Ventilator ya DIY Kutumia Vifaa vya Kawaida vya Matibabu: Hatua 8

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Mradi huu hutoa maagizo ya kukusanya kipeperushi cha mabadiliko kwa matumizi katika hali za dharura wakati hakuna hewa ya kutosha ya kibiashara, kama janga la sasa la COVID-19. Faida ya muundo huu wa upumuaji ni kwamba kimsingi inabadilisha matumizi ya kifaa cha uingizaji hewa mwongozo ambacho tayari kinatumika sana na kukubaliwa na jamii ya matibabu. Kwa kuongeza, inaweza kukusanywa haswa kutoka kwa vifaa ambavyo tayari vinapatikana katika mipangilio mingi ya hospitali na hauitaji utengenezaji wa kawaida wa sehemu yoyote (k.m uchapishaji wa 3d, kukata laser, n.k.).

Mask ya valve ya mkoba (BVM), pia inajulikana kama ufufuaji wa mwongozo, ni kifaa cha mkono kinachotumika kutoa uingizaji hewa mzuri wa shinikizo kwa wagonjwa wanaohitaji msaada wa kupumua. Hutumika kutoa uingizaji hewa wa muda kwa wagonjwa wakati vifaa vya kupumua haipatikani, lakini hazitumiwi kwa muda mrefu kwa sababu zinahitaji mwanadamu kubana begi kwa vipindi vya kupumua vya kawaida.

Kiingizaji hewa hiki cha DIY hutengeneza kubana kwa BVM ili iweze kutumiwa kupumua mgonjwa kwa muda usiojulikana. Kufinya kunapatikana kwa kurudia kupandisha / kupunguza kikombe cha shinikizo la damu kilichofungwa kwenye BVM. Hospitali nyingi zina vifaa vya kubanwa vya hewa na utupu, ambavyo vinaweza kutumiwa kupandikiza na kupunguza kikombe cha shinikizo la damu, mtawaliwa. Valve ya solenoid inasimamia mtiririko wa hewa iliyoshinikwa, ambayo inadhibitiwa na mdhibiti mdogo wa Arduino.

Nyingine zaidi ya BVM na cuff ya shinikizo la damu (ambazo zote tayari zinapatikana hospitalini), muundo huu unahitaji sehemu chini ya dola 100, ambazo zinaweza kununuliwa kwa urahisi kutoka kwa wauzaji mkondoni kama McMaster-Carr na Amazon. Vipengele vilivyopendekezwa na viungo vya ununuzi vinatolewa, lakini unaweza kubadilisha sehemu nyingi na vifaa vingine sawa ikiwa zile zilizoorodheshwa hazipatikani.

Shukrani:

Shukrani za pekee kwa Profesa Ram Vasudevan katika Chuo Kikuu cha Michigan kwa kufadhili mradi huu na Mariama Runcie, MD kutoka Makaazi ya Dharura ya Ushirika wa Harvard katika Hospitali Kuu ya Massachusetts na Brigham na Hospitali ya Wanawake kwa kukopesha utaalam wake wa matibabu na kutoa maoni juu ya wazo hilo.

Ninataka pia kutambua Christopher Zahner, MD na Aisen Chacin, PhD kutoka UTMB ambao kwa uhuru waliungana kwenye muundo sawa kabla ya kuchapisha nakala hii inayoweza kufundishwa (nakala ya habari). Ingawa kifaa changu sio cha riwaya, natumahi kuwa uhasibu huu wa kina wa jinsi ulivyojengwa utathibitisha kuwa muhimu kwa wengine wanaotafuta kurudia au kuboresha wazo hilo.

