집중 치료 장비의 초음파 측정

COVID-19에 맞서

집중 치료는 COVID-19와 같은 세계적 의료 위기에서 점점 더 중요해지는 치료 영역입니다. 바이러스 및 기타 감염은 특히 신장이나 심혈관 질환을 앓고 있는 사람에게 영향을 미칩니다. 이러한 질병을 치료하는 데 사용되는 의료기기에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 피에조 기술은 의료 기술을 개선할 수 있는 다양한 가능성을 제공합니다. 예를 들어, 피에조 트랜스듀서를 사용하면 인퓨전 시스템과 같은 집중 치료 장치를 보다 스마트하게 하고 환자 모니터링을 용이하게 합니다.

초음파 센서를 사용한 인퓨전 시스템

인퓨전 장비는 만성 신장 질환 치료를 위한 혈액 투석 기기 같은 집중 치료에 널리 사용됩니다. 이 시스템은 투석기의 체외 순환으로 환자의 혈액을 청소합니다. 혈액과 투석액 사이에 확산이 일어나며, 생체에 적합한 투석막에 의해 분리됩니다. 이 과정은 해독 기능 저하로 이어질 수 있는 신장 손상으로 혈류에 남아 있을 혈액의 독소를 제거합니다. 투석 후, 혈액은 환자의 순환계로 돌아갑니다.

또한, 인퓨전 시스템은 수혈이나 심폐 우회술 등 심폐 기기에 적용됩니다. 예를 들어, 심장을 절개하는 수술에서 심장의 펌핑 기능을 대신하거나 폐가 실행하는 혈액 산소를 보장합니다.

피에조 컴퍼넌트로 런타임 측정

초음파 센서에 내장된 피에조 컴퍼넌트는 초음파의 송신기와 수신기로 동시에 동작할 수 있습니다. 솔리드 스테이트 압전 변환은 컴퍼넌트에 마찰이나 마모가 없어 유지관리가 불필요하다는 것을 의미합니다. 피에조세라믹 디스크에 전압이 인가되면 액추에이터가 작동하여 다이내믹한 움직임과 초음파를 생성합니다(역압전효과). 피에조 세라믹은 직압전 효과를 사용하여 음파를 감지해 전기 신호로 변환할 수 있습니다. 피에조 컴퍼넌트가 흐름 방향에 대해 비스듬한 사운드 경로에 배치되면 흐름 방향으로의 소리 전달 시간을 측정합니다. 유속은 음파 전달 시간의 차이로 결정됩니다.

 

 

의료 기기의 스마트 측정

인퓨전 시스템 및 기타 의료 기기는 혈액 흐름을 측정하거나 치명적인 기포를 감지하는 초음파 센서에 더 의존합니다. 피에조 컴퍼넌트가 적합합니다. 초음파 센서의 가장 큰 장점은 크기가 매우 작고 튜브 외부에서 클램프 온 센서로 부착할 수 있다는 것입니다. 이 프로세스는 비침습적이므로 계량 시스템에 의한 모니터링 유체의 오염이 방지됩니다.

통합된 피에조 플레이트 또는 디스크는 유체나 튜브의 점도, 밀도, 색상과 관계없이 다양한 튜브에서 액체의 흐름을 측정할 수 있습니다. 이 센서는 또한 혈류에 주입된 기포를 실시간으로 감지할 수 있어 의료진이 조기에 감지해 생명을 위협하는 공기 색전증을 예방할 수 있습니다. 피에조 구동 계량 시스템의 또 다른 사례: 대규모 생산으로 인해 피에조 센서는 매우 비용 효율적입니다.

생명과 직결된 기포 감지

기포 감지 기능은 환자의 안전을 크게 향상시킵니다. 인퓨전 시스템에는 모니터링 개선을 위해 여러 기포 감지기를 포함합니다. 이들은 유도된 음파의 런타임 측정을 활용합니다. 튜브 안의 음파가 기포에 부딪히면 두 매체 사이에 임피던스 차이가 있기 때문에 기포의 계면에 반사됩니다. 기포가 없는 튜브의 런타임 측정과 비교하면 음파의 런타임 단축으로 기포를 즉시 감지할 수 있습니다. 심폐 기기와 같은 튜브에서 기포가 감지되면 인퓨전 시스템의 펌핑 프로세스가 즉시 중단됩니다. 기포에 오염된 혈액은 저장소로 전환되어 체외 혈액 순환이 중단 없이 다시 한 번 작동할 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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