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ウイニング・コンビネーション

VentilatorSolution_Long Copy

人工呼吸器

VentilatorSolution_Mixed Media

新型コロナウイルスによる混乱は世界的に広がっており、医療機関に押し寄せる人が激増しています。このため多くの医師は、患者毎に最適な人工呼吸器を選ぶ余地がなく、その場しのぎの対応を余儀なくされています。メーカー側も、知的財産を会社間で共有して増産にあたるなど、さまざまな方法でこの難局を乗り切ろうとしています。ルネサスも、この人工呼吸器のためのターンキーソリューションをリリースし、この世界的な課題解決に貢献していきます。

このソリューションは、病室外・ICU外の場所で使える、移動式人工呼吸器を設計できるリファレンスです。アシスト制御モードと圧力制御モードで、患者に高圧酸素を送ることができます。アシスト制御モードは、一呼吸ごとに特定の量の酸素を患者に送ります。吸入管の酸素流量は、流量センサFS1023が監視し、MCUが一回の換気量を算出します。酸素バルブはMCUが制御し、送り込む酸素量を管理します。圧力制御モードは、一呼吸ごとに特定の圧力で酸素を患者に送ります。吸入圧は、マスクに装着された近傍気圧センサーが監視し、その数値をRX23W(MCU)に送ります。圧力を高め酸素を人工呼吸器に送り込むブロワー部は、RX23T(MCU)で制御されるモータ制御ボードが駆動します。データの送受信は、I2Cバスを通して行われます。このリファレンスには加湿部も組み込まれており、適度な湿度を含んだ酸素を送ることができます。

このリファレンスには2つのMCUが搭載されており、互いに監視・リセットができるよう二重化して、安全性を高めています。

VentilatorSolution_Body

このシステムのメリット:

  • 2つのMCUで相互監視が行える、二重化された安全なシステム
  • アシスト制御モードと圧力制御モードが利用可能
  • ハードウェアは低容量一回換気量、ピーク圧、接続解除、無呼吸アラームを制御可能
  • FS1023が酸素の量・流速の両方を監視
  • 酸素量をMCU制御バルブにより制御(流速センサを用いた監視)
  • 呼気排出圧はMCUが排出バルブで制御
  • 酸素センサをFiO2(吸入酸素濃度)テストに使用
  • ブロワーを圧力/流量センサーフィードバックに従って制御
  • LCDの輝度は、環境光を監視する光センサによって制御
  • バッテリ残量モニタ機能により、バッテリの長寿命化に寄与

VentilatorSolution_Table

製品説明ドキュメント
MCU
RX23WIoTエンドポイント機器に向けた、Bluetooth® 5 無線通信とシステム制御を1チップで実現する32ビットマイコンおよびモジュール品データシート
RX23T浮動小数点演算ユニット (FPU) 搭載1インバータ制御用 32 ビットマイクロコントローラデータシート
LDO
ISL9007High Current LDO with Low IQ and High PSRRデータシート
ISL8041040V, Low Quiescent Current, 150mA Linear Regulatorデータシート
Buck Regulator
ISL85410Wide VIN 1A Synchronous Buck Regulatorデータシート
Buck-Boost Controller
ISL8160160V Bidirectional 4-Switch Synchronous Buck-Boost Controllerデータシート
Op Amp
ISL281484.5MHz, Single Precision Rail-to-Rail Input-Output (RRIO) Op Amps with Very Low Input Bias Currentデータシート
ISL28191Single Supply Ultra-Low Noise, Low Distortion Rail-to-Rail Output, Op Ampデータシート

VentilatorSolution_BlockDiagram

ブロック図