Vifaa

Sehemu za Matibabu:

Mask ya valve ya Bag, ~ $ 30 (https://www.amazon.com/Simple-Breathing-Tool-Adult-Oxygen/dp/B082NK2H5R)

Kifungo cha shinikizo la damu, ~ $ 17 (https://www.amazon.com/gp/product/B00VGHZG3C)

Vipengele vya Elektroniki:

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

-3-njia ya umeme solenoid valve (12V), ~ $ 30 (https://www.mcmaster.com/61975k413)

-12 V adapta ya ukuta, ~ $ 10 (https://www.amazon.com/gp/product/B01GD4ZQRS)

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

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

-Bodi ndogo ya mkate, ~ $ 1 (https://www.amazon.com/gp/product/B07PZXD69L)

-Wingle waya wa msingi, ~ $ 15 kwa seti nzima ya rangi tofauti (https://www.amazon.com/TUOFENG-Wire-Solid-different-colored-spools/dp/B07TX6BX47)

Vipengele vingine:

-Bomba iliyofunikwa na bomba yenye nyuzi 10-32, ~ $ 4 (https://www.mcmaster.com/5346k93)

- (x2) Bomba lililopigwa kwa plastiki na nyuzi 1/4 NPT, ~ $ 1 (https://www.mcmaster.com/5372k121)

Spacer ya plastiki, <$ 1 (https://www.mcmaster.com/94639a258)

- (x2) Ponda zilizopo za oksijeni sugu, ~ $ 10 (https://www.amazon.com/dp/B07S427JSY)

-Sanduku ndogo au kontena lingine la kutumika kama makazi ya umeme na valve

Hatua ya 1: Funga Umeme kwa Umeme

Kutumia waya msingi wa msingi na ubao mdogo, unganisha Arduino, TIP 120, na potentiometer kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa wiring. Unaweza pia kutaka kuweka mkanda au gundi moto Arduino na ubao wa mkate kwenye kipande cha kadibodi, kwani hii itasaidia kupunguza utaftaji wa waya.

Kumbuka kuwa kipinga 1k ni chaguo. Inafanya kazi kama bima dhidi ya kaptula za umeme, lakini ikiwa huna moja amelala karibu unaweza kuibadilisha na waya na kila kitu bado kinapaswa kufanya kazi vizuri.

Arduino haiwezi kuendesha valve moja kwa moja kwa sababu inahitaji nguvu zaidi kuliko pini za pato za Arduino zinaweza kusambaza. Badala yake, Arduino huendesha TIP 120 transistor, ambayo hufanya kama swichi kuwasha na kuzima valve.

Potentiometer hufanya kama "kitengo cha kurekebisha kiwango cha kupumua". Kubadilisha mpangilio wa sufuria hubadilisha ishara ya voltage kwenye pini ya Arduino A0. Nambari inayoendesha Arduino inabadilisha voltage hiyo kuwa "kiwango cha kupumua", na inaweka kiwango cha ufunguzi wa valve na kufunga ili kuilinganisha.

Hatua ya 2: Funga Umeme Valve ya Solenoid

Valve ya elektroniki haitoi meli yoyote iliyounganishwa nayo, kwa hivyo hii inapaswa kufanywa kwa mikono.

Kwanza, ondoa kifuniko cha juu ukitumia bisibisi ya kichwa cha Phillips kufunua vituo vyake vitatu vya vis, V +, V-, na GND (wasiliana na picha ili kubaini ni ipi)

Kisha, ambatisha waya kwa kuzifunga na vis. Ningeshauri kutumia waya wa machungwa au wa manjano kwa V + (au rangi yoyote uliyotumia kwa waya ya 12V kwenye hatua ya awali), bluu au nyeusi kwa V-, na nyeusi kwa GND (au rangi yoyote uliyotumia kwa waya wa GND kwenye Nilitumia nyeusi kwa V- na GND lakini niliweka mkanda kidogo kwenye waya wa GND ili niweze kuwatofautisha.

Mara tu waya zinapounganishwa, weka kifuniko tena na uizungushe mahali pake.

Kisha, unganisha waya kwenye ubao wa mkate kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa wiring uliosasishwa.

Kwa uwazi, mchoro wa mzunguko pia umejumuishwa, lakini ikiwa haujui aina hiyo ya notation unaweza kuipuuza tu:)

Hatua ya 3: Pakia Nambari ya Arduino na Elektroniki za Mtihani

Ikiwa huna tayari, pakua Arudino IDE au fungua kihariri cha wavuti cha Arduino (https://www.arduino.cc/en/main/software).

