의료용 벤틸레이터 및 네블라이저를 위한 피에조 기술

COVID-19에 맞서

낭성섬유증, 천식 또는 만성폐쇄성폐질환(COPD)과 같은 만성 호흡기 질환뿐만 아니라 COVID-19와 관련된 기관지염, 인플루엔자, 폐질환에도 광범위한 치료가 필요합니다. 벤틸레이터는 회복 단계 또는 약물 치료 동안 환자의 임상 상태를 개선하는 데 사용될 수 있습니다. 네블라이저는 약물을 기화시켜 폐로 깊이 흡입할 수 있도록 함으로써 폐질환 치료를 보장합니다.

벤틸레이터의 핵심은 정밀도 및 신뢰도

의료용 벤틸레이터 시스템은 가스 호흡 및 산소 공급을 제어하여 폐 기능이 심각하게 손상된 환자의 자발적 호흡을 보장하고 대체합니다. 이는 다양한 질병으로 인한 심각한 호흡 장애, 호흡 부족의 경우에 사용되며 마취, 수술, 집중 치료에도 사용할 수 있습니다. 벤틸레이터를 집중적으로 관리할 때는 안정성과 정밀성이 중요합니다. 스마트 인공 호흡기와 같은 반응이 빠른 자동화 시스템은 피에조 컴퍼넌트와 같은 매우 역동적인 부품을 필요로 합니다.

산소 공급을 제어하는 피에조 밸브

벤틸레이터는 환자에게 공기와 산소의 혼합물을 제공하는 동시에 폐를 환기하기 위한 적절한 압력을 보장합니다. 피에조 액추에이터는 밸브를 직접 전환하거나 잠금 스프링 또는 볼륨 변위를 위한 유연한 튜브에 작용합니다. 이 기술을 사용하여 고속에서 저속까지의 유량을 가진 밸브 기능을 구현할 수 있습니다. 피에조 밸브는 수 밀리미터의 이동 범위를 제공하는>> PICMA® Multilayer Bending Actuators를 사용하여 매우 컴팩트한 디자인으로 제조할 수 있습니다.

매우 낮은 에너지 소비로 인해 피에조 액추에이터는 배터리로 작동하는 휴대용 벤틸레이터에 이상적입니다. 비례 기술을 사용하는 피에조 밸브의 뛰어난 제어 특성으로 인해 밸브의 빠르고 역동적인 모션이 가능합니다. 피에조 밸브는 작동 시 소음이 적기 때문에 집중 치료와 같은 소음에 민감한 환경에서도 영구적으로 사용하기에 적합합니다.

피에조 트랜스듀서로 비접촉 유량 측정

의료용 벤틸레이터의 주요 기능은 가스 흐름 제어 및 모니터링입니다. 이는 지속적인 공기 흐름을 가능하게 하고 벤틸레이터의 작동을 조정하기 위해 유량의 감소를 감지합니다. 런타임 측정을 위해 디스크나 플레이트와 같은 피에조 컴퍼넌트를 초음파 트랜스듀서에 사용해 가스 흐름 속도와 유량을 신뢰성 있게 결정할 수 있습니다. 또한, 유체 챔버 외부의 액체를 비접촉식으로 모니터링할 수 있어 오염을 방지하므로 의료 기기에서 특히 적합합니다. 초음파 유량 센서는 설계에 따라 벤틸레이터 시스템, 고정 장치 내, 호흡 마스크 자체에서 사용됩니다.

피에조 기반 네블라이저의 이점

호흡기 질환의 치료법은 전통적으로 제트 네블라이저를 통해 약을 투여하는 것입니다. 이 장비의 흡입 방법은 매우 미세한 방울로 압축하는 것입니다. 또 다른 방법은 >> 피에조 링, 디스크 또는 플레이트가 초음파 트랜스듀서 역할을 하는 멤브레인 네블라이저에서 피에조 기술을 사용하여 방울을 생성하는 것입니다. 이는 수천 개의 마이크로미터 크기의 구멍이 있는 스테인리스 스틸 멤브레인을 자극하여 고주파 진동을 일으키며 특히 균일한 에어로졸을 생성합니다. 컴팩트한 디자인과 유연한 이동 모드는 높은 힘, 가속도 및 초음파 구동 주파수를 가능하게 합니다.

멤브레인 네블라이저 : 효율적인 에어로졸 생성

피에조로 구동되는 에어로졸 생성은 고품질 의약품을 보다 정확하게 적용할 수 있도록 하고, 부작용의 위험을 크게 감소시키는 혁신적인 치료 개념입니다. 피에조 세라믹은 변위를 일으키기 위해 crystal effect를 사용하므로 마찰 및 마모가 없어 유지관리가 필요 없습니다. 피에조 에어로졸 발생기의 또 다른 이점은 전문적인 세척에 적합하다는 것입니다. 환자에게 있어 가장 중요한 것은 멤브레인 네블라이저가 기존 시스템보다 약물을 분무하는 데 훨씬 적은 시간이 필요하다는 것입니다. 작동 중에 피에조 컴퍼넌트는 소음이 거의 없고 최소한의 에너지가 필요하므로 휴대용 흡입기에 매우 적합합니다. 특히 만성 호흡기 질환을 앓고 있는 환자들이 자주 숨을 들이마셔야 하는 경우, 삶의 질을 크게 높일 수 있습니다.


피에조 세라믹을 넘어 : PI Ceramic 조립 기술

PI Ceramic은 단순히 피에조를 제작하는 것이 아니라, 피에조를 초음파 트랜서듀서에 통합하거나 피에조를 멤브레인 또는 다이어프램에 접착할 수 있습니다. 테스트 및 패키징에 대한 노하우를 바탕으로 피에조 >> 컴퍼넌트를 접착 또는 접촉하는 것은 물론, 전체 트랜서듀서 조립하여 고객을 지원합니다.




저자 정보

Annemarie Oesterle

Segment Marketing Manager Medical Technology, PI Ceramic GmbH

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