Diseño de Ventiladores Mecánicos

MSc.Ing.DanielThevenet CursodeIngenieríaBiomédica-2017

CursodeIngenieríaBiomédicaFacultaddeIngeniería-UniversidaddelaRepública

Montevideo-Uruguay2017

DiseñodevenIladores

Introducción


Ejercenpresión(consideradaposiIva)venciendolasresistenciasinspiratoriasdelasvíasaéreasylasfuerzaselásIcasdelospulmonesylacajatorácicadurantelafaseinspiratoria.LaexhalaciónserealizaenformapasivapermiIendoalpacienteliberarelaireinspiradoporlaspropiasfuerzaselásIcasdelacajatorácica.EsteprocesoserepitecíclicamentesusItuyendoasílarespiraciónnaturalporunaasisIdamecánicamente.

VenIladores

Introducción


LainterfazentreelvenIladoryelpacienteesunpardetubosplásIcoscorrugadosunidosporunapiezaen“Y”enelextremodelpaciente.Deestamaneraelgasinspiradocirculadesdeelequipohaciaelpacienteporunodeloscorrugados(ramainspiratoria)yelgasexhaladoporelpacientecirculahaciaelrespiradorporelotrocorrugado(ramaespiratoria).

Introducción


VenIladoresdeúlImageneración

Introducción


-  Ac#vos(calderas):Generancaloryhumedadparaacondicionarelaireinspirado. -Grancapacidaddeaportedecaloryhumedad -EfecIvosenpacientesconhipotermia -Principalmenteusadoenpacientesneonatales

-  Pasivos(intercambiadoresdecaloryhumedad–HME)

ReIenenelcalorylahumedadexhaladaporelpacienteparacalefaccionaryhumidificarelaireinspirado. -Descartables(norequierenesterilización) -FácilesdeuIlizar -Evitacontaminaciónyriesgobacteriológico -Principalmenteusadoenpacientesadultosypediátricos

Humidificadores

Introducción


HumidificadoresacIvos

Introducción


Humidificadorespasivos

Introducción


DiagramageneraldeunvenIlador

BloqueneumáIco

Bloqueelectrónico

Alimentación

eléctrica

Baterías

Interfazconelusuario

Gasesdealta

presión

Interfazcon

elpaciente

BloqueneumáIco(inspiratorio)


Reguladordepresión

Sensordeflujo

FiltrodePar_culasyagua

Válvulaunidireccional

Sensordealtapresión

Válvuladecontroldeflujo

Aire

Reguladordepresión

Sensordeflujo

Filtrodepar_culas

Válvulaunidireccional

Sensordealtapresión

Válvuladecontroldeflujo

Oxígeno

Válvuladelibrerespiración

Sensordeoxígeno

Válvuladealiviodepresión

Sensordepresióninspiratoria

Ramainspiratoria

Sensordeflujo

Aire

O2

BloqueneumáIco(espiratorio)


Ramaespiratoria

VálvulaespiratoriaSensordeflujo

Sensordepresión

Salidaalambiente

Reguladoresdepresión


-  Elgasaaltapresiónesdetenidoporelobturador.-  AmedidaquesegiralaperillaensenIdohorario

éstaejercepresiónsobreeldiafragmayelobturadorpermiIendoelpasajedelgas.

-  Elgasingresaalarecámarayejercepresiónsobreeldiafragmahastaequilibrarlafuerzaejercidaporelresorte.

-  Elgasescapaporlasalidamanteniendoelequilibrioeneldiafragma.

Sensoresdeflujo


-  Hilocaliente

-  Presióndiferencial

Tecnologías

Válvulasdecontroldeflujo


-  Válvulasproporcionales(corriente-flujo)-  Unaovariasenparalelo-  AptasparaAireyOxígeno-  Velocidadderespuestamedidapor“ProductoPresiónTiempo”(PTP):áreabajolacurvaPresión-Tiempoenlosprimeros300ms.

Sensoresdeoxígeno


Ventajas:-  Máseconómico-  Másrobustofrenteavibraciones-  Menosinterferenciacruzadacon

otrosgases(NO,NO2,etc.)