Ikiwa unatumia Arduino Unda mhariri wa wavuti, unaweza kupata mchoro wa mradi huu hapa. Ikiwa unatumia Arduino IDE ndani ya kompyuta yako, unaweza kupakua mchoro kutoka kwa hii inayoweza kufundishwa.

Fungua mchoro, unganisha Arduino kwenye kompyuta yako kwa kutumia kebo ya printa ya USB, na upakie mchoro kwenye Arduino. Ikiwa una shida kupakia mchoro, msaada unaweza kupatikana hapa.

Sasa ingiza usambazaji wa umeme wa 12V. Valve inapaswa kufanya sauti ya kubonyeza mara kwa mara na kuwasha, kama inavyoonyeshwa kwenye video. Ukigeuza kitobwi cha potentiometer kwa saa inapaswa kubadilika haraka, na polepole ikiwa ukigeuza kinyume cha saa. Ikiwa hii sio tabia unayoona, rudi nyuma na uangalie hatua zote za awali.

Hatua ya 4: Ambatisha Viunganishi vya Tube zilizopigwa kwa Valve

Valve ina bandari tatu: A, P, na Exhaust. Wakati valve haifanyi kazi, A imeunganishwa na Exhaust na P imefungwa. Wakati valve inafanya kazi, A imeunganishwa na P na Exhaust imefungwa. Tutaunganisha P na chanzo cha hewa kilichoshinikizwa, A kwa kofi ya shinikizo la damu, na Kutolea nje kwa utupu. Kwa usanidi huu, cuff ya shinikizo la damu itapanda wakati valve inafanya kazi, na itapunguza wakati valve haifanyi kazi.

Bandari ya Kutolea nje imeundwa kuwa wazi tu kwa anga, lakini tunahitaji kuiunganisha na utupu ili kofi ya shinikizo la damu ipunguke haraka zaidi. Ili kufanya hivyo, toa kwanza kofia nyeusi ya plastiki inayofunika bandari ya Kutolea nje. Kisha weka nafasi ya plastiki juu ya nyuzi zilizo wazi na ambatanisha kiunganishi cha shaba juu.

Ambatisha viungio vya plastiki vilivyopigwa kwa bandari A na P. Kaza na ufunguo ili kuhakikisha hakuna uvujaji.

Hatua ya 5: Unda Nyumba ya Elektroniki

Kwa kuwa hakuna waya zilizouzwa mahali, ni muhimu kuzilinda kutokana na kuvutwa kwa bahati mbaya na kukatika. Hii inaweza kufanywa kwa kuwaweka kwenye nyumba ya kinga.

Kwa makazi, nilitumia sanduku ndogo la kadibodi (moja ya sanduku za usafirishaji za McMaster sehemu zingine ziliingia). Unaweza pia kutumia chombo kidogo cha tupperware, au kitu cha kupenda vitu ikiwa unataka.

Kwanza, weka valve, Arduino, na ubao mdogo wa mkate kwenye chombo. Kisha piga / kuchimba mashimo kwenye chombo kwa kebo ya umeme ya 12V na mirija ya hewa. Mara baada ya kumaliza mashimo, gundi moto, mkanda, au zip funga valve, Arduino, na ubao wa mkate katika maeneo yao unayotaka.

Hatua ya 6: Funga Cuff ya Shinikizo la Damu Karibu na BVM

Tenganisha balbu ya mfumuko wa bei kutoka kwa cuff ya shinikizo la damu (unapaswa kuivuta tu). Katika hatua inayofuata, bomba hili litaunganishwa na valve ya elektroniki.

Funga kikombe cha shinikizo la damu karibu na BVM. Hakikisha kofia ni ngumu sana bila kuangusha begi.

Hatua ya 7: Ambatisha Mirija ya Hewa

Hatua ya mwisho ni kuunganisha kofia ya shinikizo la damu, chanzo cha hewa kilichoshinikizwa, na chanzo cha utupu kwa valve ya elektroniki.

Unganisha kofia ya shinikizo la damu kwenye terminal ya valve.

