内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:11:50星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图1 自动控制原理框图

自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理 、交通 管 理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。自动控制系统在生物医学工程的应用受到科研工作者们越来越多的关注！

2.呼吸机的结构及工作原理

2.1 呼吸机的概述

人自然呼吸的过程是在吸气时收缩吸气肌，胸腔负压增大，肺泡内压下降至低于大气压水平，将体外环境中的气体吸入肺内；在呼气时则是通过胸廓的弹性回缩，将吸气时所储存的势能释放，将气体呼出。由于在吸气时肺内是负压，故这种呼吸运动称为负压呼吸。目前临床上常用的呼吸机采用的是正压呼吸。正压呼吸的通气方式是在呼吸道开口处，如口腔、鼻腔、或气管插管、套管，用机械方法直接施加压力，超过肺泡压，产生压力差，空气自体外通过管道流向肺泡，产生通气；除去呼吸道开口的压力，转为大气压或低于大气压，并依靠胸廓或肺的弹性回缩，肺泡压大于大气压，肺泡气即自肺泡排出，

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产生呼气；待肺泡压低到大气压时，呼气停止。按此原理设计的呼吸机，结构简单，使用方便，是临床上常用的一种。但是，正压呼吸不同于生理状态的负压呼吸，对机体有一定的不良影响。其治疗作用包括改善通气功能、改善换气功能以及减少呼吸功的消耗和节约心脏储备能力。

2.2呼吸机的结构及工作原理

电子线路和机械气路混装的呼吸机的基本结构一般结构是由氧气源、电磁阀、混合空气装置、限压阀、湿化器和温控电路、气道阻力表、呼吸阀、信号盒、电磁阀控制电路等九部分组成。

体外的氧气源专为患者提供吸气时所需的氧气，通过电磁阀，即“氧气源” 的开关阀门，通过控制电磁阀线圈电流的通与断，来控制其阀门的开与关，从而使气流通或断。氧气进入混空气装置使纯氧变为适宜人呼吸的空气，限压阀是确保气体以一定压力输出的气体限压装置。然后经过由湿控电路控制的湿化器，起到类似于人体呼吸道的湿化、过滤、温暖的作用。空气到达呼吸阀，它是利用气动的办法，驱动两个活瓣，实现呼气、吸气、负气压三个信号通过时的有机结合的装置。吸气时，吸气活瓣开，机器向病人单向送气，呼气时，吸气活瓣关闭，呼出的气体由呼气道排出。最后经过气道阻力表，该表是用来指示病人呼吸道阻力大小的装置，进入病人的肺内。与此同时的还有一反馈系统，即从呼吸阀到信号盒，再通过电磁阀控制电路反馈控制电磁阀。信号盒是由一个灵敏的弹性膜片带动一对密封电气接点而构

成的。当吸气负压达到一定值时，接点断开，信号盒输出一个脉冲信号。这样，把患者吸气负压变换成了电信号，并输入到“电磁阀控制电路”，实现对电磁阀的控制作用。电磁阀控制电路 ，它是由脉冲数字电路组成的逻辑控制系统，用来控制电磁阀的通或断。最后，通过气路最终实现所要求的呼吸频率、呼与吸时间比的机器控制呼吸、同步呼吸以及主动与被动呼吸的自动转换等。

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图2 呼吸机的结构及工作原理

3、自动控制原理在呼吸机的应用及发展前景

由呼吸机的类型不同，则呼吸监护的自动控制系统的被控制对象不同。定压型呼吸机优先设定压力，通气量决定于通气压力的大小，而定容型呼吸机优先设定通气量，通气压力的大小决定于通气量的大小。大多数呼吸机可直接设定通气频率，但也有的呼吸机则通过设定通气周期来达到改变通气频率的目的。控制装置则是对被控对象施