Ventajas:-  Noseagota(vidaúIlmuysuperior)-  Norequierecalibraciónperiódica-  Mayorvelocidadderespuesta

Galvánicos ParamagnéIcos

vs.

Sensoresdeoxígeno


-  ElgasmedidodifundeatravésdeunamembranasintéIcaysedisuelveenunelectrolito.

-  ElelectrolitoconIene2electrodosqueestánconectadosaunaredderesistencias.-  LaproporcióndeoxígenodisueltoesreducidaenelelectrodoacIvo(cátodo)yla

oxidaciónsellevaacaboenelelectrodocomplementario(ánodo).-  Lacorrienteiónicaresultantederivaenunacorrienteeléctricaexterna

proporcionalalaconcentracióndeoxígeno.-  Ladifusióndelasmoléculasdegasesunprocesodependientedelatemperatura.

Paracompensarlo,lacorrienteesconverIdaaunvoltajeatravésdetermistores.

SensoresGalvánicos

Sensoresdeoxígeno


SensoresParamagnéIcos -  DosesferasdevidriorellenasconnitrógenopendenenpresenciadeuncampomagnéIconouniforme.

-  LasmoléculasdeO2(gransuscepIbilidadmagnéIca)sonatraídasporelcampomagnéIcoalterandolaposicióndelasesferas.

-  Dichadesviaciónesdetectadaporunfotodiodoatravésdeunespejosolidarioalasesferas.

-  LaluzcaptadaesconverIdaacorrienteyrealimentadaaunaespirafijaalasesferasrecuperandolaposicióninicial.

-  DichacorrienteesproporcionalalaconcentracióndeO2yesconverIdaatensión.

Válvulaespiratoria


-  Cierraelcircuitodurantelainspiración.-  Abreelcircuitodurantelaespiración.-  PermitecontrolarelniveldePEEP.-  Generalmenteincluyenunsensordeflujoespiratorio.-  Puedendisponerdeunatrampadeaguaparaevitar

acumulacióndeaguaporcondensación.-  Puedensercalefaccionadasono.

Bloqueelectrónico


FuentedepoderDistribucióndepoderycargador

debaterías

CPUControldevenIlación

MonitorizacióndevenIlación

Válvulas

Interfazconusuario

ConecIvidad(RS232,RS485,

Ethernet,USB,etc.)

Sensores

BateríasAlimentación

Calibraciones


Lascalibracionessonnecesariasparaajustarvariacionesenelsuministrodegasesyentrecomponentesmismos.Componentesquerequierencalibraciones:

-  Reguladoresdepresión-  Válvulasdecontroldeflujo-  Sensoresdeflujo-  Sensoresdepresión-  SensordeO2

0

2

4

6

Seguridad


-  Alarmasvisualesyaudibles(normaISO/IEC60601-1-8)-  Válvuladesobrepresión(aliviodepresión,pressurereliefvalve)-  Válvuladelibrerespiración(freebreathingvalve)-  Normasdeseguridadeléctrica(ISO/IEC60601-1,ISO80601-2-12)(fugas,

interferenciasrecibidasygeneradas).-  Watchdogentreplacas.-  Comprobacióndesistemaantesdecadapaciente(fugas,audio,operación

deválvulasysensores,baterías,esImacióndecomplianceyresistencias)

Elementosnecesariosatenerencuenta

Complementos


-  Interfazdesokwareamigableydefácilaprendizajeparaelusuario.-  DisponibilidaddemodosvenIlatoriosconvencionalesynoconvencionales.-  VenIlaciónnoinvasiva(compensacióndefugas).-  Herramientasdesokwareparaelusuario(mecánicavenIlatoria,gráficas,

tendencias,registrosdealarmas,etc.).-  PantallastácIles(mulItouch).-  ConecIvidad(exportacióndedatos(HL7)).-  Diseñodefácillimpieza.-  EstéIca.

CaracterísIcasqueaportan

Serviciotécnico


-  MantenimientoprevenIvo(costos,kits,etc.).

-  Diseñopensadoparaserviciotécnico.

-  HerramientasdediagnósIco(logsdeerrores,sokwareparamanejodeválvulasylecturasdesensores,etc.)

Aspectosimportantes

Gracias


Diseño de Ventiladores Mecánicos

Engineering

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