Ķermeņa siltuma plūsmas (heat flux) sensora un datu apstrādes sistēmas izstrāde jaundzimušā minimāla enerģijas patēriņa noteikšanai termoneitrālas vides temperatūras (neutral thermal environment (NTE)) prognozēšanai

06.12.2023

Periodā no 01.01.2024-31.12.2024 SIA “ARMGATE” īstenos pētniecības projektu Latvijas Atveseļošanas un noturības mehānisma plāna 5.1.r. reformu un investīciju virziena "Produktivitātes paaugstināšana caur investīciju apjoma palielināšanu P&A" 5.1.1.r. reformas "Inovāciju pārvaldība un privāto P&A investīciju motivācija" 5.1.1.2.i. investīcijas "Atbalsta instruments inovāciju klasteru attīstībai" īstenošanas noteikumu kompetences centru ietvaros.

Pētniecības projekta numurs un nosaukums: Nr. 1.14 “Ķermeņa siltuma plūsmas (heat flux) sensora un datu apstrādes sistēmas izstrāde jaundzimušā minimāla enerģijas patēriņa noteikšanai termoneitrālas vides temperatūras (neutral thermal environment (NTE)) prognozēšanai“.

Projekts Nr. 5.1.1.2.i.0/1/22/A/CFLA/002     

Projekta rezultātā tiks izstrādāts ķermeņa siltuma plūsmas (heat flux) sensors un datu apstrādes sistēma jaundzimušā minimāla enerģijas patēriņa noteikšanai termoneitrālas vides temperatūras (neutral thermal environment (NTE)) prognozēšanai.

APMĀCĪBU ĪSTENOŠANA ĀRVALSTU INVESTORU PIESAISTEI

PĀRVIETOJAMU PACIENTU SILDĪŠANAS EKRĀNU IZSTRĀDES PĒTĪJUMS, IZMANTOJOT INOVATĪVU ZEMAS TEMPERATŪRAS VIRZĪTA SILDĪTĀJA TEHNOLOĢIJU UN “PĀRSLĒDZAMAS VIEDĀS 
PLĒVES” KOMBINĀCIJU

UNIVERSĀLA ELEKTRISKĀ KONTROLIERA IZSTRĀDE INOVATĪVAS JAUNDZIMUŠO GULTAS APSILDES UN FOTOTERAPIJAS CAURSPĪDĪGAS KOMBINĒTĀS TEHNOLOĢIJAS VADĪBAI

Projekts Nr. 5.1.1.2.i.0/1/22/A/CFLA/002

Pētījuma mērķis ir izstrādāt inovatīvu jaundzimušo gultas apsildes un fototerapijas tehnoloģiju optimālas jaundzimušo aprūpes vides nodrošināšanai.

Projekta rezultātā tiks radīts jauns augstas pievienotas vērtības produkts – universāls kontrolieris ar HMI  apsildāmai jaundzimušo gultai un fototerapijas gaismas avotiem.       

Pārskata periodā no 01.01.2023.-31.03.2023. SIA “Armgate” veikts darbs projekta aktivitātē nr. 1 “Sistēmas arhitektūras izpēte”. Veikto darbu apraksts:

1)     Sistēmas arhitektūras izpēte

Aktivitātes ietvaros izpētīta un nodefinēta universāla elektriskā kontroliera programmatūras klasifikācija saskaņā ar “Regulation (EU) 2017/745 of the European Parliament and of the Council of 5 April 2017 on medical devices, amending Directive 2001/83/EC, Regulation (EC) No 178/2002 and Regulation (EC) No 1223/2009 and repealing Council Directives 90/385/EEC and 93/42/EEC” prasībām – ierīce definēta kā aktīva IIa klases ierīce. Projekta ietvaros veikta padziļināta standartu prasību analīze un prasības piemērotas katras iekārtas plānotās komponentes izvēlē.

