Digitális manométer/CPAP gépmonitor: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Felébredt reggel, amikor úgy találta, hogy a CPAP maszk ki van kapcsolva? Ez az eszköz riaszt, ha alvás közben véletlenül eltávolította a maszkot.

A CPAP (folyamatos pozitív légúti nyomás) terápia az obstruktív alvási apnoe (OSA) leggyakoribb kezelési formája. A CPAP terápiás betegek számára fontos, hogy alvás közben viselje a CPAP maszkot, hogy a terápia hatékony legyen, és megfeleljen a biztosító társaságok által előírt CPAP megfelelőségi kritériumoknak is.

Azonban sok embernek problémái vannak a CPAP maszkkal való alváshoz való alkalmazkodás során, beleértve azt a problémát is, hogy folyamatosan felébred, hogy kikapcsolja a CPAP maszkot. Bár sok modern CPAP eszköz elég kifinomult ahhoz, hogy megkülönböztesse a személyen lévő maszkot, vagy ha a személy csak bekapcsolja, de nem viseli a maszkot, nem mindegyik rendelkezik olyan hangos riasztással vagy riasztással, hogy felébressze a beteget, amikor A CPAP maszkot eltávolították, vagy nagy a légszivárgás.

Ez a projekt digitális manométer készítéséről szól a CPAP csővezeték belsejében lévő légnyomás monitorozására. Megjeleníti a valós idejű légnyomást a CPAP csöveken belül, és a készülék hangjelzést ad ki, ha a CPAP maszk valószínűleg ki van kapcsolva, vagy nagy légszivárgást mutat a terápia során.

Kellékek

1. MPXV7002DP kitörőtábla
2. Arduino Nano V3.0 I/O bővítőkártyával
3. Soros LCD 1602 16x2 modul IIC/I2C adapterrel kék vagy zöld
4. 12x12x7,3 mm pillanatnyi tapintható nyomógombos kapcsoló billentyűsapkával
5. DC 5V aktív hangjelző
6. 2 mm -es azonosító, 4 mm átmérőjű, rugalmas szilikon gumi cső
7. 3D nyomtatott érzékelő test és a tok
8. Dupont jumper vezetékek és önmetsző csavarok (M3x16mm, M1.4x6mm, 6 db)

1. lépés: Hogyan működik?

A manométer a nyomás mérésére szolgáló eszköz. Normál állapotban a CPAP terápia során a légzés következtében jelentősen megváltozik a légnyomás a CPAP csővezetékben, miközben a beteg belélegzi és kilégzi a levegőt. Ha nagy légszivárgás van, vagy a maszk ki van kapcsolva, a csővezetékben a légnyomás ingadozása sokkal kisebb lesz. Lényegében tehát ellenőrizhetjük a maszk állapotát, ha manométerrel folyamatosan figyeljük a CPAP csővezeték belsejében lévő légnyomást.

Digitális manométer

Ebben a projektben az MPXV7002DP integrált szilíciumnyomás -érzékelőt használják jelátalakítóként a légnyomás digitális jelekké alakítására. Az MPXV7002DP kitörőtábla széles körben elérhető nyomáskülönbség -érzékelőként az RC modellek légsebességének mérésére, és viszonylag olcsó. Ugyanez a technológia a kereskedelmi CPAP gépekben is.

Az MPXV7002DP egy monolitikus szilíciumnyomás -érzékelő, amelyet számos alkalmazásra terveztek. A légnyomás mérési tartománya -2 kPa és 2 kPa között van (kb. +/- 20,4 cmH2O), amely szépen lefedi az obstruktív alvási apnoe kezelésére használt tipikus nyomásszinteket 6 és 15 cmH2O között.

Az MPXV7002DP nyomáskülönbség -érzékelőként van kialakítva, és két porttal rendelkezik (P1 és P2). Ebben a projektben az MPXV7002DP -t nyomásmérőként használják, a hátsó portot (P2) nyitva hagyva a környezeti levegő számára. Így a nyomást a környezeti légköri nyomáshoz viszonyítva mérik.

Az MPXV7002DP 0-5 V közötti analóg feszültséget ad ki. Ezt a feszültséget az Arduino analóg csap leolvassa, és a gyártó által biztosított átviteli funkció segítségével a megfelelő légnyomásra fedi le. A nyomást kPa -ban mérik, 1Pa = 0,10197162129779 mmH2O. Az eredmények ezután Pa (Pascal) és cmH2O értékben jelennek meg az LCD képernyőn.

