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An [IN PROGRESS] open source, low cost, low resource, quick deployment ventilator design that utilizes a Ambu-bag as a core component. Another project into the "war" against COVID-19. [Repo in Potuguese]

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covid-19-brazil covid-19 ambu-pressurizer ventilator ventilador respirador pulmao-mecanico laser-cutting arduino control-systems

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inspire-openlung's Issues

Dúvidas sobre o controle da ventilação nos pulmões

Pelo que observei o equipamento que faz a função do pulmão exibe no display a curva de ventilação. Entendo que este display também deva fazer parte do projeto para que o equipamento ventilador possa regular a velocidade do motor para que permaneça dentro das necessidade de ventilação.

Fuso Trapezoidal

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software

  • Hardware

  • Dados

  • Documentação

  • Outro

    Estou com extrema dificuldade em encontrar um local para comprar o fuso, na especificação do projeto. Alguém pode informar onde posso comprar os seguintes componentes:

  • Acoplador de Garra Drylin E para eixo redondo de 10 mm de diâmetro

  • Fuso Trapezoidal de 10 mm de diâmetro, 15 cm de comprimento e passo de 25 mm

  • Castanha de Latão TR10 e passo de 2,5 mm
    O passo e a castanhas são de 2,5mm ou 25mm?

Curva de respiração padrão ou curva adaptável à realidade de cada paciente?

Acredito que muitos desses respiradores talvez usem sistemas on-off como modelos de controle. Para se ter uma ideia. Umas das pesquisas usadas em um incubadora neonatal profissional usada na universidade que fiz mestrado e doutorado usava on-off no controle.

Originally posted by @marcusvscosta in #33 (comment)

O projeto prevê tipos diferentes de usuários (pacientes)? Acredito que a curva de respiração de um bebê seja diferente da de um adulto ou de um idoso com asma, por exemplo (relativamente à pressão e tempo). Sugiro diferentes versões do programa: A. bebês; B.Crianças; C. Adultos; D. Idosos.... etc. que seriam setadas pelo técnico responsável (intensivista)/ médico de plantão no CTI.

Simulador do Respirador Dixtal DX 3010

Para ilustrar o funcionamento de um respirador comercial, seguem abaixo, links de um simulador do Ventilador Dixtal DX 3010 e de dois vídeos com a demonstração da montagem e inicialização do respirador real:

Montagem e inicialização Dixtal DX 3010
https://youtu.be/SYe3fqq6nTg
https://youtu.be/XWzXESjcVJI

Simulador Dixtal DX 3010
https://drive.google.com/open?id=13Gu4EOpaEDWDh9-vXLERZd7RaE-LtnsK

Instruções (básicas) de operação do simulador:
https://drive.google.com/open?id=1YDywK9hSngkUCsB5fN_fOzJp8niOv5fS

Fico grato por críticas, sugestões e opiniões quanto às instruções de operação. No final do vídeo do segundo link do youtube é apresentada essa mesma sequência de passos da instrução.

Obs.: Desconheço a autoria do simulador e fico muito grato se alguém souber e me indicar, para poder citar a fonte.

Esquematização do Sistema Completo

Eu vejo um sistema com 3 partes, IHM, Operacional, Sensores/Alarmes.
Sensores e Alarmes assim como o Operacional são tarefas críticas e acredito que deve ser feitas em processadores diferentes, um conversando com o outro.
Sensores -> IHM, para mostrar valores/alarme na tela
Sensors -> Operacional, para passar do modo mandatório para assistido (por interrupção)
IHM -> Operacional, para configurações e iniciar/parar
(Sensores também seria capaz de detectar a operação, saber em que ponto está da respiração, e monitorar seu funcionamento correto, e passaria a informação para o IHM)
Opcionalmente, quando em operação não teria comunicação partindo do Operacional

Originally posted by @alberiolima in #26 (comment)

Questão Regulatória

O que já temos de informação sobre a certificação do produto? Em qual classe ele se enquadra, quais as normas aplicáveis e qual o processo para certificar?

How to contribute to research from Brazil

Qual impressora 3D é viável para experimentar? Pode enumerar alguns modelos disponíveis por aqui?

