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高力電動アクチュエータ

病院や医療施設で患者を移動させる場合、必ずしも車椅子やストレッチャーに乗せた患者を廊下を駆け抜ける必要はありません。多くの場合、患者は横になったり座ったりした状態から立ったり(またはその逆)するだけで済みます。ある程度の移動能力がある患者であっても、筋力が限られていたり、転倒や怪我のリスクがあったりするため、こうした「単純な」動作を行う際に介助が必要となることがよくあります。また、多くの場合、患者用ベッド、椅子、診察台などの体重を支える医療機器には、患者の快適性と使いやすさを向上させ、診察や医療処置を行う医療スタッフのアクセス性を高めるために、患者の移動や体位調整ができる機能が備わっているのです。

これらの事例すべてにおいて、リニアアクチュエータは、患者を怪我から守り、患者と医療スタッフ双方にとって人間工学的に優れた方法で移動させるのに役立ちます。

「患者用機械式リフト」または「患者用ホイスト」と呼ばれる装置は、スリング、身体力学、電気機械式アクチュエータ、またはこれらの装置の組み合わせを用いて、患者を短距離(例えば、ベッドから車椅子へ)持ち上げて搬送します。患者用リフトには、床置き型、天井/頭上設置型、または「座位から立位」装置と呼ばれるものがあります。

従来の床置き式または天井設置式の患者用リフトは医療スタッフが操作し、スタッフが患者を移動させるのが危険な場合に主に補助するのに対し、座位から立位への移行を補助する装置は患者自身が操作し、電気機械式アクチュエータを使用して座位から立位(またはその逆)への移行を補助します。これらの移動補助具は、通常、患者が怪我や手術から回復し、筋力と可動性を回復しようとしている際に使用されます。

患者の体重の全部(または大部分)を支える患者用昇降機は、通常24ボルトのロッド式アクチュエータを使用します。ロッド式アクチュエータは、押し出し(伸長)動作と引き込み(収縮)動作の両方で大きな力を発揮し、ロッドの回転を防ぐための安全ナットやスプラインシャフトなどの安全機能を組み込むことができます。軸方向荷重に対する支持が必要な場合は、アクチュエータのスラストロッドに曲げモーメントが発生しないように、アクチュエータと併用してリニアガイドを使用します。

患者用ベッド、手術台、椅子など、通常は固定されている機器にも、リニアアクチュエータが組み込まれており、医療従事者の人間工学に基づいた作業性の向上、患者の快適性の向上、そして医療処置における正確な位置決めを可能にするための調整を容易にしています。例えば、CTスキャナーやMRIスキャナーなどの画像診断装置では、患者用テーブルが上下に昇降することで、様々な運動機能障害を持つ患者が安全かつ容易にテーブルに乗り降りできるようになっています。その後、テーブルは水平方向に移動して画像診断装置の範囲内に出入りし、身体の特定部位のスキャンを容易にします。

こうした動的な患者用テーブルの用途では、垂直方向の動きは伸縮式アクチュエータによって実現されることが多く、一方、水平方向の動き(通常はより厳しい位置決め精度が求められる)は、高容量のリニアガイドと精密ボールねじまたはラックアンドピニオン駆動装置によって実現される。

病院のベッドや手術台など、ベッドや手術台の個々の部分の調整や移動のみを必要とする機器には、小型の12ボルトのロッド型アクチュエータがよく用いられる。

医療機器に使用されるアクチュエータにとって最も重要な性能基準は、信頼性です。患者用天井リフトで使用される場合でも、単に病院用ベッドの頭部と脚部を調整する場合でも同様です。例えば、IEC 60601などの国際規格では、「医療用電気機器の基本安全性と必須性能」に関する要件が規定されています。

これらの要件を満たすため、患者用リフト、ベッド、テーブルなどに使用されるリニアアクチュエータは、「押す」(伸ばす)動作と「引く」(縮める)動作の両方に対して明確な安全係数を設定して設計されています。また、多くの場合、IPX6(強力な水圧に対する保護)またはIPX7(水深1メートルまで30分間浸漬しても損傷しない保護)の保護等級を誇る完全密閉型の筐体を備えています。これらの密閉型筐体と特殊な設計により、低騒音動作と、アクチュエータの定格寿命期間中の最小限(または不要)のメンテナンスも実現しており、これらは医療業界で一般的に求められる要件です。


投稿日時:2021年11月8日
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