Development of high frequency oscillation ventilation motor using linear oscillatory actuator

使用线性振动执行器开发高频振动通风电机

• 批准号: 20K20252
• 负责人: 島峰 徹也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20252/
• 关键词: アクチュエータ; リニア振動アクチュエータ; LOA; HFOV; 高頻度振動換気; VCM; ボイスコイルモータ; 単巻線形LOA

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。

这项研究的重点是电动机的微型化，这解释了高频振动通风（HFOV）呼吸机的组成部分之间的大量体积。线性振动执行器（LOA）是一个执行器，具有非常简单的结构和活塞的往复式操作（这是HFOV的基本操作），可以在没有转换机制的情况下获得，从而使系统简单且可靠性。我们专注于具有简单结构作为HFOV呼吸机的执行器的单方面LOA，并将其开发以减小尺寸。今年，我们构建了一个实验系统，该系统测量了内部电路压力，流量和潮汐量，以检查目前在临床实践中使用的语音线圈电动机（VCM）的性能。 VCM的末端附带了活塞，IMT医疗流量分析仪PF-300附在原始HFOV呼吸机重复使用电路的口的Y型部分和新生测试rung（0.60ml/cmh2o（计算值）的合规性（计算值），与75cmH2O/l/s的抗性（计算值）（计算的值）（计算），计算为50m（计算），计算为50m（计算），计算），计算值（计算），计算值分析仪。流量分析仪PF-300设置为环境温度和压力干燥（ATPD），该气温基于0％的测得的湿度，大气压（1004 MBAR）和气体温度（24.5°C），以及在200 Hz采样时测量HFOV的通气量（1004 MBAR）和气温（24.5°C），以及内部压力，流量和潮汐体积。 HFOV呼吸机的通风设置设置为HFO，潮汐卷10至60 mL，通风时间15 Hz和平均气道压力为0 cm H2O。该实验系统能够测量15Hz的稳定内电路压力，流速和潮汐体积，表明其有用性。明年，我们将使用单侧LOA实验系统确认电动机的有用性。

项目成果

Development of High Frequency Oscillatory Ventilation Motor Using Linear Oscillatory Actuator

使用线性振动执行器开发高频振动通风电机

• DOI: 10.14243/jsaem.29.302
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics
• 作者: SHIMAMINE Tetsuya;KASAI Ryosuke;KANO Takashi;KAMIJO Fuminori;OGINO Minoru;HINATA Nae;TANAKA Kohei;SHINOHARA Kazuhiko;WATADA Masaya
• 通讯作者: WATADA Masaya

リニア振動アクチュエータを用いた高頻度振動換気モータの開発

使用线性振动致动器开发高频振动通风电机

• 发表时间: 2020
• 作者: 島峰 徹也;笠井 亮佑;加納 敬;上條 史記;荻野 稔;日向 奈惠;田仲 浩平;篠原 一彦;和多田 雅哉
• 通讯作者: 和多田 雅哉