Umumiy tibbiy asboblardan foydalangan holda DIY shamollatgichi: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Ushbu loyiha, agar mavjud COVID-19 pandemiyasi kabi tijorat ventilyatorlari yetarli bo'lmasa, favqulodda vaziyatlarda foydalanish uchun almashtiriladigan ventilyatorni yig'ish bo'yicha ko'rsatmalarni beradi. Ventilyator dizaynining afzalligi shundaki, u asosan tibbiyot hamjamiyati tomonidan keng qo'llaniladigan va qabul qilingan qo'lda shamollatish moslamasidan foydalanishni avtomatlashtiradi. Bundan tashqari, u asosan shifoxonaning ko'p joylarida mavjud bo'lgan komponentlardan yig'ilishi mumkin va buning uchun maxsus qismlar tayyorlanmaydi (masalan, 3D bosib chiqarish, lazerli kesish va hk).

Qo'l valfi niqobi (BVM), shuningdek qo'lda reanimatolog sifatida ham tanilgan, nafas olish yordamiga muhtoj bemorlarga musbat bosimli ventilyatsiyani ta'minlash uchun ishlatiladigan portativ qurilma. Ular bemorlarga mexanik ventilyatorlar mavjud bo'lmaganda vaqtincha shamollatish uchun ishlatiladi, lekin uzoq vaqt davomida ishlatilmaydi, chunki ular odamdan sumkani muntazam nafas olish oralig'ida siqib qo'yishni talab qiladi.

Bu DIY ventilyatori BVM siqilishini avtomatlashtiradi, bunda bemorni noma'lum vaqt ventilyatsiya qilish mumkin. Siqish BVMga o'ralgan qon bosimi manjetini qayta -qayta puflash/deflyatsiya qilish orqali amalga oshiriladi. Ko'pgina shifoxonalar bosimli havo va vakuumli devor rozetkalari bilan jihozlangan, ular mos ravishda qon bosimini o'lchash va shamollatish uchun ishlatilishi mumkin. Solenoid valf Arduino mikrokontroller tomonidan boshqariladigan siqilgan havo oqimini tartibga soladi.

BVM va qon bosimi manjetidan tashqari (ikkalasi ham kasalxonalarda mavjud), bu dizayn uchun McMaster-Carr va Amazon kabi onlayn sotuvchilardan sotib olish mumkin bo'lgan 100 dollardan kam bo'lgan ehtiyot qismlar kerak bo'ladi. Tavsiya etilgan komponentlar va sotib olish havolalari taqdim etiladi, lekin agar sizda mavjud bo'lmasa, ko'p qismlarni boshqa shunga o'xshash komponentlar bilan almashtirishingiz mumkin.

Rahmatlar:

Ushbu loyihani moliyalashtirgani uchun Michigan Universitetining professori Ram Vasudevanga va tibbiyot tajribasini bergani va kontseptsiya haqida o'z fikrini bildirgani uchun Massachusets shtati umumiy kasalxonasi va Brigam va ayollar kasalxonasidagi Garvard shoshilinch tibbiy yordam rezidenti Mariama Runsiga alohida minnatdorchilik bildiraman.

Men, shuningdek, UTMB fanlari doktori Kristofer Zahner, MD va Aysen Chatsinni tan olishni istayman, ular ushbu ko'rsatmalarni (yangiliklar maqolasini) joylashtirishdan oldin mustaqil ravishda shunga o'xshash dizaynga qo'shilishgan. Mening qurilmam yangi bo'lmasa -da, umid qilamanki, u qanday qurilgani haqida batafsil ma'lumot bu kontseptsiyani qayta tiklashni yoki takomillashtirishni istaganlar uchun foydali bo'ladi.

