呼吸机湿化罐自动加水装置设计探讨

2015-01-13曾德举

医疗装备 2015年2期

关键词：输液器潮气量控制电路

曾德举

(上海长海医院海宁分院-海宁市人民医院，浙江海宁314400)

呼吸机湿化罐自动加水装置设计探讨

曾德举

(上海长海医院海宁分院-海宁市人民医院，浙江海宁314400)

本文探讨设计一种呼吸机湿化罐自动加水控制系统，简要阐述了该系统的优点、组成结构和程序设计

湿化罐;自动加水;设计探讨

目前，大部分呼吸机都使用湿化器实现对吸入气体进行加温加湿的功能。为了保证吸入气体的湿度，湿化罐需要不断添加蒸馏水。临床上常规的加水方法有三种:一是分离呼吸机与进气管道，从进气孔倒入蒸馏水，再快速地接上管道;二是用注射器抽取蒸馏水从小进水孔内注入;三是使用输液器，将输液器乳头插进小孔内，定时进行加水。但在实际工作当中，发现断开进气管道加水和用注射器加水均需要断开呼吸通道，患者的呼吸状态会发生短暂的改变，给病人的治疗带来不便，同时由于反复断开回路，增加呼吸管道的感染机会。因此第三种方法较为理想。本文主要探讨针对第三种方法的改进。

1 系统设计

如图1所示，该系统由蒸馏水袋、输液皮条、电磁阀管路夹及控制电路组成。蒸馏水利用重力作用，经过输液器滴入湿化罐，通过计算不同温度档位、潮气量等情况下的单位时间蒸馏水的消耗量和输液器蒸馏水的滴入量之间的换算关系，设定控制器的运行模式来控制电磁阀管路夹开启频率，使湿化罐保持正常水位。

电路如图2所示，主要由电源电路、电池、时钟控制电路、LED显示和继电器组成。时钟控制电路由可编程单片机AT89C52组成，可手动编译20组设定开闭程序，电源电路主要为电池充电，时钟高电平时，继电器K1闭合，为负载(管路夹电磁阀)供电。

管路夹为12VDC供电电磁阀，为常闭阀，如图3所示。

图1 系统框图

图2 控制电路

图3 管路夹

2 程序控制

程序控制方式根据呼吸机在不同的潮气量，温度条件下的湿化罐消耗的蒸馏水的量来编译电磁阀的开启频率与时间，表1为不同温度，潮气量条件下湿化罐消耗蒸馏水的量(测试时间为8h，湿化器为Fisher＆Paykel MR410)。

蒸馏水的滴入速度为滴入量/滴入时间，经过实际多次测量为1．9mL/s，根据上表蒸馏水的消耗量可以换算出管路夹的开启时间及频率，使湿化罐保持在正常水位。例如，潮气量500 mL，温度低档，蒸馏水8h的消耗量为250 mL，那么程序可以设定为每1h管路夹电磁阀开启15s即可用保证湿化罐始终处于正常水位。

表1 不同温度、潮气量条件下湿化罐消耗蒸馏水的量

3 讨论

现在市面上已经有了带自动加水的湿化罐，但是均为一次性使用，成本较为昂贵。另外也有对现有湿化罐进行改造，使用液位传感器来控制管路夹的开闭，但是这种系统也存在不少缺点:如果传感器置于湿化罐外侧，灵敏度不够;如果置于湿化罐内侧，都将对现有湿化罐进行破坏，而且消毒也不太方便。相比来说，本控制系统实现起来比较容易，充分利用现有湿化罐的加液乳头，不会造成湿化罐的破坏和影响湿化罐的消毒。但是该系统也存在一定的缺陷，如管路夹夹的过紧，会造成输液皮条的粘黏，缺少报警装置如蒸馏水空瓶或湿化罐液位过高过低等。