What apropriate 3D printer is available? Can you recomend any models in Brazil?

Tablet IHM

Estou pensando em uma IHM com tablet, conectado via Bluetooth.
Por hora enquanto discutimos a possibilidade de colocar um oxímetro, teremos apenas a frequência respiratória. O Arduino pode enviar via SPP em BT, usando um módulo HC05.
No tablet penso em ter o nr do quarto, leito, nome do paciente, e gerar alertas em caso de desconexão com o aparelho, ou falhas reportadas.

Eventualmente podemos fazer mais com isso. Apenas agregando mais no APK.
Conversando do Dr. Sidomar Cardoso, ele me passou algumas colocações.
Ele já foi médico militar no serviço amazônico, e trabalhou muito em locais remotos e sem recursos. Hoje atende pela rede pública e privada em Rondônia.
Ele me passou que seria muito interessante agregar um oxímetro ao produto. Monitores multiparâmetros não são comuns em todos os locais e serão raros nessa demanda.
Nesta semana perderam um paciente por conta disso. O ventilador estava operando, mas ninguém observou a queda de saturação, e quando viram o ventilador estava forçando ar num paciente em óbito.

Outra coisa ele falou que podemos agregar funcionalidades para organizar um pouco a coisa. Ele acredita que teremos condições difíceis em campo. E se tiver dados do paciente seria bom.
Se houver um tablet por aparelho, eles podem estar em rede. E existir um tablet ou qualquer celular no posto de enfermagem, com um apk de supervisão. Ele pode dar alerta na falha de algum aparelho ou perda de comunicação.
O tablet do posto pode lançar posologias que podem aparecer nos que estão junto ao paciente. Gerando log de tudo. Enfim... discussão aberta. Vamos considerar opiniões de especialistas para nos conduzir nisso.
Estou aqui com Multilaser M7S-GO baixo custo. Android 8 e utilizei para outros projetos.

Estou iniciando um projeto em plataforma AI2 que ficará em aberto para comunidade.

Papers e materiais didáticos

Pessoal, podemos listar aqui as principais referências que estão usando?
Tentar indicar o assunto das referências ao postar aqui.
Obrigado.

Esclarecimento sobre questões jurídicas que impedem a prática da abertura

Olá,

Sou pesquisador e não conheço restrição jurídica que nos impedem de praticar o desenvolvimento de software livre ou praticar a ciência aberta. Por isso fiquei um tanto preocupado com a decisão do Inspire não utilizar modelos abertos para o desenvolvimento do software de controle, assim como não praticar a ciência aberta para o ensaios, alegando questões jurídicas. A USP é referência internacional e uma mudança de rumo de um projeto que se lançou e continua se promovendo como aberto merece esclarecimento.

Sendo o firmware uma parte essencial de um respirador, que garantias aqueles que estão reproduzindo e modificando o hardware do projeto poderão utilizar o firmware em seus equipamentos? Quando terão acesso ao firmware? Poderão fazer ajustes no firmware para utilizá-los em versões modificadas do Inspire? Essas são questões que evidenciam como a decisão de fechamento de uma parte do projeto afeta o impacto e alcance de toda a iniciativa. É natural que o projeto possa necessitar de ajustes de acordo com a disponibilidade de peças, portanto firmware abeto é essencial.

Este é um momento crítico da humanidade onde as melhores ideias devem se espalhar o mais rapidamente possível. Entendo que essa foi uma das motivações de lançar abertamente o Inspire. Assim, ao mesmo tempo que pergunto quais são as questões jurídicas - se é algo interno da USP, ou algo que se aplica no Brasil todo? -, gostaria de sugerir que essa decisão seja reavaliada em prol do bem comum.

