מאוורר עשה זאת בעצמך באמצעות חומרים רפואיים נפוצים: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

פרויקט זה מספק הוראות להרכבת מאוורר מתורגל לשימוש בתרחישי חירום כאשר אין מספיק מאווררים מסחריים, כמו מגיפת COVID-19 הנוכחית. היתרון של עיצוב מאוורר זה הוא שהוא בעצם הופך את המכשיר לאוורור אוטומטי של מכשיר אוורור ידני שכבר נמצא בשימוש נרחב ומקובל על ידי הקהילה הרפואית. בנוסף, ניתן להרכיב אותו בעיקר מרכיבים שכבר זמינים ברוב הגדרות בית החולים ואינו דורש ייצור מותאם אישית של חלקים כלשהם (למשל הדפסה תלת מימדית, חיתוך בלייזר וכו ').

מסכת שסתום שקיות (BVM), הידועה גם בשם החייאה ידנית, היא מכשיר כף יד המשמש לאספקת אוורור בלחץ חיובי למטופלים הזקוקים לעזרה בנשימה. הם משמשים למתן אוורור זמני לחולים כאשר מכשירי הנשמה מכניים אינם זמינים, אך אינם משמשים לפרקי זמן ממושכים מכיוון שהם דורשים מאדם ללחוץ על השקית במרווחי נשימה קבועים.

מאוורר DIY זה הופך את הסחיטה של BVM לאוטומטית כך שניתן להשתמש בה לאוורר מטופל לזמן בלתי מוגבל. הסחיטה מושגת על ידי ניפוח/ניפוח שוב ושוב של חפת לחץ דם עטופה סביב ה- BVM. רוב בתי החולים מצוידים באוויר דחוס ובשקעי קיר ואקום, בהם ניתן לנפח ולהוריד את חפת לחץ הדם בהתאמה. שסתום סולנואיד מסדיר את זרימת האוויר הדחוס, הנשלט על ידי מיקרו -בקר ארדואינו.

מלבד ה- BVM ולחץ הדם (שניהם כבר זמינים בבתי חולים), עיצוב זה דורש חלקים בשווי של פחות מ -100 דולר, אותם ניתן לרכוש בקלות ממוכרים מקוונים כגון מקמאסטר-קאר ואמזון. מסופקים רכיבים מוצעים וקישורי רכישה, אך תוכל להחליף חלקים רבים עם רכיבים דומים אחרים אם אלה המופיעים ברשימה אינם זמינים.

הכרות:

תודה מיוחדת לפרופסור רם וסודאוואן מאוניברסיטת מישיגן על מימון הפרויקט הזה ולמריאמה רוני, דוקטורט מבית החולים לרפואת חירום המזוהה עם הרווארד בבית החולים הכללי במסצ'וסטס ובריגהאם ובתי החולים לנשים על כך שהשאילו את המומחיות הרפואית שלה ונתנו משוב על הרעיון.

אני גם רוצה לזהות את כריסטופר ז'נר, דוקטורט ואייזן צ'אצ'ין, דוקטורט מ- UTMB שהתכנסו באופן עצמאי בעיצוב דומה לפני שפרסמתי את ההוראה (כתבת חדשות). למרות שהמכשיר שלי אינו חדשני, אני מקווה שההתייחסות המפורטת הזו של האופן שבו הוא נבנה תועיל לאחרים המעוניינים לשחזר או לשפר את הרעיון.

אספקה

רכיבים רפואיים:

מסכת שסתום תיק, ~ 30 $ (https://www.amazon.com/Simple-Breathing-Tool-Adult-Oxygen/dp/B082NK2H5R)

-חבל לחץ דם, ~ 17 $ (https://www.amazon.com/gp/product/B00VGHZG3C)

רכיבים אלקטרוניים:

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

שסתום סולנואיד אלקטרוני 3-כיווני (12V), ~ $ 30 (https://www.mcmaster.com/61975k413)

מתאם קיר -12 וולט, ~ 10 $ (https://www.amazon.com/gp/product/B01GD4ZQRS)

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

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

-קרש לחם מיניאטורי, ~ $ 1 (https://www.amazon.com/gp/product/B07PZXD69L)

-חוט ליבה יחיד, ~ 15 $ עבור סט שלם של צבעים שונים (https://www.amazon.com/TUOFENG-Wire-Solid-different-colored-spools/dp/B07TX6BX47)

רכיבים אחרים:

-מתאם צינורות תיל עם 10-32 חוטים, ~ $ 4 (https://www.mcmaster.com/5346k93)

-(x2) התאמת צינורית מפלסטיק עם 1/4 חוטי NPT, ~ $ 1 (https://www.mcmaster.com/5372k121)

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

-(x2) צינורות חמצן עמידים למריסה, ~ 10 $ (https://www.amazon.com/dp/B07S427JSY)

-קופסה קטנה או מיכל אחר שישמש כאלקטרוניקה ודיור שסתומים

שלב 1: חיבור האלקטרוניקה

באמצעות חוט הליבה המוצקה ולוח הלחם המיניאטורי, חבר את ה- Arduino, TIP 120 והפוטנציומטר כפי שמוצג בתרשים החיווט. ייתכן שתרצה גם להדביק או להדביק את הארדואינו ולוח הלוח לחתיכת קרטון, מכיוון שזה יעזור להגביל משיכה מקרית בחוטים.

