Manometri dixhital/CPAP Machine Monitor: 6 hapa (me fotografi)

2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-23 15:10

Jeni zgjuar ndonjëherë në mëngjes kur keni gjetur që maska juaj CPAP është e fikur? Kjo pajisje do t'ju alarmojë nëse keni hequr padashur maskën gjatë gjumit.

Terapia me CPAP (Presioni i vazhdueshëm pozitiv i rrugëve të frymëmarrjes) është forma më e zakonshme e trajtimit për Apnea Obstruktive të Gjumit (OSA). Për pacientët me terapi CPAP, është e rëndësishme të mbani maskën CPAP gjatë gjithë kohës gjatë gjumit në mënyrë që terapia të jetë efektive, dhe gjithashtu të përmbushni kriteret e pajtueshmërisë CPAP të kërkuara nga kompanitë e sigurimeve.

Sidoqoftë, shumë njerëz kanë probleme gjatë përshtatjes me gjumin me një maskë CPAP, përfshirë problemin e zgjimit të vazhdueshëm për të gjetur maskën e tyre CPAP. Megjithëse shumë pajisje moderne CPAP janë mjaft të sofistikuara për të diferencuar që maska është në të vërtetë tek personi ose nëse personi thjesht e ndez atë, por nuk e mban maskën, jo të gjitha kanë alarm ose alarm aq të fortë sa të zgjojnë pacientin kur Maska CPAP hiqet, ose ka një rrjedhje të madhe ajri.

Ky projekt ka të bëjë me prodhimin e një manometri dixhital për të monitoruar presionin e ajrit brenda tubacionit CPAP. Do të shfaq presionin e ajrit në kohë reale brenda tubacionit CPAP dhe pajisja do të japë një alarm të dëgjueshëm kur maska CPAP ka gjasa të fiket ose atje paraqet rrjedhje të madhe ajri gjatë terapisë.

Furnizimet

1. Bordi i shpërthimit MPXV7002DP
2. Arduino Nano V3.0 me bordin e zgjerimit I/O
3. Moduli serial LCD 1602 16x2 me përshtatës IIC/I2C blu ose jeshil
4. Ndërprerës i butonit me prekje momentale me prekje 12x12x7.3mm me një kapëse çelësash
5. Zile e tingullit aktiv DC 5V
6. ID 2mm, OD 4mm, Tub gome silikoni fleksibël
7. Trupi i sensorit të printuar 3D dhe kutia
8. Tela kërcyes Dupont dhe vida vetë-përgjimi (M3x16mm, M1.4x6mm, 6 secila)

Hapi 1: Si funksionon

Manometri është një pajisje për të matur presionin. Në gjendjen normale gjatë terapisë CPAP, ka një ndryshim të rëndësishëm në presionin e ajrit brenda tubave CPAP për shkak të frymëmarrjes kur pacienti thith dhe nxjerr ajrin. Nëse ka një rrjedhje të madhe ajri ose maska është e fikur, luhatja e presionit të ajrit në tubacion do të bëhet shumë më e vogël. Pra, në thelb ne mund të kontrollojmë statusin e maskës duke monitoruar vazhdimisht presionin e ajrit brenda tubacionit CPAP me një manometër.

Manometër dixhital

Në këtë projekt MPXV7002DP Sensori i Presionit të Integruar të Silikonit përdoret si një dhënës për të kthyer presionin e ajrit në sinjale dixhitale. Bordi i shpërthimit MPXV7002DP është gjerësisht i disponueshëm si një sensor diferencial presioni për të matur shpejtësinë e ajrit të modeleve RC dhe është relativisht i lirë. Kjo është e njëjta teknologji brenda makinave komerciale CPAP.

MPXV7002DP është një sensor monolit i presionit të silikonit i krijuar për një gamë të gjerë aplikimesh. Ajo ka një gamë matëse të presionit të ajrit nga -2 kPa në 2 kPa (afërsisht +/- 20.4 cmH2O), e cila mbulon bukur nivelet tipike të presionit për trajtimin e apneas obstruktive të gjumit nga 6 në 15 cmH2O.

MPXV7002DP është projektuar si një sensor presioni diferencial dhe ka dy porte (P1 & P2). Në këtë projekt, MPXV7002DP përdoret si një sensor presioni matës duke lënë portën e pasme (P2) të hapur për ajrin e ambientit. Në këtë mënyrë matet presioni në raport me presionin atmosferik të ambientit.

MPXV7002DP do të nxjerrë një tension analog nga 0-5V. Ky tension lexohet nga kunja analoge Arduino dhe fshihet në presionin përkatës të ajrit duke përdorur funksionin e transferimit të siguruar nga prodhuesi. Presioni matet në kPa, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O. Rezultatet pastaj shfaqen në ekranin LCD si në Pa (Pascal) ashtu edhe në cmH2O.

