相应的阀（吸气阀、呼气阀、安全阀等）工作，以按需给患者通气。另外，其还会将设置值、实际值、有关图形和各种报警功能显示于屏幕[3]。

气路部分主要是在控制电路的控制下按一定的潮气量、压力、流速、氧浓度比例、吸呼比、呼吸模式等供应气体。拉斐尔呼吸机的工作方式是经呼吸道直接加压。呼吸机工作时，经过加压的O2和空气先通过过滤器再进入空氧混合器，并由电子控制单元按照预先设定的参数将氧气和空气混合，之后将混合气送入储气箱，最后以1个恒定的压力供给患者。另外，通过气路中的相关传感器和监测部件准确地测量患者呼吸的有关参数，呼吸机可以真实地反映患者的状态并定期自动校正。拉斐尔呼吸机采用集成化气路即内部管道、部分阀和换能器高度集成于一模块内，这样可以避免管道老化，漏气等，从而降低了系统的故障率，提高了系统的可靠性。

2 故障分析及维修

2.1 开机并启动通气支持后，报“管路脱开”故障

此故障出现后首先怀疑管路漏气或流量传感器是否出，现问题。进行气密性测试和流量传感器测试[4]均通过，说明气密性和流量传感器没有问题。然后观察压力曲线，发现其现状与正常状态下的不同，具体差别，见图2。

图2 压力曲线现状与正常状态下的区别对照

由图2可见，管道内有气流不畅的状况，分析是管道局部堵塞或弯折。顺着管路仔细察看，发现吸气管路与湿化罐连接处由于老化发生弯折，管道变窄，从而造成气流不畅。将管道抬起，令弯折部分变直，报警消除。最后，更换新硅胶管，设备可以正常使用。

2.2 主机自检不通过，报“CODE7”错误代码

“CODE7”错误代码表示空氧混合器的O2比例阀有问题。分析出现这种情况可能有以下几个原因：

（1）中心供氧提供的O2含有一定的杂质，长时间使用造成O2比例阀堵塞。

（2）气水分离器中的水没有及时清除，造成管路中水分过多，最终导致O2比例阀因进水而不能正常工作。

（3）O2比例阀损坏。

将O2比例阀取下，发现是由于水分过多造成其不能正常工作。用吹风机吹干，重新安装，机器报警消失，工作正常。

2.3 压缩机上的压力表指针在非正常工作区

压力表表盘上划分了3个区域：非正常工作区（WET）、临界区及正常工作区（DRY）。压力指示反应了空气压缩机向主机送气压力值的高低，送气压力必须达到临界区最低值或临界区最低值以上，若送气压力低于临界区最低值，处于非正常工作区范围以内，则会影响呼吸机对患者的正常通气支持[5]。分析出现这种情况可能有以下几个原因：

（1）空气压缩机内部管路破损漏气。

（2）压力指示与系统压力调节阀之间的限流器堵塞。

（3）气体输出管路阀门调节过紧。

（4）空气压缩机内部磨损，工作能力下降。

通过听空压机工作时的声音和检查有无风从机箱内往外吹，确定空压机内部无漏气点。查看限流器，发现没有堵塞。将气体输出管路阀门开到最大，输出气体的压力仍达不到正常工作要求的范围。最后通过检查空压机内部的电机发现，电机内部密封圈已老化，而且电机由于长期高速运转，内部磨损严重，已不能在满足正常的工作需求。更换电机后，空压机工作正常。

3 小结

了解拉斐尔呼吸机的结构和工作原理是做好该设备日常维修和维护工作的重要基础。同时，在日常工作中需要多观察，多动手，多总结经验，如在维修呼吸机过程中，总结发现采取以下几条措施，可有效降低该呼吸机的故障率并延长其使用寿命：禁止呼吸机连续使用超过2周；在空压机的输出压力表指针降到临界区时，便更换空压机内部电机的密封圈；定期清理空压机气体入口的过滤网和其内部电机的空气入口；减少氧电池校准次数，仅在必要时（更换氧电池或相关报警触发时）校准，因为过多的校准会降低氧电池寿命。

[1] 李同胜,李瑞刚.拉斐尔银呼吸机显示#7,code27故障检修一例[J].医疗设备信息,2007,22(11):124.

[2] 金国春.拉斐尔呼吸机的保养维护和常见故障排除[J].医疗设备信息,2004,19(7):45.

[3] 方伟.RAPHAEL呼吸机出现#7Alarm code26故障维修[J].医疗卫生装备,2007,28(3):76.

[4] 郑伟,袁忠勋.RAPHAEL呼吸机的测试与校正[J].医疗卫生装备,2004,25(10):41.

[5] 郭赤,郭保凯,陈培昕.拉斐尔呼吸机空气压缩机原理与常见故障处理[J].医疗卫生装备,2005,26(4):70.

Principle and Malfunction Maintenance of RAPHAEL Ventilator

SUN Xiao-jie,YU Tian-lin, ZHAN Run-hong
Medical Engineering Department,The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao Shandong 266003,China

呼吸机主要用于临床抢救和呼吸衰竭的治疗，并且为麻醉及手术后患者提供通气支持。在众多呼吸机品牌中，拉斐尔呼吸机具有体积小，结构紧凑，功能齐全，操作简便等优点，能满足临床的广泛需求，应用较为普遍。本文简单介绍了拉斐尔呼吸机的结构特点和基本原理，以及常见故障的分析及排除过程。

呼吸机；结构原理；医疗设备维修

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.03.040

2011-10-26

作者邮箱：bernice_renata@yahoo.cn

TH789

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