Development of high frequency oscillation ventilation motor using linear oscillatory actuator

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本研究では，高頻度振動換気(HFOV)人工呼吸器の部品の中でも多くの体積を占めるモータの小型化を対象とした。リニア振動アクチュエータ(LOA)は，構造が大変簡単で，HFOVの基本動作であるピストン部の往復動作が変換機構なしで得られるため，システムが簡単となり信頼性が向上するなどの特徴を有するアクチュエータである。HFOV人工呼吸器用アクチュエータとして構造が簡単な単巻線形LOAに着目し，小型化のための開発を行った。今年度は現行で臨床使用しているボイスコイルモータ(VCM)の性能を確認するために，回路内圧，流量，1回換気量を測定する実験システムを構築した。VCMの先にはPistonを装着し，HFOV用純正人工呼吸器リユース回路の口元Yピース部分にimtメディカル社製フローアナライザPF-300を装着，フローアナライザの先には新生児用テストラング(コンプライアンス0.60mL/cmH2O(計算値)，抵抗75cmH2O/L/s(計算値)，容量50mL)を装着した。フローアナライザPF-300の設定は，湿度0%，実測している大気圧(1004mbar)とガス温度(24.5℃)によって換気量を計算するATPD(Ambient Temperature and Pressure Dry)とし，HFOV駆動中の回路内圧，流量，1回換気量をサンプリング200Hzでそれぞれ測定した。HFOV用人工呼吸器の換気設定はModeをHFO，1回換気量10mL～60mL，換気回数15Hz，平均気道内圧0cmH2Oとした。この実験システムにより，15Hzの安定した回路内圧，流量，1回換気量が測定でき，有用性を示すことができた。次年度は単巻線形LOAの実験システムにてモータの有用性を確認する。