硬核!網友開源呼吸機自製方案:成本低、易製造、圖紙齊備

2021-01-07 量子位

魚羊 發自 凹非寺量子位 報導 | 公眾號 QbitAI

國外疫情愈演愈烈，口罩成了緊俏物資，連廁紙都被搶購一空。

而在新冠肺炎治療過程中至關重要的呼吸機的供不應求，更是讓人們繃緊了神經。

△呼吸機需求量粗略數據，來源：ventilator項目

極客們坐不住了。他們紛紛決定：開源自製呼吸機方案，應對緊急狀況。

材料易得——阿里巴巴上就能買。

成本不高——主要裝置可低至20美元（約合人民幣140元）。

低成本開源呼吸機

應急的呼吸機製造方案，應該材料易得，製造簡單。

美國加利福尼亞的 Johnny Lee 的方案是，將低成本CPAP（連續氣道正壓通氣）鼓風機改裝成基礎呼吸機。

需要的材料名單如下：

1.CPAP鼓風機。連續氣道正壓通氣設備是個人用於治療睡眠呼吸暫停的常用設備，在eBay或阿里巴巴上即可購得。二手風機可低至20美元。

Johnny Lee 選擇的是可以用 ESC 驅動的 BLDC 電機，Respironics REMstar 製造。

替代方案：容量更大的 12V 充氣泵。（測試中）

備選方案：3D 列印鼓風機。（討論中）

2. Arduino Nano/Clone，用以控制電機速度、呼吸周期，並處理用戶輸入。可以下載 Arduino IDE 對其進行編程。

3. 直流無刷電動機電子速度控制器，電流至少為10A。

4.用於輸入控制的按鈕或開關。控制切換 5 個壓力級別，雙擊可以在 CPAP 和 BiPAP/Fixed PEEP（雙水平氣道正壓）模式之間切換。

5. 可處理至少 5A 電流的12V 直流電源。電源不夠強的話，Arduino 容易復位。

6.面罩和管路。CPAP 面罩容易購得，實在不行，這個項目還提供了面罩 3D 圖紙。

7. 內置 12V 備用電池（可選）。

作者提示：建議使用直流電源，在電池沒電的情況下戴上口罩，可能會導致二氧化碳堆積。

準備好了材料，就可以進入電子設備設置環節。

電子設備部分的設計並不複雜，示意圖如下：

壓力測試

為了保證效果， Johnny Lee 對這一裝置進行了輸出壓力測試。

新冠肺炎患者的呼吸機指南中指出輸出壓力應達 20cm/H20。而這一自製呼吸機，滿狀態下可達 45cm/H20，足夠強勁。

空氣過濾裝置

作者還提供了添加空氣淨化裝置的設計方案。

口罩過濾器濾芯的轉接板3D模型可供下載。

需要注意的是，增加過濾器會影響輸出壓力。

作者表示，如果醫院的標準呼吸機緊缺，希望這樣的低成本設備能幫上忙。

不過，他也強調，自製醫療器械有風險，應該在專業人員的指導下使用該類設備。

開源抗疫

打算用開源為抗疫出力的，不止 Johnny Lee 一個。

西班牙公司 protoy.xyz 也開源了一個硬體項目——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。

圖紙和配套說明書均免費提供，並且裝置簡單，無需培訓和專業工具，就可以在幾個小時內完成組裝。

極客博客 Hackaday 上「開源抗疫」的呼聲，也得到了熱烈的響應。

用開源來擊潰病毒，終極醫療黑客馬拉松，現在開始。

最後，再次強調：此類自製設備旨在應急，存在風險，需要在醫療人員監督下使用。

One More Thing

口罩緊張，連深度學習之父、圖靈獎得主Geoffrey Hinton都沒得口罩用了。

73歲的老爺子發推表示，自己只有一個N95，用完之後放塑膠袋裡170℉（76℃）加熱了2小時，「加熱過的口罩總比沒有口罩強，想知道這個溫度能不能殺滅病毒，會不會讓口罩的防護效果下降。」

目前，加拿大已經有400多人確診。

傳送門

ventilator項目地址：https://github.com/jcl5m1/ventilator

OxyGen地址：https://oxygen.protofy.xyz/

— 完 —

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