Att.
Rafael

Força axial aplicada no pistão/motor

Boa noite,
Gostaria de saber se vocês conseguiram medir a força aplicada pelo ambu sobre o pistão durante aplicação da pressão de pico?
Analiticamente esta força se encontraria em torno de 24N.
No modelo 3D e nos vídeos, não consegui ver se existia uma peça impedindo a transmissão desta força, do ambu sobre o pistão, direitamente ao motor via o fuso e acoplador.
Levando em conta as specs deste tipo de motor, um força axial admissível máxima de 15N (max encontrada na internet), na ausencia desta peça, a repetição desta força axial não poderia prejudicar o funcionamento do motor ao longo prazo?

readme.md Driver do motor DW322E

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software
  • Hardware
  • Dados
  • Documentação
  • Outro

Reportando um erro

No setor de Partes Eletrônicas, consta 1x Driver DW322E da Leadshine após não encontra-lo verifiquei no side da empresa e encontrei o modelo DM322E como pode ser visto em

http://www.leadshine.com/productdetail.aspx?type=products&category=stepper-products&producttype=stepper-drives&subtype=general-stepper-drives&series=dm&model=dm322e

Sugestão de melhoria

Verificar se realmente é uma versão diferente DW ou se é só um erro de escrita.

Válvula PEEP

Oi pessoal!

Temos um desafio para quem quer ajudar com soluções de hardware: desenvolver uma válvula PEEP.

Informações específicas sobre isso estão documentadas nessa página da wiki.

Conforme descrito no link anterior, vamos discutir e compartilhar conteúdos por aqui!

Fritzing - Desenhar ligação eletrônica arduino|controle

Pessoal, me mandem umas fotos de referência da ligação de vocês no whatsapp.

Amanhã vou sentar para realizar os desenhos das nossas ligações e aproveito para fazer a versão de vocês. Precisamos documentar toda parte de ligação do arduino para que pessoal possa replicar os testes em outros lugares.

Vamo que vamo!

Controle de FiO2

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software
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  • Dados
  • Documentação
  • Outro
    Bom dia, gostaria de saber como está sendo feito o controle da % de Oxigênio e mistura com o ar medicinal (ou ambiente)?

Criar um sistema de Integração contínua

Acredito que isso seja interessante, mesmo o projeto sendo focado em hardware podemos configurar um sistema de integração contínua para assegurar certas qualidades nas contribuições. Poderíamos configurar um sistema como https://travis-ci.com/ para "testar" contribuições como:

  • Verificar se dados novos são submetidos no formato correto
  • Verificar se mudanças de software passam testes existentes
  • Verificar se mudanças no relatório não apagam coisas que não deveriam ser apagadas

Isso seria um passo em assegurar a qualidade de novas contribuições.

Sensor de fluxo preciso e de baixo custo

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software
  • Hardware
  • Dados
  • Documentação
  • Outro

Olá Pessoal. É possível desenvolver um sensor de fluxo de baixo custo e que consiga medir com resolução de 2 L/min. Para isso é necessário utilizar uma placa de orifício utilizada em baixas vazões e pequenos diâmetros (norma ASME MFC-14M). Fiz algumas simulações teóricas aqui, e para conseguir uma resolução de 2 L/min é necessário ter um sensor que meça diferencial com resolução de 5 mmH2O (o MPX5010DP acredito que consiga isso). Digo isso, porque é importante que o respirador tenha o modo VCV no combate ao Covid, e para tanto é necessário medir e controlar o fluxo. No modelo por ambu, o fluxo pode ser facilmente controlado pela velocidade do motor durante a inspiração.

Fiz um protótipo aqui de placa de orifício, bem simples e funcional, que pode ser impresso em 3D. Assim que tiver os testes, caso se interessarem posso postar aqui.

Link com equações baseadas na norma ASME MFC-1M: http://excelcalculations.blogspot.com/2011/10/small-bore-gas-orifice-meter-flow.html

Segue também em anexo arquivo do excel para fazer os cálculos.

SmallDiaGasOrificeMeterASME2001-placa.xlsx

Resfriamento do motor

Já fizeram testes de longa duração? eu uso esses motores a muito tempo em maquinas cnc, e eles queimam se forem usados por um longo período, os meus já queimaram com 4 horas de uso, ai coloquei um cooler atrás que resolveu o problema, nunca testei com dissipador de calor, vocês estão pensando em um método de resfriamento pro motor ou não tiveram problemas?
Posso fazer um teste utilizando dissipadores se for necessário.

Arrumar Contruiting.md apontando para links vazios

A que parte do projeto esse Issue se refere?

