患者への酸素の安全かつ効率的な供給。

アンビューバッグ（手動人工呼吸器）とも呼ばれるバッグバルブマスクは、自力呼吸ができない患者に酸素を供給するために使用されます。しかし、それらは多くの命を救ってきましたが、新型コロナウイルス感染症患者の治療には適していません。

このマスクの主な欠点は、肺に酸素を強制的に送り込むために手動で絞らなければならないことだ。これは短期間であれば効果がありますが、長期にわたるケアには適していません。また、肺にさまざまな量の酸素を送ることができるため、酸素を投与する前に患者をまず安定させる必要があります。

緊急用人工呼吸器のオープンソース設計を検討した後、Tolomatic のエンジニア チームが集まり、アンビューバッグから人工呼吸器を構築するための新しいアイデアをいくつか考え出しました。1 週間以内に、チームは同社のネジ駆動電動アクチュエータを使用する 2 つの設計を作成しました。この設計により、空気量と患者への供給頻度の制御が自動化され、手動で操作するアンビューバッグに比べて大幅な改善が図られています。

私たちのアプローチは、電気リニアアクチュエーターを使用して従来の手動プロセスを自動化し、患者が数日または数週間空気を摂取し続けることを保証することでした。アクチュエータは、下降の速度、周波数、ストローク長を制御します。どのくらいの時間一時停止するか。次に、戻り動作の速度、周波数、ストローク長です。

他のオープンソース設計で見られた従来のカムシリンダーや空気圧シリンダーとは異なり、アクチュエーターを使用すると、医師や看護師は患者の肺に入る酸素の流れを完全に制御できます。患者が若くても、高齢であっても、大柄でも小柄でも、患者に送られる空気の量と頻度を調整できます。

電動ロッドアクチュエータまたはロッドレス電動アクチュエータを使用します。どちらもサーボモーターからの回転動力を直線運動に変換するネジ駆動のリニアアクチュエーターです。ロッド型アクチュエータは、アクチュエータ本体からロッドが伸縮する構造になっています。ロッドレスアクチュエータにはロッドがありません。代わりに、移動量またはストロークはアクチュエータ内に含まれます。この用途では、ロッド アクチュエータにはアンビュー バッグを保持するハウジングが必要で、アクチュエータはハウジングに取り付けられます。ロッドレスアクチュエータはよりコンパクトで、アンビューバッグをレール内に保持して圧縮できます。

両方のプロトタイプの最適なストローク長は 2.5 インチで、出力シャフトにかかる力は最小 25 ポンドです。どちらも少なくとも 100 ポンドの力に耐えられると評価されています。ダイレクトドライブ (またはインライン) モーター構成により、設計が簡素化され、コストが削減されます。設計にギアを追加すると、より多様なモーターに対応できるようになります。

これらの新しいデザインは、一方向のカムや空気圧アクチュエーターを使用してプロセスを自動化するアンビューバッグの改良を改善したものと思われます。これらにより医療従事者はストロークの長さを調整できるのではなく、呼吸の頻度のみを調整できるようになります。その結果、すべての患者に同じ量の呼吸が送達され、その結果生じる動作プロファイルは典型的な呼吸サイクルとは異なります。

一方、リニア アクチュエータは、指定された距離にわたって迅速に加速して速度を維持することができ、圧縮あたりの空気量をより連続的に提供し、より典型的な呼吸サイクルを実現します。リニアアクチュエータによる動きの全体的な制御により、患者の年齢、体格、または現在のニーズに合わせて空気量を調整することもできます。

この設計は、信頼性の高い長期的なパフォーマンスを提供し、モーター故障の場合のアラームや空気流の量と質を監視するセンサーの追加に対応します。

当社は医療機器メーカーではないため、この設計はどの規制機関からも承認されていません。しかし、これらの概念では、患者との接触はすでに承認されているアンビューバッグの接触に限定されます。私たちの目的は、他のパートナーと連絡を取り、関心を呼び起こし、命を救おうとしている医療関係者を支援する承認済みの設計に関してどのように協力できるかを議論することです。

これまでに、私たちは他のコンセプト設計を追求するいくつかの企業と話し合い、電動アクチュエーションがもたらすさらなる利点に興味を持っています。当社は、これらの重要な課題の解決に役立つモーション コントロールの専門知識を提供する準備ができています。企業の場合、申請に関するサポートが必要な場合は当社までお問い合わせください。