ციფრული მანომეტრი/CPAP აპარატის მონიტორი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ოდესმე გაიღვიძეთ დილით და აღმოაჩინეთ რომ თქვენი CPAP ნიღაბი გამორთულია? ეს მოწყობილობა გაგაფრთხილებთ, თუ ძილის დროს უნებლიედ მოიხსნით ნიღაბს.

CPAP (ჰაერის მუდმივი დადებითი წნევა) თერაპია არის ობსტრუქციული ძილის აპნოეს (OSA) მკურნალობის ყველაზე გავრცელებული ფორმა. CPAP თერაპიის მქონე პაციენტებისთვის მნიშვნელოვანია CPAP ნიღბის ტარება ძილის დროს, რათა თერაპია იყოს ეფექტური და ასევე დააკმაყოფილოს სადაზღვევო კომპანიების მიერ მოთხოვნილი CPAP შესაბამისობის კრიტერიუმები.

თუმცა ბევრს აქვს პრობლემები CPAP ნიღბით ძილთან ადაპტირებისას, მათ შორის თანმიმდევრულად გაღვიძების პრობლემა CPAP ნიღბის ამოღების მიზნით. მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი თანამედროვე CPAP მოწყობილობა საკმაოდ დახვეწილია იმისთვის, რომ განასხვავოს ნიღაბი, რომელიც რეალურად არის ადამიანზე, ან თუ ის უბრალოდ ააქტიურებს მას, მაგრამ არ ატარებს ნიღაბს, ყველა მათგანს არ აქვს სიგნალი ან სიგნალი იმდენად ხმამაღლა, რომ პაციენტი გაიღვიძოს CPAP ნიღაბი ამოღებულია, ან ხდება ჰაერის დიდი გაჟონვა.

ეს პროექტი არის ციფრული მანომეტრის დამზადება CPAP მილსადენის შიგნით ჰაერის წნევის მონიტორინგისთვის. ის აჩვენებს რეალურ დროში ჰაერის წნევას CPAP მილსადენში, და მოწყობილობა გამოსცემს ხმოვან სიგნალს, როდესაც CPAP ნიღაბი სავარაუდოდ გათიშულია ან იქ არის ჰაერის დიდი გაჟონვა თერაპიის დროს.

მარაგები

1. MPXV7002DP გარღვევის დაფა
2. Arduino Nano V3.0 I/O გაფართოების დაფით
3. სერიული LCD 1602 16x2 მოდული IIC/I2C ადაპტერით ლურჯი ან მწვანე
4. 12x12x7.3 მმ მომენტალური ტაქტილური ღილაკის გადამრთველი გასაღებით
5. DC 5V აქტიური ხმის გამაძლიერებელი
6. 2 მმ ID, 4 მმ OD, მოქნილი სილიკონის რეზინის მილები
7. 3D ბეჭდვით სენსორის სხეული და საქმე
8. Dupont jumper მავთულები და თვითმმართველობის მოსმენების ხრახნები (M3x16mm, M1.4x6mm, 6 თითოეული)

ნაბიჯი 1: როგორ მუშაობს

მანომეტრი არის წნევის გაზომვის მოწყობილობა. ნორმალურ მდგომარეობაში, CPAP თერაპიის დროს, ხდება მნიშვნელოვანი ცვლილება ჰაერის წნევაში CPAP მილსადენის შიგნით, სუნთქვის გამო, როდესაც პაციენტი სუნთქავს და ამოსუნთქავს ჰაერს. თუ ჰაერის დიდი გაჟონვა მოხდა ან ნიღაბი გამორთულია, მილსადენში ჰაერის წნევის მერყეობა გაცილებით მცირე გახდება. ასე რომ, არსებითად ჩვენ შეგვიძლია შევამოწმოთ ნიღბის სტატუსი CPAP მილსადენის შიგნით ჰაერის წნევის მუდმივი მონიტორინგით მანომეტრით.

ციფრული მანომეტრი

ამ პროექტში MPXV7002DP ინტეგრირებული სილიკონის წნევის სენსორი გამოიყენება როგორც გადამყვანი ჰაერის წნევის ციფრულ სიგნალებად გადაქცევისთვის. MPXV7002DP გარღვევის დაფა ფართოდ არის ხელმისაწვდომი, როგორც წნევის დიფერენციალური სენსორი RC მოდელების საჰაერო სიჩქარის გასაზომად და შედარებით იაფია. ეს არის იგივე ტექნოლოგია კომერციული CPAP მანქანების შიგნით.

