인공호흡기 압력 센서 (압저항형 및 압전형 포함) 기도압을 실시간으로 측정하고(cmH2O) 유량 센서와 함께 작동하여 폐쇄 루프 제어를 형성합니다. 센서는 빠른 응답, 적절한 범위, 온도 및 습도 보상 및 중복 설계를 제공해야 ICU, 신생아, 이동 및 가정 수면 인공호흡기 시나리오 전반에 걸쳐 사용할 수 있으며 최고 압력, PEEP 및 트리거 감도가 안전한 한도 내에서 유지되도록 보장해야 합니다.
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1. 환기압의 동적 제어
아날로그에서 디지털까지 정확성 보장
흡기 중에 센서는 실시간으로 기도압을 샘플링하고 전달된 흐름을 조정하여 압력상해를 방지하기 위해 최대 압력이 안전 임계값(예: 30cmH2O) 미만으로 유지되도록 해야 합니다. 호기말에는 폐포 붕괴를 방지하고 산소화를 개선하기 위해 설정된 PEEP(예: 5~15cmH2O)를 유지해야 합니다. 센서는 −20 ~ 120 cmH²O 범위를 포괄하고, 낮은 비선형성 오류로 선형성을 유지해야 하며, 고주파 및 저압 미세 제어를 모두 지원하려면 응답 시간이 10ms 미만이어야 합니다.
첨부된 이미지는 근위부 기도압 모니터링에 사용되는 일반적인 MEMS 압력 모듈을 보여줍니다. 이중 포트 인터페이스와 가정용 수면 장치, 이동 장치 및 병상 장비에 환자 근처에 장착하는 데 적합한 소형 패키지가 있습니다.
2. 환자-인공호흡기 동기화 및 트리거링
2.1 트리거 감도 및 흐름 동기화 보상
고감도 압력 모니터링은 환자의 자발적인 흡기 노력으로 인한 작은 압력 강하(예: −2 cmH²O)를 감지하여 보조 모드에서 정밀한 트리거를 활성화하고 환자-인공호흡기 비동기성을 줄일 수 있습니다. 유량 센서의 실시간 유량 곡선과 결합하면 시스템은 흡기 및 호기 사이의 전환점을 동적으로 조정하여(예: 최대 유량의 감소율을 판단하여) 편안함을 개선하고 효과적인 가스 교환을 보장합니다. 특히 기도 저항 또는 순응도가 다를 때 유용합니다.
3. 경보 및 안전 보호
3.1 고압/저압 경보 및 무호흡증 보호
센서는 고압 및 저압 이벤트와 PEEP 손실을 감지하는 역할을 합니다. 압력이 한계를 초과하는 경우(예: >35 cmH2O), 환기가 중단되고 경보가 발생하여 폐 손상을 예방합니다. 지속적인 저압 또는 PEEP 손실은 누출 또는 연결 끊김을 의미하며 경고를 유발합니다. 사전 설정된 시간 동안 압력 변동이 없으면 시스템은 자동으로 백업 제어 환기로 전환하여 무호흡증을 방지할 수 있습니다. 고급 장치는 중복 센서를 사용하므로 장애를 원활하게 처리하여 임상 연속성을 지원합니다.
4. 다중 모드 지원 및 데이터 평가
4.1 비침습적 및 고주파수 모드에 대한 압력 측정 및 평가
CPAP/BiPAP에서 센서는 수면 자세 변화와 기도 폐쇄를 처리하기 위해 지속적 또는 이중 수준 압력을 유지해야 합니다. HFOV 및 기타 고주파 모드에서는 5~15Hz(ΔP)에서 작은 압력 진동을 감지해야 합니다. 흐름 데이터와 결합된 압력-시간 추적을 통해 폐 순응도 및 기도 저항(예: C = ΔV/ΔP)을 계산할 수 있으며, 적정 및 치료 평가를 위한 정량적 지표를 제공하고 맞춤형 환기 전략을 지원합니다.
5. 기술 구현 및 규정 준수
5.1 센서 유형, 이중화 및 환경 적응
엔지니어링 관점에서 ±1% FS의 정확도, 응답 시간을 충족하는 압저항 또는 압전 MEMS 센서가 선호됩니다. <10ms, 전체 범위 적용 범위 및 온도/습도 보상 알고리즘. 운송용 인공호흡기에는 충격 및 진동 방지 포장이 필요합니다. 신생아 사용에는 초저압 범위(0–15 cmH2O)에서 매우 높은 분해능이 필요합니다. 고급 시스템은 이중 센서 교차 검증을 구현하고 IEC/ISO 의료 안전 표준을 준수합니다. 모듈은 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 일반적인 멸균 절차를 견뎌야 합니다.
결론
인공호흡기 압력 센서는 밀리초 수준의 압력 피드백과 유량 센서와의 통합을 통해 정밀한 인공호흡 제어 및 안전을 위한 핵심 폐쇄 루프를 형성합니다. 엔지니어링 설계는 ICU, 신생아, 이동 및 가정 응용 프로그램의 요구 사항을 충족하기 위해 정확성, 반응, 중복성 및 멸균 탄력성의 균형을 유지하여 환기 안전과 측정 가능한 치료 효과를 보장해야 합니다.
위의 소개는 압력 센서 기술 적용의 표면적인 부분에 불과합니다. 우리는 다양한 제품에 사용되는 다양한 유형의 센서 요소, 작동 방식, 장점과 단점을 계속해서 탐구할 것입니다. 여기에서 논의된 내용에 대해 더 자세히 알아보려면 이 가이드 뒷부분의 관련 콘텐츠를 확인하세요. 시간이 촉박한 경우 여기를 클릭하여 이 가이드의 세부정보를 다운로드할 수도 있습니다. 공기 압력 센서 제품 PDF 데이터.
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