CPAP gépfigyelő

A tanulmány szerint a légzési mozgások szimmetrikusak, és az életkor előrehaladtával nem változtak jelentősen. A csendes légzés során mindkét nem esetében az átlagos légzésszám 14. A ritmus (inspiráció/kilégzés arány) férfiaknál 1: 1,21, nőknél 1: 1,14, csendes légzés során.

A CPAP csövekből származó légnyomásmérések nyers adatai fel -alá járnak, miközben az emberek lélegeznek, és sok „tüskével” is rendelkeznek, mivel az Arduino 5.0V tápellátása meglehetősen zajos. Ezért az adatokat ki kell simítani és idővel ki kell értékelni annak érdekében, hogy megbízhatóan érzékelni lehessen a belégzéssel és kilégzéssel okozott nyomásváltozásokat.

Az Arduino vázlat számos intézkedést hoz az adatok feldolgozására és a légnyomás monitorozására. Dióhéjban az Arduino-vázlat Rob Tillaart futó átlagkönyvtárát használja, hogy először kiszámítsa a légnyomásmérések mozgóátlagát valós időben, hogy kiegyenlítse az adatpontokat, majd néhány másodpercenként kiszámítja a minimális és maximális megfigyelt légnyomást annak megállapítására, hogy a maszkot levették -e a légnyomás csúcs- és mélypontjai közötti különbségek ellenőrzésével. Tehát ha a bejövő adatvonal sík lesz, akkor valószínű, hogy nagy légszivárgás van, vagy a maszkot leválasztották, hangos riasztás hallható, amely felébreszti a beteget a szükséges beállítások elvégzésére. Ennek az algoritmusnak a vizualizációjához lásd az adatábrákat.

2. lépés: Alkatrészek és vázlatok

Minden alkatrész elérhető az Amazon.com webhelyről, és a BOM linkekkel a fentiekben található.

Ezenkívül az érzékelő testét és a készülékdobozból és a hátlapból álló tokot 3D -ben kell kinyomtatni az alábbi STL fájlok használatával. A legjobb eredmény érdekében az érzékelő testét függőleges helyzetben kell nyomtatni.

Vázlatos referenciaként szolgál.

3. lépés: Felépítés és kezdeti tesztelés

Először készítse elő az összes alkatrészt a végső összeszereléshez. Ha szükséges, forrasztja a csapokat a Nano kártyához, majd szerelje be a Nano kártyát az I/O bővítőkártyába. Ezután rögzítse vagy forrasztja az áthidaló vezetékeket a gombkapcsolóhoz és a hangjelzőhöz. A jumper vezetékek helyett néhány megmaradt szervocsatlakozót használtam. Az MPXV7002DP esetén használhatja a töréspanelhez mellékelt vezetéket forrasztás nélkül, vagy forraszthatja a vezetéket a szakítólaphoz, amint az a képen látható. Ezenkívül vágjon le körülbelül 30 mm -es szilíciumgumi csövet, és rögzítse az MPXV7002DP felső oldalán lévő porthoz (P1).

Az alkatrészek előkészítése után a végső összeszerelés nagyon egyszerű az I/O bővítőlap és a soros I2C LCD használata miatt.

1. lépés: Szerelje be az MPXV7002DP törőlapot a 3D nyomtatott érzékelő testére. Inertálja a szilíciumcső nyitott végét a mérőnyíláshoz, majd rögzítse a táblát 2 kis csavarral. Csatlakoztassa az érzékelőt az S csaphoz a bővítőkártya A0 portján.

• Analóg A0
• VCC V.
• GND -> G

2. lépés: Csatlakoztassa az LCD -t a Nano bővítőlap S csapjaihoz az A4 és A5 porton

• SDL A4
• SCA A5
• VCC V.
• GND G.

3. lépés: Csatlakoztassa a zümmögőt és a kapcsolót a bővítő kártya D5 és D6 portjához

• Váltás: az 5 -ös portra S és G között
• Zümmögő: a 6 -os portra, a pozitív S -re, a föld pedig G -re

4. lépés: Végső összeszerelés

Rögzítse az érzékelő testét a hátlaphoz 4 M3 csavarral, majd szerelje be az LCD -képernyőt és a Nano bővítőlapot, és rögzítse kis csavarokkal. Nyomja be a gombos kapcsolót és a hangjelzőt a tokba, és rögzítse őket forró ragasztóval.

