人工呼吸器

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（2020年4月現在）。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。

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
• システムブロック図