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加控制作用的机构的总体，对不同的被控制对象采用不同的原理和方式进行控制。由上述内容知最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统，从呼吸机结构图可看出呼吸阀、信号盒、电磁阀控制电路和电磁阀构成了呼吸机的反馈控制系统。也即当被控对象的输出量即被控量未达到或超过了预先根据病人情况设定的给定值，如压力过高或过低、气体容量过大或过小、通气频率过快或过慢，则信号盒把患者吸气负压变换成电信号，并输入到“电磁阀控制电路”，实现对电磁阀的控制作用。最终达到在无人直接参与下，自动给病人提供适时适量适宜的呼吸。

呼吸机是医院关键环节的重点设备，常用于呼吸监护病房(RICU)、各种内外科加强监护病房(ICU)、急诊手术、麻醉术后恢复室、流动急救场所和家庭之中。在现代化医院设备中占有重要位置。从其发展趋势来看，像其他医疗器械一样，我国的呼吸机市场也得益于国家医疗体制的改革，特别是在今后几年，随着呼吸机应用范围的不断拓展，我国对于呼吸机的需求将会维持10%左右的持续增长速度。随着光电一体化、微电脑处理器，传感器等技术的不断提高，呼吸机也不再仅限于在急救医学上应用，高档治疗型呼吸机例如睡眠呼吸治疗及如用于新生儿、早产儿的高频振荡呼吸均已用于临床。呼吸机的发展趋向于3个方面：

微电脑（智能化）控制、高精度微传感器（压力、流量传感器等）、快速反应的活瓣（阀门）系统。这三个方面的发展趋势都是建立在自动控制技术不断发展的基础上的，自动控制原理的应用将会使得呼吸机的科技含量水平不断提高。

参考文献：

[1] 黄坚. 自动控制原理及其应用[M].北京：高等教育出版社，2009.1-199.

[2] 王成, 张剑戈, 李斌，钱明理，黄昕. 医学仪器原理[M].上海：上海交通大学出版社，2008.79-92.

[3] 席涛, 杨国胜, 等, 呼吸信号检测技术的研究进展[J]. 医疗卫生装备. 2004, (12): 26-28. [4] 戚建新, 林原, 卞正. 一种阻抗法呼吸信号检测电路的设计[J]; 中国医疗器械杂志.1998, (01): 9-11.

百合的研究现状及其开发利用

学号 ???? 姓名????

（某某学院 生命科学学院 浙江 313080）

摘要：百合（Lilium brownii var.viridulum）是百合科多年生草本植物，具有观赏、食用、药用等多种功能，特别是在食用和药用方面，具有很大的开发利用价值。本文主要是对百合的品种、生理生化、育种、栽培和繁殖、病虫害的防治、百合的食用和药用的研究及开发利用等进行了较为详细地概述，对于人们更充分的了解认识百合的各种功能、充分掌握其应用技术、研究现状和开发利用前景，具有重要的现实意义和社会意义。关键词: 百合，品种， 栽培，开发利用

前言

百合（Lilium brownii var.viridulum）又名喇叭筒、百合蒜,是百合科多年生草本植物，为无皮鳞茎中地生型之抽茎型球根花卉。原生种质估计有96种，分布于北纬11至64度间。亚洲、中亚及北美洲为百合最主要分布地区。

百合花大美丽，可供观赏；含芳香油可作香料。现代研究证明，百合有较高的营养价值，富含蛋白质、脂肪，淀粉、糖及维生素B1、B2和维生素C等成分，是一种良好的强身滋补品。百合还含百合苷A、百合苷B，特别含有秋水仙碱、秋水仙胺等类似植物碱，能抑制癌细胞增生。临床用于白血病、皮肤癌、鼻咽癌、乳腺癌、宫颈癌，均有明显疗效。还可治疗胃病、

肝病、贫血等。民间食用百合历史悠久，用百合做菜，更是颇为广泛。若经常服食百合，可健身强体，延年益寿。

百合具有观赏、食用、药用等多种功能，特别是在食用和药用方面，具有很大的开发利用价值。通过对百合的深入研究，有利于认识它的各种功能、研究和掌握其应用技术、了解百合的研究现状和开发利用前景，对于提高人们的生活质量，具有重要的现实意义和社会意义。

