人工呼吸器は生命維持装置です。主電源が失われたとき、バッテリーは設定を保持するだけでなく、患者の肺へガスを送り続けなければなりません。最新のクリティカルケアおよび搬送用人工呼吸器はますますタービン駆動となり、壁ガスによる空気圧駆動を、エネルギー収支を支配する高速ブロワーに置き換えています。この三部作の論文Aはその負荷を説明し、ISO 80601-2-12の要求に結びつけ、人工呼吸器のバッテリーサイズ設計が利便性ではなく必須性能の問題である理由を示します。
旧世代のICU人工呼吸器は圧縮医療ガスに依存していました；現代のタービン式人工呼吸器——Getinge Servo-airなどのプラットフォームや多くのICU/搬送モデル——は、毎分数万回転で回るブラシレスブロワーで流量と圧力を生成します。ブロワー電流は呼吸周期に追従します：設定された圧力または容量に達するよう吸気中に上昇し、呼気中に低下します。その動的負荷に加えて、制御電子回路、センサー（流量、圧力、酸素、CO2）、装着時の加熱式加湿器の出力、ディスプレイ、アラーム、呼気弁があります。
モニターの比較的安定したベース負荷とは異なり、人工呼吸器の電流は呼吸数に伴って本質的に周期的で、人工呼吸器の設定に強く依存します：高い圧サポートの呼吸、高いPEEP、硬い成人の肺での肺保護モード、ネブライザーや酸素富化機能は、いずれも呼吸ごとのブロワーエネルギーを高めます。肺コンプライアンスの変化——人工呼吸器に「抵抗」する患者や目詰まりしたフィルター——は瞬時電力を増やします。したがってサイズ設計は、コンプライアンスの高いテスト肺での公称一回換気量ではなく、最悪の臨床設定をカバーしなければなりません。
クリティカルケア用人工呼吸器はISO 80601-2-12（IEC 60601-2-12:2001の後継で、2020年版・2023年版はIEC 60601-1第3版に整合）に準拠し、呼吸ガスモニター向けISO 80601-2-55や多機能モニタリング向けIEC 60601-2-49といった副次・個別規格も併用します。生命維持装置として人工呼吸器は、外部電源の喪失時に、IEC 60601-1-8に基づく段階的アラームとともに、必須性能——設定された呼吸を精度の範囲内で送達すること——を維持しなければなりません。メーカーが定義された設定での内蔵バッテリー持続時間を公表するのは、それがマーケティングではなく安全に関する主張だからです。
院内搬送（CT、手術室、ICUから病棟）と救急/EMS用人工呼吸器は長時間にわたって完全に内蔵電源で動作し、軍用/野外搬送用人工呼吸器は衝撃、振動、極端な温度を加えます。バッテリーのミッションは、エレベーターや画像検査室での遅延に備えた安全マージンを加えた想定搬送時間をカバーしなければならず、組電池は低い充電状態でも圧送達エラーなしにブロワー電力を供給する必要があります。
ブロワーの高い呼吸連動負荷は、内部抵抗が低くパルス供給に優れたセルに適しています。NiMHは高率放電性能、水系で本質的に安全な化学、何週間もベッドサイドのドックにあるICU装置の一定のフロート/フロート放電パターンへの耐性、そして簡単な充電を提供します——リチウムの重量面の利点が決定的でない搬送用・堅牢化人工呼吸器で使われ続ける理由です。論文Bでは組電池のサイズ設計と化学種の定量比較を行い、論文CではISO 80601-2-12の検証と試験の流れをたどります。
Weijiang Powerは、人工呼吸器・呼吸機器OEM向けに高率NiMHセルとカスタム組電池を製造しています：ブロワーのパルス供給向け低抵抗マッチングセル、溶接構造、NTCと保護、IEC 62133-1/UN 38.3のドキュメント。最悪条件の呼吸設定、目標とする内蔵バッテリー持続時間、筐体をお知らせいただければ、宣言された限界まで必須性能を維持する組電池をサイズ設計します。
