MPS 开源呼吸机

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自动袋阀式面罩呼吸机

MPS 工程团队正在努力研发一款开源机械化 BVM 桥式呼吸机。通过运用我们专业的电机控制和电源解决方案，可快速助力实现呼吸机从手动化到自动化的改进。我们跟进了多个开源设计项目（主要是MIT E-Vent 项目），最终给出了可行的解决方案。

设计优点

• 采用集成电源路径管理功能的专用充电芯片电池组可以实现以下优势：
  • 续航能力长达约 60 分钟
  • 当接入交流电源时，可保持电池组充满电状态
  • P支持交流供电至电池供电的无缝切换，即使断电情况下仍可继续作业
  • 可确保充电特性兼容电池组安全工作范围
  • 通过集成所有开关 FETs，不但减少了元器件的使用数量还提高了效率
• 电机系统
  • 一体化电机，集成了位置传感器、驱动功率级和 控制系统 (FOC)
  • 使用 GUI 可简化电机控制编程工作
  • 尺寸可缩小 30%
  • 可实现超高效率，电池续航能力长达 60 分钟
• 简单的机械设计组合，包括 3D 打印、2D 切割和商用传动系统组件
• 标准元器件
  • 电源供电
  • 备用电池，电池管理系统（BMS）
  • 内部电源系统
  • 电机&电机控制系统

我们需要您的助力！联系我们：

• 专业医务人员的设备认证和使用建议
• 具备医疗法规和制造专业知识的电子制造服务商（EMS）或电子代工商（CM）合作伙伴
• 元器件供应商

设计文件

• 系统框图
• MIT 应急呼吸机（E-Vent）开源项目

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状态更新于 2020/4/17

• 集成了用来提醒断电的警报功能，且工作良好。正在开发其他警报功能。
• T实现了挤压臂自动归位功能。我们使用智能电机的电流检测实现这个功能，以替代额外的限位开关。程序启动时，挤压臂缓慢打开，直至碰到外壳边缘，以此作为原点参考位置。
• 接线和外围元器件被整合至一个更小的封装中，完全可以安装在机箱内部，同时控制按钮也被安装至控制盒上。
• 我们还在 BVM 上安装了压力传感器。目前可以显示实时压力值，接下来，我们将实现某种算法来检测和显示每个周期所需的特定压力值（气道峰压，平台压和呼气末正压）。
• 为保持 BVM 的位置不动，我们添加了一根简单的弹性固定带来稳定装置。

下一步

• 使用 77W MPS智能电机代替原先的 38W 电机
• 实现压力监测功能
• 实现更多附加警报功能
• 研究满足 FDA/EUA/WHO 要求所需的其他功能
• 编写此版原型样机的设计文档，以便后续上传至MPS网站（包括元器件 BOM、机械模型和组装说明书，顶层系统框图和Arduino代码）

状态更新于 2020/4/11

状态更新于 2020/4/10

• 在专业医生的指导下，结合肺部模拟器测试机器对呼吸机的设计和性能进行检验。测试潮气量和电机转矩限制
• 更新挤压臂的设计，以实现在最大肺部僵硬和压力情况下能输送更多的潮气量
• 验证峰值压力时的电机要求
• 下一步：
  • 更新挤压臂设计
  • 实现挤压臂自动归位/启动功能，并安装限位开关
  • 查找/购买其他配件/导管，并根据医生的建议对气流和压力测量回路进行优化
  • 简化系统接线（将急停装置集成至两个电源电路中，将旋钮和显示屏移至更好的集成控制面板中）
  • 实现更多的附加警报功能
  • 校准和测试压力传感器，实现压力显示和警报功能

状态更新于 2020/4/8

• 针对潮气量、分钟呼吸次（BPM）和吸呼比（ I/E）对机械功能进行调整
• 集成 MPS 电源管理硬件，以便在主电源断开的情况下，系统可以独立于实验室供电运行
• 提升压力监测功能的集成度和主挤压臂的归位功能

状态更新于 2020/4/6

• 除挤压臂外，其余元器件均已安装完成。组装塑料外壳，并使用3D打印齿轮安装电机
• 由于气袋的支撑是可拆换的，我们准备了几套装置，可以随时升高和降低气袋的位置。如需，我们还计划增加一个简单的弹性固定带以便将气袋稳定在适当的位置
• 控制侧的所有电气部件均已完成，我们将继续进行首次功能测试

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