MPXV7002DP არის მონოლითური სილიციუმის წნევის სენსორი, რომელიც განკუთვნილია ფართო სპექტრის პროგრამებისთვის. მას აქვს ჰაერის წნევის საზომი დიაპაზონი -2 kPa– დან 2 kPa– მდე (დაახლოებით +/- 20,4 სმ H2O), რაც მშვენივრად ფარავს ძილის ობსტრუქციული აპნოეს სამკურნალო წნევის დონეს 6 – დან 15 სმ H2O– მდე.

MPXV7002DP შექმნილია როგორც დიფერენციალური წნევის სენსორი და აქვს ორი პორტი (P1 & P2). ამ პროექტში MPXV7002DP გამოიყენება როგორც გაზომვის წნევის სენსორი, რის გამოც უკანა პორტი (P2) ღიაა ჰაერის გარემოსთვის. ამ გზით წნევა იზომება ატმოსფერული ატმოსფერული წნევის მიმართ.

MPXV7002DP გამოუშვებს ანალოგურ ძაბვას 0-5 ვ-დან. ეს ძაბვა იკითხება არდუინოს ანალოგური პინით და ფარავს შესაბამის ჰაერის წნევას მწარმოებლის მიერ მოწოდებული გადაცემის ფუნქციის გამოყენებით. წნევა იზომება kPa, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O. შედეგები ნაჩვენებია LCD ეკრანზე როგორც Pa (პასკალი), ასევე cmH2O.

CPAP აპარატის მონიტორი

კვლევამ აჩვენა, რომ სუნთქვის მოძრაობები სიმეტრიულია და ასაკთან ერთად მნიშვნელოვნად არ შეცვლილა. საშუალო სუნთქვის სიხშირე ორივე სქესისთვის მშვიდი სუნთქვის დროს. რიტმი (შთაგონების/ექსპირაციის თანაფარდობა) არის 1: 1.21 მამაკაცებისთვის და 1: 1.14 ქალებისთვის მშვიდი სუნთქვის დროს.

ჰაერის წნევის გაზომვის ნედლეული მონაცემები CPAP მილებიდან მაღლა და ქვევით მიდის, როდესაც ხალხი სუნთქავს და ასევე აქვს ბევრი „ვარდნა“მას შემდეგ, რაც Arduino 5.0V მიწოდება საკმაოდ ხმაურიანია. ამრიგად, მონაცემები დროთა განმავლობაში უნდა გაიწმინდოს და შეფასდეს, რათა საიმედოდ გამოვლინდეს ზეწოლის ცვლილებები, რომლებიც შემოტანილია ინჰალაციისა და ამოსუნთქვის შედეგად.

არდუინოს ესკიზის საშუალებით ხდება რამდენიმე ღონისძიება მონაცემების დამუშავებისა და ჰაერის წნევის მონიტორინგისთვის. მოკლედ რომ ვთქვათ, არდუინოს ესკიზი იყენებს რობ ტილაარტის საშუალო ბიბლიოთეკას, რათა გამოთვალოს ჰაერის წნევის გაზომვის საშუალო საშუალო მაჩვენებელი რეალურ დროში მონაცემების გასათანაბრებლად, შემდეგ გამოთვალოს მინიმალური და მაქსიმალური დაფიქსირებული ჰაერის წნევა ყოველ რამდენიმე წამში. იმის დასადგენად, გათიშულია თუ არა ნიღაბი ჰაერის წნევის პიკსა და დონეს შორის განსხვავებების შემოწმებით. ასე რომ, თუ შემომავალი მონაცემთა ხაზი გახდება ბრტყელი, მაშინ სავარაუდოა, რომ იქ არის ჰაერის დიდი გაჟონვა ან ნიღაბი გათიშული, ისმის განგაში, რომ გაიღვიძოს პაციენტი საჭირო კორექტირების მიზნით. იხილეთ მონაცემთა ნაკვეთები ამ ალგორითმის ვიზუალიზაციისთვის.

ნაბიჯი 2: ნაწილები და სქემები

ყველა ნაწილი ხელმისაწვდომია Amazon.com– დან და BOM ბმულებით მოცემულია ზემოთ.

გარდა ამისა, სენსორის კორპუსი და კორპუსი, რომელიც შედგება მოწყობილობის ყუთისა და უკანა პანელისგან, უნდა იყოს 3D დაბეჭდილი ქვემოთ STL ფაილების გამოყენებით. სენსორის სხეული უნდა იყოს დაბეჭდილი ვერტიკალურ მდგომარეობაში, საუკეთესო შედეგის მისაღწევად.