Aktivitātes ietvaros nodefinētas galvenās sistēmas sastāvdaļas un to darbības parametri, t.sk : Sildītāja un ventilācijas sistēmas darbības parametri, Temperatūras kontroles mehānismi un sensori, Gaisa kontroles režīms, Zīdaiņa temperatūras kontroles režīms, Gāzes plūsmas kontrole, Mitruma kontroles mehānismi, Drošības sistēma, Gultiņas pacelšanas sistēma, Matrača virzīšanas sistēma, Barošanas bloks un baterija.

2)     Aparatūras izolācijas diagrammas izstrāde

Izstrādāta aparatūras izolācijas diagramma saskaņā ar standarta EN ISO 60601-1:2005 “Medical electrical equipment Part 1: General requirements for basic safety and essential performance” aktuālās versijas prasībām un standarta EN ISO 60601-6:2010 “Medical electrical equipment Part 1-6: General requirements for basic safety and essential performance – Collateral standard: Usability” aktuālās versijas un citos piemērojamajos standartos noteiktajām prasībām. Izstrādāta arī aparatūras izolācijas diagrammas blokshēma.

3)     Programmatūras arhitektūras apraksta izstrāde. Izstrādāta programmatūras arhitektūra, iekļaujot šādus aspektus:

Izstrādātā dokumentācija ir pamats pārejai uz nākamo projekta posmu.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Pārskata periodā no 01.04.2023.-30.06.2023. SIA “Armgate” veikts darbs projekta aktivitātē nr. 2 “Elektriskā vadības bloka un fototerapijas sistēmas savietojamības izpēte (RP)”. Veikto darbu apraksts:

1)     Fototerapijas gaismas avotu izvēle un trīsdimensiju izvietojuma izpēte:

Aktivitātes ietvaros veicam fototerapijas sistēmas izpēti, t.s. gaismas avotu izvēli un to trīsdimensiju izvietojuma izpēti. Noteicam efektīvās fototerapijas nepieciešamā starojuma intensitāti, pēc kuras, ar formulas palīdzību, var noteikt attiecīgo gaismas avotu skaitu.

2)     Gaisa sildīšanas sistēmas vadības parametru izpēte:

Izpētījām un identificējām gaisa sildīšanas sistēmas vadības parametrus. Virsmas, kurai pacients var pieskarties, temperatūra nevar pārsniegt 43°C.

3)     Komponentu materiālu atlase un darbības parametru noteikšana:

Aktivitātes ietvaros identificējam materiāla veidu, kas atbilst iekārtas drošai funkcionēšanai ar iepriekšējā aktivitāte noteiktiem parametriem. Tika izpētīti komponentu materiālu darbības parametri – vispiemērotākais materiālu veids ir ABS, kurš pētījuma gaitā apstiprināja savu izturību pie sildītāja darbības temperatūras. Tika optimizēts 3D drukāšanas process – konstrukcija tiek drukāta no trīs detaļām.

4)     Laboratorijas paraugu darbības analīze:

Aktivitātes ietvaros izveidojam laboratorijas stendu, kas ietver sevī gaisa sildīšanas un cirkulēšanas izpildmezgli, infrasarkanās starošanas detaļu un elektriskās vadības izpildelementu , lai pētīt komponentu savietojamību un iekārtas funkcionalitāti. Notestējam aktuālo elektronisko izpildelementu izkārtojumu. Testa ietvaros tika mērīti sekojošie parametri:

-       Starotāja temperatūra;

-       Infrasarkanā starojuma intensitāte;

-       Laiks, kas nepieciešams sistēmai lai sasniegtu darbības parametrus.

