جهاز تنفس اصطناعي مصصم للاستخدام في جائحة كورونا الذي يشهدها العالم من تصميم فريق نادي التصنيع بجامعة الملك عبدالعزيز يهدف لمساعدة الجهات الطبية في المملكة والدول العربية , حيث يمكن تصنيعه من ادوات والكترونيات طبية للحصول على كفاءة عالية وبدقة عالية مع انتشار وباء (COVID-19) ظهرت الحاجه الماسة لاجهزه التنفس الصناعي نظرا لان المرض يصيب الجهاز التنفسي وبالتالي يواجه المصابين في اغلب الحالات مشاكل تنفسيه ومع ازدياد الحالات يوميا لوحظ ان الجهزه لا تغطي العدد المتزايد ولذلك وجب توفير اجهزه لتغطية هذا الاحتياج مشروعنا ياتي هنا لسد هذا الاحتاج بامكانيات بسيطه ومتوفره مميزات: الاستغناء عن اعطاء المريض النفس اليدوي بعملية اليه الحالات: الجهاز يستخدم للحالات الحرجه
الأدوات المستخدمة
القطعة | العدد | السعر(ريال) |
اردوينو | ١ | ١٠٠ |
rasbbery Pi | ١ | ٣٧٥ |
حساس تدفق | ١ | ٦٧٥ |
حساس ضغط | ١ | ١٣٢ |
شاشة | ١ | ٣٠٠ |
رئة اصطناعية | ١ | ٥٠ |
صمام احادي الاتجاه | ٣ | ٤٦ للقطعة |
قاطع كهربائي | ١ | ٣٠ |
دائرة تنفس للمريض | ١ | ٢٥٠ |
اسطوانة | ١ | ٢٦٠ |
صمام تناسب | ١ | ٩٢٢ |
صمام ملف | ١ | ٣٥٠ |
مقاومات | ١٠ | ٣٠ |
قطع مطبوعة ٣d | ٢٥٠ | |
اسلاك كهربائية | ٥متر | ٢٠ |
ناقل تسلسلي عام (USB) | ١ | ٥٠ |
M3 مسامير | طقم | ٥٠ |
هذه الاسعار تقريبية وغير شاملة للادوات العامة ولا تكلفة الشحن اضغط هنا لقائمة القطع والروابط لمواقع الشراء
المعايير والمواصفات
مواصفاات الجهاز
الانماط المدعومة | CMV-BIPAP-CPAP |
امكانية اختيار نسبة الاكسجين | قريبا (يجب اضافة الحساس فقط) |
امكانية تحديد حجم الهواء | نعم |
شاشة عرض لمس | نعم |
قراءات مباشرة للحالة المريض | نعم |
تنبيهات حالة طوارئ | قريبا ( يجب اضافة حساس فقط) |
امكانية ربط الجهاز نظام المستشفى | تحت التطوير |
مخطط النظام ودليل المستخدم
جميع مستندات المشروع
في هذا الرابط يمكن الدخول على جميع المستندات المتعلقة بالمشروع اضغط هنا
طباعة القطع باستخدام الطابعة ٣D
الخطوة الاولى في صناعة جهاز التنفس الاصطناعي هي طباعة القطع باستخدام طابعة ثلاثية الابعاد حيث يتم طباعة القاعدة والبقية القطع بدقة 0.32 و عدد ثلاث جدران و نسبة تعبئة ٥٠٪ يمكن طباعة بعض القطع في وقت واحد لتسريع عملية الطباعة يتم طباعة القطعة Bellow_soft_filament.stl باستخدام مادة مرنة يمكن تغيرها حسب الطابعة المستخدمة اضغط هنا لتحميل ملفات التصميم كما يمكنك الاطلاع على هذا الفيديو للتصميم وهذا الفيديو للطباعة ثلاثية الابعاد
تجميع القطع المطبوعة
يتم تجميع القطع المطبوعة بحيث تكون حسب الصورة المرفقة حيث يتم الصاق القطعة المرنة بالقطعتين BellowPiston_PLA.stl والقطعة bellowBottomCap_PLA-1.STL اضغط هنا لتحميل ملفات التصميم و يمكن الاطلاع على هذا الفيديو للقطع بعد التجميع
تركيب الاسطوانة
يتم تركيب لاسطوانة على جهاز ضخ وشفط الهواء الذي تم طباعته وتركيب الصمامات ويمكن الاطلاع على هذا الفيديو للايضاح
توصيل الاسطوانة
يتم توصيل الاسطوانة بصمام الملف باستخدام الانابيب ويتم توصيل مخرج الهواء بالجهاز، يمكن الاطلاع على هذا الفيديو للايضاح