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  • Dados
  • Documentação
  • Outro

Reportando um erro

Existem alguns links no contributing.md que apontam para links que não existem mais (A exemplo da pasta dados_experimentais, que foram retirados do repositório).

Sugestão de melhoria

Acredito que seria legal retirar esses links ou recriar as pastas (mesmo que sem os dados dentro agora que foram retirados por questões jurídicas).

Algoritmo de Controle

PID servirá para controle da curva de respiração. Mas existem algumas dificuldades em atingir essa curva usando sistema pid, pois após "overshoot" ele continuará fazendo auto compensação com leitura dos sensores, o que pode trazer valores diferentes do esperado. Estamos em busca também de outro tipo de controle para que essa curva seja respeitada.

Nosso foco está na validação de IHM e controle das válvulas no momento, nosso FORK já está atualizado com ultimas modificações.

Originally posted by @HPparanhos in #15 (comment)

Oxímetro

Seguindo opiniões profissionais, já houve perda de paciente por falta de oxímetro.
O produto aqui tem como objetivo final oxigenar o paciente. Monitores multiparâmetros serão raros na atual demanda.
Estive estudando alguns dispositivos. Mas se a gente tentar usar esses simples apresentam alguns problemas, como utilizar pilhas que não duram mais que 12 horas, e nem sempre se mantém ligados. Quando conectam via bluetooth nem sempre temos o protocolo aberto e problemas de certificação.
Fui atrás de sondas certificadas, encontrei algumas, mas são discretas e basicamente tratam-se de sensores óticos, led, e fototansistor e precisam ter os dados tratados com circuitos conformadores de sinal, e algorítimos complexos para se obter a saturação e pulsação.
Encontrei uma placa muito pequena interessante, não é algo certificado porque é um módulo SparkFun, mas como já estamos usando arduino não é tão distoante. Ela é composta dos sensores e já um ARM cortex M0 e saída I2C já com os dados tratados. O problema dela seria construir o suporte mecânico para acoplar ao dedo do paciente, tendo algumas versões conforme idade. E saber o que isso impacta na certificação final do produto. No site apresentam programa de teste para Arduino. É simples, ele envia algumas vezes por segundo os dados de saturação, pulso e um valor que apresenta a qualidade da medição, para caso esteja saindo do dedo gerar um alerta.

Segue o site para quem quer dar uma olhada.
https://learn.sparkfun.com/tutorials/sparkfun-pulse-oximeter-and-heart-rate-monitor-hookup-guide/all#introduction

Adicionar mais um Arduino para backup ou monitoração

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software
  • Hardware

Sugestão de melhoria

Parabéns pelo trabalho e a dedicação de todos. Quero sugerir algumas alterações no projeto, mas não sei até que ponto é válido, pois sou programador e fiz apenas alguns projetos em Arduino por hobby. Pensando no grau de confiabilidade do Arduino, das partes elétricas, eletrônicas e mecânicas, imaginei algumas formas de garantir ou mitigar os possíveis problemas abaixo:

  • Pane elétrica/eletrônica.
  • Mal funcionamento de alguma parte elétrica, eletrônica ou mecânica.
  • Desgaste de engrenagens ou quebra de alguma parte do conjunto de forma a comprometer o funcionamento adequado.

Com base nos problemas citados acima, tenho algumas sugestões de contorno:

  1. Adicionar um Arduino extra com fonte independente que sirva como backup, porém não tenho conhecimento técnico suficiente para fazer tal alteração. Acredito ser possível usando diodos, mas posso estar falando besteira.
  2. Adicionar um Arduino extra com fonte independente que faça a monitoração do funcionamento do respirador. Um dos controles seria um sensor de ultrassom ou infravermelho para monitorar o sobe e desce do pistão. Outro controle seria um sensor de pressão combinado com o movimento do pistão (captado pelo ultrassom ou infravermelho).

Dependendo da ocorrência, poderá ser usado um display LCD para informar o problema ou um speaker para emitir um alerta em casos graves. Se for válido, posso ajudar na codificação, tenho em casa Arduino, sensor de ultrassom, display LCD e outras coisas. Tenho apenas o período noturno para ajudar, mas estou a disposição. Obrigado.