שים לב שהנגד 1k הוא אופציונלי. זה עובד כביטוח מפני מכנסיים קצרים חשמליים, אבל אם אין לך אחד שוכב אתה יכול פשוט להחליף אותו בחוט והכל עדיין אמור לעבוד בסדר.

הארדואינו אינו יכול להניע את השסתום ישירות מכיוון שהוא דורש יותר כוח ממה שסיכות הפלט של הארדואינו יכולות לספק. במקום זאת, הארדואינו מניע את הטרנזיסטור TIP 120, המתפקד כמו מתג להפעלה וכיבוי של השסתום.

הפוטנציומטר משמש כ"כפתור התאמת קצב הנשימה ". כוונון הגדרת הסיר משנה את אות המתח לפין A0 של הארדואינו. קוד הפועל על הארדואינו ממיר מתח זה ל"קצב נשימה ", וקובע את קצב פתיחת וסגירת השסתום כך שיתאים לו.

שלב 2: חיבור שסתום הסולנואיד האלקטרוני

השסתום האלקטרוני אינו שולח כשחוטים מחוברים אליו, ולכן יש לעשות זאת באופן ידני.

ראשית, הסר את המכסה העליון באמצעות מברג פיליפס כדי לחשוף את שלושת מסופי הבורג שלו, V+, V- ו- GND (עיין בתמונה כדי לקבוע איזה מהם)

לאחר מכן, חבר את החוטים על ידי הידוקם בעזרת הברגים. הייתי מציע להשתמש בחוט כתום או צהוב עבור V+ (או כל צבע שהשתמשת בחוט 12V בשלב הקודם), כחול או שחור עבור V-, ושחור עבור GND (או כל צבע שהשתמשת בו בחוט ה- GND על השלב הקודם. השתמשתי בשחור הן ל- V- והן ל- GND אך הנחתי פיסת טייפ קטנה על חוט ה- GND כדי שאוכל להבחין ביניהם.

לאחר חיבור החוטים, החזר את המכסה והברג אותו למקומו.

לאחר מכן, חבר את החוטים ללוח הלחם כפי שמוצג בתרשים החיווט המעודכן.

לשם הבהרה, כלול גם תרשים מעגלים, אך אם אינך מכיר את הסימון הזה אתה יכול פשוט להתעלם ממנו:)

שלב 3: העלה קוד Arduino ובדוק אלקטרוניקה

אם עדיין אין לך את זה, הורד את Arudino IDE או פתח את עורך האינטרנט Arduino (https://www.arduino.cc/en/main/software).

אם אתה משתמש בעורך האינטרנט Arduino Create, תוכל לגשת למערכון לפרויקט זה כאן. אם אתה משתמש ב- Arduino IDE באופן מקומי במחשב שלך, תוכל להוריד את הסקיצה ממדריך זה.

פתח את הסקיצה, חבר את Arduino למחשב שלך באמצעות כבל מדפסת USB והעלה את הסקיצה ל- Arduino. אם אתה מתקשה להעלות את הסקיצה, תוכל למצוא עזרה כאן.

כעת חבר את ספק הכוח 12V. השסתום צריך מדי פעם להשמיע צליל לחיצה ולהדליק, כפי שמוצג בסרטון. אם תסובב את כפתור הפוטנטיומטר בכיוון השעון הוא אמור לעבור מהר יותר, ולאט יותר אם תסובב אותו נגד כיוון השעון. אם זו לא ההתנהגות שאתה רואה, חזור ובדוק את כל השלבים הקודמים.

שלב 4: חבר מחברי צינור דוקר לשסתום

לשסתום יש שלוש יציאות: A, P ופליטה. כאשר השסתום אינו פעיל, A מחובר לפליטה ו- P סגור. כאשר השסתום פעיל, A מחובר ל- P והפליטה סגורה. אנו הולכים לחבר P למקור אוויר דחוס, A לחפת לחץ הדם, ופליטה לאקום. עם תצורה זו, השרוול בלחץ הדם יתנפח כאשר השסתום פעיל, ויתרוקן כאשר השסתום אינו פעיל.

יציאת האגזוז נועדה להיות פתוחה לאווירה בלבד, אך עלינו לחבר אותה לוואקום כך שרף לחץ הדם יתרוקן מהר יותר. לשם כך, הסר תחילה את מכסה הפלסטיק השחור המכסה את יציאת הפליטה. לאחר מכן הנח את מרווח הפלסטיק מעל החוטים החשופים והצמד למעלה את מחבר התיל הפליז.

חבר מחברי דוקר מפלסטיק ליציאות A ו- P. הדק בעזרת מפתח ברגים כדי לא לדלוף.

שלב 5: צור דיור לאלקטרוניקה

מכיוון שאף אחד מהחוטים לא מולחם במקומם, חשוב להגן עליהם מפני משיכה וניתוק בטעות. ניתן לעשות זאת על ידי הצבתם בבית דיור מגן.