Kutumia bomba la oksijeni, unganisha kituo cha P cha valve kwenye chanzo cha hewa kilichoshinikizwa. Hospitali nyingi zinapaswa kuwa na vituo vya hewa vilivyoshinikwa vinavyopatikana kwa shinikizo la baa 4 (58 psi) (chanzo).

Kutumia bomba lingine la oksijeni, unganisha kituo cha Kutolea nje cha valve kwenye chanzo cha utupu. Hospitali nyingi zinapaswa kuwa na vituo vya utupu vinavyopatikana kwa 400mmHg (7.7 psi) chini ya anga (chanzo).

Kifaa sasa kimekamilika isipokuwa kwa zilizopo / adapta zinazohitajika ili kuunganisha duka la BVM na mapafu ya mgonjwa. Mimi sio mtaalamu wa huduma ya afya kwa hivyo sikujumuisha sehemu hizo kwenye muundo, lakini inadhaniwa kuwa zinapatikana katika mazingira yoyote ya hospitali.

Hatua ya 8: Jaribu Kifaa

Chomeka kifaa. Ikiwa kila kitu kimeunganishwa vizuri, kofia ya shinikizo la damu inapaswa kupandisha na kupungua mara kwa mara, kama inavyoonyeshwa kwenye video.

Mimi sio mtaalamu wa huduma ya afya, kwa hivyo sina idhini ya kupata hospitali au vituo vya utupu vya hospitali. Kwa hivyo, nilitumia kiboreshaji kidogo cha hewa na pampu ya utupu kujaribu kifaa nyumbani kwangu. Niliweka mdhibiti wa shinikizo kwenye kontena kwa bar 4 (58 psi) na utupu hadi -400 mmHg (-7.7 psi) kuiga vituo vya hospitali kwa kadri inavyowezekana.

Kanusho zingine na vitu vya kuzingatia:

Kiwango cha kupumua kinaweza kubadilishwa kwa kugeuza potentiometer (kati ya pumzi 12-40 kwa dakika). Kutumia usanidi wangu wa hewa / utupu, niligundua kuwa kwa viwango vya kupumua zaidi ya ~ pumzi 20 kwa dakika kofi ya shinikizo la damu haina wakati wa kupungua kabisa kati ya pumzi. Hii inaweza kuwa sio shida wakati wa kutumia vituo vya hewa vya hospitali ambavyo nadhani vinaweza kusambaza viwango vya juu vya mtiririko bila kushuka kwa shinikizo, lakini sijui kwa kweli.

-Vali ya begi haijasisitizwa kabisa wakati wa kila pumzi. Hii inaweza kusababisha hewa ya kutosha kusukumwa ndani ya mapafu ya wagonjwa. Kujaribu njia ya matibabu ya njia ya hewa inaweza kufunua ikiwa ndio kesi. Ikiwa ndivyo, hii inaweza kurekebishwa kwa kuongeza mfumko wa bei wakati wa kila pumzi, ambayo itahitaji kuhariri nambari ya Arduino.

-Sijapima kiwango cha juu cha shinikizo kwa ndoo ya shinikizo la damu. 4 bar ni kubwa sana kuliko shinikizo kawaida inayohusika katika kuchukua usomaji wa shinikizo la damu. Kofi ya shinikizo la damu haikuvunjika wakati wa upimaji wangu, lakini hiyo haimaanishi kuwa haiwezi kutokea ikiwa shinikizo kwenye kofi iliruhusiwa kusawazisha kikamilifu kabla ya kukata tamaa.

-BVM imeundwa kutoa msaada wa hewa bila neli yoyote ya ziada kati ya valve na pua / mdomo wa mgonjwa. Kwa hivyo, kwa matumizi halisi, urefu wa neli kati ya BVM na mgonjwa inapaswa kuwekwa kwa kiwango cha chini.

-Ubuni huu wa upumuaji haukubaliwa na FDA na inapaswa kuzingatiwa kama chaguo la LAST RESORT. Ilibuniwa kwa makusudi kuwa rahisi kukusanyika kutoka kwa vifaa vya hospitali na sehemu za kibiashara kwa hali ambazo njia mbadala / za hali ya juu zaidi hazipatikani. Maboresho yanahimizwa!