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COVID-19に対する支援 パート II: 輸液ポンプ

著者:  Steven Dean  - 07-01-2020 

私の在宅勤務の状況は、世界の多くの人々と同様に隔離されています。私は、不安に悩まされ眠ることができないため、深夜にこれを書いています。前回のブログで、私は孫の世話をしている妻について書きましたが、孫の母親(つまり私の娘)のエリンは、COVID-19に罹患した患者の治療をしている地元の病院で、ICUの最前線で働いています。

私たちは今日も孫のチャーリーの世話をしました。そして娘に引き渡す際には、ソーシャルディスタンスのベストプラクティスを維持するために、もう別れのハグはしません。近いようで遠いのですが、エリンは確かに不可欠な存在であると考えられており、人命を救うために同僚の医療従事者のヒーローと共に働いています。

こうした時期に、医療用人工呼吸器が患者の治療に非常に重要であることと同様に、COVID-19による入院者数の継続的な増加は、世界の輸液ポンプの在庫に関して前例のない緊張を生み出しています。

オン・セミコンダクターと当社のオペレーション部門は、国土安全保障省から不可欠かつ重要なインフラと見なされています。これは、半導体部品が医療機器メーカーのサプライチェーンの重要な一部であるためです。

 

「この不確実な時期に、当社の医療事業部門が提供する
医療ソリューションは、COVID-19の患者の皆さんと、
その最前線で働いている方々(たとえば、私の義理の娘のエリン)を
支援しており、私はの部門の一員であることを誇りに思います」

 

1996年以来、私を含めてオン・セミコンダクターは、30年以上にわたり医療機器事業のお客様にサービスを提供してきました。これまでとは異なり、人工呼吸器や輸液ポンプなどの医療機器は、切に必要とされています。だからこそ、あらゆる業種の企業からのこのような機材提供を呼びかけで、このニーズに応えているのです。

臨床現場での輸液ポンプは、看護師または訓練を受けた職員が操作し、必要とするCOVID-19患者に輸液、薬剤、栄養剤を供給します。非常に正確な液体の低流量と送液時間は、通常、ユーザインタフェースまたはタッチスクリーンを介して管理されます。

 

 

輸液の場合、設計安全の必要性がきわめて重要です。FDAのウェブサイト上の掲載で、FDAは2005年から2009年にかけて、損傷や死亡を含む輸液ポンプの使用に関連した有害事象について、約56,000件の報告をがあったと示しています。同時期に、医療機器メーカーは安全上の懸念に対処するために87件のリコールを実施しました。リコールされた機器の使用が深刻な健康被害を引き起こす可能性がある、または死亡する可能性すらある妥当な確率がある14件をクラス1として特定しました。

輸液ポンプは、その動作の性質と関連するリスクから、しばしば最も安全性が重要な医療機器と見なされています。信頼性と正確性が重要な考慮事項であることは当然のことです。このようなシステムには、ヒューマン・マシン・インタフェース(HMI)を使用するための、使いやすく、簡単で安全なシステムが必要です。

輸液ポンプは通常、何らかの種類の流動貯蔵庫、ポンプ及び流体を移送するためのカテーテルシステムを含みますが、最も重要なことは、患者への流体の流れを確実かつ安全に制御するための電子制御システム部品です。

臨床グレードの輸液ポンプのほとんどは、患者のベッド横で使用するように設計されたシリンジまたは吊り下げバッグを使って動作します。他のタイプは、より携帯しやすいように設計された外来治療とエリアで見られます。マイクロプロセッサは、ポンプ内のセンサと接続して、流体の圧力、温度、一定の高度および傾斜などのパラメータを監視して、流体を確実にポンプや弁システムを通します。アラーム条件は、不一致に対して識別され設定されます。新しい「スマートポンプ」は、薬剤の相互作用の潜在的なリスクがある場合、ユーザーに警告するように設計されています。現在、糖尿病治療のインスリン送達に使用されているウェアラブル注入ポンプもあります。

下のブロック図を見ると、圧倒されるかもしれませんが、デザインの重要な核となる要素に焦点を当ててみましょう。

 

シンプル化した注入ポンプのブロック図

 

一般的に使用されているバックアップバッテリでは、オン・セミコンダクターのマルチセル・バッテリ充電ブロックは、必要なときに電力を確実に供給できる優れたソリューションです。多くのメーカーが複数のバッテリーの設定を使用しているため、当社のソリューションは、バッテリコントローラを増設するだけで、必要な数のホットスワップ対応バッテリーに拡張できます。

ここに示されているアーキテクチャは、高性能のブラシレスDC (BLDC)ステッパモータ駆動を制御することができ、これにより、ポンプを駆動し、流体を送達しており、この機能は、もちろん、全ての輸液ポンプに重要です。患者の安全が重要であるため、当社のLV8968BBUWR2Gのような多用途のBLDCモータプリドライバは、以下のようないくつかの安全機能を提供します:

  • 外付けFETのドレイン・ソース間の短絡検出
  • 過電流シャットオフ
  • ゲート電圧低下警告
  • 温度超過警告とシャットオフ
  • 過/不足電圧保護機能

オン・セミコンダクターは、外部データシステムとホストを無線で接続するために、Bluetooth® Low EnergyWi-FiSub-GHz無線などのシステムオプションを提供しています。有線接続ソリューションには、外部ドライブに接続するための複数のUSBポートも含まれています。

サポートされているデバイスの多くは車載向け認証済みであり、これが医療機器製造業界内で普及しつつあるというメリットになります。これらの車載向け認証済みデバイスは、特定のストレステストに合格しており、通常、より耐久性が高く、動作温度範囲が広がっています。多くのソリューションは、先に述べたBLDCステッパモータドライブのような、安全のための高度な診断機能とフォルト保護機能を備えています。

当社の製品ポートフォリオとアプリケーションの専門知識を活用することで、エンドの製品の市場投入を加速させ、確実にエンドユーザの生活向上に役立つ、完全で差別化されたお客様のソリューションを提供します。私たち、オン・セミコンダクターと共に実現しましょう。

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Tags:Medical, Consumer
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