Эмнэлгийн түгээмэл хэрэгслийг ашиглан DIY агааржуулагч: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэхүү төсөл нь одоогийн COVID-19 тахал гэх мэт арилжааны агааржуулалт хангалтгүй байгаа тохиолдолд яаралтай нөхцөлд ашиглах зориулалттай ээлжийн агааржуулагч угсрах зааварчилгааг өгдөг. Энэхүү агааржуулалтын дизайны давуу тал нь анагаах ухааны олон нийтэд аль хэдийн өргөн хэрэглэгддэг агааржуулалтын төхөөрөмжийг ашиглах явдал юм. Нэмж дурдахад үүнийг ихэнх эмнэлгийн байгууллагуудад бэлэн байгаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс угсарч болох бөгөөд ямар ч хэсгийг тусгайлан үйлдвэрлэх шаардлагагүй (жишээлбэл, 3d хэвлэх, лазер хайчлах гэх мэт).

Багийн хавхлагын маск (BVM), мөн гарын авлагын сэхээн амьдруулагч гэж нэрлэдэг бөгөөд амьсгалын тусламж шаардлагатай байгаа өвчтөнүүдэд эерэг даралттай агааржуулалт хийхэд ашигладаг гар төхөөрөмж юм. Эдгээр нь механик агааржуулалт байхгүй үед өвчтөнүүдэд түр зуурын агааржуулалт хийхэд ашиглагддаг боловч удаан хугацааны туршид ашиглагддаггүй, учир нь хүн уутыг тогтмол амьсгалах шаардлагатай байдаг.

Энэхүү DIY агааржуулагч нь BVM -ийн шахалтыг автоматжуулдаг бөгөөд ингэснээр өвчтөнийг тодорхойгүй хугацаанд агааржуулах боломжтой болно. Цусны даралтыг хэмжих ханцуйвчийг дахин дахин хийлгэх/шахах замаар шахаж авдаг. Ихэнх эмнэлгүүд шахсан агаар, вакуум хананы залгуураар тоноглогдсон байдаг бөгөөд үүнийг цусны даралтын ханцуйвчийг хөөрөгдөх, хөөрөгдөхөд ашиглаж болно. Соленоид хавхлага нь Arduino микроконтроллероор хянагддаг шахсан агаарын урсгалыг зохицуулдаг.

BVM болон цусны даралтын ханцуйвчнаас бусад (хоёуланг нь аль хэдийн эмнэлэгт худалдаалж байгаа) энэхүү загвар нь McMaster-Carr, Amazon зэрэг онлайн худалдагчдаас худалдаж авах боломжтой 100 доллараас бага үнэтэй эд ангиудыг шаарддаг. Санал болгож буй бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон худалдан авах линкүүдийг оруулсан боловч хэрэв жагсаасан хэсгүүд байхгүй бол та бусад хэсгүүдийг бусад ижил төстэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр сольж болно.

Талархал:

Энэхүү төслийг санхүүжүүлсэн Мичиганы Их Сургуулийн профессор Рам Васудеван болон Массачусетсийн нэгдсэн эмнэлэг, Харвардын харьяа Яаралтай түргэн тусламжийн резидент, Мариама Рунси, эмнэлгийн мэдлэгээ өгч, үзэл баримтлалын талаар санал хүсэлтээ өгсөнд онцгой талархал илэрхийлье.

Энэхүү зааварчилгаа (мэдээллийн нийтлэл) -ийг нийтлэхээс өмнө ижил төстэй загварыг бие даан нэгтгэсэн UTMB -ийн доктор Кристофер Захнер, доктор, доктор Айзен Чачин нарыг би бас танихыг хүсч байна. Миний төхөөрөмж шинэлэг биш боловч үүнийг хэрхэн бүтээсэн тухай нарийвчилсан нягтлан бодох бүртгэл нь уг концепцийг дахин бүтээх эсвэл сайжруулахыг хүсч буй хүмүүст ашигтай байх болно гэж найдаж байна.

