Rəqəmsal Manometr/CPAP Maşın Monitoru: 6 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:54

Heç səhər yuxudan oyananda CPAP maskanızın bağlı olmadığını gördünüzmü? Yuxu zamanı istəmədən maskanı çıxarsanız bu cihaz sizi həyəcanlandıracaq.

CPAP (Davamlı Pozitif Hava Yolu Təzyiqi) müalicəsi Obstruktiv Yuxu Apnesi (OSA) üçün ən çox yayılmış müalicə üsuludur. CPAP müalicəsi alan xəstələr üçün, müalicənin təsirli olması və eyni zamanda sığorta şirkətləri tərəfindən tələb olunan CPAP uyğunluq meyarlarına cavab vermək üçün yuxu zamanı CPAP maskasını taxmaq vacibdir.

Ancaq bir çox insanın CPAP maskası ilə yatmağa alışarkən, CPAP maskasını çıxarmaq üçün davamlı olaraq oyanmaq problemi də var. Bir çox müasir CPAP cihazı, maskanın şəxsin üzərində olmasını fərqləndirə biləcək qədər mürəkkəb olsa da və ya sadəcə açsa da, maskanı taxmasa da, hamısının xəstəni oyandıracaq qədər həyəcan siqnalı və ya həyəcanı yoxdur. CPAP maskası çıxarılır və ya böyük bir hava sızması var.

Bu layihə, CPAP boru kəmərindəki hava təzyiqini izləmək üçün rəqəmsal manometr hazırlamaqdan ibarətdir. CPAP boru kəmərinin içərisində real vaxt hava təzyiqini göstərəcək və CPAP maskasının çox güman ki açıldığı və ya terapiya zamanı böyük hava sızıntısı olduğu zaman cihaz səsli bir siqnal verəcək.

Təchizat

1. MPXV7002DP qırılma lövhəsi
2. I/O genişləndirmə kartı ilə Arduino Nano V3.0
3. Mavi və ya yaşıl rəngli IIC/I2C adapteri olan Serial LCD 1602 16x2 modulu
4. 12x12x7.3mm ani toxunma düyməsinə keçid düyməsi ilə
5. DC 5V Aktiv Səs Buzzer
6. 2 mm ID, 4 mm OD, Çevik Silikon Kauçuk Boru
7. 3D çaplı sensor gövdəsi və korpusu
8. Dupont keçid telləri və özünü vurma vintləri (M3x16mm, M1.4x6mm, hər biri 6 ədəd)

Addım 1: Necə Çalışır

Manometr təzyiqləri ölçmək üçün bir cihazdır. CPAP müalicəsi zamanı normal vəziyyətdə, xəstənin nəfəs alması və nəfəs alması səbəbiylə CPAP borularının içərisində hava təzyiqində əhəmiyyətli bir dəyişiklik olur. Böyük bir hava sızıntısı olarsa və ya maska bağlanarsa, borulardakı hava təzyiqinin dalğalanması daha kiçik olacaq. Beləliklə, CPAP borularının içindəki hava təzyiqini manometrlə daim izləyərək maskanın vəziyyətini yoxlaya bilərik.

Rəqəmsal Manometr

Bu layihədə MPXV7002DP Entegre Silikon Basınç Sensoru hava təzyiqini rəqəmsal siqnallara çevirmək üçün çevirici kimi istifadə olunur. MPXV7002DP qırılma lövhəsi, RC modellərinin hava sürətini ölçmək üçün təzyiq diferensial sensoru kimi geniş yayılmışdır və nisbətən ucuzdur. Bu, kommersiya CPAP maşınlarında eyni texnologiyadır.

MPXV7002DP, geniş tətbiq sahələri üçün hazırlanmış monolitik silikon təzyiq sensoru. Hava təzyiqinin -2 kPa -dan 2 kPa'ya (təxminən +/- 20.4 smH2O) qədər olan bir ölçmə diapazonuna malikdir ki, bu da Obstruktiv Yuxu Apnesinin müalicəsi üçün tipik təzyiq səviyyələrini 6 ilə 15 smH2O arasında əhatə edir.

MPXV7002DP diferensial təzyiq sensoru olaraq hazırlanmış və iki porta (P1 və P2) malikdir. Bu layihədə MPXV7002DP, arxa portu (P2) ətraf havaya açıq qoyaraq təzyiq göstəricisi kimi istifadə olunur. Bu yolla təzyiq ətrafdakı atmosfer təzyiqinə nisbətlə ölçülür.

MPXV7002DP 0-5V arasında bir analog gərginlik çıxaracaq. Bu gərginlik Arduino analoq pimi tərəfindən oxunur və istehsalçı tərəfindən verilən ötürmə funksiyasından istifadə edərək müvafiq hava təzyiqinə gizlənir. Təzyiq kPa ilə ölçülür, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O. Nəticələr LCD ekranda həm Pa (Paskal), həm də cmH2O olaraq göstərilir.

