Digital Manometer / CPAP Machine Monitor: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Kailanman magising sa umaga ay natagpuan na ang iyong CPAP mask ay naka-off? Aalarma ka ng aparatong ito kung mayroon kang hindi sinasadyang tinanggal na maskara habang natutulog.

Ang CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) na therapy ay ang pinakakaraniwang uri ng paggamot para sa Obstructive Sleep Apnea (OSA). Para sa mga pasyente ng therapy na CPAP, mahalagang isuot ang mask ng CPAP sa lahat ng oras habang natutulog upang mabisa ang therapy, at upang matugunan din ang pamantayan sa pagsunod sa CPAP na kinakailangan ng mga kumpanya ng seguro.

Gayunpaman maraming mga tao ang may mga isyu habang nag-aayos sa pagtulog na may isang mask ng CPAP, kasama ang problema ng patuloy na paggising upang mahanap ang kanilang CPAP mask. Bagaman maraming mga modernong aparatong CPAP ang sapat na sopistikado upang makilala ang mask na talagang nasa tao o kung ang tao ay binuksan lamang ngunit hindi nagsusuot ng maskara, hindi lahat sa kanila ay may alarma o alarma na sapat na malakas upang magising ang pasyente kapag ang Inalis ang mask ng CPAP, o mayroong isang malaking tagas ng hangin.

Ang proyektong ito ay tungkol sa paggawa ng digital manometer upang subaybayan ang presyon ng hangin sa loob ng CPAP piping. Ipapakita nito ang real time pressure ng hangin sa loob ng CPAP piping, at magbibigay ang aparato ng isang naririnig na alarma kapag ang CPAP mask ay malamang na off o doon nagtatanghal ng malaking tagas ng hangin sa panahon ng therapy.

Mga gamit

1. MPXV7002DP breakout board
2. Arduino Nano V3.0 na may I / O expansion board
3. Serial LCD 1602 16x2 module na may IIC / I2C adapter na asul o berde
4. 12x12x7.3mm Momentary Tactile Push Button Switch na may keycap
5. DC 5V Aktibong Sound Buzzer
6. 2mm ID, 4mm OD, Flexible Silicone Rubber Tubing
7. 3D naka-print na katawan ng sensor at ang kaso
8. Dupont jumper wires at self-tapping screws (M3x16mm, M1.4x6mm, 6 bawat isa)

Hakbang 1: Paano Ito Gumagana

Ang manometer ay isang aparato upang masukat ang mga presyon. Sa normal na kondisyon sa panahon ng CPAP therapy, mayroong isang makabuluhang pagbabago sa presyon ng hangin sa loob ng CPAP piping dahil sa paghinga habang ang pasyente ay lumanghap at humihinga ng hangin. Kung mayroong isang malaking air leak o ang maskara ay naka-off, ang pagbagu-bago ng presyon ng hangin sa piping ay magiging mas maliit. Kaya mahalagang maaari nating suriin ang katayuan ng mask sa pamamagitan ng patuloy na pagsubaybay sa presyon ng hangin sa loob ng CPAP piping gamit ang isang manometer.

Digital Manometer

Sa proyektong ito MPXV7002DP Integrated Silicon Pressure Sensor ay ginagamit bilang isang transducer upang i-convert ang presyon ng hangin sa mga digital signal. Ang MPXV7002DP breakout board ay malawak na magagamit bilang isang sensor ng pagkakaiba-iba ng presyon upang sukatin ang bilis ng hangin ng mga modelo ng RC at medyo mura. Ito ang parehong teknolohiya sa loob ng mga komersyal na CPAP machine.

Ang MPXV7002DP ay isang monolithic silikon presyon sensor na idinisenyo para sa isang malawak na hanay ng mga application. Mayroon itong sukat ng pagsukat ng presyon ng hangin mula sa -2 kPa hanggang 2 kPa (humigit-kumulang +/- 20.4 cmH2O), na sumasaklaw nang mabuti sa karaniwang mga antas ng presyon para sa paggamot sa saklaw ng Obstructive Sleep Apnea mula 6 hanggang 15 cmH2O.

Ang MPXV7002DP ay dinisenyo bilang isang kaugalian na sensor ng presyon at mayroong dalawang port (P1 & P2). Sa proyektong ito, ang MPXV7002DP ay ginagamit bilang isang gauge pressure sensor sa pamamagitan ng pag-iwan ng backside port (P2) na bukas sa nakapaligid na hangin. Sa ganitong paraan nasusukat ang presyon kaugnay sa ambient pressure ng atmospera.

Ang MPXV7002DP ay maglalabas ng isang analog boltahe mula 0-5V. Ang boltahe na ito ay nababasa ng Arduino analog pin at tago sa kaukulang presyon ng hangin gamit ang transfer function na ibinigay ng gumagawa. Ang presyon ay sinusukat sa kPa, 1Pa = 0.10197162129779 mmH2O. Ang mga resulta pagkatapos ay ipinapakita sa LCD screen sa parehong Pa (Pascal) at cmH2O.

