Сандық манометр/CPAP машинасының мониторы: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Сіз таңертең ұйқыдан ояндыңыз, CPAP маскасы өшірулі болды ма? Ұйқы кезінде байқаусызда масканы алып тастасаңыз, бұл құрылғы дабыл береді.

CPAP (тыныс жолдарының үздіксіз позитивті қысымы) терапиясы - ұйқының обструктивті апноэ (ОСА) емінің ең кең тараған түрі. CPAP терапиясы бар емделушілер үшін, терапияның тиімді болуы үшін, сонымен қатар сақтандыру компаниялары талап ететін CPAP сәйкестік критерийлеріне сәйкес келу үшін CPAP маскасын үнемі ұйықтап жүру маңызды.

Алайда, көптеген адамдарда CPAP маскасымен ұйықтауға бейімделу кезінде проблемалар бар, соның ішінде CPAP маскасын алу үшін үнемі ояну мәселесі. Көптеген қазіргі заманғы CPAP қондырғылары адамның бетінде болатын масканы ажырату үшін жеткілікті күрделі болса да немесе егер адам оны жай ғана қосса, бірақ ол масканы тақпаса, олардың барлығында пациентті ояту үшін дабыл немесе дабыл жоқ. CPAP маскасы жойылады немесе ауаның үлкен ағуы болады.

Бұл жоба CPAP құбырларындағы ауа қысымын бақылау үшін цифрлық манометр жасау туралы. Ол CPAP құбырларының ішіндегі нақты уақыттағы ауа қысымын көрсетеді және CPAP маскасы сөніп қалса немесе терапия кезінде ауаның үлкен ағуы болса, құрылғы дыбыстық дабыл береді.

Жабдықтар

1. MPXV7002DP ажырату тақтасы
2. I/O кеңейту тақтасы бар Arduino Nano V3.0
3. IIC/I2C адаптері бар сериялық LCD 1602 16x2 модулі көк немесе жасыл
4. 12x12x7.3 мм пернетақтасы бар лездік түйме түймесі
5. DC 5V белсенді дыбыстық сигнал
6. 2мм ID, 4мм OD, икемді силикон резеңке құбыр
7. 3D басып шығарылған сенсор корпусы мен корпусы
8. Дюпонт өтпелі сымдар мен өздігінен бұрап тұратын бұрандалар (M3x16mm, M1.4x6mm, әрқайсысы 6)

1 -қадам: Бұл қалай жұмыс істейді

Манометр - қысымды өлшеуге арналған құрылғы. Қалыпты жағдайда CPAP терапиясы кезінде емделуші ауаны жұтып, дем шығарған кезде тыныс алуға байланысты CPAP құбырларының ішіндегі ауа қысымының айтарлықтай өзгеруі байқалады. Егер ауаның үлкен ағуы болса немесе маска өшірілсе, құбырдағы ауа қысымының ауытқуы әлдеқайда аз болады. Біз манометр көмегімен CPAP құбырларындағы ауа қысымын үнемі бақылау арқылы маска күйін тексере аламыз.

Сандық манометр

Бұл жобада MPXV7002DP интегралды кремний қысымы датчигі ауа қысымын цифрлық сигналдарға түрлендіру үшін қолданылады. MPXV7002DP сыну тақтасы RC модельдерінің әуе жылдамдығын өлшеу үшін қысым дифференциалды сенсоры ретінде кеңінен қол жетімді және салыстырмалы түрде арзан. Бұл коммерциялық CPAP машиналарында бірдей технология.

MPXV7002DP - бұл монолитті кремний қысым датчигі, ол кең көлемде қолдануға арналған. Ол ауа қысымының -2 кПа -дан 2 кПа -ға дейінгі (шамамен +/- 20,4 смH2O) өлшеу диапазонына ие, ол обструктивті ұйқысыздық апноэын емдеуге арналған қысымның қалыпты деңгейін 6 -дан 15 смH2O -ға дейін жақсы қамтиды.

MPXV7002DP дифференциалды қысым сенсоры ретінде жасалған және екі порты бар (P1 & P2). Бұл жобада MPXV7002DP артқы портты (P2) қоршаған ауаға ашық қалдырып, қысым өлшегіші ретінде қолданылады. Осылайша қысым атмосфералық қысыммен салыстырылады.

MPXV7002DP 0-5 В дейінгі аналогты кернеуді шығарады. Бұл кернеуді Arduino аналогтық түйреуіші оқиды және өндіруші ұсынған тасымалдау функциясын қолдана отырып, сәйкес ауа қысымына жасырылады. Қысым кПа бойынша өлшенеді, 1Па = 0.10197162129779 ммH2O. Содан кейін нәтижелер СКД экранында Па (Паскаль) және смH2O түрінде көрсетіледі.