Monitoruesi i Makinës CPAP

Studimi tregon se lëvizjet e frymëmarrjes janë simetrike dhe nuk ndryshojnë dukshëm me rritjen e moshës. Shkalla mesatare e frymëmarrjes është 14 gjatë frymëmarrjes së qetë për të dy gjinitë. Ritmi (raporti frymëzim/ekspirim) është 1: 1.21 për burrat dhe 1: 1.14 për gratë gjatë frymëmarrjes së qetë.

Të dhënat e papërpunuara të matjeve të presionit të ajrit nga tubacionet CPAP shkojnë lart e poshtë teksa njerëzit marrin frymë dhe gjithashtu ka shumë 'goditje' pasi furnizimi me Arduino 5.0V është mjaft i zhurmshëm. Prandaj të dhënat duhet të zbuten dhe vlerësohen me kalimin e kohës në mënyrë që të zbulohen me besueshmëri ndryshimet e presionit të futura nga thithja dhe nxjerrja.

Disa masa janë marrë nga skica Arduino për të përpunuar të dhënat dhe për të monitoruar presionin e ajrit. Me pak fjalë, skica Arduino përdor bibliotekën mesatare të funksionimit nga Rob Tillaart për të llogaritur së pari mesataren lëvizëse të matjeve të presionit të ajrit në kohë reale për të zbutur pikat e të dhënave, pastaj llogaritur presionin minimal dhe maksimal të vëzhguar të ajrit çdo disa sekonda për të përcaktuar nëse maska është shkëputur duke kontrolluar ndryshimet midis niveleve të pikut dhe niveleve të presionit të ajrit. Pra, nëse linja e të dhënave hyrëse bëhet e sheshtë, atëherë ka të ngjarë që ka një rrjedhje të madhe ajri ose maska është shkëputur, do të bjerë një alarm i dëgjueshëm për të zgjuar pacientin për të bërë rregullimet e nevojshme. Shihni komplotet e të dhënave për vizualizimin e këtij algoritmi.

Hapi 2: Pjesët dhe Skemat

Të gjitha pjesët janë në dispozicion nga Amazon.com dhe BOM me lidhje janë dhënë më sipër.

Për më tepër, trupi i sensorit dhe kutia e cila përbëhet nga kutia e pajisjes dhe paneli i pasmë duhet të printohen 3D duke përdorur skedarët STL më poshtë. Trupi i sensorit duhet të printohet në pozicion vertikal me mbështetje për rezultatet më të mira.

Një skemë është dhënë për referencë.

Hapi 3: Ndërtimi dhe Testimi Fillestar

Së pari përgatitni të gjitha pjesët për montimin përfundimtar. Ngjitni kunjat në tabelën Nano nëse është e nevojshme, pastaj instaloni bordin Nano në tabelën e zgjerimit I/O. Pastaj, bashkoni ose lidhni telat e kërcyesit në çelësin e butonave dhe zilen. Kam përdorur disa lidhës servo të mbetur në vend të telave të kërcyesit. Për MPXV7002DP, ose mund të përdorni tela që vjen me tabelën e thyerjes pa bashkim ose ta lidhni tela në tabelën e shpërthimit siç tregohet në figurë. Gjithashtu, prerë tubat prej gome silikoni rreth 30 mm dhe ngjiteni atë në portën e sipërme (P1) në MPXV7002DP.

Pasi të jenë përgatitur pjesët, montimi përfundimtar është shumë i thjeshtë për shkak të përdorimit të bordit të zgjerimit I/O dhe serialit I2C LCD.

Hapi 1: Instaloni bordin e shpërthimit MPXV7002DP në trupin e sensorit të printuar 3D. Inertoni skajin e hapur të tubit të silikonit në vrimën e matjes, pastaj sigurojeni tabelën me 2 vida të vogla. Lidheni sensorin me pinin S në portën A0 në tabelën e zgjerimit.

• Analog A0
• KQV V
• GND -> G

Hapi 2: Lidhni LCD me kunjat S të bordit të zgjerimit Nano në portën A4 dhe A5

• SDL A4
• SHKK A5
• KQV V
• GND G

Hapi 3: Lidhni zilen dhe kaloni në portën e bordit të zgjerimit D5 dhe D6

• Kaloni: në portin 5 midis S dhe G
• Buzzer: në portin 6, pozitiv në S dhe toka në G

Hapi 4: Asambleja përfundimtare

Sigurojeni trupin e sensorit në pllakën e pasme me 4 vida M3, pastaj instaloni ekranin LCD dhe tabelën e zgjerimit Nano dhe sigurojini ato me vida të vogla. Shtyjeni çelësin e butonave dhe zilen në kasë dhe sigurojini ato me zam të nxehtë.