Criar arquivo de textos de "contribuidores"

  • Documentação

Criar um Contribuidores.txt onde poderíamos incluir contribuidores de fora do git, mas que influenciaram o conteúdo do git. Seria legal colocar uma mini descrição da contribuição se possível.

Instrumentação

Boa tarde a todos. É possíver descrever, assim como no BOM, a lista de equipamentos e materiais utilizados na instrumentação utilizada? Estou especialmentte interessado no equipamento que mede a pressão e o fluxo que vocês mostram nas fotos. É um monitor multiparâmetros médico?

Arruela de teflon

Olá pessoal, no projeto (estou analisando a V5) tem uma peça que parece uma arruela de acrílico, que serve de guia para a peça móvel. Na pasta de cortes 2D não tem o DXF dela, aí vem a pergunta. Ela realmente é uma peça cortada em acrílico e esqueceram de gerar o DXF dela ou ela é outra peça e como está tudo a mesma cor eu me confundi? Obrigado.

Originally posted by @andreribeiroeco in #15 (comment)

Vídeo e divulgação

Primeiramente parabéns pelo projeto.

No entanto está faltando vídeo e divulgação do projeto. O projeto alcançará um determinado nível de sucesso quando pessoas leigas na área conhecerem e se interessarem, motivará os engenheiros e técnicos ao redor para produzirem...

Um vídeo bobo para rolar no whatsapp já serve (minha visão).

Criar PULL_REQUEST_TEMPLATE.md

Acredito que criar um template para Pull requests seja o ideal dado que iria padronizar e minimizar a quantidade de perguntas feitas ao termos um novo pull request submetido.

Dúvidas Pontuais - INSPIRE

Boa Tarde pessoal! Sou estudante da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e estou, para meu TCC, analisando algumas informações sobre alguns ventiladores mecânicos, incluindo o Inspire.
Porém, tive algumas dúvidas pontuais sobre o projeto desenvolvido pela USP e gostaria de saber se alguém poderia me ajudar.

  1. Já foi definido o uso da bateria? (A última coisa que vi foi que estavam sendo realizados testes) Se sim, qual é o modelo usado e quanto tempo dura bateria?

  2. Qual o peso total (mesmo que estimado) do projeto?

  3. Em quais situações o alarme é acionado?

OBRIGADA!!! ;)

Questões jurídicas e éticas na utilização prática do equipamento

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Documentação
    Considero necessária a explanação clara e objetiva da proposta do equipamento ao paciente (ou responsável), assim como o entendimento dos riscos e possibilidades de sucesso ou não do tratamento. Daí vem a pergunta de como os centros de tratamento e hospitais destinarão esse recurso da forma responsável, clara e simultaneamente amparados pela legislação.

Sensor de Fluxo para Controle de Volume

Olá a todos.

@OttoHeringer e @emersonmoretto.

Vocês têm dados atualizados ou novidades sobre o controle de volume? Vimos que fizeram uma curva interpolada da resposta do ambu. Isso está validado? É confiável? Dessa maneira todo ambu deve ser calibrado?

E caso já tenham tido contato com sensor de fluxo, saberiam indicar algum part number?
Encontramos um da Honeywell (HAFUHT0100L4AXT), porém, como já era esperado, é caro (168 USD).

Obrigado!

Gerenciamento do projeto

A que parte do projeto esse Issue se refere?

  • Software
  • Hardware
  • Dados
  • Documentação
  • Outro

Sugiro que haja um gerente de projeto e que Milestones sejam estabelecidas. Precisamos ter uma data de término e liberação. Por melhor que sejam as perspectivas de desenvolvimento não temos tempo! Há de se implementar o que for possível no menor tempo.

Visualização Explodida

Teremos uma visão explodida do projeto? Isso facilita para o leigo que porventura queira produzir o equipamento (meu caso). Cada parte com nome da peça e o link para o corte a laser (sugestão).

Volume do Ambu

Boa noite a todos!

Gostaria de saber qual o volume do Ambu da versão atual do projeto, é uma dúvida que tenho sobre o volume do Ambu ser suficiente para manter uma pressão constante no intervalo de tempo T2 da curva característica.

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