CPAP машина мониторы

Зерттеулер көрсеткендей, тыныс алу қозғалыстары симметриялы және жас ұлғайған сайын айтарлықтай өзгермеген. Орташа тыныс алу жиілігі екі жыныста да тыныш тыныс алу кезінде 14 құрайды. Ырғақ (тыныс алу/дем шығару коэффициенті) тыныш тыныс алу кезінде ерлер үшін 1: 1,21, әйелдер үшін 1: 1,14 құрайды.

CPAP құбырларынан ауа қысымын өлшеудің бастапқы деректері адамдар дем алған кезде жоғарылайды және төмендейді, сонымен қатар Arduino 5.0V жеткізу өте шулы болғандықтан, көптеген «шыңдары» бар. Осылайша, ингаляция мен дем шығару арқылы енгізілетін қысымның өзгеруін сенімді түрде анықтау үшін деректерді уақыт ішінде тегістеу және бағалау қажет.

Деректерді өңдеу және ауа қысымын бақылау үшін Arduino эскизінде бірнеше шаралар қолданылады. Қысқаша айтқанда, Arduino эскизі Роб Тиллаарттың жұмыс істейтін орташа кітапханасын қолданады, ол алдымен ауа қысымын өлшеудің жылжымалы орташа мәнін нақты уақыт режимінде есептейді, содан кейін ауа қысымының минималды және максималды мәнін бірнеше секунд сайын есептейді. ауа қысымының шыңы мен төменгі деңгейінің арасындағы айырмашылықты тексеру арқылы масканың ажыратылғанын анықтау. Егер кіретін деректер желісі тегіс болса, ауаның үлкен ағуы немесе маска ажыратылған болуы мүмкін, науқасты қажетті түзетулер енгізу үшін оятатын дыбыстық дабыл болады. Бұл алгоритмді визуализациялау үшін мәліметтер кестесін қараңыз.

2 -қадам: Бөлшектер мен схемалар

Барлық бөліктер Amazon.com сайтында қол жетімді және сілтемелері бар БОМ жоғарыда берілген.

Сонымен қатар, сенсордың корпусы мен корпусы құрылғының қорабынан және артқы панельден тұрады, төмендегі STL файлдарының көмегімен 3D басып шығарылуы керек. Сенсордың корпусы ең жақсы нәтижеге жету үшін тіреуішті тік күйде басып шығару керек.

Анықтама үшін схема берілген.

3 -қадам: құрастыру және бастапқы тестілеу

Алдымен барлық бөлшектерді соңғы жинауға дайындаңыз. Қажет болса, түйреуіштерді нано тақтасына дәнекерлеңіз, содан кейін енгізу -шығару кеңейту тақтасына нано тақтаны орнатыңыз. Содан кейін, қосқыш сымдарды түйме қосқышына және дыбыстық сигналға жалғаңыз немесе дәнекерлеңіз. Мен секіргіш сымдардың орнына қалған серво қосқыштарын қолдандым. MPXV7002DP үшін сіз кесу тақтасымен бірге жеткізілетін сымды дәнекерлеместен қолдана аласыз немесе суретте көрсетілгендей сымды үзіліс тақтасына дәнекерлей аласыз. Сондай -ақ, шамамен 30 мм кремний резеңке түтікті кесіп, оны MPXV7002DP жоғарғы жағындағы портқа (P1) бекітіңіз.

Бөлшектерді дайындағаннан кейін, енгізу/шығару кеңейту тақтасы мен сериялық I2C СКД қолдану арқасында соңғы құрастыру өте қарапайым.

1 -қадам: MPXV7002DP ажырату тақтасын 3D басып шығарылған сенсор корпусына орнатыңыз. Кремний құбырының ашық ұшын өлшеу тесігіне бекітіңіз, содан кейін тақтаны 2 кішкене бұрандамен бекітіңіз. Сенсорды кеңейту тақтасындағы A0 портындағы S істігіне қосыңыз.

• А0 аналогы
• VCC В.
• GND -> G

2 -қадам: СКД -ны A4 және A5 портындағы Nano кеңейту тақтасының S түйреуіштеріне қосыңыз

• SDL A4
• SCA A5
• VCC В.
• GND G

3 -қадам: Дыбыстық сигналды қосыңыз және D5 және D6 кеңейту тақтасының портына ауысыңыз

• Ауыстыру: S пен G арасындағы 5 -ші портқа
• Дыбыстық сигнал: 6 -портқа, оң - S -ге, жер - G -ге

4 -қадам: соңғы жинақ

Сенсор корпусын артқы тақтаға 4 М3 бұрандамен бекітіңіз, содан кейін СКД экраны мен нано кеңейту тақтасын орнатыңыз және оларды кішкене бұрандалармен бекітіңіз. Түйме қосқышы мен дыбыстық сигналды корпусқа итеріп, ыстық желіммен бекітіңіз.

