Применение датчиков Honeywell в аппаратах для лечения апноэ во сне

Основной способ профилактики и лечения апноэ — терапия с помощью аппарата поддержания положительного давления в дыхательных путях (PAP), пример такого аппарата приведен на рис. 1. Пациент надевает маску для подачи воздуха под давлением, проходящего через носовые ходы, не позволяя верхним дыхательным путям сужаться, что препятствует остановке дыхания. Существует три основные категории аппаратов поддержания PAP:

Рис. 1. Аппарат для лечения апноэ во сне

1) Аппарат CPAP (Continuous Positive Airway Pressure — постоянное положительное давление) обеспечивает постоянное давление воздуха. Это положительное давление не позволяет горлу сужаться во время сна и дает пациенту свободно дышать, не беспокоясь об остановках дыхания.

2) Аппарат Auto-PAP (Automatic Positive Airway Pressure — положительное давление с автоматическим контролем) измеряет сопротивление при дыхании и на основе полученных результатов подает воздух под давлением, необходимым для поддержания беспрепятственного дыхания.

3) Аппарат Bilevel-PAP (Bilevel Positive Airway Pressure — двухуровневое положительное давление) обеспечивает два уровня давления воздуха: IPAP — положительное давление во время вдоха, и более низкое EPAP — положительное давление во время выдоха.

Применение датчиков Honeywell

Компания Honeywell производит большой ассортимент датчиков, которые можно использовать в аппаратах для лечения апноэ во сне. Они предназначены для управления потоком, давлением, влажностью и температурой воздуха и формирования сигналов для плавного управления двигателем.

1. Датчик воздушного потока (датчик расхода)*:

–  серия Honeywell Zephyr^TM HAF;

–  серия AWM90000 (AWM92100V).

2. Датчик влажности:

–  серия Honeywell HumidIcon^TM HIH8000 или HIH9000;

–  серия HIH-5031/5032 или HIH-4030/4031 (HIH-4020/4021/4000).

3. Датчик давления:

–  серия TruStability^TM RSC, HSC или SSC;

–  серия Basic ABP.

4. Термисторы и датчики температуры:

–  192- или 194-я серия;

–  500-я серия.

5. Термостаты:

–  серия 2450RC.

6. Магнитные датчики:

–  серия SS400, SS360NT, SS360ST или SS460S.

* Как правило, в аппарате применяется только один датчик потока. Некоторые размещают его перед вентилятором, некоторые — после.

Датчики воздушного потока

Эти датчики контролируют процесс дыхания пациента и формируют сигнал, управляющий потоком вентилятора внутри аппарата в тот момент, когда пациент начинает делать выдох. Создаваемое таким образом снижение сопротивления выдоха предотвращает у пациента ощущение затрудненного из-за аппарата дыхания и уменьшает дискомфорт. Аппараты, в которых для определения цикла дыхания используются датчики потока, более комфортны для пациента и могут быть использованы чаще по сравнению с аппаратами, не обладающими подобной функцией. Для поддержания режима лечения такие аппараты предпочтительны. Датчики потока применяются в Auto-PAP- и Bilevel-PAP-аппаратах. В таблице ниже приведены некоторые особенности датчиков потока Honeywell.

Магнитные датчики

Надежные датчики серии SS400 созданы в соответствии с требованиями к повышению точности выходного сигнала, необходимой для плавного управления двигателем вентилятора, чтобы уменьшить вибрацию и шум. Температурно-стабильная схема датчика обеспечивает высокую точность в рабочем диапазоне температур и поддерживает правильную работу вентилятора аппарата.

Датчики влажности

Эти датчики используются для регулирования подачи теплого влажного воздуха, что призвано повысить комфортность использования аппарата для пациента. При введении в поток влаги необходимо контролировать ее количество. Датчики влажности Honeywell устанавливаются либо непосредственно в поток воздуха, либо в параллельный отвод. Датчик соединяется с микроконтроллером и позволяет отрегулировать и обеспечить требуемый уровень влажности.

Датчики давления на печатную плату

Один из основных компонентов в аппаратах лечения апноэ во сне — датчики давления, которые контролируют процесс подачи давления воздуха пациенту во всех трех типах аппаратов PAP. Некоторые особенности пластиковых датчиков давления компании Honeywell приведены в таблице 4.

Термисторы и датчики температуры

Теплый и влажный воздух помогает обеспечить пациенту комфортное дыхание и уменьшить неприятные ощущения в горле, вызванные вдыханием холодного, сухого воздуха. Температуру подаваемого аппаратом воздуха измеряют и контролируют, поддерживая оптимальные для комфортного дыхания значения. Эту функцию можно реализовать или с помощью встроенного в датчик влажности температурного датчика, или с помощью отдельных самостоятельных датчиков температуры. Компания Honeywell производит датчики серии 192 и 194, устанавливаемые непосредственно в воздушном потоке. Датчик подключается к микроконтроллеру, предназначенному для мониторинга температуры воздушного потока и взаимодействующего с контуром управления температурой. Доступны как бескорпусные исполнения, так и законченные монтажные решения.

Корпусированные датчики температуры

Эти небольшие удобные для монтажа датчики содержат термисторы, защищенные корпусом от возможных повреждений в процессе эксплуатации и обслуживания. Корпусированные датчики температуры выравнивают распределение тепла по чувствительному элементу, обеспечивая высокую точность измерений температуры.

Термостаты

Биметаллические термостаты могут быть включены в состав аппаратов для лечения апноэ во время сна как часть устройства гибких нагревателей для контроля температуры без задействования дополнительных программных или аппаратных средств.

Заключение

В зависимости от сложности, функциональности устройства и требований по автономности набор датчиков, входящих в его состав, может различаться. Компания Honeywell предлагает большую вариативность решений, в зависимости от желаний и задач заказчика, что в результате позволяет разрабатывать и создавать медицинские приборы высокой надежности с хорошей функциональностью. Правильный выбор датчиков в аппарате для лечения апноэ во время сна позволяет улучшить эффективность лечения и обеспечить комфортное использование аппарата для пациента.