拉斐爾呼吸機的結構原理與故障維修

孫曉杰，于天林，戰潤洪

青島大學醫學院附屬醫院 醫學工程科，山東 青島 266003

拉斐爾呼吸機的結構原理與故障維修

孫曉杰，于天林，戰潤洪

青島大學醫學院附屬醫院 醫學工程科，山東 青島 266003

拉斐爾呼吸機是適用于兒童和成人患者的兼用型呼吸機[1]，在臨床中，為適應不同患者的需求，其可提供多種通氣模式，主要包括：潮氣量控制方式，壓力控制方式，以及自主方式。其中，潮氣量控制方式包括容量控制強制通氣（SCMV）和同步間歇指令性通氣（SIMV）；壓力控制方式包括壓力控制通氣（PCV）和壓力同步間歇指令性通氣（PSIMV）[2]。

1 結構原理

1.1 拉斐爾呼吸機的基本結構（圖1）

拉斐爾呼吸機的結構組成包括以下幾個部分：

圖1 拉斐爾呼吸機的基本結構

（1）空氧混合器：空氧混合器是利用射流原理制成。O2通過小孔噴嘴形成高速氣體射流時產生負壓，吸帶噴嘴附近的空氣來稀釋濃度。調節空氣的進量可控制空氧混合比例，從而改變輸出氣體的氧濃度。輸出氧濃度的可調范圍是21%～100%。空氧混合器附有輸出氧氣壓力、氧濃度監測及報警功能。

（2）主機：由顯示屏、控制器、呼氣閥、吸氣閥、預警器以及空氣壓縮機組成。控制器通過對呼氣閥和吸氣閥的控制來實現對呼吸的控制。通過顯示屏輸入相關條件參數，再由計算機處理系統來對控制器發出相應指令來滿足患者的呼吸要求。

（3）濕化器：把主機向患者提供的氣體加以濕化處理，用這樣的方法來濕化患者的呼吸道，可以起到對氣管、支氣管粘膜的保護作用。

濕化器是使進入人體的氣體進行加濕，并將水加溫到32～35℃（產生水蒸氣）的恒溫加熱裝置。濕化器串聯于呼吸機吸氣通道。濕化器一般裝有電阻恒溫裝置，考慮至恒溫裝置一旦失控，水溫劇增，可能造成呼吸道灼、燒傷事故，因此，要經常監測水溫，或加溫控雙回路保險。

（4）外部管道：把經過濕化或霧化的氣體提供給患者，同時把其呼出的氣體通過呼吸活瓣直接排出，并把呼吸信號反饋給主機，以實現對呼吸的控制。

1.2 拉斐爾呼吸機的基本原理

拉斐爾呼吸機本質上是一個電子控制的呼吸通氣系統，是典型的“機、電、氣”一體的精密儀器。本文將按照電路與氣路系統2部分來介紹其基本原理。

電路部分含有可以精確控制的微處理器，即pc167CR，其可以完成信號處理，對氣路精確控制，報警記憶和顯示等功能。具體來說，即操作者將啟動、呼吸模式、參數等數據輸入到微處理器中，然后形成指令，同時，呼吸機通過微處理器對氣路傳感器檢測到的信號進行處理，而控制相應的閥（吸氣閥、呼氣閥、安全閥等）工作，以按需給患者通氣。另外，其還會將設置值、實際值、有關圖形和各種報警功能顯示于屏幕[3]。

氣路部分主要是在控制電路的控制下按一定的潮氣量、壓力、流速、氧濃度比例、吸呼比、呼吸模式等供應氣體。拉斐爾呼吸機的工作方式是經呼吸道直接加壓。呼吸機工作時，經過加壓的O2和空氣先通過過濾器再進入空氧混合器，并由電子控制單元按照預先設定的參數將氧氣和空氣混合，之后將混合氣送入儲氣箱，最后以1個恒定的壓力供給患者。另外，通過氣路中的相關傳感器和監測部件準確地測量患者呼吸的有關參數，呼吸機可以真實地反映患者的狀態并定期自動校正。拉斐爾呼吸機采用集成化氣路即內部管道、部分閥和換能器高度集成于一模塊內，這樣可以避免管道老化，漏氣等，從而降低了系統的故障率，提高了系統的可靠性。

2 故障分析及維修

2.1 開機并啟動通氣支持后，報“管路脫開”故障

此故障出現后首先懷疑管路漏氣或流量傳感器是否出，現問題。進行氣密性測試和流量傳感器測試[4]均通過，說明氣密性和流量傳感器沒有問題。然后觀察壓力曲線，發現其現狀與正常狀態下的不同，具體差別，見圖2。

