환자에게 안전하고 효율적인 산소 공급.

백 밸브 마스크, 즉 앰부백(인공 수동 호흡 장치)은 스스로 호흡하지 못하는 환자에게 산소를 공급하는 데 사용됩니다. 하지만 이 장비가 많은 생명을 구했지만, COVID-19 코로나바이러스 환자 치료에 적합하지는 않습니다.

마스크의 가장 큰 단점은 산소를 폐로 강제로 주입하기 위해 마스크를 손으로 눌러야 한다는 것입니다. 이 방법은 단기간에는 효과적이지만, 장기적인 관리에는 적합하지 않습니다. 또한 폐로 공급되는 산소량이 다를 수 있으며, 산소를 공급하기 전에 환자가 안정을 취해야 합니다.

오픈소스 응급 인공호흡기 설계를 검토한 후, Tolomatic의 엔지니어 팀은 앰부백을 활용한 인공호흡기 제작에 대한 몇 가지 새로운 아이디어를 생각해 냈습니다. 일주일 만에 팀은 회사의 나사 구동식 전동 액추에이터를 사용하는 두 가지 설계를 개발했습니다. 이 설계는 환자에게 공급되는 공기량과 빈도를 자동으로 제어하여 수동으로 작동하는 앰부백에 비해 상당한 개선을 이루었습니다.

우리의 접근 방식은 전기 선형 액추에이터를 사용하여 기존 수동 프로세스를 자동화하고 환자가 며칠 또는 몇 주 동안 지속적으로 공기를 공급받을 수 있도록 하는 것이었습니다. 액추에이터는 하강 운동의 속도, 빈도, 스트로크 길이, 정지 시간, 그리고 복귀 운동의 속도, 빈도, 스트로크 길이를 제어합니다.

이 액추에이터는 다른 오픈 소스 디자인에서 볼 수 있었던 기존의 캠식이나 공압 실린더와는 달리, 의사와 간호사가 환자의 폐로 들어가는 산소 흐름을 완벽하게 제어할 수 있도록 해줍니다. 환자의 연령, 성별, 체격에 관계없이 환자에게 공급되는 공기의 양과 빈도를 조절할 수 있습니다.

저희는 전기 로드 액추에이터 또는 로드리스 전기 액추에이터를 사용합니다. 두 액추에이터 모두 서보 모터의 회전력을 선형 운동으로 변환하는 나사 구동식 선형 액추에이터입니다. 로드형 액추에이터는 액추에이터 본체에서 확장 및 축소되는 로드를 가지고 있습니다. 로드리스 액추에이터는 로드가 없습니다. 대신, 이동 거리 또는 스트로크가 액추에이터 내부에 포함됩니다. 이 경우, 로드 액추에이터는 앰부 백을 고정하는 하우징이 필요하며, 액추에이터는 하우징에 장착됩니다. 로드리스 액추에이터는 더 작고 레일 내에서 앰부 백을 고정하고 압축할 수 있습니다.

두 프로토타입 모두 최적 스트로크 길이는 2.5인치이며, 출력축에서 최소 25파운드(약 11.7kg)의 힘을 가합니다. 두 제품 모두 최소 100파운드(약 45kg)의 힘을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 직접 구동(또는 인라인) 모터 구성은 설계를 간소화하고 비용을 절감합니다. 기어링을 추가하면 더욱 다양한 모터를 사용할 수 있습니다.

이러한 새로운 디자인은 단일 방향 캠이나 공압 액추에이터를 사용하여 프로세스를 자동화했던 앰부백(Ambu bag) 개조 방식보다 개선된 것으로 보입니다. 이러한 설계는 의료진이 스트로크 길이를 조절할 수 없고, 호흡 빈도만 조절할 수 있도록 합니다. 결과적으로 모든 환자에게 동일한 양의 산소가 전달되고, 그 결과 동작 프로파일은 일반적인 호흡 주기와 다릅니다.

반면 선형 액추에이터는 지정된 거리 동안 빠르게 가속하고 속도를 유지할 수 있어, 압박당 더 많은 연속적인 공기량과 더 일반적인 호흡 주기를 제공합니다. 선형 액추에이터의 완벽한 동작 제어를 통해 환자의 연령, 체격 또는 현재 필요에 따라 공기량을 조절할 수 있습니다.

이 설계는 신뢰할 수 있는 장기적 성능을 제공하며 모터 오류 발생 시 알람을 추가하고 공기 흐름의 양과 질을 모니터링하는 센서를 장착할 수 있습니다.

저희는 의료기기 제조업체가 아니며, 이 디자인은 어떠한 규제 기관의 승인도 받지 않았습니다. 그러나 이러한 컨셉은 환자 접촉을 이미 승인된 구급백을 사용하는 경우로 제한합니다. 저희의 목표는 다른 파트너들과 소통하고, 관심을 불러일으키며, 생명을 구하는 의료진에게 도움이 될 승인된 디자인을 위해 어떻게 협력할 수 있을지 논의하는 것입니다.

현재까지 다른 컨셉 디자인을 추진 중인 여러 회사와 논의를 진행했으며, 전기 구동이 제공할 수 있는 추가적인 이점에 관심을 보이고 있습니다. 당사는 이러한 중요한 과제를 해결하는 데 도움이 될 모션 제어 전문 지식을 제공할 준비가 되어 있습니다. 고객께서는 애플리케이션 관련 지원을 원하시면 저희에게 연락 주시기 바랍니다.