Hapi 5: Programimi

1. Shtoni bibliotekat në Arduino IDE tuaj. Bibliotekat mund të gjenden në: LiquidCrystal-I2C dhe RunningAverage.
2. Lidheni Arduino -n tuaj me kompjuterin dhe instaloni skicën Arduino.

Kjo eshte. Tani ndizni njësinë me USB ose aplikoni energji 9-12V në portën DC në tabelën e zgjerimit (rekomandohet). Nëse drita e pasme e ekranit LCD është e ndezur, por ekrani është bosh ose shkronjat janë të vështira për t'u lexuar, rregulloni kontrastin e ekranit duke e kthyer potenciometrin blu në anën e pasme të modulit LCD I2C.

Së fundi, lidhni pllakën e pasme në kutinë e përparme me 4 vida M3.

Hapi 4: Konfigurimi i Testit të Thjeshtë të Manometrit

Isha kurioz për saktësinë e këtij manometri dixhital dhe ndërtova një stendë të thjeshtë testimi për të krahasuar leximin e njehsorit me një manometër klasik të ujit. Me një pompë elektrike ajri të kontrolluar nga një kontrollues i shpejtësisë së motorit, unë isha në gjendje të gjeneroja presion të ndryshueshëm të ajrit dhe mora matjet njëkohësisht nga manometrat dixhitalë dhe ata të ujit të lidhur në seri. Matjet e presionit janë mjaft të afërta në nivele të ndryshme të presionit të ajrit.

Hapi 5: Vendoseni në veprim

Përdorimi i kësaj pajisje është mjaft i thjeshtë. Së pari lidhni pajisjen në linjë midis makinës CPAP dhe maskës përdorni tubin standard CPAP 15 mm. Lidhni njërën anë të monitorit me makinën CPAP pastaj anën tjetër të monitorit me maskën në mënyrë që ajri të kalojë.

Kalibrimi i ndezjes

Sensori MPXV7002DP duhet të kalibrohet në presion zero kundrejt presionit atmosferik të ambientit çdo herë kur ndizet për të siguruar saktësinë e tij. Sigurohuni që makina CPAP është e fikur dhe nuk ka presion shtesë të ajrit brenda tubit kur ndizeni. Pasi të ketë mbaruar kalibrimi, njehsori do të shfaqë vlerën e kompensuar dhe një mesazh të gatshëm për pajisjen.

Matësi funksionon ose në modalitetin Manometër ose në mënyrën e alarmit CPAP me shtypjen e butonit. Vlen të përmendet se drita e pasme LCD menaxhohet sipas mënyrës së funksionimit dhe vlerës së sensorit për ta bërë njehsorin më pak tërheqës gjatë gjumit.

Mënyra e manometrit

Kjo është mënyra e gatishmërisë dhe një shenjë "-" do të shfaqet në këndin e poshtëm të djathtë të ekranit. Funksioni i alarmit është i çaktivizuar në këtë mënyrë. Ekrani do të tregojë presionin e ajrit në kohë reale si në Pascal (P) ashtu edhe në cmH20 (H) në rreshtin e parë, dhe presionin minimal dhe maksimal si dhe Diferenca midis Min. dhe Maks. vërejtur në 3 sekondat e fundit në rreshtin e dytë. Në këtë mënyrë, drita e pasme LCD do të jetë vazhdimisht e ndezur, por do të përfundojë nëse presioni relativ i ajrit është matur vazhdimisht për më shumë se 10 sekonda.

Modaliteti i alarmit CPAP

Kjo është mënyra e alarmit dhe një shenjë "*" do të shfaqet në këndin e poshtëm të djathtë të ekranit. Në këtë mënyrë, njehsori do të kontrollojë ndryshimet midis pikut dhe niveleve të presionit të ajrit. Drita e pasme LCD do të kalojë në 10 sekonda dhe mbetet e fikur për aq kohë sa nuk është zbuluar ndonjë ndryshim në presionin e ulët. Drita e pasme do të ndizet përsëri nëse është zbuluar një ndryshim prej më pak se 100 Pascal. Dhe zilja do të japë një alarm të dëgjueshëm me një mesazh "Check Mask" që shfaqet në ekran nëse diferenca në nivelet e matura të presionit të ajrit ka qenë vazhdimisht e ulët për më shumë se 10 sekonda. Pasi pacienti të rregullojë maskën dhe diferenca e presionit të kthehet mbi 100 Pascal, atëherë alarmi dhe drita e pasme do të fiken përsëri.

Hapi 6: Mohimi i përgjegjësisë

Kjo pajisje nuk është një pajisje mjekësore, as një pajisje shtesë për pajisjen mjekësore. Matja nuk duhet të përdoret për qëllime diagnostikuese ose terapeutike.

Vrapues në Konkursin e Sensorëve