Monitor ng CPAP Machine

Ipinapakita ng pag-aaral ang mga paggalaw sa paghinga na simetriko at hindi nagbago nang malaki sa pagtaas ng edad. Ang average na rate ng paghinga ay 14 sa panahon ng tahimik na paghinga para sa parehong kasarian. Ang ritmo (inspirasyon / expiration ratio) ay 1: 1.21 para sa mga kalalakihan at 1: 1.14 para sa mga kababaihan habang tahimik ang paghinga.

Ang hilaw na data ng mga sukat ng presyon ng hangin mula sa CPAP piping ay pataas at pababa habang humihinga ang mga tao at mayroon ding maraming 'spike' dahil ang supply ng Arduino 5.0V ay maingay. Samakatuwid ang data ay kailangang makinis at suriin sa paglipas ng panahon upang mapagkakatiwalaan ang mga pagbabago sa presyon na ipinakilala ng paglanghap at pagbuga.

Maraming mga hakbang ang isinagawa ng sketch ng Arduino upang maproseso ang data at masubaybayan ang presyon ng hangin. Sa madaling sabi, ginagamit ng sketch ng Arduino ang tumatakbo na average library ng Rob Tillaart upang unang kalkulahin ang average na paglipat ng mga sukat ng presyon ng hangin sa real-time upang makinis ang mga puntos ng data, pagkatapos ay kalkulahin ang minimum at maximum na sinusunod na presyon ng hangin bawat ilang segundo upang matukoy kung ang mask ay na-disconnect sa pamamagitan ng pagsuri sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga antas ng rurok at labangan ng presyon ng hangin. Kaya't kung ang papasok na linya ng data ay naging flat, malamang na mayroong isang malaking tagas ng hangin o ang maskara ay na-disconnect, isang tunog na naririnig ang alarma upang gisingin ang pasyente upang gumawa ng mga kinakailangang pagsasaayos. Tingnan ang mga plot ng data para sa pagpapakita ng algorithm na ito.

Hakbang 2: Mga Bahagi at Iskema

Ang lahat ng mga bahagi ay magagamit mula sa Amazon.com at ang BOM na may mga link ay ibinigay sa itaas.

Bilang karagdagan, ang katawan ng sensor at ang kaso na binubuo ng kahon ng aparato at back panel ay kailangang naka-print na 3D gamit ang mga STL file sa ibaba. Ang katawan ng sensor ay dapat na naka-print sa patayong posisyon na may suporta sa para sa pinakamahusay na mga resulta.

Ang isang eskematiko ay ibinibigay para sa sanggunian.

Hakbang 3: Bumuo at Paunang Pagsubok

Ihanda muna ang lahat ng mga bahagi para sa huling pagpupulong. I-solder ang mga pin sa board ng Nano kung kinakailangan pagkatapos ay i-install ang Nano board sa I / O expansion board. Pagkatapos, ikabit o maghinang ang mga jumper wires sa switch ng pindutan at ang buzzer. Gumamit ako ng mga natitirang konektor ng servo sa halip na mga jumper wires. Para sa MPXV7002DP, maaari mong gamitin ang alinman sa wire na kasama ng breakout board nang walang paghihinang o paghihinang ng kawad sa breakout board tulad ng ipinakita sa larawan. Gayundin, gupitin ang tungkol sa 30 mm na silicon rubber tubing at ilakip ito sa tuktok na port (P1) sa MPXV7002DP.

Kapag handa na ang mga bahagi, ang panghuling pagpupulong ay napakasimple dahil sa paggamit ng I / O expansion board at ang serial I2C LCD.

Hakbang 1: I-install ang MPXV7002DP breakout board sa 3D na naka-print na sensor na katawan. Ipasok ang bukas na dulo ng silicon tubing sa butas ng pagsukat pagkatapos ay i-secure ang board na may 2 maliit na mga turnilyo. Ikonekta ang sensor sa S pin sa port A0 sa expansion board.

• Analog A0
• VCC V
• GND -> G

Hakbang 2: Ikonekta ang LCD sa mga Nano expansion board S pin sa port A4 at A5

• SDL A4
• SCA A5
• VCC V
• GND G

Hakbang 3: Ikonekta ang Buzzer at Lumipat sa expansion board port D5 at D6

• Lumipat: sa port 5 sa pagitan ng S at G
• Buzzer: sa port 6, ang positibo sa S at ang ground sa G

Hakbang 4: Pangwakas na pagpupulong

I-secure ang sensor body sa likod ng plate na may 4 M3 na turnilyo, pagkatapos i-install ang LCD screen at ang Nano expansion board at i-secure ang mga ito gamit ang maliliit na turnilyo. Itulak ang switch button at ang buzzer sa kaso at i-secure ang mga ito gamit ang mainit na pandikit.