5)     Optimālās elektroinstalācijas izkārtojuma pētījumi:

Izpildot augstāk minētas aktivitātes, ieguvām iespaidu par sistēmas drošas un efektīvas darbības parametriem. Izkārtojam darbības elementus un to barošanas vadus izpildmezglā tā, lai tas atbilstu izolācijas diagrammas prasībām. Elementi, kas tika izkārtoti pēc attiecīgām prasībām:

-       Sildītājs;

-       Tangenciālais ventilators;

-       Plūsmas mērītājs;

-       Sildītāja temperatūras devējs;

-       Atgriezenisks un neatgriezenisks strāvas slēdzis;

-       Apgriezienu Holla devējs;

-       No gaisa cirkulēšanas un sildīšanas izpildmezgla izejošā gaisa temperatūras devējs;

-       Elektronikas dzesēšanas ventilatori;

-       Releji;

-       Barošanas vads un slēdzis;

-       Augstrāvas un zemstrāvas vadu un vadības elementu izkārtojums.

Izstrādātie ierīces elektronisko komponentu rasējumi ir pamats otra pētījuma aktivitātes turpinājumam.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Pārskata periodā no 01.07.2023.-30.09.2023. SIA “Armgate” turpināts darbs projekta aktivitātē nr. 2 “Elektriskā vadības bloka un fototerapijas sistēmas savietojamības izpēte (RP)”.  Veikto darbu apraksts:

1) Izvēlēto fototerapijas elementu vadības parametru izpēte

Aktivitātes ietvaros tika izpētīti šādi ar izvēlēto fototerapijas elementu vadību saistīti jautājumi:

- Spilgtuma maiņa, izmantojot sprieguma regulēšanu;

- Balstoties uz pašlaik izmantotajām LED platēm un veiktajiem mērījumiem par gaismas intensitāti (µW/cm2/nm), tika identificēts LED diožu skaits: 50. gb. (1W jaudīgu);

- LED darbības ietvaros radītā siltuma dzesēšana;

- LED gaismas avota leņķa un attāluma ietekme uz intensitātes viendabīgumu matrača virsmā.

2) Elektrosistēmas komponentu savietojamības izpēte

Izpētījām un identificējām nepieciešamos elektrosistēmas komponentus, kas atbilst IEC 60601 standarta prasībām.

Elementi:

- Gallija nitrīda (GaN) barošanas avots vai ekvivalents;

- Pārslēdzamas plēves barošanas shēma, izmantojot mazjaudīgu transformatoru;

- Pacēlāja vadības sistēma tiks izveidota kā atsevišķs, neatkarīgs elements;

- Identificēti sildītāja, ventilatora un devēju veidi un izkārtojums;

- Fototerapijas gaismas diožu izkārtojums un barošana;

- Noteikts vadības paneļa veids – pogu, ekrāna, trauksmes gaismas avota veidi un izkārtojums.

3) Shēmas dizaina izstrāde atbilstoši elektronikas prasību specifikācijai

Aktivitātes ietvaros tika izveidota vadības bloka shēma, atbilstoši iepriekš noteiktajām MOPP/MOOP diagrammas prasībām. Shēma deva iespēju izpētīt elementu izvietojumu drošai un efektīvai iekārtas darbībai.

4) PCB izkārtojums, saskaņojot ar mehāniku/korpusa dizainu

Aktivitātes ietvaros tika identificēts galveno elementu barošanas vadu izkārtojums. Tika izvēlētas vietas PCB plašu montēšanai, to izmērs un montēšanas vieta.

- Galvenajam barošanas vadam tiks izmantota sliežu ķēde, kas atrodas pacēlāja kustīgās daļas aizmugurē un ir paslēpta zem metāliskā apvalka;

- Tika identificēts kanāls pacēlāja augstuma regulēšanas pedāļu vadiem. Tas atrodas metāliskā iekārtas pamata iekšienē;

- Tika identificēti PCB plates maksimālie izmēri un izveidota elementu specifikācija plates izgatavošanai.

5) Funkcijas un integrācijas novērtējums un atgriezeniskā saite ar citām sistēmas sastāvdaļām

Veikta sildīšanas funkcijas, pārslēdzamās plēves funkcijas, fototerapijas funkcijas, pacēlāja, vadības paneļa, apskates gaismas avotu integrācija. Visas funkcijas apkopotas uz prototipa stenda. Stenda rezultāti apliecina iekārtas darbaspēju un atbilst visām iepriekš izskatītajām prasībām.