Ta'minotlar

Tibbiy komponentlar:

-Bag sumkasi niqobi, ~ 30 dollar (https://www.amazon.com/Simple-Breathing-Tool-Adult-Oxygen/dp/B082NK2H5R)

-Qon bosimi manjet, ~ $ 17 (https://www.amazon.com/gp/product/B00VGHZG3C)

Elektron komponentlar:

-Arduino Uno, ~ 20 dollar (https://www.amazon.com/Arduino-A000066-ARDUINO-UNO-R3/dp/B008GRTSV6)

-3 tomonlama elektron solenoid valf (12V), ~ 30 dollar (https://www.mcmaster.com/61975k413)

-12 V devor adapteri, ~ 10 dollar (https://www.amazon.com/gp/product/B01GD4ZQRS)

-10k potentsiometr, <$ 1 (https://www.amazon.com/gp/product/B07C3XHVXV)

-TIP120 Darlington tranzistor, ~ $ 2 (https://www.amazon.com/Pieces-TIP120-Power-Darlington-Transistors/dp/B00NAY1IBS)

-Kichkina non paneli, ~ 1 dollar (https://www.amazon.com/gp/product/B07PZXD69L)

-Yagona yadroli sim, har xil rangdagi to'plam uchun ~ 15 dollar (https://www.amazon.com/TUOFENG-Wire-Solid-differ-colored-spools/dp/B07TX6BX47)

Boshqa komponentlar:

-10-32 ipli, 4 dollarlik shoxli tikanli shlang, -(x2) 1/4 NPT tishli plastmassali tikonli quvur, ~ 1 dollar (https://www.mcmaster.com/5372k121)

-Plastik ajratgich, <$ 1 (https://www.mcmaster.com/94639a258)

-(x2) Ezilmaydigan kislorodli naychalar, ~ 10 dollar (https://www.amazon.com/dp/B07S427JSY)

-Elektron va vana korpusi sifatida xizmat qiladigan kichik quti yoki boshqa idish

1 -qadam: Elektronni ulang

Qattiq yadroli sim va miniatyurali taxtadan foydalanib, Arduino, TIP 120 va potentsiometrni ulanish sxemasida ko'rsatilgandek ulang. Bundan tashqari, Arduino va non taxtasini kartonga yopishtirish yoki issiq yopishtirishni xohlashingiz mumkin, chunki bu simlarning tasodifiy tortilishini cheklashga yordam beradi.

E'tibor bering, 1k rezistor ixtiyoriy. Bu elektr qisqichlardan sug'urta sifatida ishlaydi, lekin agar sizda yotmasa, uni sim bilan almashtirish mumkin va hamma narsa yaxshi ishlashi kerak.

Arduino klapanni to'g'ridan -to'g'ri boshqarolmaydi, chunki u Arduino chiqish pinlaridan ko'ra ko'proq quvvat talab qiladi. Buning o'rniga Arduino TIP 120 tranzistorini boshqaradi, u valfni yoqish va o'chirish uchun kalit vazifasini bajaradi.

Potansiyometr "nafas olish tezligini sozlash tugmasi" vazifasini bajaradi. Qozon sozlamalarini to'g'rilash kuchlanish signalini Arduino A0 piniga o'zgartiradi. Arduino -da ishlaydigan kod bu kuchlanishni "nafas olish tezligi" ga aylantiradi va unga mos keladigan valfni ochish va yopish tezligini o'rnatadi.

2 -qadam: Elektromagnit valfni ulang

Elektron valf hech qanday sim bilan ulanmagan, shuning uchun uni qo'lda bajarish kerak.

Birinchidan, Villi, V- va GND uchta vintli terminalini ochish uchun Phillips tornavida yordamida yuqori qopqog'ini olib tashlang (qaysi biri ekanligini aniqlash uchun rasmga qarang).

Keyin simlarni vintlar bilan mahkamlang. Men V+ uchun to'q sariq yoki sariq simni ishlatishni taklif qilaman (yoki oldingi bosqichda 12V sim uchun qanday rang ishlatilgan bo'lsa), V- uchun ko'k yoki qora, GND uchun qora (yoki GND simida ishlatgan rangingiz). Men V- va GND uchun qora rangdan foydalanardim, lekin GND simiga ozgina lenta qo'ydim, shunda ularni ajrata olaman.

Simlar ulangandan so'ng, qopqog'ini yana joyiga qo'ying va joyiga burab qo'ying.

Keyin, simlarni yangilangan simi diagrammasida ko'rsatilgandek non paneliga ulang.