5. lépés: Programozás

1. Adja hozzá a könyvtárakat az Arduino IDE -hez. A könyvtárak megtalálhatók: LiquidCrystal-I2C és RunningAverage.
2. Csatlakoztassa Arduino készülékét a számítógéphez, és telepítse az Arduino vázlatot.

Ez az. Most kapcsolja be a készüléket USB-ről, vagy csatlakoztasson 9-12 V-os tápfeszültséget a bővítőkártya DC-portjára (ajánlott). Ha az LCD kijelző háttérvilágítása be van kapcsolva, de a kijelző üres vagy a betűk nehezen olvashatók, állítsa be a képernyő kontrasztját az LCD I2C modul hátoldalán lévő kék potenciométer elforgatásával.

Végül rögzítse a hátlapot az előlaphoz 4 M3 csavarral.

4. lépés: Egyszerű manométer teszt beállítása

Kíváncsi voltam ennek a digitális manométernek a pontosságára, és építettem egy egyszerű tesztállványt, amellyel összehasonlíthatom a mérőt egy klasszikus vízmérővel. A motor fordulatszám -szabályozója által vezérelt elektromos légszivattyúval változtatható légnyomást tudtam generálni, és egyszerre végeztem a méréseket mind soros, mind digitális és víz manométerekkel. A nyomásmérések meglehetősen közel állnak a különböző.levegőnyomás -szintekhez.

5. lépés: Cselekvés

Ennek az eszköznek a használata meglehetősen egyszerű. Először csatlakoztassa a készüléket a CPAP gép és a maszk közé, szabványos 15 mm -es CPAP csővel. Csatlakoztassa a monitor egyik oldalát a CPAP géphez, majd a másik oldalát a maszkhoz, hogy a levegő áthaladjon.

Bekapcsolási kalibrálás

Az MPXV7002DP érzékelőt minden bekapcsoláskor nulla nyomásig kell kalibrálni a környezeti légköri nyomással, hogy biztosítsa a pontosságot. Győződjön meg arról, hogy a CPAP gép ki van kapcsolva, és a bekapcsoláskor nincs további légnyomás a csőben. A kalibrálás befejezése után a mérő megjeleníti az eltolási értéket és az eszköz kész üzenetet.

A mérő manométer vagy CPAP riasztás üzemmódban működik a gomb megnyomásával. Érdemes megjegyezni, hogy az LCD háttérvilágítását az üzemmód és az érzékelő értéke szerint kezelik, hogy a mérő kevésbé zavaró legyen alvás közben.

Manométer mód

Ez a készenléti üzemmód, és a "-" jel jelenik meg a képernyő jobb alsó sarkában. Ebben az üzemmódban a riasztási funkció le van tiltva. A képernyőn a valós idejű légnyomás jelenik meg Pascal (P) és cmH20 (H) értékekben az első sorban, valamint a minimális és maximális nyomás, valamint a Min. és Max. az elmúlt 3 másodpercben a második sorban. Ebben az üzemmódban az LCD háttérvilágítása folyamatosan világít, de elévül, ha több mint 10 másodpercig folyamatosan mérik a nulla relatív légnyomást.

CPAP riasztási mód

Ez a riasztási mód, és a "*" jel jelenik meg a képernyő jobb alsó sarkában. Ebben a módban a mérő ellenőrzi a légnyomás csúcs- és mélypontjai közötti különbségeket. Az LCD háttérvilágítása 10 másodperc múlva kialszik, és mindaddig nem világít, amíg nem észlel alacsony nyomáskülönbséget. A háttérvilágítás újra bekapcsol, ha 100 Pascal alatti különbséget észlelt. A zümmögő hangjelzést ad, és a "Check Mask" üzenet jelenik meg a képernyőn, ha a mért légnyomásszint különbsége tartósan alacsony volt több mint 10 másodpercig. Amint a beteg újra beállítja a maszkot, és a nyomáskülönbség 100 Pascal fölé tér vissza, a riasztás és a háttérvilágítás is kikapcsol.

6. lépés: Jogi nyilatkozat

Ez a készülék nem orvosi eszköz, és nem is tartozéka az orvosi eszköznek. A mérést nem szabad diagnosztikai vagy terápiás célokra használni.

Második hely az érzékelők versenyében