5 -қадам: Бағдарламалау

1. Кітапханаларды Arduino IDE -ге қосыңыз. Кітапханаларды мына жерден табуға болады: LiquidCrystal-I2C және RunningAverage.
2. Arduino -ны компьютерге қосыңыз және Arduino эскизін орнатыңыз.

Міне бітті. Енді құрылғыны USB арқылы қосыңыз немесе кеңейту тақтасындағы тұрақты ток портына 9-12 В қуат қосыңыз (ұсынылады). Егер СКД дисплейінің артқы жарығы қосулы болса, бірақ экран бос болса немесе әріптерді оқу қиын болса, LCD I2C модулінің артындағы көк потенциометрді бұру арқылы экран контрастын реттеңіз.

Соңында артқы тақтаны алдыңғы корпусқа 4 М3 бұрандамен бекітіңіз.

4 -қадам: Қарапайым манометр тестін орнату

Мен осы цифрлық манометрдің дәлдігіне қызығушылық таныттым және есептегіштің оқылуын классикалық су манометрімен салыстыру үшін қарапайым сынақ стендін құрдым. Қозғалтқыштың жылдамдығын реттегіш басқаратын ауа сорғысының көмегімен мен ауаның айнымалы қысымын құра алдым және бір мезгілде цифрлық және су манометрлерімен өлшендім. Қысымды өлшеу әр түрлі ауа қысымында өте жақын.

5 -қадам: Оны әрекет етіңіз

Бұл құрылғыны пайдалану өте қарапайым. Алдымен құрылғыны CPAP машинасы мен маска арасындағы стандартты 15 мм CPAP құбырымен қосыңыз. Монитордың бір жағын CPAP құрылғысына, содан кейін монитордың екінші жағын маскаға қосыңыз, осылайша ауа өтуі мүмкін.

Қосылған калибрлеу

MPXV7002DP сенсоры оның дәлдігін қамтамасыз ету үшін қосылған сайын қоршаған атмосфералық қысымға қарсы нөлдік қысымға теңестірілуі қажет. Қосылған кезде CPAP машинасының өшірілгеніне және құбыр ішінде қосымша ауа қысымы жоқ екеніне көз жеткізіңіз. Калибрлеу аяқталғаннан кейін, есептегіште офсеттік мән мен құрылғының дайын екендігі туралы хабарлама пайда болады.

Есептегіш манометр режимінде немесе CPAP дабыл режимінде түймені басу арқылы жұмыс істейді. Айта кету керек, СКД артқы жарығы жұмыс режиміне және сенсордың мәніне сәйкес басқарылады, бұл ұйықтау кезінде есептегішті алаңдатпайды.

Манометр режимі

Бұл күту режимі және экранның оң жақ төменгі бұрышында «-» белгісі көрсетіледі. Бұл режимде дабыл функциясы ажыратылады. Экранда бірінші қатардағы Паскальда (P) және смH20 (Н) нақты уақыттағы ауа қысымы, Минималды және Максималды қысым, сонымен қатар Мин арасындағы айырмашылық көрсетіледі. және Макс. соңғы 3 секундта екінші қатарда байқалды. Бұл режимде СКД артқы жарығы үнемі жанып тұрады, бірақ егер нөлдік салыстырмалы ауа қысымы 10 секундтан артық үздіксіз өлшенсе, уақыт артады.

CPAP дабыл режимі

Бұл дабыл режимі және экранның оң жақ төменгі бұрышында «*» белгісі көрсетіледі. Бұл режимде өлшегіш ауа қысымының шыңы мен төменгі деңгейі арасындағы айырмашылықты тексереді. СКД артқы жарығы 10 секундтан кейін өшеді және төмен қысымды айырмашылық анықталмағанша өшеді. Егер 100 Паскальдан төмен айырмашылық анықталса, артқы жарық қайтадан қосылады. Ауа қысымының өлшенетін деңгейлерінің айырмашылығы 10 секундтан астам уақыт бойы төмен болған жағдайда, экранда «Масканы тексеру» хабары бар дыбыстық сигнал беріледі. Науқас масканы қайта реттегенде және қысым айырмашылығы 100 Паскальдан жоғары болғанда, дабыл да, артқы жарық та қайтадан өшеді.

6 -қадам: Жауапкершіліктен бас тарту

Бұл құрылғы медициналық құрылғы емес, медициналық қондырғы емес. Өлшеуді диагностикалық немесе емдік мақсатта қолдануға болмайды.

Сенсорлар байқауында екінші орын