Penyelesaian Penderia Aliran dalam Ventilator

Penderia aliran digunakanuntuk mengukur kadar aliran darah atau oksigen melalui vesel. Penderia aliran boleh ditanam biasanya digabungkan ke dalam manset fleksibel (Rajah 20.10) yang dipasang di sekeliling vesel yang kadar alirannya hendak diukur.

Memandangkan penggunaan dan penyebaran ventilator terus berkembang, maka Teknologi CMOSens telah mewujudkan penderia aliran generasi baharu.

Pengukuran aliran udara berterusan semasa pemantauan anestesia, rawatan penjagaan rapi serta dalam persekitaran klinikal dan ambulatori menyediakan maklumat penting untuk penilaian kelakuan litar kardiorespiratori dan pernafasan dan telah menjadi sangat diperlukan dalam perubatan moden.

Sistem pengudaraan mekanikal membekalkan pesakit dengan gas pernafasan melalui "pam udara" mekanikal dan teknik pengudaraan ini menggunakan tekanan positif untuk menghantar udara ke paru-paru pesakit.

Rajah 1: Pembinaan skematik ventilator dengan kedudukan penderia yang berbeza biasa dan penggunaan pelembap.

Peningkatan ciri-ciri pintar yang digabungkan ke dalam ventilator ini, membolehkan mereka menyesuaikan diri secara automatik dengan perubahan dalam fungsi paru-paru atau pernafasan pesakit. Oleh itu, pengudaraan kawalan tekanan atau kawalan volum moden kini lebih berorientasikan pesakit berbanding sebelum ini. Memandangkan semakin sedikit mod pengudaraan diperlukan disebabkan oleh peningkatan kecerdasan peranti, ventilator perubatan secara keseluruhan menjadi kurang kompleks untuk beroperasi.

Pengudaraan bukan invasif merujuk kepada terapi pengudaraan yang dilakukan menggunakan topeng atau kanula hidung. Ini sering dirujuk sebagai pengudaraan topeng atau NIV/NPPV (pengudaraan tidak invasif atau pengudaraan tekanan positif bukan invasif). Dalam pengudaraan invasif, tiub endotrakeal atau kanula trakea dimasukkan ke dalam trakea pesakit untuk membekalkan paru-paru dengan udara. Kedua-dua jenis pengudaraan – tidak invasif dan invasif – mempunyai merit dan digunakan secara pelengkap.

Faktor yang tidak boleh dipandang remeh ialah kelembapan udara yang disedut kerana ia melampaui keselesaan pesakit semata-mata. Udara yang dilembapkan dengan baik dan dipanaskan menyumbang dengan ketara kepada kejayaan terapi pengudaraan kerana ia meningkatkan kedua-dua saliran rembesan dan toleransi terapi pengudaraan bukan invasif.

Trend semasa di hospital menunjukkan bahawa pengudaraan tidak invasif digunakan lebih kerap hari ini dan untuk lebih banyak gejala berbanding sebelum ini. Unit rawatan rapi, sebagai contoh, semakin menggunakan pengudaraan bukan invasif sebagai rawatan baris pertama, yang mengurangkan komplikasi berjangkit, tempoh bercerai susu, tempoh tinggal ICU, kadar intubasi dan kos.

Isu utama untuk semua ventilator ialah pengukuran yang tepat bagi kadar aliran gas pernafasan dan isipadu gas pernafasan yang mengalir masuk dan keluar dari pesakit. Pengukuran ini dengan kepekaan dan ketepatan tertinggi membolehkan pengudaraan berorientasikan pesakit yang dinyatakan sebelum ini dan pada masa kini, yang juga lebih mencerminkan patofisiologi pesakit. Rajah 1 menunjukkan pembinaan skematik ventilator dengan kedudukan aliran udara/sensor biasa.

