Robotic Ventilator
1.0.0
こんにちは、
ロボット工学の設計とソフトウェア開発、MD、およびMDの学生の主要な人々により、Covid-19の危機以来、人工呼吸器に取り組むことにしました。
私たちは複数の在留ロボットプロジェクトで協力していたので、ロボット廃止療法チームと呼びました。
また、https://www.agorize.com/en/challenges/code-life-challenge?lang=enにロボットチームとして参加します。これは、数日で人工呼吸器を設計するのは困難でした。
少数のアイデアの後、TUは既存の手動換気装置であるAMBU（Webサイトを参照）を使用し、ステッパーモーターを使用して流れを制御して、空気の流れ、ボリューム、1分あたりのシルセを正確に制御することを決定しました。この設計は、換気のプロセスを「自動化」するために、同様のAMBU互換の手動換気装置に適合させることができます。
Paulo ArrudaとPatrick Schmittに感謝して、このアイデア /コンセプトをブレインストーミングすることで深夜を「働いて」います。
残念ながら、2020年3月31日にすべての部品に実用的なプロトタイプを持たせることはできなかったため、コミュニティの周りに構築と改善を続けることができるように、私たちのアイデアを公然と共有することにしました。
店はAroud US（カナダ、モントリオール）を閉鎖し、配達は2020年3月31日のプロトタイプを持つために範囲外に飛び出していました。
この提案からインスピレーションを得て、お気軽に改善することをお気軽にお問い合わせください。
特定の質問については、メールでお問い合わせください。
仕様は次のとおりです。
最大40 cmh2Oの圧力制御、最大25 cmh2oの有効期限圧力
1分あたり6〜40の呼吸比
調整可能なインスピオリタイムI：E Ration
10％の増加で21から100％のFIO2
トリガー時間およびまたは患者
標準マスクに接続します
非呼吸バルブを備えたデュアル回路（Y患者）
私たちの設計では湿度と温度が制御されていません
O2は私たちのデザインではありません
O2センサーは非常に高価で、「見つけるのは不可能」 @ 2020年3月末
コンセプト1：ML、F、およびI：ソフトウェアを介したe調整、PEEPメカニカルバルブ
コンセプト1A：ML、F、およびI：E：Eソフトウェア、PEEPメカニカルバルブ、ML/Fに基づいたO2調整を介したO2の調整を行い、O2ボリュームを調整します。 （病院はフローを調整するバルブを持っています）
コンセプト2：ML、F、およびI：E：Eソフトウェア、PEEPメカニカルバルブを介したe調整ですが、ROミックスエア / O2比のPWMに基づいてパルスされるElectrovalveを使用したソフトウェアを使用したO2調整。
コンセプト3：ML、F、およびI：E：Eソフトウェア、PEEPメカニカルバルブを介したe調整がありますが、ROミックスエア / O2比のPWMに基づいてパルスされるElectrovalveを使用したソフトウェアを使用したソフトウェアを使用し、ソレノイドバルブに基づく排気チャンバーのPEEP調整を排気します。もちろん、安全バルブを実装する必要があります。
高レベルの概念については、ドキュメントPDFを参照してください。
完全な3Dパーツとアセンブリは、特定のフォルダーで利用できます。異なるAmbuクローンは異なるディメットを持っている可能性がありますが、私たちの意図は、大人をサポートするために宛てられたさまざまなモデルに適合するように、爪を設計することです。 SolidWorksで設計されました。
無料の視聴者をダウンロードして、デザインを見るためにedRawingを使用できます。
無料の視聴者を使用すると、部品（カバーなど）を非表示にしたり、一部の部品を透明にしたり、もちろん機械設計の周りでズームインしたり、基本的なナビゲーションを拡大したりできます。
Ambu Ambu Actuator System.SLDASMファイルを開き、アセンブリを確認してください。
部品：
数字から始まるすべての部品は、https：//www.mcmaster.com/パーツです。それらから直接部品を拡張するか、同等の部品を見つけることができます。
パート3D印刷3D-XXXXで開始します。 Onyxプラスチックを使用して3Dプリンターにアクセスできます。
主なコンポーネントはhttps://www.pololu.com/product/2689からのステッパーモーターです。これはネジ（配信の速度のために設計で選択されている）で提供され、このモーターhttps://www.pololu.com/product/226777
モーターは1分あたり60の呼吸のサイズがあります。サイジングのための計算エクセルを参照してください。
電子は、ArduinoまたはParticle.ioに基づいたメインのマイクロプロセッサを持つように設計されています。
Arduinoは十分に利用可能ですが、パーティクルボードにはリモートで更新する能力があります。 （開発中はプラスですが、実際の患者と一緒に実行するとリスクがあります）。
選択されたArduinoはhttps://www.pololu.com/product/2188でした
マイクロプロセッサボードは、4988ステッパーモータードライバーhttps://www.pololu.com/product/1182を駆動します。このパルスは、Medicチームからセットアップ速度に到達するために管理する必要があり、インスピレーションと有効期限のために「S」曲線を持つこともできます。
