报告:末日庇护所,呼吸机已耗尽!
如今新冠肺炎在全球开始爆发,医疗资源陡然就紧张了起来。如果有一天,住院治疗期间对肺炎患者最宝贵的治疗仪器——呼吸机——耗尽,该怎么办?国外DIY高手说不怕,我来教你自己动手制作低成本呼吸机,危难时刻或许能救命!
目前还需要解决的几个问题
一位肺科医生,给出专业建议的那种。毕竟这涉及到生死问题
使用简单的充气泵进行测试并实现相同的压力控制
我们是否可以仅通过观察电动机电流来检测呼吸周期?添加气压传感器可能会使构造复杂化,不过使用简单的电流感测电阻就容易得多
开发一种更好的解决方案来解决接口口径问题。当前的解决方案将需要一堆胶带来产生足够的压力
作者手头的一些零件可能不是很好买到
需要一个防止系统在断电时变得不安全的解决方案。作者坦言对此不太了解,希望给出建议
DIY呼吸机需要用到的材料
持续气道正压通气(CPAP)设备是个人用于治疗睡眠呼吸暂停的常用设备,因此比较好买到。作者使用的是Respironics REMStar的产品,价格不到20美元。
Arduino兼容的Nano/Clone可控制电机速度,呼吸周期并处理用户输入。只需下载Arduino IDE对微控制器软件进行编程。
无刷直流电动机电子速度控制器,电流至少为10A。
用于输入控制的按钮或开关。该代码循环经过5个压力级别,然后双击以在CPAP和BiPAP/Fixed PEEP模式之间切换。
可处理至少5A电流的12v直流电源。鼓风机运转良好,并且呼吸周期会产生电压降,如果电源不够强的话,这会使Arduino重启。
管子和面罩。CPAP面罩很容易买到。
可选的内置12v备用电池。
制作一个鼓风机
这是完整的系统,带有面罩,管路,泵,12v电池和开关。强烈建议使用直流电源,因为电池只能使用约3-4小时。在电池没电的情况下戴上口罩可能会导致危险的二氧化碳堆积。
下面是鼓风机的特写。它只是一个BLDC电动机来驱动鼓风机,附带了一个小型ESC和Arduino(从技术上讲是Teensy2.0 ++,但现在代码已更改为Arduino Nano)。它上面有一个3d打印的锥形软管适配器。
可以使用Arduino IDE对微控制器软件进行编程。该软件将经过简短的初始化过程来配置ESC,然后从最低的CPAP设置开始。可以使用开关在压力水平之间循环,然后双击以在操作模式之间循环。
下面是电子设备的示意图。
制作口罩/牙套
作者使用的Resmed AitFit F20口罩。如果你手头没有口罩,也可以像下图这样使用一个牙套。
用上足够的胶带之后差别也不是很大。还需要一些松紧带将口罩固定在嘴上。密封性不要太好,留一点缝隙让二氧化碳能够排出,不会聚集在管子里。
上买家秀:
意大利医院通过3D打印为重症复活设备制造阀门
由于意大利目前疫情严重,医疗资源损耗量激增,意大利北部的一家医院的重症复活设备急需阀门,但是货源短缺,于是位于米兰的FabLab的利用3D打印技术,在较短时间内迅速制作出大量的阀门,解了这家位于疫情重灾区的布雷西亚医院的燃眉之急,10名患者及时用上了呼吸机。
呼吸机开源地址:
https://github.com/jcl5m1/ventilator
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