توصيل حساس التدفق وحساس الضغط
يتم توصيل حساس الضغط وحساس التدفق بساتخدام توصيلة (T) الى صمام التناسب حيث يتم توصيله بمصدر الهواء
توصيل الجهاز بالمريض
يتم توصيل الحساسات في الخطوة السابقة بدائرة تنفس المريض ليتم ايصال الهواء المطلوب للمريض ويتم ايصال مخرج الهواء بصمام احادي الاتجها
تحميل code على جهاز الاردوينو
الصورة 1 توضح الكود ثم يتم اختيار مدخل الاردوينو من خلال الادوات > المداخل>اختر مدخل الاردوينو بعد ذلك يتم رفع الكود كما في الصورة 3 اضغط هنا لتحميل ملف ال code
توصيل القطع الالكترونية في الارادوينو
يتم توصيل القطع الالكترونية حسب الرسم البياني الموضح في الصورة
تحميل code واجهة المستخدم على rasbbery pi
تنزيل المكتبات التالية: للبايثون
- numpy
- pyqt5
- pyqtgraph
- serial
لنظام واجهة المستخدم
pip install pyqt5
pip install pyqtgraph
pip install numpy
pip install serial
ثم تشغيل الواجهة بالأمر التالي
python kauvent.py
اضغط هنا لتحميل ملف ال code
توصيل الشاشة والقطع ب rasbbiry pi
توصيل الشاشة باستخدام HDMI على جهاز raspberry pi
كيفية استخدام واجهة المستخدم
يتم تشغيل الجهز من مصدر الطاقة يقوم الجهاز بقراة المعطيات من الحساسات ليتم التاكد من عملها يقوم المستخدم بادخال نسبة الاكسجين المطلوب وبعد ذلك ادخال حجم الهواء المطلوب ايصاله للمريض ويقوم المستخدم باختيار النمط المطلوب (حاليا الجهاز فقط يدعم CMV Continuos Mandatory Ventilation) ولكن نعمل على تفعيل انماط اخرى (BiPAP – CPAP) والمخطط البياني يوضح كيفية عمل الجهاز
الجدوى الاقتصادية
نعمل كفريق نادي التصنيع على تصميم منتج للحالات الحرجة التي نواجها الان في جائحة كورونا ليكون الجهاز بكفاءة عالية للمساعدة في محاربة المرض وتم اختيار قطع المشروع بعناية لتكون متوافقة مع المعايير الطبية وليكون الجهاز ذو اعتمادية عالية , بالاضافة الى تطوير واجهة مستخدم تمكن الكادر الطبي من استخدام الجهاز بسهولة وتوفر له المعلومات المطلوبة بدقة عالية تكلفة المشروع التقريبية هيا ٥٠٠٠ ريال للنموذج الاولي حيث تبين قائمة القطع في بداية الوصف الاسعر التقريبية للقطع
تطوير المشروع
هذا النموذج الثالث لنفس المشروع حيث تم تطويره لاكثر من مرة لتحسين الاداء والاعتمادية كون ان الجهاز يتعامل مع مرضى ولا يتحمل نسبة خطا لذا فان الفريق يعمل على تطويره حتى وقتنا الحالي واحدى التطويرات التي نعمل عليها هي لتصغير الجهاز وتطوير الكود وواجهة المستخدم لتكون واضحة ومبسطة بالاضافة الى تصميم قاعدة متكاملة لاحتواء الجهاز بالكامل حين الانتهاء من جميع الاختبارات بحيث يتم تصنيعه من aluminum profiles و Acrylic
اعضاء الفريق
فريق نادي التصنيع مكون من ٧ اعضاء من تخصصات مختلفة :
- معتز عبدالله الجعفري (هندسة طيران وفضاء)
- خالد محمد القحطاني (هندسة ميكانيكية)
- حسام عمر باهبري(هندسة طبية)
- مازن محمد سليمان (هندسة طبية )
- حسام علي القباطي (هندسة ميكانيكية )
- مطيع محمد الشوبكي (هندسة كهربائية)
- محمد عبدالله بقلين (هندسة حاسب)
لوسمحتم ابي اتواصل مع احد اعضاء الفريق