CPAP Maşın Monitoru

Tədqiqat göstərir ki, tənəffüs hərəkətləri simmetrikdir və yaş artdıqca əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmir. Hər iki cins üçün sakit nəfəs alma zamanı orta tənəffüs dərəcəsi 14 -dir. Sakit nəfəs alma zamanı ritm (ilham/ekspirasiya nisbəti) kişilər üçün 1: 1.21, qadınlar üçün isə 1: 1.14 təşkil edir.

CPAP borusundan alınan hava təzyiqi ölçmələrinin xam məlumatları insanlar nəfəs aldıqca aşağı -yuxarı gedir və Arduino 5.0V təchizatı olduqca səs -küylü olduğu üçün bir çox 'sıçrayışa' malikdir. Bu səbəbdən inhalyasiya və ekshalasiya ilə təzyiq dəyişikliklərini etibarlı şəkildə aşkar etmək üçün məlumatların düzəldilməsi və qiymətləndirilməsi lazımdır.

Məlumatların işlənməsi və hava təzyiqinin izlənməsi üçün Arduino eskizində bir sıra tədbirlər görülür. Bir sözlə, Arduino eskizi Rob Tillaart tərəfindən işlədilən orta kitabxanadan istifadə edərək əvvəlcə məlumat nöqtələrini hamarlaşdırmaq üçün hava təzyiqi ölçmələrinin hərəkətli ortalamasını real vaxtda hesablayır, sonra müşahidə olunan minimum və maksimum hava təzyiqini bir neçə saniyədə bir hesablayır. hava təzyiqinin pik və aşağı səviyyələri arasındakı fərqləri yoxlayaraq maskanın ayrılıb -ayrılmadığını müəyyən etmək. Beləliklə, daxil olan məlumat xətti düz olarsa, çox güman ki, böyük bir hava sızıntısı var və ya maska ayrılıbsa, xəstəni lazımi düzəlişlər etmək üçün oyandırmaq üçün səsli bir həyəcan siqnalı veriləcək. Bu alqoritmin vizualizasiyası üçün məlumat sahələrinə baxın.

Addım 2: hissələr və sxemlər

Bütün hissələr Amazon.com saytında mövcuddur və bağlantıları olan BOM yuxarıda verilmişdir.

Əlavə olaraq, cihaz gövdəsi və cihaz qutusu və arxa paneldən ibarət olan korpusun aşağıdakı STL fayllarından istifadə etməklə 3D çap edilməsi lazımdır. Sensor gövdəsi ən yaxşı nəticələr əldə etmək üçün dəstəyi ilə şaquli vəziyyətdə çap olunmalıdır.

İstinad üçün bir sxem təqdim olunur.

Addım 3: Quraşdırma və İlkin Test

Əvvəlcə bütün hissələri son montaj üçün hazırlayın. Lazım gələrsə, pinləri Nano lövhəyə lehimləyin, sonra Nano lövhəsini G/Ç genişləndirmə lövhəsinə quraşdırın. Sonra, keçid tellərini düymə açarına və səs siqnalına bağlayın və ya lehimləyin. Keçid telləri yerinə bir neçə qalıq servo bağlayıcı istifadə etdim. MPXV7002DP üçün, qırılma lövhəsi ilə birlikdə gələn teli lehimləmədən istifadə edə bilərsiniz və ya şəkildə göstərildiyi kimi teli qırılma taxtasına lehimləyə bilərsiniz. Ayrıca, təxminən 30 mm silikon kauçuk borular kəsin və MPXV7002DP üzərindəki üst tərəfdəki porta (P1) bağlayın.

Parçalar hazırlandıqda, I/O genişləndirici lövhənin və seriyalı I2C LCD -nin istifadəsi səbəbindən son montaj çox sadədir.

Addım 1: MPXV7002DP qırılma lövhəsini 3D çaplı sensor gövdəsinə quraşdırın. Silikon borunun açıq ucunu ölçü çuxuruna daxil edin, sonra lövhəni 2 kiçik vida ilə bağlayın. Sensoru genişləndirmə lövhəsindəki A0 portundakı S pininə bağlayın.

• Analog A0
• VCC V.
• GND -> G.

Addım 2: LCD -ni A4 və A5 portundakı Nano genişləndirmə lövhəsi S pinlərinə bağlayın

• SDL A4
• SCA A5
• VCC V.
• GND G

Addım 3: Buzzer -i qoşun və genişləndirmə kartı D5 və D6 portuna keçin

• Keçid: S və G arasındakı 5 -ci porta keçin
• Buzzer: 6 -cı limana, S -ə müsbət və G -yə torpaq

Addım 4: Son montaj

Sensor gövdəsini 4 M3 vida ilə arxa lövhəyə bərkidin, sonra LCD ekranı və Nano genişləndirmə lövhəsini quraşdırın və kiçik vintlər ilə bərkidin. Düymə açarını və səs siqnalı qutusuna itələyin və isti yapışqanla bərkidin.

