簡易呼吸機DIY


美國截止3.29日17點新冠確診已超14萬人,緊急時刻,總統·特朗普27日動用《國防生產法》授予總統的權力,要求通用、福特,特斯拉等汽車製造商儘快生產呼吸機,以應對新冠肺炎疫情。按照特朗普的預期,美國100天內應造出10萬臺呼吸機。而紐約州州長科莫回應新呼吸機也不知何時能送到醫院,畢竟一臺呼吸機結構複雜,造價和一輛汽車差不多,在新聞發佈會上他拿出這個簡易呼吸器,經過短時間培訓,人工操作,就可以給重症使用。

簡易呼吸機DIY


簡易呼吸機DIY

什麼是呼吸機?呼吸機是一種能代替、控制或改變人的正常生理呼吸,增加肺通氣量,改善呼吸功能,減輕呼吸功消耗,節約心臟儲備能力的裝置。其基本結構包括:①氣源;②供氣和驅動裝置;③空氧混合器;④控制部分;⑤呼氣部分;⑥監測報警系統;⑦呼吸回路;⑧溼化和霧化裝置,但呼吸機的給氧濃度,有嚴格控制。不同程度的症狀,需要對病人端吸入的空氧混合氣體中氧氣的濃度進行調控,目前大都憑經驗對呼吸機輸入端的空氣流量(潮氣量)和氧氣流量進行調節控制

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呼吸機發明的過程:蘇格蘭人Daiziel在1832年首先設計出了一款負壓呼吸機:患者坐在一密閉的箱子中,頭頸部顯露於箱外,通過在箱外操縱使內置於箱中的風箱產生負壓而輔助通氣。然而使負壓呼吸機真正流行起來的是1928年,Drinker和Shaw發明的“鐵肺”,成功搶救了8歲患脊髓灰質炎的小女孩,開創了“機械通氣”歷史上的里程碑。然而1948年,美國脊髓灰質炎大流行,鐵肺暴露出了管理困難、應用範圍窄、患者死亡率高(80%)的致命缺陷。工程師Bennett對鐵肺進行改良,並聯合氣管內插管實時正壓通氣。該舉措有力地提高了呼吸機的功用,使脊髓灰質炎呼吸衰竭患者的死亡率降低到12%。1952年,哥本哈根市爆發脊髓灰質炎,由於缺乏鐵肺,當地醫生被迫改變思路,在當地麻醉專家的倡議下創立了氣管切開手術後壓縮氣囊間歇性正壓通氣的方法,臨床證實有效降低了呼吸衰竭患者的死亡率。60年代末期,越戰爆發,許多傷員出現急性呼吸窘迫綜合症,臨床上應用間歇正壓通氣難以緩解低血氧症狀。1967年,Ashbauhg首次利用呼氣末正壓(PEEP)治療ARDS取得滿意效果,1971年Gregory應用持續氣道正壓(CPAP)治療新生兒呼吸窘迫綜合症取得成功。80年代,人們開始重視定容型呼吸機容易發生氣壓傷的缺點,開發了壓力支持通氣模式(PSV)。1992年,由於計算機技術的發展,人們開發了PRVC模式,在保證潮氣量的前提下實現支持壓力的自動調節,療效更佳。呼吸機於2000年前後進入中國市場。

幾個DIY方案(未經醫生同意請勿使用)

1.找兩個塑料瓶(礦泉水瓶,飲料瓶,洗髮水瓶等等)其中一個用剪刀斜著剪開(塑料斷面用打火機烤一下,別劃破皮膚),然後形成一個簡易面罩,與另一個瓶子的瓶口接上(膠帶)。捏這個瓶子即可加壓呼吸(為了讓瓶子往復吸氣,裡面需要塞上蓬鬆彈性的搓澡球或者毛巾),如果家裡有吹頭髮的吹風機,那就是打開冷風檔,把第二個完整瓶子底部剪開,把吹風機戳進去,這樣就是半自動呼吸機。如果家裡有給氣球或者籃球打氣的氣筒也行。加壓一下,將空氣灌入肺部,移開,讓患者呼氣,或者幫患者按壓胸口呼氣,然後再把呼吸面罩扣上,繼續加壓,然後移開,重複如上操作。

簡易呼吸機DIY


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2鼓風機改裝成呼吸機。運用程序可控制電機速度,呼吸週期。材料:CPAP面罩,無刷直流電動機電子速度控制器,電流至少為10A,12v直流電源,3d打印的錐形軟管適配器。管路,按鍵開關等。實驗:(1)鼓風機是完整的系統,帶有面罩,管路,泵,12v電池和開關。強烈建議使用直流電源,因為電池只能使用約3-4小時。在電池沒電的情況下戴上口罩可能會導致危險的二氧化碳堆積。(2)我們可以通過觀察電動機電流來檢測呼吸週期,添加氣壓傳感器可能會使構造複雜化,不過使用簡單的電流感測電阻就容易得多,開發一種更好的解決方案來解決接口口徑問題。當前的解決方案將需要一堆膠帶來產生足夠的壓力。

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3西班牙公司 protoy.xyz 也開源了一個硬件項目——自動化 AMBU 手動呼吸器。這個名為 OxyGen 的項目,希望在緊急情況下,能用簡單的裝置,儘量減輕醫務人員的工作量。應用機械的凸輪運動,間歇式擠壓簡易呼吸器。

孩子們,你們瞭解簡易呼吸機的原理沒有,你也可以動手做一個模型,控制部分可以用凸輪運動擠壓空氣,手動按鍵開關,也可以用開源硬件的主板,傳感器,軟件linkboy編程來設計工作程序,記得將你設計好的作品圖片發一個給小小科學家哦!



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