1 百合的品种研究

1.1 常见的百合种类

1.1.1 百合组:观赏价值最多，花朵较大，喇叭形，横向生长

野百合（Lilium brownii）、王百合（Lilium regale）、麝香百合（Lilium longiflorum）、台湾百合（Lilium formosanum）、淡黄花百合（Lilium sulphureum）,其中的新铁炮百合和关岭创孔海百合是新品种

[1，2]

。

1.1.2 卷瓣组： 1.1.3 钟花组：这 1.1.4 轮叶组：

1.2原产其他国家的百合—主要分布于日本、朝鲜还有欧洲。 1.3杂交品种

2 百合的生理生化研究

百合的生理生化涉及很多方面的研究，比如对于百合中多糖的含量的研究、百合的耐缺氧作用、百合的胚囊的发育状况和百合花粉的萌发等，它们受温度、二氧化碳的含量、射线辐照、辐射和金属离子等许多因素影响

[5，6]

。

利用60Co-γ射线辐照百合并观察它的生理变化，结果显示辐照抑制百合鳞片萌发,既使用外源激素异丙烯酸（IAA）或丙烯酸丁酯(BA)处理辐照百合也不能使其恢复萌发；辐照能使百合维生素C含量升高,并随辐照剂量增大；对维生素C氧化酶活性影响效果不显著；辐照阻止了百合蛋白质含量的减少；游离氨基酸含量的变化随辐照剂量不同而不同,低剂量使其降低,高剂量使其升高。

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3 百合育种、栽培及繁殖的研究

3.1.育种

育种主要包括细胞融合技术育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、基因工程育种和分

子标记辅助育种。分别利用现代科技技术对百合的新品种进行开发和利用，改善百合的品种使百合更有适应生长环境的能力，提高百合的存活率和生长优势。在这里主要阐述细胞融合技术育种和杂交育种。

3.1.1 采用细胞融合技术育种 3.1.2 杂交育种

遗传学报,2002年29卷1期第72～78页报道柱头切割技术与胚抢救技术的结合成功地将百合远缘杂交育种推至高潮。由于百合在生产中以无性繁殖为主,对于主要性状的遗传规律研究不多。新铁炮百合是中国台湾百合与麝香百合杂交育成的种间杂种,许多育种家通过回交或其他手段对新铁炮百合进行了改良,从而形成了新铁炮切花百合杂种品种群。此种百合自交亲和性大,结实率高,种子繁殖,是百合遗传研究的好材料。

近年研究者们从杂种优势利用的角度进行该类百合品种遗传改良。主要采用多倍体诱导、等位酶分析和利用基因转化胚性愈伤组织受体等技术对百合的杂交育种进行分析

[9,10]

。

3.2栽培技术 3.2.1 高产栽培技术 3.2.2 引种栽培技术 3.3 繁殖技术

4 百合病虫害的防治 5 百合的开发利用

5.1 百合的保鲜技术 5.1.1 切花保鲜

百合是切花中的佳品,需求量日益增大,市场销售活跃。但百合花的瓶插寿命因品种和环境条件而异，一般为5-9天。所以切花保鲜技术需要人们大量的开发。

目前,用于百合切花保鲜的方法以化学保鲜为主,并通常使用含硝酸银或硫代硫酸银的溶液进行瓶插处理。还有用不同浓度的1-甲基环丙烯、Co-γ射线和低温下都能够达到对切花的保鲜。另外可用不同浓度的不同溶液对切花进行预处理和瓶插后的保鲜。比如由于百合花对乙烯敏感，就用抑制乙烯的硫代硫酸银（STS）脉冲处理

[23]

60

来延长百合的瓶插寿命。

也有研究报道将百合切花在4～6℃贮藏进行保鲜。调查分析,低温处理对提高百合切花品质有明显效果,可以作为有效技术应用于实际生产中

[23，24]

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