לצורך הדיור השתמשתי בקופסת קרטון קטנה (אחת מארגזי המשלוח של מקמאסטר חלק מהחלקים נכנסו). אתה יכול גם להשתמש בכלי טופרוור קטן או במשהו מפואר יותר אם תרצה.

ראשית, הנח את השסתום, ארדואינו ולוח הלחם המיניאטורי במיכל. לאחר מכן תנקו/קדחו חורים במיכל לכבל החשמל 12V וצינורות האוויר. לאחר סיום החורים, דבק חם, קלטת או רוכסן קשור את השסתום, הארדואינו ולוח הלחם במקומות הרצויים להם.

שלב 6: עטוף את חפת לחץ הדם סביב BVM

נתק את נורת האינפלציה מהשרוול ללחץ הדם (אתה אמור להיות מסוגל פשוט למשוך אותה). בשלב הבא צינור זה יתחבר לשסתום האלקטרוני.

עטפו את חפת לחץ הדם סביב ה- BVM. וודא שהשרוול הדוק ככל האפשר מבלי לקרוס את השקית.

שלב 7: צרף צינורות אוויר

השלב האחרון הוא לחבר את חפת לחץ הדם, מקור האוויר הדחוס ומקור הוואקום לשסתום האלקטרוני.

חבר את חפת לחץ הדם למסוף A של השסתום.

באמצעות צינור חמצן, חבר את מסוף ה- P של השסתום למקור האוויר הדחוס. ברוב בתי החולים צריך להיות שקעי אוויר דחוסים זמינים בלחץ של 4 בר (58 psi) (מקור).

בעזרת צינור חמצן אחר, חבר את מסוף הפליטה של השסתום למקור הוואקום. ברוב בתי החולים צריכים להיות שקעי ואקום זמינים במהירות 400 מ מ כספית (7.7 psi) מתחת לאטמוספרה (מקור).

המכשיר הושלם כעת למעט הצינורות/המתאמים הדרושים לחיבור שקע ה- BVM לריאות המטופל. אינני איש מקצוע בתחום הבריאות ולכן לא כללתי רכיב זה בעיצוב, אך ההנחה היא שהם יהיו זמינים בכל מסגרת של בית חולים.

שלב 8: בדוק את המכשיר

חבר את המכשיר. אם הכל מחובר כראוי, שרוול לחץ הדם אמור להתנפח ולהתרוקן מעת לעת, כפי שמוצג בסרטון.

אני לא איש מקצוע בתחום הבריאות, ולכן אין לי גישה לאוויר דחוס או לשקעי ואקום. לכן, השתמשתי במדחס אוויר קטן ובמשאבת ואקום כדי לבדוק את המכשיר בבית שלי. הגדרתי את ווסת הלחץ על המדחס ל -4 בר (58 psi) ואת הוואקום ל- -400 mmHg (-7.7 psi) כדי לדמות את שקעי בית החולים בצורה הטובה ביותר האפשרית.

כמה כתב ויתור ודברים שכדאי לקחת בחשבון:

-ניתן לכוונן את קצב הנשימה על ידי סיבוב הפוטנציומטר (בין 12-40 נשימות לדקה). בעזרת מערכת ההתקנה של אוויר דחוס/ואקום, שמתי לב שעבור קצבי נשימה העולים על ~ 20 נשימות לדקה אין לחפת לחץ הדם זמן להתרוקן לחלוטין בין הנשימות. זה אולי לא מהווה בעיה בעת שימוש בשקעי אוויר של בתי חולים, שאני מניח שיכולים לספק קצבי זרימה גבוהים יותר ללא ירידה בלחץ, אבל אני לא יודע בוודאות.

-שסתום השקית אינו דחוס לחלוטין במהלך כל נשימה. הדבר עלול לגרום לשאיבת אוויר מספיק לריאות החולים. בדיקה על בובת דרכי אוויר רפואית יכולה לגלות האם זה המצב. אם כן, אפשר לתקן זאת על ידי הגדלת זמן האינפלציה במהלך כל נשימה, מה שידרש לערוך את קוד הארדואינו.

-לא בדקתי את יכולת הלחץ המרבית של חפת לחץ הדם. 4 בר גבוה בהרבה מהלחץ הכרוך בדרך כלל בלקיחת קריאת לחץ דם. שרוול לחץ הדם לא נשבר במהלך הבדיקה שלי, אבל זה לא אומר שזה לא יכול לקרות אם הלחץ בכפתור היה יכול להשוות במלואו לפני ניפוח.

-A BVM נועד לספק תמיכה אוויר ללא צינורות נוספים בין השסתום לאף/פי המטופל. לכן, ליישום אמיתי, יש לצמצם את אורך הצינורות בין BVM למטופל למינימום.

-עיצוב מאוורר זה אינו מאושר על ידי ה- FDA ויש לראותו כאופציה אחרונה לשהייה בלבד. הוא תוכנן בכוונה כך שיהיה קל להרכבה מציוד בית חולים וחלקים מסחריים למצבים בהם חלופות טובות/מתוחכמות יותר פשוט אינן זמינות. מעודדים שיפורים!