もちろん、ステッピングモーターには「ゼロ」が必要です。これは、モーターをゼロに「戻す」と「機械的に」停止するか、患者への各位置の位置「ゼロ」の位置ゼロのセンサーを追加して監視することで達成できます。柔軟性は、ステッパーモーターを使用して達成することによってのみできます。
システムをもう少し改善し、圧力セットアップを行うには、Bosch 280 https://www.adaffuit.com/product/2652に基づいて、アスモスフェリック圧力モニターを使用したいと考えました。これにより、Ambiant圧力とAMBU排気への圧力と比較し、PIDループを使用してステッパーモーターを管理することができます。 （また、博士による最小呼吸のセットアップを確保するためにバイパスで）
これらのセンサーは、AMBUの既存のPeep Valveを使用したい場合でも、患者からの患者からのリターン（標準的な覗き見として5〜20歳）を監視するための患者からの戻りで使用されていました。
この圧力センサーは、患者の呼吸を監視するためにも使用され、「換気補助」を行うために、そしてもちろん、標準的な人工呼吸器に従って1分あたりの最小呼吸を確保するためのソフトウェアがあります。
Bosch 280 Athmospheriqueセンサーを使用して予想されるPrecisonは、曲線の位置に基づいて、5〜10％で、これがチャレンジの許容可能な精度範囲でした。
すべてのセンサーを取得したら、理論をテストおよび検証します。
もちろん、これらのセンサーは「クリーニング」要件を満たしていませんが、これは変更される可能性があります。汚染を避けるためにメインの「チャンバー」に接続されたリモートの小さな首相に取り付けますが、これは理想的ではありません。
もちろん、電源120-240〜12ボルト、バッテリー充電器を使用して、要件に従ってバッテリーを充電し、3時間電力を維持する必要がありますが、これは「棚から外れた」機器です。
電気消費量をバッテリーのサイズに最終化する必要があります。
また、明るいLEDライトとブザーを「アラーム」医療チームに追加する必要があります。
繰り返しますが、これは複数のベンダーからの標準機器と見なされ、これらのポイントを集中しませんでした。
ユーザーエクスペリエンスを持つために、ユーザーインターフェイスが医療チームの使用を複製できるようにするために、2つのオプションを選択しました。
1-7.00インチのタッチスクリーンを使用する2-コストを節約して可用性を高めるために、3.2インチの小さなタッチスクリーンを使用して
7.00画面はhttps://www.robotshop.com/ca/fr/affichage-lcd-tactile-7-nextion-hmi.htmlです
3.20画面は、https://www.robotshop.com/ca/fr/affichage-lcd-tactile-hmi-32-next.htmlです
このシステムは、迅速な開発用であり、無料の「HMI」インターフェイスを提供し、すべてのコードをArduinoおよびその他のマイクロプロセッサボードにインターフェースします。
ソフトウェアをダウンロードして、https：//nextion.tech/でnextionからHMIを設計できます
中国からは安価なバージョンもありますが、中国以外では入手できません。
7.00インチの画面は曲線を描画できるため、実際の人工呼吸器で使用されるUIを複製できます。
複雑なボックスやHMI LCD画面のサポートを含む最終的な概念は確定されておらず、完了する必要があります。
これは私たちの最優先事項ではなく、すべてのテストが完了すると「簡単」になります。
ソフトウェアはいくつかのステップで、もちろんPOC、概念実証から始めて、プレレリー前に進化します。
POC：「コンソールからのパラメーター」ボリュームに基づくコントロールモーターはサーボによって制御されます
ステップ01：センサーの「ゼロ」がアクティブになっていることを確認し、アラームを作成します
ステップ02：「コンソールからのパラメーター：
ステップ03：パラメーターFOMコンソールに基づいて、比率のプッシュを変更し、空気を解放（比率1/4〜3/4）
ステップ04：複数のセンサーからの圧力を読み取り、0〜60 mmの圧力を決定する
ステップ05：圧力センサーに基づいてPIDコントロールループを追加
ステップ06：仕様に従って複数のアラームにアラームを追加する
ステップ07：FIO2 VT F Rationの場合、+/-でHMI画面を開始します
ステップ08：機能とHMIの統合をテストします
ステップ09：HMIを介してデータを入力するためのキャリブレーション手順
ステップ10：Ambu耐久性の燃焼と検証。
すべてのステップが実行され、24時間年中無休で実行されたら、事前にリリースします。
キャリブレーションは、https：//www.mcmaster.com/4125k21圧力読み出しを使用して実行する必要があります。キャリブレーションは、出荷前にHMI経由で入力されます。
もちろん、「基本的な」機器を使用したキャリブレーションを可能にするために「水管」を使用して圧力を測定するキャリブレーション方法も提供する必要があります。
クリーニング手順は、AMBU手順に基づいています。運動圧力に使用されるセンサーの場合、クリーニングシュードはコストが低いため、「センサーの交換」を検討します。特に、ボッシュまたはキーサプライヤーの大量の直接センサーを調達する場合。
Stepper Motor、PID、HMIを使用してこの概念を妨害している場合は、お気軽にお問い合わせください。
3月31日のデッドラインが死んでいても、私たちはまだ先に進み続けています。
