医療用人工呼吸器

人工呼吸器は、機械的に肺に空気を取り込んだ後に排出させ、断続的または継続的に肺換気を補助または制御するよう設計されています。また、人体の酸素レベルを制御するのに使用することもできます。たとえば、手術中に失血が原因の低酸素状態や、患者の体に十分な酸素が供給できないときなどです。人間の介入は最小限にするのが最善です。

 センサーとマイクロコントローラ：換気における最も一般的な指標は、数回の呼吸動作において得られる絶対容量と肺胞換気量の変化です。圧力、体積、および流量用の一連のセンサーが必要です。センサー情報は、マイクロコントローラの動作を変化させます。 マイクロコントローラはセンサー情報に基づき、人工呼吸器ポンプのモータシステムを制御します。

 警報システム：人工呼吸器の重要な役割の1つは、換気量や気道内圧など、患者パラメータを通知する警報です。換気システムは、患者の呼吸活動を検出できなければなりません。マイクロコントローラは、センサーを使用して、吸引流量と呼吸圧の変化を測定します。一定の時間内に吸気が検出されない場合、モニターはアラームを鳴らします。プログラムされる条件は、各システムによって異なります。オーディオアンプは、状況に応じてさまざまなアラーム音で通知するために使用されます。アラームを鳴らすのに、PWMサイクルのプログラムができます。

バルブ制御：空気圧システムには、酸素と空気の2つの呼気供給があり、加圧タンクまたはコンプレッサーから供給されます。両供給源は、2つの入力バルブによって調整され、混合物組成を制御します。混合物は指定の圧力制限に保たれている気体貯留タンクから供給されます。混合組成が正しく、正しい圧力範囲にある場合、システムから患者に呼気が供給され、呼吸を制御します。肺の弾性によって過剰圧力が逃されます。これは受動的呼気と呼ばれ、呼気は通常、患者の換気装置内の一方向弁を通じて放出されます。

高度人工呼吸器は、成人、小児、幼児に対する急性期の呼吸サポートに使用されます。人口呼吸器は、高性能の換気機能、総合的なモニタリング、効果的な治療結果を提供します。

幅広い治療オプションにより、ほとんど全ての急性疾患患者のニーズを管理できます。こうしたオプションには、低流量P-V Loop操作、リモートインターフェースやボタンで調整可能な圧力設定、治療からの離脱をサポートするソフトウェアなどがあります。

スマートでネット接続されたシステムは、患者インターフェイスからの漏れを管理するのに役立ちます。スマート医療用人工呼吸器は、吸気トリガーと終了ポイントの両方を調整することで漏れを認識・補正し、最適な同期性を維持します。搬送中（ICU外部）の呼吸サポートと患者モニタリングも、妥協することなく保証する必要があります。そのためバッテリーは必要な電力を供給しなければなりません。

グリッド電圧降下が突然発生した場合、無停電電源装置（UPS）システムは電源をバックアップし、患者に対して安定した流量を維持し、モニタリングを確実に行います。また、UPSは通信ネットワークをバックアップし、必要なときにいつでも患者のデータにアクセスできるようにします。

送気装置では、ブラシレスDCモータ（BLDC）が装置駆動の根幹となります。こうした装置は、最高の信頼性、正確な機能、長い耐用年数を有し、過酷な動作条件（滅菌プロセス134°Cという高温）にも対応するよう設計する必要があります。代表的な機能には、きわめて滑らかな動作、低可聴ノイズ、高性能、小型で高い動力性能などがあります。小型動力は、モバイル人工呼吸器の設計にとって非常に重要です。モータ制御では、送気装置がミリ秒単位で正確に加速し、患者の呼吸活動と肺機能に合わせて素早く減速することが求められます。

インフィニオンのBLDC製品には、電源スイッチ、マイクロコントローラ、専用モータ制御IC、ゲートドライバ、センサがあります。ブラシレスDCモータ制御ソリューションの詳細をご覧ください。

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