Хангамж

Эмнэлгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

-Цүнхний хавхлагын маск, ~ 30 доллар (https://www.amazon.com/Simple-Breathing-Tool-Adult-Oxygen/dp/B082NK2H5R)

-Цусны даралт хэмжигч, ~ 17 доллар (https://www.amazon.com/gp/product/B00VGHZG3C)

Цахим бүрэлдэхүүн хэсэг:

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

-3 талын электрон ороомог хавхлага (12V), ~ 30 доллар (https://www.mcmaster.com/61975k413)

-12 В хананы адаптер, ~ 10 доллар (https://www.amazon.com/gp/product/B01GD4ZQRS)

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

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

-Жижиг талхны самбар, ~ 1 доллар (https://www.amazon.com/gp/product/B07PZXD69L)

-Нэг цөмт утас, янз бүрийн өнгөний багцад $ 15 (https://www.amazon.com/TUOFENG-Wire-Solid-differ-colored-spools/dp/B07TX6BX47)

Бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

-10-32 утастай, 4 долларын үнэтэй өвс өргөстэй хоолой холбох хэрэгсэл (https://www.mcmaster.com/5346k93)

-(x2) 1/4 NPT утастай хуванцар өргөстэй хоолой холбох хэрэгсэл, ~ 1 доллар (https://www.mcmaster.com/5372k121)

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

-(x2) Бутлахад тэсвэртэй хүчилтөрөгчийн хоолой, ~ 10 доллар (https://www.amazon.com/dp/B07S427JSY)

-Электроник болон хавхлагын орон сууцны үүргийг гүйцэтгэх жижиг хайрцаг эсвэл бусад сав

Алхам 1: Электроникийг холбоно уу

Хатуу судалтай утас болон бяцхан талхны хавтанг ашиглан Arduino, TIP 120, потенциометрийг холболтын диаграммд үзүүлсэн шиг холбоно уу. Та мөн Arduino болон талхны хавтанг картон дээр соронзон хальс эсвэл халуун цавуугаар хийж болно.

1k эсэргүүцэл нь заавал биш гэдгийг анхаарна уу. Энэ нь цахилгаан шортоос хамгаалах даатгалын үүргийг гүйцэтгэдэг боловч хэрвээ таны хажууд хэвтэж байхгүй бол утсаар солиход л бүх зүйл хэвийн ажиллах ёстой.

Arduino нь хавхлагыг шууд жолоодох боломжгүй, учир нь энэ нь Arduino -ийн гаралтын тээглүүрээс илүү их хүч шаарддаг. Үүний оронд Arduino нь хавхлагыг асаах, унтраах түлхүүр шиг ажилладаг TIP 120 транзисторыг жолооддог.

Потенциометр нь "амьсгал давтамжийг тохируулах бариул" үүрэг гүйцэтгэдэг. Савны тохиргоог өөрчлөх нь хүчдэлийн дохиог Arduino A0 зүү болгон өөрчилдөг. Arduino дээр ажилладаг код нь энэ хүчдэлийг "амьсгалах хурд" болгон хувиргаж, хавхлагын нээх, хаах хурдыг тохируулах болно.

Алхам 2: Цахилгаан ороомог хавхлагыг холбоно уу

Цахим хавхлага нь өөрт холбогдсон утас нийлүүлдэггүй тул үүнийг гараар хийх ёстой.

Нэгдүгээрт, V+, V-, GND гэсэн гурван шурагтай терминалыг ил гаргахын тулд Филлипсийн толгойн халив ашиглан дээд тагийг нь салга (аль нь болохыг тодорхойлохын тулд зургийг үзнэ үү)

Дараа нь утсыг боолтоор нь бэхлээд бэхлээрэй. Би V+ -д улбар шар эсвэл шар утас ашиглахыг санал болгож байна (эсвэл өмнөх алхам дээр 12V утсанд ямар өнгө хэрэглэсэн бол), V- цэнхэр эсвэл хар, GND-д хар (эсвэл GND утсанд ямар өнгө хэрэглэсэн бол) Өмнөх алхам. Би V- болон GND-ийн аль алинд нь хар өнгийг ашигласан боловч ялгахын тулд GND утсан дээр жаахан соронзон хальс тавьсан.

Утаснууд залгагдсаны дараа тагийг буцааж тавиад шургуулна.

Дараа нь утаснуудыг шинэчилсэн утаснуудын диаграммд үзүүлсэн шиг талхны самбартай холбоно уу.

Ойлгомжтой байхын тулд хэлхээний диаграмыг оруулсан болно, гэхдээ хэрэв та ийм тэмдэглэгээг мэдэхгүй бол үүнийг үл тоомсорлож болно:)

Алхам 3: Arduino код болон туршилтын электроникийг байршуулна уу

Хэрэв танд байхгүй бол Arudino IDE татаж авах эсвэл Arduino вэб засварлагчийг нээнэ үү (https://www.arduino.cc/en/main/software).