Addım 5: Proqramlaşdırma

1. Kitabxanaları Arduino IDE -yə əlavə edin. Kitabxanaları LiquidCrystal-I2C və RunningAverage-da tapa bilərsiniz.
2. Arduinonu kompüterə qoşun və Arduino eskizini quraşdırın.

Bu belədir. İndi cihazı USB ilə gücləndirin və ya genişləndirmə lövhəsindəki DC portuna 9-12V güc tətbiq edin (tövsiyə olunur). LCD ekranın arxa işığı yanarsa, ancaq boşluq varsa və ya hərfləri oxumaq çətindirsə, LCD I2C modulunun arxasındakı mavi potensiometrini çevirərək ekran kontrastını tənzimləyin.

Nəhayət, arxa plakanı 4 M3 vida ilə ön korpusa bağlayın.

Addım 4: Sadə Manometr Testinin Qurulması

Bu rəqəmsal manometrin dəqiqliyi ilə maraqlandım və sayğacın oxunuşunu klassik su manometri ilə müqayisə etmək üçün sadə bir test stendi qurdum. Mühərrikin sürət tənzimləyicisi tərəfindən idarə olunan elektrikli hava nasosu ilə dəyişkən hava təzyiqi yarada bildim və eyni anda həm rəqəmsal, həm də su manometrləri ilə ölçüləri ölçdüm. Təzyiq ölçmələri müxtəlif hava səviyyələrində olduqca yaxındır.

Addım 5: İşə qoyun

Bu cihazın istifadəsi olduqca sadədir. Əvvəlcə cihazı CPAP maşını ilə maska arasında standart 15 mm CPAP borusu ilə birləşdirin. Havanın keçə bilməsi üçün monitorun bir tərəfini CPAP maşınına, digər tərəfini isə maskaya bağlayın.

Açıq kalibrləmə

MPXV7002DP sensoru dəqiqliyini təmin etmək üçün hər dəfə işə salındıqda ətraf atmosfer təzyiqinə qarşı sıfır təzyiqə uyğunlaşdırılmalıdır. CPAP maşınının söndürüldüyünə və borunun içərisində əlavə hava təzyiqi olmadığından əmin olun. Kalibrləmə başa çatdıqda, sayğac ofset dəyərini və cihazın hazır olduğu mesajını göstərəcəkdir.

Sayğac, düyməni basaraq ya manometr rejimində, ya da CPAP siqnalizasiya rejimində işləyir. LCD arxa işığın işləmə rejiminə və sensor dəyərinə görə idarə edildiyini, yuxu zamanı sayğacın diqqətini yayındırmamasını təmin etmək lazımdır.

Manometr rejimi

Bu gözləmə rejimidir və ekranın sağ alt küncündə "-" işarəsi görünəcək. Bu rejimdə siqnalizasiya funksiyası deaktiv edilir. Ekranda həm birinci sıradakı Paskal (P), həm də cmH20 (H) real vaxt hava təzyiqi, Minimum və Maksimum təzyiq və Min arasındakı fərq göstəriləcək. və Maks. son 3 saniyədə ikinci sırada müşahidə olunur. Bu rejimdə, LCD arxa işığı daim yanacaq, ancaq sıfır nisbi hava təzyiqi 10 saniyədən çox davamlı olaraq ölçülürsə, zaman aşımına uğrayacaq.

CPAP Siqnal rejimi

Bu həyəcan rejimidir və ekranın sağ alt küncündə "*" işarəsi görünəcək. Bu rejimdə sayğac hava təzyiqinin pik və aşağı səviyyələri arasındakı fərqləri yoxlayacaq. LCD arxa işığı 10 saniyədə bitəcək və aşağı təzyiq fərqi olmadığı müddətdə sönəcək. Arxa işıq 100 Paskaldan aşağı bir fərq aşkar edilərsə yenidən yanacaq. Ölçülmüş hava təzyiqi səviyyəsindəki fərq 10 saniyədən çox davamlı olaraq aşağı olarsa, səs siqnalı ekranda "Maskanı yoxla" mesajı ilə səsli bir həyəcan siqnalı verəcək. Xəstə maskanı yenidən düzəltdikdən və təzyiq fərqi 100 Paskalın üstünə qayıtdıqdan sonra həm həyəcan, həm də arxa işıq yenidən sönəcək.

Addım 6: İmtina

Bu cihaz nə tibbi cihaz, nə də tibbi cihazın aksessuarıdır. Ölçmə diaqnostik və ya terapevtik məqsədlər üçün istifadə edilməməlidir.

Sensorlar yarışmasında ikinci yeri tutdu