მითითებისთვის მოცემულია სქემატური სქემა.

ნაბიჯი 3: აშენება და საწყისი ტესტირება

პირველი მოამზადეთ ყველა ნაწილი საბოლოო შეკრებისთვის. მიამაგრეთ ქინძისთავები ნანოს დაფაზე საჭიროების შემთხვევაში შემდეგ დააინსტალირეთ ნანოს დაფა I/O გაფართოების დაფაზე. შემდეგ, მიამაგრეთ ან შეაერთეთ ჯუმბერის მავთულები ღილაკზე გადამრთველსა და ზუმზე. მე გამოვიყენე დარჩენილი სერვო კონექტორები ჯუმბერის მავთულის ნაცვლად. MPXV7002DP– სთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მავთული, რომელსაც გააჩნია გარღვევის დაფა შედუღების გარეშე, ან შეაერთეთ მავთული ამომრჩეველ დაფაზე, როგორც ეს მოცემულია სურათზე. ასევე, გაჭერით დაახლოებით 30 მმ სილიკონის რეზინის მილი და მიამაგრეთ იგი ზედა პორტში (P1) MPXV7002DP- ზე.

ნაწილების მომზადების შემდეგ, საბოლოო შეკრება ძალიან მარტივია I/O გაფართოების დაფის და სერიული I2C LCD გამოყენების გამო.

ნაბიჯი 1: დააინსტალირეთ MPXV7002DP გარღვევის დაფა 3D დაბეჭდილი სენსორის სხეულზე. გააჩერეთ სილიკონის მილის ღია ბოლო გაზომვის ხვრელში, შემდეგ დააფიქსირეთ დაფა 2 პატარა ხრახნით. შეაერთეთ სენსორი S პინთან A0 პორტში გაფართოების დაფაზე.

• ანალოგი A0
• VCC V
• GND -> G

ნაბიჯი 2: შეაერთეთ LCD ნანოს გაფართოების დაფის S ქინძისთავებთან A4 და A5 პორტებში

• SDL A4
• SCA A5
• VCC V
• GND G

ნაბიჯი 3: შეაერთეთ Buzzer და გადართეთ გაფართოების დაფის პორტში D5 და D6

• გადართვა: 5 პორტზე S და G შორის
• ბუზერი: პორტ 6 -მდე, დადებითი S და მიწა G

ნაბიჯი 4: საბოლოო შეკრება

დააფიქსირეთ სენსორის სხეული უკანა ფირფიტაზე 4 M3 ხრახნით, შემდეგ დააინსტალირეთ LCD ეკრანი და ნანოს გაფართოების დაფა და დააფიქსირეთ ისინი მცირე ხრახნებით. დააყენეთ ღილაკის გადამრთველი და ზუზუნი საქმეში და დააფიქსირეთ ისინი ცხელი წებოთი.

ნაბიჯი 5: პროგრამირება

1. დაამატეთ ბიბლიოთეკები თქვენს Arduino IDE- ს. ბიბლიოთეკები შეგიძლიათ იხილოთ: LiquidCrystal-I2C და RunningAverage.
2. შეაერთეთ თქვენი Arduino კომპიუტერთან და დააინსტალირეთ Arduino ესკიზი.

Ის არის. ახლა ჩართეთ მოწყობილობა USB- ით, ან გამოიყენეთ 9-12 ვ სიმძლავრე DC პორტზე გაფართოების დაფაზე (რეკომენდებულია). თუ LCD ეკრანის უკანა შუქი ჩართულია, მაგრამ ეკრანი ცარიელია ან ასოების წაკითხვა რთულია, შეცვალეთ ეკრანის კონტრასტი ლურჯი პოტენომეტრის შემობრუნებით LCD I2C მოდულის უკანა მხარეს.

ბოლოს მიამაგრეთ უკანა ფირფიტა წინა კორპუსზე 4 M3 ხრახნით.

ნაბიჯი 4: მარტივი მანომეტრის ტესტის დაყენება

მე დავინტერესდი ამ ციფრული მანომეტრის სიზუსტით და შევქმენი მარტივი საცდელი სადგამი, რომ შევადარო მეტრის მაჩვენებელი კლასიკურ წყლის მანომეტრს. ელექტრო ჰაერის ტუმბოს საშუალებით, რომელსაც აკონტროლებს საავტომობილო სიჩქარის კონტროლერი, მე შევძელი ჰაერის ცვალებადი წნევის გამომუშავება და გაზომვები ერთდროულად გავაკეთე როგორც ციფრული, ასევე წყლის მანომეტრებით, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში. წნევის გაზომვები საკმაოდ ახლოს არის სხვადასხვა. ჰაერის წნევის დონეზე.