Хэрэв та Arduino Create вэб засварлагч ашиглаж байгаа бол энэ төслийн ноорог хэсэгт эндээс хандах боломжтой. Хэрэв та компьютер дээрээ Arduino IDE -ийг орон нутгийн хэмжээнд ашиглаж байгаа бол энэхүү зааварчилгаанаас ноорог татаж авах боломжтой.

Ноорогоо нээгээд USB принтерийн кабель ашиглан Arduino -г компьютер дээрээ холбоод ноорогоо Arduino -д байршуулна уу. Хэрэв та ноорог байршуулахад асуудалтай байгаа бол тусламжийг эндээс олж болно.

Одоо 12V цахилгаан тэжээлийг залгаарай. Хавхлага нь видеонд үзүүлсэн шиг үе үе товших чимээ гаргаж, асах ёстой. Хэрэв та потенциометрийн бариулыг цагийн зүүний дагуу эргүүлэх юм бол цагийн зүүний эсрэг эргүүлэхэд илүү хурдан, илүү удаан шилжих ёстой. Хэрэв энэ нь таны харж байгаа зан чанар биш бол буцаж очоод өмнөх бүх алхмуудыг шалгаарай.

Алхам 4: Өргөстэй хоолойн холбогчийг хавхлагт холбоно уу

Хавхлага нь A, P, яндан гэсэн гурван порттой. Хавхлага идэвхгүй байх үед А нь Яндантай холбогдсон ба Р хаагдсан байна. Хавхлага идэвхжсэн үед А нь P -д холбогдсон бөгөөд яндан хаагдах болно. Бид P -ийг шахсан агаарын эх үүсвэр, А -г цусны даралтын ханцуйвч, янданг вакуум руу холбох гэж байна. Энэхүү тохиргоог хийснээр хавхлага идэвхжсэн үед цусны даралтын ханцуйвч хөөрөх бөгөөд хавхлага идэвхгүй байх үед унах болно.

Яндангийн порт нь агаар мандалд нээлттэй байхаар хийгдсэн боловч бид үүнийг вакуумтай холбох хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр цусны даралтын ханцуйвч илүү хурдан арилдаг. Үүнийг хийхийн тулд эхлээд яндангийн боомтыг хамарсан хар хуванцар тагийг ав. Дараа нь хуванцар тусгаарлагчийг ил гарсан утаснуудын дээр байрлуулж, дээр нь гуулин өргөстэй холбогчийг бэхлэнэ.

Хуванцар өргөстэй холбогчийг А ба П портод холбож, алдагдахгүйн тулд түлхүүрээр чангална.

Алхам 5: Электроникийн орон сууц бий болгох

Утасны аль нь ч гагнаагүй тул санамсаргүйгээр татах, салгахаас хамгаалах нь чухал юм. Үүнийг хамгаалалтын орон сууцанд байрлуулах замаар хийж болно.

Орон сууцны хувьд би жижиг картон хайрцаг ашигласан (McMaster -ийн тээвэрлэлтийн хайрцгуудын нэг хэсэг нь орж ирсэн). Хэрэв та хүсвэл бага оврын сав суулга, эсвэл өөр зүйл сонирхогч ашиглаж болно.

Нэгдүгээрт, саванд хавхлага, Arduino, бяцхан талхны хавтанг тавь. Дараа нь 12В цахилгаан кабель, агаарын хоолойн саванд нүх гарга. Цоорхойг дуусгасны дараа халуун цавуу, соронзон хальс эсвэл зип хавхлага, Arduino болон талхны хавтанг хүссэн газраа холбоно.

Алхам 6: Цусны даралтын ханцуйвчийг BVM -ээр боож боох

Цусны даралтын ханцуйнаас инфляцийн чийдэнг салга (та зүгээр л татаж авах боломжтой байх ёстой). Дараагийн шатанд энэ хоолойг электрон хавхлагатай холбох болно.

Цусны даралтын ханцуйвчийг BVM -ийн эргэн тойронд боож өгнө. Ханцуйвч нь цүнхийг нураахгүйгээр аль болох чанга байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 7: Агаарын хоолойг холбоно уу

Эцсийн алхам бол цусны даралтын ханцуйвч, шахсан агаарын эх үүсвэр, вакуум эх үүсвэрийг электрон хавхлагатай холбох явдал юм.

Цусны даралтын ханцуйвчийг хавхлагын А терминалтай холбоно уу.

