Test dei componenti del ventilatore e degli apparecchi di assistenza respiratoria

Requisiti

Un ventilatore (respiratore) fornisce "ventilazione meccanica" spostando aria respirabile dentro e fuori i polmoni di pazienti incapaci di respirare sufficientemente bene senza aiuto. Tali apparecchiature ospedaliere fondamentali sono essenziali per tutte le cure dei pazienti in cui è necessaria la respirazione assistita. Ciò può riguardare un numero qualsiasi di procedure mediche standard, operazioni pianificate o eventi di lesioni A&E che richiedono anestesia, nonché condizioni diagnostiche o croniche che influenzano direttamente o indirettamente la respirazione. I ventilatori svolgono anche un ruolo fondamentale nelle case di cura e per molti servizi di assistenza domiciliare, anche in circostanze "normali".

In circostanze eccezionali di una minaccia di pandemia, più recentemente COVID-19 (coronavirus), in cui il virus spesso attacca direttamente il sistema respiratorio umano o si presenta come una condizione secondaria, ad esempio la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS), la domanda di sistemi di ventilazione aggravi. I produttori affermati di ventilatori meccanici vengono uniti nella lotta da diverse aziende manifatturiere di altri settori, tutti produttori di ventilatori "open source" (dispositivi di respirazione a ingegneria inversa) per coprire potenziali carenze di approvvigionamento.

Il moderno ventilatore a pressione positiva continua (CPAP) è in qualche modo avanzato rispetto allo storico "polmone di ferro"; aggiungendo portabilità al controllo elettronico sofisticato delle sue funzioni operative e di monitoraggio. I sistemi principali includono:

• Fonti di alimentazione: energia elettrica, fornitura di gas e generatore di pressione.
• Controllo della consegna del gas:
  • accumulatore, miscelatore e regolatore di flusso inspiratorio
  • apparecchiature di umidificazione
  • sottosistema "circuito paziente" tra potenza meccanica e paziente
  • Regolatore di pressione espiratoria; Valvola di pressione espiratoria positiva (PEEP)
• Monitoraggio: sensori di concentrazione, portata, pressione e volume del gas
• Caratteristiche di sicurezza: particelle di aspirazione, batteri pre-circuito e filtri per gas espirati; sistemi di scambio umidità / calore e allarmi.

Poiché il ventilatore è classificato come un sistema "critico per la vita", è necessario eseguire test approfonditi per garantire che siano altamente affidabili nello svolgimento delle loro molteplici funzioni costituenti. Inoltre, il ventilatore deve essere facile da usare da parte del personale clinico, spesso in situazioni di alta pressione indossando indumenti protettivi complessi, quindi viene testata la sua funzionalità ergonomica.

Soluzione

Un ventilatore e le sue parti, compresi gli accessori applicabili, devono avere un'adeguata resistenza meccanica se sottoposti a sollecitazioni meccaniche dovute al normale utilizzo, spinta, impatto, caduta e manipolazione approssimativa.

Il collaudo di prodotti / componenti e materiali è quindi una parte vitale per garantire che un ventilatore sia fabbricato correttamente e funzioni secondo le sue specifiche. Mecmesin ha oltre 40 anni di esperienza nella fornitura di soluzioni per prove di forza e coppia, non solo ai produttori di dispositivi medici ma in tutti i settori dell'ingegneria, quindi anche i produttori di sistemi di ventilazione a produzione rapida (RMVS) possono implementare adeguati controlli di qualità e durata.

I test di forza e coppia tipici includono:

• Pompe, cuscinetti, turbine: compressione, resistenza alla flessione
• Valvole di regolazione della pressione: caratteristiche di regolazione e apertura
• Assiemi a molla: tasso di compressione a molla
• Schermi touch-button: resistenza meccanica locale
• Manopole di controllo rotative: feedback di sensazioni e coinvolgimento
• Giunti saldati per PCB: resistenza alla rottura
• Terminali e connettori a filo ondulato: resistenza alla trazione
• Tubazione del circuito paziente: resistenza allo schiacciamento fisico, allungamento
• Stampato in 3d e altri componenti in materiale composito: resistenza meccanica

Caso di studio correlato per il test della forza della maschera facciale NIV.

Apparecchiature di prova

• Tester di forza, trazione, compressione
• Tester di coppia
• Accessori standard per la maggior parte dei test, con regolabilità, azionamento pneumatico e funzionalità di cambio rapido
• Mecmesin è in grado di stampare in 3D apparecchi di adattamento per una corrispondenza esatta con la geometria dei componenti