Les nouveaux prototypes de ventilateurs reposent sur des actionneurs linéaires

actionneur linéaire pour application médicale

La distribution sûre et efficace d'oxygène aux patients.

Les masques à valve à poche, également appelés sacs ambu (unités de respiration artificielle manuelle), sont utilisés pour fournir de l'oxygène aux patients qui ne respirent pas seuls. Mais bien qu'ils aient sauvé de nombreuses vies, ils ne sont pas bien adaptés pour traiter les patients atteints du coronavirus COVID-19.

Le principal inconvénient du masque est qu'il doit être pressé manuellement pour forcer l'oxygène dans les poumons. Cela fonctionne pour de courtes périodes, mais pas pour les soins de longue durée. Il peut également envoyer des quantités variables d'oxygène dans les poumons et le patient doit d'abord être stabilisé avant de recevoir de l'oxygène.

Après avoir examiné les conceptions open source pour les ventilateurs d'urgence, une équipe d'ingénieurs de Tolomatic s'est réunie et a proposé de nouvelles idées pour fabriquer des ventilateurs à partir de sacs ambu. En une semaine, l'équipe avait créé deux modèles utilisant les actionneurs électriques à vis de la société. Les conceptions automatisent le contrôle du volume d'air et la fréquence à laquelle il est fourni aux patients - une amélioration significative par rapport aux sacs ambu à commande manuelle.

Notre approche consistait à automatiser un processus traditionnellement manuel à l'aide d'actionneurs linéaires électriques et à garantir que les patients continueraient à avoir de l'air pendant des jours ou des semaines. Les actionneurs contrôlent la vitesse, la fréquence et la longueur de course de la descente; combien de temps faire une pause; puis la vitesse, la fréquence et la longueur de course du mouvement de retour.

Les actionneurs donnent aux médecins et aux infirmières un contrôle complet sur le flux d'oxygène entrant dans les poumons du patient, contrairement aux vérins à came ou pneumatiques plus traditionnels que nous avons vus sur d'autres conceptions open-source. Que le patient soit jeune, vieux, grand ou petit, ils peuvent ajuster la quantité d'air et la fréquence à laquelle il est administré au patient.

Nous utilisons soit un actionneur à tige électrique, soit un actionneur électrique sans tige. Les deux sont des actionneurs linéaires à vis qui convertissent la puissance de rotation d'un servomoteur en mouvement linéaire. Les actionneurs du type à tige ont une tige qui s'étend et se rétracte du corps principal de l'actionneur. Les actionneurs sans tige n'ont pas de tige. Au lieu de cela, la course ou la course est contenue dans l'actionneur. Pour cette application, l'actionneur de tige a besoin d'un boîtier pour maintenir le sac ambu et l'actionneur se monte sur le boîtier. L'actionneur sans tige est plus compact et peut contenir et comprimer le sac ambu dans ses rails.

La longueur de course optimale pour les deux prototypes est de 2,5 pouces, avec un minimum de 25 lb de force sur l'arbre de sortie. Les deux sont évalués pour au moins 100 lb de force. La configuration du moteur à entraînement direct (ou en ligne) simplifie la conception et réduit les coûts. Ajouter un engrenage à la conception lui permettrait d'accueillir une plus grande variété de moteurs.

Ces nouvelles conceptions semblent être une amélioration par rapport aux modifications des sacs ambu qui ont automatisé le processus en utilisant une came unidirectionnelle ou un actionneur pneumatique. Ceux-ci ne permettent pas aux travailleurs de la santé d'ajuster la longueur de la course, seulement la fréquence respiratoire. En conséquence, le même volume de volume est administré à tous les patients et le profil de mouvement résultant ne ressemble pas à un cycle respiratoire typique.

Les actionneurs linéaires, quant à eux, peuvent rapidement accélérer et maintenir la vitesse sur une distance spécifiée, fournissant des volumes d'air plus continus par compression et un cycle de respiration plus typique. Le contrôle total du mouvement à partir d'un actionneur linéaire permet également d'ajuster les volumes d'air en fonction de l'âge, de la taille ou des besoins actuels du patient.

Les conceptions offrent des performances fiables à long terme et permettront l'ajout d'alarmes en cas de panne du moteur et de capteurs pour surveiller la quantité et la qualité du flux d'air.

Nous ne sommes pas un fabricant de dispositifs médicaux et cette conception n'a été approuvée par aucun organisme de réglementation. Cependant, ces concepts limitent le contact avec le patient à celui du sac ambu déjà approuvé. Notre intention est de contacter d'autres partenaires, de susciter un certain intérêt et de discuter de la manière dont nous pouvons collaborer sur une conception approuvée qui aidera le personnel médical à essayer de sauver des vies.

À ce jour, nous avons discuté avec plusieurs entreprises poursuivant d'autres conceptions de concept et nous sommes intéressés par les avantages supplémentaires que l'actionnement électrique apporterait. Notre société est prête à offrir notre expertise en contrôle de mouvement pour aider à résoudre ces défis critiques. Les entreprises doivent nous contacter pour obtenir de l'aide avec leurs applications.


Heure du Message: 29 mars-2021