ნაბიჯი 5: ამოქმედდეს

ამ მოწყობილობის გამოყენება საკმაოდ მარტივია. პირველ რიგში დააკავშირეთ მოწყობილობა CPAP მანქანასა და ნიღაბს შორის სტანდარტული 15 მმ CPAP მილით. შეაერთეთ მონიტორის ერთი მხარე CPAP მანქანასთან, შემდეგ მონიტორის მეორე მხარე ნიღბთან, რათა ჰაერი გაიაროს.

ჩართვის კალიბრაცია

MPXV7002DP სენსორი უნდა დაკალიბრდეს ნულოვან წნევაზე ატმოსფერული ატმოსფერული წნევის წინააღმდეგ ყოველ ჯერზე ჩართვისას მისი სიზუსტის უზრუნველსაყოფად. ჩართვისას დარწმუნდით, რომ CPAP მანქანა გამორთულია და არ არის ჰაერის დამატებითი წნევა მილის შიგნით. კალიბრაციის დასრულების შემდეგ, მეტრი აჩვენებს ოფსეტური მნიშვნელობას და მოწყობილობის მზა შეტყობინებას.

მრიცხველი მუშაობს ან მანომეტრის რეჟიმში, ასევე CPAP სიგნალიზაციის რეჟიმში ღილაკის დაჭერით. აღსანიშნავია, რომ LCD უკანა შუქის მართვა ხდება ოპერაციის რეჟიმისა და სენსორის მნიშვნელობის შესაბამისად, რათა მრიცხველი ძილის დროს ნაკლებად გადაიტანოს ყურადღებამ.

მანომეტრის რეჟიმი

ეს არის ლოდინის რეჟიმი და "-" ნიშანი გამოჩნდება ეკრანის ქვედა ქვედა კუთხეში. ამ რეჟიმში განგაშის ფუნქცია გამორთულია. ეკრანი აჩვენებს რეალურ დროში ჰაერის წნევას როგორც პასკალში (P), ასევე cmH20 (H) პირველ რიგში, და მინიმალურ და მაქსიმალურ წნევას, ასევე განსხვავებას მინს შორის. და მაქს. დაფიქსირდა ბოლო 3 წამის განმავლობაში მეორე რიგში. ამ რეჟიმში LCD უკანა შუქი მუდმივად ჩართულია, მაგრამ დრო ამოიწურება, თუ ჰაერის ნულოვანი ფარდობითი წნევა განუწყვეტლივ იზომება 10 წამის განმავლობაში.

CPAP სიგნალიზაციის რეჟიმი

ეს არის განგაშის რეჟიმი და "*" ნიშანი გამოჩნდება ეკრანის ქვედა ქვედა კუთხეში. ამ რეჟიმში მრიცხველი ამოწმებს განსხვავებებს ჰაერის წნევის პიკსა და დონეს შორის. LCD უკანა შუქის დრო ამოიწურება 10 წამში და რჩება გამორთული, სანამ არ არის გამოვლენილი დაბალი წნევის სხვაობა. უკანა შუქი კვლავ აანთებს, თუ 100 -ზე ნაკლები პასკალზე სხვაობა გამოვლინდა. და ზარი აჟღერებს ხმოვან სიგნალს ეკრანზე გამოჩნდება "შეამოწმეთ ნიღაბი" შეტყობინება, თუ ჰაერის წნევის გაზომვის დონეების სხვაობა მუდმივად დაბალია 10 წამზე მეტ ხანს. მას შემდეგ, რაც პაციენტმა ხელახლა შეასწორა ნიღაბი და წნევის სხვაობა 100 პასკალს დაუბრუნდა, მაშინ სიგნალიზაცია და უკანა შუქი კვლავ გამორთული იქნება.

ნაბიჯი 6: პასუხისმგებლობის უარყოფა

ეს მოწყობილობა არ არის სამედიცინო მოწყობილობა და არც სამედიცინო მოწყობილობის აქსესუარი. გაზომვა არ უნდა იქნას გამოყენებული დიაგნოსტიკური ან თერაპიული მიზნებისათვის.

მეორე ადგილი სენსორების კონკურსში