Aniqlik uchun, elektron diagramma ham kiritilgan, lekin agar siz bunday belgini bilmasangiz, uni e'tiborsiz qoldirishingiz mumkin:)

3 -qadam: Arduino kodini va test elektronikasini yuklang

Agar sizda yo'q bo'lsa, Arudino IDE -ni yuklab oling yoki Arduino veb -muharririni oching (https://www.arduino.cc/en/main/software).

Agar siz Arduino Create veb -muharriridan foydalanayotgan bo'lsangiz, bu loyihaning eskiziga bu erdan kirishingiz mumkin. Agar siz Arduino IDE -ni mahalliy kompyuterda ishlatayotgan bo'lsangiz, eskizni ushbu yo'riqnomadan yuklab olishingiz mumkin.

Eskizni oching, USB printer kabel yordamida Arduino -ni kompyuteringizga ulang va eskizni Arduino -ga yuklang. Agar siz eskizni yuklashda muammoga duch kelsangiz, yordamni bu erda topishingiz mumkin.

Endi 12V quvvat manbaiga ulang. Vana vaqti -vaqti bilan chertish ovozini chiqarishi va videoda ko'rsatilgandek yonishi kerak. Agar siz potentsiometr tugmachasini soat yo'nalishi bo'yicha aylantirsangiz, u tezroq, aksincha sekinroq aylanishi kerak. Agar bu siz ko'rib turgan xatti -harakatlar bo'lmasa, orqaga qayting va oldingi barcha qadamlarni tekshiring.

4 -qadam: Tikanli quvur ulagichlarini valfga ulang

Vana uchta portga ega: A, P va Egzoz. Vana harakatsiz bo'lsa, A Egzozga ulanadi va P yopiladi. Vana faol bo'lganda, A P ga ulanadi va Egzoz yopiladi. Biz P ni siqilgan havo manbaiga, A ni qon bosimi manjetiga va Egzozni vakuumga ulaymiz. Ushbu konfiguratsiya yordamida, vana faol bo'lganda, qon bosimi manfiyasi shishiradi va vana ishlamay qolganda o'chadi.

Egzoz porti faqat atmosferaga ochiq bo'lishi uchun mo'ljallangan, ammo biz uni vakuumga ulashimiz kerak, shunda qon bosimi manjet tezroq tushadi. Buning uchun avval Egzoz portini qoplaydigan qora plastik qopqoqni echib oling. Keyin plastmassa ajratgichni ochiq iplar ustiga qo'ying va ustiga guruch tikanli ulagichni ulang.

A va P. portlariga plastik tikonli ulagichlarni mahkamlang, hech qanday oqish bo'lmasligi uchun kalit bilan mahkamlang.

5 -qadam: Elektronika uchun korpus yarating

Simlarning hech biri joyida lehimlanmaganligi sababli, ularni tasodifan tortish va uzishdan himoya qilish kerak. Bu ularni himoya uyiga joylashtirish orqali amalga oshirilishi mumkin.

Uy -joy uchun men kichik karton qutidan foydalandim (McMaster yuk tashish qutilaridan biri uning ba'zi qismlari kirgan). Agar xohlasangiz, kichik idishdan yasalgan idishni yoki boshqa narsalarni xohlaysiz.

Birinchidan, konteynerga vana, Arduino va miniatyurali taxtani joylashtiring. Keyin 12V quvvat kabeli va havo quvurlari uchun idishda teshiklarni burang/burg'ulang. Teshiklar tugagandan so'ng, issiq elim, lenta yoki fermuar bilan vanani, Arduino va non taxtasini kerakli joylarga bog'lab qo'ying.

6 -qadam: Qon bosimi manjetini BVM atrofiga o'rang

Inflyatsiya lampochkasini qon bosimi manjetidan ajrating (siz uni shunchaki tortib olishingiz kerak). Keyingi bosqichda bu quvur elektron valfga ulanadi.

Qon bosimi manjetini BVM atrofiga o'rab qo'ying. Manşet sumkani yiqitmasdan iloji boricha qattiqroq ekanligiga ishonch hosil qiling.

7 -qadam: havo quvurlarini ulang

Oxirgi qadam - qon bosimi manjetini, siqilgan havo manbasini va vakuum manbasini elektron valfga ulash.

