Open-Source COVID-19 Beatmungsgerät – Arduino-basiertes DIY-Atemunterstützungssystem

Komponenten und Zubehör

Komponente	Menge	Hinweis
Arduino UNO	1	Für Version mit Arduino
Arduino 4-Relais-Shield	1	Für Version mit Arduino
Digitaler Servo MG995	1	Für alle Versionen
LM2596S Modul	2	Für alle Versionen
10k linearer Mehrgang-Poti	1	Für alle Versionen
Digilent 60W PCIe 12V 5A Netzteil	1	Für alle Versionen
5 mm LED: Rot	1	Für alle Versionen
5 mm LED: Grün	1	Für alle Versionen
Alphanumerisches LCD, 20 x 4	1	Für alle Versionen
Schalter 220V	1	Für alle Versionen
Schnorchel-Vollmaske (Decathlon)	1
Magnetventil, 2-Wege	1

Benötigte Werkzeuge und Maschinen

3D-Drucker (generic, z. B. A8)
UV-Belichtungskasten (300-001 Lightbox)

Apps und Online-Dienste

Arduino IDE
PCB Elegance
Autodesk Fusion 360

Über dieses Projekt

Open-Source, nicht-invasives Beatmungsgerät. Kostengünstig und einfach zu bauen, ein Notfall-Respirator zur Bekämpfung der COVID-19-Gesundheitskrise, wenn keine Beatmungsgeräte verfügbar sind und solange der Patient nicht sediert oder intubiert ist.

Dieses Projekt entstand aus einer Herausforderung meines ehemaligen Lehrers und Freundes Serafim Pires, der mich kontaktierte und ein spanisches Projekt zeigte, mit der Bitte, ein Projekt zur Bekämpfung dieser weltweiten Krise zu entwickeln.

Nach mehreren Recherchen und Studien zum Thema nicht-invasive Beatmung baute ich diesen funktionsfähigen Prototyp basierend auf zwei bestehenden Technologien. Alle Tests waren erfolgreich, mit einem Funktionstest von über 20 Tagen ohne Probleme oder Unterbrechungen.

Nicht-invasive Beatmung wird mittels Gesichtsmasken oder Nasenmasken durchgeführt, die eine festgelegte Menge an Druckluft in die Lungen pressen. Dies unterstützt den natürlichen Atemprozess, wenn Krankheiten die Lungen funktionsunfähig gemacht haben, und ermöglicht dem Körper, Infektionen zu bekämpfen und sich zu erholen.

Basierend auf Forschungen in Italien verwendete ich diese Technologie in meinem Projekt, das eine Decathlon-Schnorchelmaske in ein Notfall-Beatmungsgerät für COVID-19-Patienten verwandelt, um den Mangel an Beatmungsgeräten während des Höhepunkts der Coronavirus-Pandemie zu mildern.

Diese Masken wurden weltweit aufgrund ihrer geringen Kosten und einfachen Anpassung eingesetzt. Die Ergebnisse waren evident, und kürzlich wurde diese Technologie auch in Portugal im Krankenhaus von Santarém verwendet.

Open-Source COVID-19 Beatmungsgerät – Arduino-basiertes DIY-Atemunterstützungssystem

Nachricht auf prosaude.org.br

Interview in einem lokalen Radio, das in sozialen Netzwerken in Portugal viral ging.

Erster Funktionstest mit kleinem Luftvolumen und 15 Atemzyklen mit variierender Atemfrequenz und PEEP zur Demonstration.

WARNUNG: Dieser Prototyp ist noch nicht von einer offiziellen Stelle validiert und ich lehne jegliche Verantwortung für seine Verwendung ab. Er dient als letzte Rettung und nur durch geschultes medizinisches Personal, um in extremen Spitzenlagen Leben zu retten. Das gemeinnützige Projekt kann massenhaft repliziert werden, sofern es von den zuständigen Behörden in Portugal genehmigt wird.

Code

INOVT_COVID19_Version_2.2.ino (Arduino)

/* Programm Lungenbeatmungsgerät INOVT COVID-19 Version 2.2
 * Autor: David Pascoal
 * Das Gerät wurde getestet und bewiesen, Sicherheit mit Drucksensor,
 * Alarm-Ausgang für Summer oder Piezo.
 */
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Servo.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

#define PIN_SERVO 6
#define PIN_FREQ A1
#define PIN_PEEP A0
#define PIN_LED 2
#define PIN_LED2 3
#define PIN_Alarm_Relay 8
#define PIN_Safety_Valve 9
#define SENSOR_FLOW A3
#define EXPIRANDO 0
#define INSPIRANDO 1
#define MIN_ANGLE 92
#define MAX_ANGLE 139

int frecuencia = 0;
int valInspira = 0;
int valExpira = 0;
int valPeep = 0;
int aux;
int x = 500;
int y = 1000;
unsigned long time;
Servo myServo;
int frecuencia_ant;
int valPeep_ant;
int estado;

// ... (Code gekürzt für Übersichtlichkeit, vollständiger Code im Original)
// Funktionen: logo(), initior(), maobc(), thumbdownA(), thumbsup(), setServo(), setup(), loop()

Der vollständige Code ist sehr umfangreich. Er enthält Funktionen für Display-Animationen, Servo-Steuerung, Atemzyklen-Management, Alarme und Sicherheitsventile.