呼吸机的设计目的是保持肺部的氧气并清除二氧化碳。它们是治疗严重新冠肺炎病例的重要工具，因为病毒可以攻击肺部的纤毛。如果发生这种情况，粘液在肺部积聚，二次感染的风险增加，阻碍肺部对氧气的吸收。在这段不确定的时间里，我们面临着许多紧急情况，其中最重要的是呼吸机的短缺，因为由于冠状病毒患者数量巨大，卫生设施正在崩溃。新冠肺炎在世界各地传播得很快。由于这种高扩散率，许多医院资源无法立即获得。许多行业和公司正在创纪录地制造不同的医疗和健康设备，如口罩、呼吸器、拭子、药品和呼吸机。后者允许人们继续呼吸或呼吸更好，因为新冠肺炎的最大问题是肺部阻塞(图1). 在这个需要的时候，面向技术的人发起了一个大型开源项目，计划和生产旨在帮助患者的设备，包括呼吸机。该项目有数百名工程师、医疗专业人员和研究人员参与。许多设计师使用3D打印和其他技术按需创建备件和设备。

图1：专业呼吸机（图：瑞士哈美顿)

呼吸机是如何工作的？

这些设备通过将氧气吸入肺部并去除二氧化碳来支持呼吸。氧气可以通过监视器控制。呼吸机通过放置在口腔或鼻子中的管道与患者连接。现代呼吸机由一台小型嵌入式计算机进行电子控制。它们被分类为生命关键系统，必须采取高度预防措施，以确保它们是可靠的。

项目

当医院和家庭没有足够的设备可用时，各种呼吸机设计（其中许多也出现在GitHub上）发挥着重要作用。许多想法涉及建造低成本的初级呼吸机，在急性肺部危机时可以帮助呼吸。然而，这些设备会影响人们的医疗状况。因此，应咨询医生，不应考虑互联网上的随机信息。事实上，使用呼吸机有很大的风险，尤其是在高压下操作时。

低成本开源呼吸机设备（PAPR）

此项目可在github(图2:). 这是一种低成本的设备，如果使用得当，可以挽救许多生命。它以可编程的呼吸频率（10–16次呼吸/分钟）工作，可以产生高达45 cmH20的峰值气道压力，尽管超过20 cmH20可能会有危险。它只推动大气（含21%的氧气）。对于其他氧合比，需要专业设备，但在没有替代方案的紧急情况下，该设备非常有用和有价值。该项目仍在等待更改和建议。创作者可以与公司和供应商合作，大规模生产该设备。事实上，某些组件在短期内可能不容易获得。该设备仍然是最小的。设计一个尽可能减少病毒传播的系统是很有意思的。事实上，它只在已经被感染的环境中起作用，那里的空气中悬浮着含有病毒的飞沫。运营管理委托给Arduino。还应研究系统和解决方案，以防止呼吸机在停电时变得危险。

图2：呼吸机项目（图片：github)

大流行性呼吸机

此项目可在讲师并且可以用容易获得的组件制成(图3). 虽然它完全基于DIY技术，但其目的是挽救生命。它可以用作紧急呼吸机。要求此类治疗的人数可能会超过现有呼吸机的数量。医院无法购买他们所需的所有呼吸机；这是不可能的。该设备设计非常简单，但使用了现代电子控制系统。它使用木材、胶带、塑料袋、螺纹管、电磁阀、磁性开关和PLC。该设备在硬件和软件功能上不断更新和改进。该项目中报告的信息警告称，所展示的原型只有实验目的，尚未进行安全测试。事实上，呼吸机是一种潜在的危险设备，只能由经过培训和认证的医生使用。因此，其使用由其本人负责。它基本上由波纹管单元组成，波纹管单元由木材、阀门和管道制成；PLC控制器；一些电线和开关；以及电源。整个装置安装在一块18×21×0.5英寸的胶合板上。需要常开和常闭阀门。它们必须是直接作用电磁阀类型，以便在空气中工作。还需要带特氟隆胶带和适配器的螺纹接头。风箱由一个大冰袋制成。

图3：大流行性呼吸机（图片：讲师)

阀门与管道连接，安装方式应确保波纹管的T形管与波纹管单元的中心对齐。这里使用的是聚四氟乙烯螺纹管件。波纹管铰链由四块1.5×7×0.625英寸的胶合板和一块1.5×1.5×17英寸的胶合板组成。一块木头，两块3英寸。铰链。和2×12.5-in.钢筋。图4显示了结构的一些细节。波纹管是通过将底部的两块胶合板拧紧到背板上而制成的。在操作过程中，使用圆头方颈螺栓上的螺母和垫圈将袋子夹在两个胶合板部分之间。磁铁固定在波纹管靠近传感器极的一端，传感器固定在传感器极上。为了制作风箱的袋子，我用了一个大的Ziploc冷冻袋。切断拉链部分，将0.5英寸的塑料管插入中心，并使用塔克胶带密封和加固边缘。管道应伸出袋外足够远，以便能够滑过0.25英寸管接头部分的端部。波纹管袋的胶带接缝应位于胶合板部分的底部。安装铰链盖，然后安装顶部17。部分用4英寸长的0.25英寸圆头方颈螺栓、两个螺母和两个垫圈夹紧在一起。PLC单元是Automation Direct的Direct Logic 06 DO-06DR。他们的单元成本低，足够灵活，而且有很多免费软件可以编程。您可以使用其他PLC单元并编写自己的控制程序。除了PLC，您还需要一个24伏电源和一个开/关开关来启动系统。程序用梯形逻辑编写。其基本工作原理如下：

这是接线图：

图4：大流行性呼吸机结构的一些细节（图片：临时公司)

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