Qon bosimi manjetini valfning A terminaliga ulang.

Kislorod naychasidan foydalanib, vana P terminalini bosimli havo manbaiga ulang. Ko'pgina shifoxonalarda 4 bar (58 psi) bosim ostida siqilgan havo rozetkalari bo'lishi kerak.

Boshqa kislorod naychasidan foydalanib, vana Egzoz terminalini vakuum manbaiga ulang. Ko'pgina shifoxonalarda atmosfera ostida 400 mm simob ustuni (7,7 psi) bo'lgan vakuumli rozetkalar bo'lishi kerak (manba).

BVM chiqishini bemor o'pkasiga ulash uchun zarur naychalar/adapterlar bundan mustasno, qurilma hozir tugallangan. Men sog'liqni saqlash mutaxassisi emasman, shuning uchun men ushbu komponentni dizaynga kiritmaganman, lekin ular har qanday shifoxonada bo'lishi mumkin deb taxmin qilinadi.

8 -qadam: qurilmani sinab ko'ring

Qurilmani ulang. Agar hamma narsa to'g'ri ulangan bo'lsa, videoda ko'rsatilgandek, bosim o'lchagichi vaqti -vaqti bilan puflanishi va puflanishi kerak.

Men sog'liqni saqlash mutaxassisi emasman, shuning uchun kasalxonada siqilgan havo yoki vakuumli rozetkalarga kira olmayman. Shuning uchun, men o'z uyimda qurilmani sinab ko'rish uchun kichik havo kompressori va vakuum nasosidan foydalandim. Kasalxona rozetkalarini iloji boricha simulyatsiya qilish uchun kompressordagi bosim regulyatorini 4 bar (58 psi) va vakuumni -400 mm simob ustuni (-7.7 psi) ga o'rnatdim.

Ba'zi rad etishlar va e'tiborga olish kerak bo'lgan narsalar:

-Nafas olish tezligini potentsiometrni burish orqali sozlash mumkin (daqiqada 12-40 nafas oralig'ida). Siqilgan havo/vakuum sozlamasidan foydalanib, men nafas olish tezligi daqiqada ~ 20 tadan yuqori bo'lsa, qon bosimini o'lchash manjetining nafas o'rtasida to'liq bo'shashishga vaqti yo'qligini payqadim. Kasalxonadagi havo chiqarish joylaridan foydalanganda bu muammo bo'lmasligi mumkin, menimcha, bosim pasaymasdan yuqori oqim tezligini ta'minlaydi, lekin men aniq bilmayman.

-Har bir nafas paytida sumka klapanlari to'liq siqilmaydi. Bu bemorning o'pkasiga havo yetishmasligiga olib kelishi mumkin. Nafas olish yo'llarining tibbiy manikeni bo'yicha testlar shunday bo'lganligini aniqlay oladi. Agar shunday bo'lsa, buni har nafas paytida inflyatsiya vaqtini ko'paytirish orqali hal qilish mumkin, bu esa Arduino kodini tahrir qilishni talab qiladi.

-Men qon bosimi manjetining maksimal bosimini sinab ko'rmadim. 4 bar, odatda, qon bosimini o'lchashda ishlatiladigan bosimdan ancha yuqori. Sinov paytida qon bosimi buzilmadi, lekin bu manfiyni bosishdan oldin manjetdagi bosimni to'liq tenglashtirishga ruxsat berilsa, bu sodir bo'lmaydi degani emas.

-BVM klapan va bemorning burni/og'zi o'rtasida hech qanday qo'shimcha trubkasiz havoni qo'llab -quvvatlash uchun mo'ljallangan. Shunday qilib, haqiqiy dastur uchun BVM va bemor o'rtasidagi quvur uzunligi minimal bo'lishi kerak.

-Ventilyatorning bu dizayni FDA tomonidan tasdiqlanmagan va uni faqat SON RESORT varianti deb hisoblash kerak. U qasddan shifoxona uskunalari va tijorat qismlaridan yaxshiroq/murakkab variantlar mavjud bo'lmagan holatlarda yig'ish uchun qulay qilib yaratilgan. Yaxshilanishlar rag'batlantiriladi!