圖2 壓力曲線現狀與正常狀態下的區別對照

由圖2可見，管道內有氣流不暢的狀況，分析是管道局部堵塞或彎折。順著管路仔細察看，發現吸氣管路與濕化罐連接處由于老化發生彎折，管道變窄，從而造成氣流不暢。將管道抬起，令彎折部分變直，報警消除。最后，更換新硅膠管，設備可以正常使用。

2.2 主機自檢不通過，報“CODE7”錯誤代碼

“CODE7”錯誤代碼表示空氧混合器的O2比例閥有問題。分析出現這種情況可能有以下幾個原因：

（1）中心供氧提供的O2含有一定的雜質，長時間使用造成O2比例閥堵塞。

（2）氣水分離器中的水沒有及時清除，造成管路中水分過多，最終導致O2比例閥因進水而不能正常工作。

（3）O2比例閥損壞。

將O2比例閥取下，發現是由于水分過多造成其不能正常工作。用吹風機吹干，重新安裝，機器報警消失，工作正常。

2.3 壓縮機上的壓力表指針在非正常工作區

壓力表表盤上劃分了3個區域：非正常工作區（WET）、臨界區及正常工作區（DRY）。壓力指示反應了空氣壓縮機向主機送氣壓力值的高低，送氣壓力必須達到臨界區最低值或臨界區最低值以上，若送氣壓力低于臨界區最低值，處于非正常工作區范圍以內，則會影響呼吸機對患者的正常通氣支持[5]。分析出現這種情況可能有以下幾個原因：

（1）空氣壓縮機內部管路破損漏氣。

（2）壓力指示與系統壓力調節閥之間的限流器堵塞。

（3）氣體輸出管路閥門調節過緊。

（4）空氣壓縮機內部磨損，工作能力下降。

通過聽空壓機工作時的聲音和檢查有無風從機箱內往外吹，確定空壓機內部無漏氣點。查看限流器，發現沒有堵塞。將氣體輸出管路閥門開到最大，輸出氣體的壓力仍達不到正常工作要求的范圍。最后通過檢查空壓機內部的電機發現，電機內部密封圈已老化，而且電機由于長期高速運轉，內部磨損嚴重，已不能在滿足正常的工作需求。更換電機后，空壓機工作正常。

3 小結

了解拉斐爾呼吸機的結構和工作原理是做好該設備日常維修和維護工作的重要基礎。同時，在日常工作中需要多觀察，多動手，多總結經驗，如在維修呼吸機過程中，總結發現采取以下幾條措施，可有效降低該呼吸機的故障率并延長其使用壽命：禁止呼吸機連續使用超過2周；在空壓機的輸出壓力表指針降到臨界區時，便更換空壓機內部電機的密封圈；定期清理空壓機氣體入口的過濾網和其內部電機的空氣入口；減少氧電池校準次數，僅在必要時（更換氧電池或相關報警觸發時）校準，因為過多的校準會降低氧電池壽命。

[1] 李同勝,李瑞剛.拉斐爾銀呼吸機顯示#7,code27故障檢修一例[J].醫療設備信息,2007,22(11):124.

[2] 金國春.拉斐爾呼吸機的保養維護和常見故障排除[J].醫療設備信息,2004,19(7):45.

[3] 方偉.RAPHAEL呼吸機出現#7Alarm code26故障維修[J].醫療衛生裝備,2007,28(3):76.

[4] 鄭偉,袁忠勛.RAPHAEL呼吸機的測試與校正[J].醫療衛生裝備,2004,25(10):41.

[5] 郭赤,郭保凱,陳培昕.拉斐爾呼吸機空氣壓縮機原理與常見故障處理[J].醫療衛生裝備,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

呼吸機主要用于臨床搶救和呼吸衰竭的治療，并且為麻醉及手術后患者提供通氣支持。在眾多呼吸機品牌中，拉斐爾呼吸機具有體積小，結構緊湊，功能齊全，操作簡便等優點，能滿足臨床的廣泛需求，應用較為普遍。本文簡單介紹了拉斐爾呼吸機的結構特點和基本原理，以及常見故障的分析及排除過程。

呼吸機；結構原理；醫療設備維修

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.03.040

2011-10-26

作者郵箱：bernice_renata@yahoo.cn

TH789

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