Cabaran teknikal

Litar pernafasan kompleks mempunyai pelbagai kebolehubahan komposisi disebabkan oleh pelbagai jenis tiub, pelembap, penapis dan penyesuai yang digunakan. Ini sering mengakibatkan kebocoran dan ketidaksempurnaan, itulah sebabnya kadar aliran inspirasi (I) kadangkala berbeza dengan ketara daripada kadar aliran yang sebenarnya sampai kepada pesakit. Perkara yang sama berlaku untuk kadar aliran ekspirasi (E). Pengukuran aliran udara juga terhalang oleh perubahan berterusan dalam suhu udara, kelembapan dan komposisi gas pernafasan serta pencemaran hos dan penderia ekspirasi/proksimal dengan kahak, patogen dan darah. Disebabkan oleh had teknikal, pengukuran kadar aliran inspirasi (I) dan ekspirasi (E) dilakukan di dalam ventilator pada masa lalu. Nilai aliran kasar kemudiannya diperbetulkan sejauh mungkin menggunakan algoritma pampasan yang kompleks dan selalunya tidak tepat.

Rajah 2. Skema persediaan pengudaraan dengan udara yang sangat lembap dan isipadu pasang surut yang sangat kecil iaitu hanya 5 ml.

Penderia aliran proksimal mestilah boleh dipercayai dan kos efektif, stabil jangka panjang dan, lebih-lebih lagi, menampilkan banyak ciri khusus ventilator lain agar sesuai untuk pengudaraan berorientasikan pesakit moden. Di samping itu, keperluan khusus yang ketat untuk pensterilan kebersihan diperlukan kerana penderia bersentuhan dengan udara yang berpotensi tercemar dengan patogen.

Tumit Achilles bagi semua penderia aliran udara semasa adalah penggunaan dalam kombinasi dengan pelembap. Kelembapan yang tinggi menjadi masalah apabila ia membawa kepada pemeluwapan, menyebabkan titisan air makroskopik hujan keluar di bahagian yang lebih sejuk pada litar ventilator. Sebagai penyelesaian, semua sensor proksimal dan ekspirasi Sensirion dilengkapi dengan elemen pemanasan luaran tambahan. Pengendalian elemen pemanas ini dengan maksimum 0.5 W adalah mencukupi untuk mengelakkan pemeluwapan dalam penderia dengan pasti dan dengan itu memastikan operasi yang stabil dan boleh dipercayai jangka panjang.

Skema yang digambarkan dalam Rajah 2 menunjukkan pelembap yang biasanya digunakan dalam persediaan ventilator untuk memastikan udara pernafasan dilembapkan dengan baik. Silinder keluli di dalam ketuhar disimpan pada 37 darjah dan menyerupai paru-paru dengan penderia tekanan bersambung digunakan sebagai rujukan. Injap terkawal ditutup semasa kitaran pernafasan inspirasi dan dibuka sekali sesaat untuk bahagian hembusan kitaran pernafasan.

Tanpa penggunaan pemanas, titisan air individu boleh mengalir ke atas elemen penderia dan menyebabkan salah baca nilai pengukuran. Kesilapan membaca ini boleh dikenal pasti melalui penyimpangan volum ekspirasi/inspirasi daripada volum rujukan.

Tinjauan

Penggunaan dan penyebaran ventilator akan terus berkembang dengan kukuh pada masa hadapan berikutan peningkatan jumlah penyakit paru-paru. Ventilator moden meletakkan permintaan yang semakin meningkat pada penderia untuk memberi tumpuan kepada pesakit dan terapi mereka.

Teknologi CMOSens telah mewujudkan generasi baharu penderia aliran yang telah membuktikan kebolehpercayaannya berjuta-juta kali dalam bidang peranti CPAP dan aplikasi automotif dengan kelebihan untuk ventilator dapat dilihat dengan jelas.

Kelebihan teknologi inilah yang akan membolehkan pengeluar merealisasikan lompatan kuantum seterusnya dalam pengudaraan.