Хүчилтөрөгчийн хоолой ашиглан хавхлагын P терминалыг шахсан агаарын эх үүсвэрт холбоно. Ихэнх эмнэлгүүд 4 бар (58 psi) даралтаар шахсан агаарын гарцтай байх ёстой (эх сурвалж).

Өөр хүчилтөрөгчийн хоолой ашиглан хавхлагын яндангийн терминалыг вакуум эх үүсвэрт холбоно. Ихэнх эмнэлгүүд агаар мандлын доор 400мм.у.б (7.7 psi) хэмжээтэй вакуум гаралттай байх ёстой (эх сурвалж).

BVM -ийн гаралтыг өвчтөний уушгинд холбоход шаардлагатай хоолой/адаптераас бусад төхөөрөмж одоо дууссан байна. Би эрүүл мэндийн мэргэжилтэн биш тул эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дизайнд оруулаагүй боловч тэдгээрийг эмнэлгийн аль ч нөхцөлд ашиглах боломжтой гэж үзэж байна.

Алхам 8: Төхөөрөмжийг турших

Төхөөрөмжийг залгаарай. Хэрэв бүх зүйл зөв холбогдсон бол цусны даралтын ханцуйвчийг видеонд үзүүлсэн шиг үе үе хөөргөж, хөөрөх ёстой.

Би эрүүл мэндийн мэргэжилтэн биш тул эмнэлгийн шахсан агаар эсвэл вакуум гарц авах боломжгүй. Тиймээс би жижиг агаарын компрессор, вакуум насос ашиглан төхөөрөмжийг гэртээ туршиж үзсэн. Эмнэлгийн цэгүүдийг аль болох сайн дуурайхын тулд би компрессор дээрх даралтын зохицуулагчийг 4 бар (58 psi), вакуумыг -400 ммМУБ (-7.7 psi) болгож тохируулсан.

Зарим анхааруулга, анхаарах зүйлүүд:

-Амьсгалын хурдыг потенциометрийг эргүүлэх замаар тохируулж болно (минутанд 12-40 амьсгал хооронд). Миний шахсан агаар/вакуум тохиргоог ашиглан нэг минутанд ~ 20 -оос дээш удаа амьсгалах үед цусны даралтын ханцуйвч нь амьсгалын хооронд бүрэн гадагшлах цаг байдаггүй гэдгийг би анзаарсан. Эмнэлгийн агааржуулагчийг ашиглахад энэ нь тийм ч их асуудал үүсгэхгүй байж магадгүй гэж би бодож байна.

-Амьсгалах бүрт уутны хавхлагыг бүрэн шахдаггүй. Энэ нь өвчтөний уушиг руу агаар нэвтрэхгүй байх магадлалтай. Амьсгалын замын эмнэлгийн маникин дээр туршилт хийснээр ийм зүйл байгаа эсэхийг олж мэдэх боломжтой. Хэрэв тийм бол үүнийг амьсгал бүр дээр инфляцийн хугацааг нэмэгдүүлэх замаар засч залруулж болох бөгөөд энэ нь Arduino кодыг засварлах шаардлагатай болно.

-Цусны даралтын ханцуйвчийн хамгийн их даралтын багтаамжийг туршиж үзээгүй. 4 бар нь цусны даралтыг хэмжих даралттай харьцуулахад хамаагүй өндөр байдаг. Цусны даралт хэмжих ханцуйвч миний туршилтын явцад тасарсангүй, гэхдээ ханцуйвчийг дарахаас өмнө ханцуйвчийн даралтыг бүрэн тэнцүүлэхийг зөвшөөрсөн бол энэ нь болохгүй гэсэн үг биш юм.

-A BVM нь хавхлага болон өвчтөний хамар/амны хооронд нэмэлт хоолойгүй агаарын дэмжлэг үзүүлэх зориулалттай. Тиймээс, бодит хэрэглээнд BVM ба өвчтөний хоорондох хоолойн уртыг хамгийн бага байлгах ёстой.

-Энэхүү агааржуулалтын загварыг FDA зөвшөөрөөгүй бөгөөд зөвхөн СҮҮЛИЙН АМРАЛТЫН сонголт гэж үзэх ёстой. Илүү сайн/илүү нарийн хувилбарыг ашиглах боломжгүй нөхцөлд эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, худалдааны хэсгээс угсрахад хялбар байхаар зориуд зохион бүтээсэн болно. Сайжруулалтыг дэмжиж байна!