Hakbang 5: Programming

1. Idagdag ang mga aklatan sa iyong Arduino IDE. Ang mga aklatan ay matatagpuan sa: LiquidCrystal-I2C at RunningAverage.
2. Ikonekta ang iyong Arduino sa computer at i-install ang Arduino sketch.

Ayan yun. Ngayon ay i-power up ang unit gamit ang alinman sa USB o maglapat ng 9-12V na lakas sa DC port sa expansion board (inirekomenda). Kung ang LCD display back-light ay nakabukas ngunit ang scree ay blangko o ang mga titik ay mahirap basahin, ayusin ang pagkakaiba ng screen sa pamamagitan ng pag-on ng asul na potensyomiter sa likuran ng LCD I2C module.

Panghuli ilakip ang likod na plato sa harap na kaso na may 4 na mga M3 na turnilyo.

Hakbang 4: Pag-set Up ng Simpleng Manometer

Nausisa ako tungkol sa kawastuhan ng digital manometer na ito at nagtayo ng isang simpleng pagsubok na stand upang ihambing ang readout ng metro sa isang klasikong manometer ng tubig. Sa pamamagitan ng isang de-kuryenteng air pump na kinokontrol ng isang motor control speed, nagawa kong makabuo ng variable na presyon ng hangin at sabay-sabay akong nagsukat ng mga digital at water manometers na konektado sa serye. Ang mga sukat ng presyon ay halos malapit sa iba`t ibang mga antas ng presyon ng buhok.

Hakbang 5: Ilagay Ito sa Aksyon

Ang paggamit ng aparatong ito ay medyo simple. Ikonekta muna ang inline ng aparato sa pagitan ng CPAP machine at ang mask na gumamit ng karaniwang 15mm CPAP pipe. Ikonekta ang isang bahagi ng monitor sa CPAP machine pagkatapos ang kabilang panig ng monitor sa mask upang ang hangin ay maaaring dumaan.

Pag-calibrate ng power-on

Ang sensor ng MPXV7002DP ay kailangang i-calibrate sa zero pressure laban sa presyon ng ambient atmospheric tuwing oras kapag ang power-on upang matiyak ang kawastuhan nito. Siguraduhin na ang CPAP machine ay naka-patay at walang karagdagang presyon ng hangin sa loob ng tubing kapag nagpapatakbo. Kapag natapos ang pagkakalibrate, ipapakita ng metro ang halaga ng offset at isang mensahe na handa nang aparato.

Nagpapatakbo ang metro sa alinman sa Manometer mode o CPAP Alarm mode sa pamamagitan ng pagpindot ng pindutan. Mahalagang tandaan na ang LCD back light ay pinamamahalaan ayon sa mode ng operasyon at halaga ng sensor upang gawing mas gulo ang metro sa pagtulog.

Manometer Mode

Ito ang standby mode at isang tanda na "-" ay ipapakita sa kanang sulok sa ibaba ng screen. Hindi pinagana ang pagpapaandar ng alarma sa mode na ito. Ipapakita ng screen ang real-time na presyon ng hangin sa parehong Pascal (P) at cmH20 (H) sa unang hilera, at ang Minimum at Maximum na presyon pati na rin ang Pagkakaiba sa pagitan ng Min. at Max. naobserbahan sa nakaraang 3 segundo sa pangalawang hilera. Sa mode na ito ang LCD back light ay patuloy na susunugin ngunit mag-time-out kung ang zero na kamag-anak na presyon ng hangin ay patuloy na sinusukat sa loob ng higit sa 10 segundo.

CPAP Alarm Mode

Ito ang alarm mode at isang tanda na "*" ay ipapakita sa kanang sulok sa ibaba ng screen. Sa mode na ito, susuriin ng metro ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga antas ng rurok at labangan ng presyon ng hangin. Ang ilaw sa likod ng LCD ay mawawala sa loob ng 10 segundo at mananatiling patay hangga't walang napansin na pagkakaiba ng mababang presyon. Ang ilaw sa likod ay muling magbubukas kung ang pagkakaiba na mas mababa sa 100 Pascal ang napansin. At ang buzzer ay tatunog ng isang naririnig na alarma na may isang mensahe na "Suriin ang Mask" na ipinapakita sa screen kung ang pagkakaiba sa sinusukat na mga antas ng presyon ng hangin ay nagpatuloy na mababa ng higit sa 10 segundo. Kapag ang pasyente ay muling nag-ayos ng maskara at ang pagkakaiba ng presyon ay bumalik sa itaas ng 100 Pascal pagkatapos ang parehong alarma at ang ilaw sa likod ay papatayin muli.

Hakbang 6: Pagwawaksi

Ang aparatong ito ay hindi isang aparatong medikal, o isang accessory sa aparatong medikal. Ang pagsukat ay hindi dapat gamitin para sa mga layuning diagnostic o therapeutic.

Runner Up sa Paligsahan sa Mga Sensor