Das Referenzdesign für Beatmungssysteme aus der Produktreihe Winning Combinations von Renesas ist ein tragbares Beatmungsgerät für den Einsatz außerhalb von OP-Sälen und Intensivstationen.
Die COVID-19-Pandemie hat weltweit Chaos angerichtet und immer mehr Menschen in Krankenhäuser gebracht. Die Nachfrage nach Beatmungsgeräten ist so hoch, dass Ärzte Behelfsbeatmungsgeräte entwickeln, um den Bedarf zu decken. Viele Unternehmen tragen auf verschiedene Weise zur Sache bei, unter anderem durch die Öffnung ihrer geistigen Eigentumsrechte. Renesas unterstützt dieses globale Anliegen auch durch die Entwicklung einbaufertiger Elektronikplatinen für Beatmungsgeräte.
Dieses Gerät kann Patienten im Assistenzkontroll- und Druckkontrollmodus mit Hochdruck-Sauerstoff versorgen. Der Assistenzkontrollmodus stellt einem Patienten bei jeder Einatmung ein bestimmtes Tidalgasvolumen zur Verfügung. Der Flusssensor (FS1023) überwacht die Gasflussrate am Einatemschlauch, und das Tidalvolumen wird von der MCU anhand der mit dem Zeitwert integrierten Rate berechnet. Das Sauerstoffventil wird von der MCU gesteuert und verwaltet das Sauerstoffverhältnis. Der Druckkontrollmodus stellt einem Patienten bei jeder Einatmung einen bestimmten Druck zur Verfügung. Es ist ein proximaler Luftdrucksensor an die Maske angeschlossen, um den Einatemdruck zu überwachen und diese Informationen an die RX23W-MCU zu senden. Das Gebläse, das Druck liefert und Luft in das System bläst, wird von einer Motorsteuerungsplatine angetrieben, die von der RX23T-MCU gesteuert wird. Es nutzt I2C-Kommunikation mit der RX23W. Das System enthält zusätzlich einen Luftbefeuchter, um den Patienten mit feuchtem Gas zu versorgen. Das System verwendet zwei MCUs für höhere Sicherheit, so dass sich diese Geräte gegenseitig überwachen und zurücksetzen können.
Merkmale
- Sicheres System mit zwei MCUs, die sich gegenseitig überwachen
- System verfügbar für Hilfssteuerungsmodus und Drucksteuerungsmodus
- Die Hardware ist in der Lage, Alarme für niedriges Tidalvolumen, Spitzendruck, Unterbrechung der Verbindung und Apnoe zu geben
- Sowohl das Gasvolumen als auch die Durchflussrate werden vom FS1023 überwacht.
- Das Sauerstoffverhältnis wird durch das Ventil geregelt, das von der MCU gesteuert und durch den Durchflusssensor überwacht wird.
- Der Ausatemdruck wird von der MCU durch das Ausatemventil gesteuert
- Der Sauerstoffsensor wird zur Prüfung des eingeatmeten Sauerstoffanteils verwendet (FiO2)
- Das Gebläse wird über die Rückmeldung des Druck-/Durchflusssensors gesteuert
- LCD-Lichtstärke wird durch den Lichtsensor gesteuert, der das Umgebungslicht überwacht
- Batterie-Ausgleichsregler für eine verlängerte Batterielebensdauer
- RX23W MCUs
- 32-bit-Mikrocontroller mit Bluetooth® 5 für IoT-Endpunktgeräte, Systemsteuerung und drahtlose Kommunikation
- RX23T MCUs
- Mikrocontroller mit einer Gleitkommaeinheit (FPU), die sich am besten zur Steuerung eines einzelnen Umrichters eignet
- ISL9007-LDOs
- Leistungsstarker 300-mA- Low-Dropout-Regler
- Niedriger Ruhestrom: 50 µA
- Niedriges Ausgangsrauschen
- ISL85410-LDOs
- Vier synchrone Abwärtsregler mit großem Eingangsspannungsbereich
- Abwärtsregler ISL80410
- Niedriger Ruhestrom: 40 V, 150-mA-Linearregler
- Akkuüberwachungs-ICs ISL94202
- Eigenständiges Überwachungsgerät für 3- bis 8-Zellen-Li-Ionen-Akkus
- Abwärts-/Aufwärtsregler ISL81601
- Bidirektionaler 60-V-Abwärts-/Aufwärts Kontroller mit vier Schaltern mit Strommessung und Eingangs-/Ausgangsüberwachung
- FS1023-FIR-Sensoren
- Flüssigkeits-/Gas-Durchflusssensormodul
- FS1034-Sensoren
- Integrierter digitaler Lichtsensor
- HIP2103-Halbbrückentreiber
- 60-V-1-A/2-A-Scheitelwert, Halbbrückentreiber mit Unterspannungsabschaltung (UVLO) bei 4 V
- ISL28148-Operationsverstärker
- 4,5-MHz-Präzisions-RRIO-Operationsverstärker (Rail-to-Rail Input-Output) mit sehr niedrigem Eingangsvorspannungsstrom
- ISL28191-Operationsverstärker
- RRO-Operationsvertärker (Rail-to-Rail-Output) mit Einzelversorgung, ultraniedrigem Rauschen, geringer Verzerrung
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Das Referenzdesign für Beatmungssysteme aus der Produktreihe Winning Combinations von Renesas ist ein tragbares Beatmungsgerät für den Einsatz außerhalb von OP-Sälen und Intensivstationen.
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