Design of Low-cost Automated Ventilator Using AMBU-bag

Abstract

본 연구는 COVID-19의 ëŒ€ìœ í–‰ìœ¼ë¡œ 인해 자동 인공 호흡기의 공급이 ì„¸ê³„ì ì¸ 긴급 수요에 비해 원활하지 않은 상황에 도움이 ë ìˆ˜ìžˆëŠ” ì €ê°€í˜• 응급 인공 호흡기의 설계 및 구현을 ì œì•ˆí•œë‹¤. AMBU-bagê³¼ 기성용 ìž„ë² ë””ë“œ 마이크로 컨트롤러 보드를 사용하여 구현이 ìš©ì´í•˜ê³ ë¹„ìš©ì„ 최소화했다. 또한, 3D í”„ë¦°íŒ ì€ ì „ 세계 ê¸°ì— ê³¼ ì „ë¬¸ê°€ë“¤ì´ í”„ë¡œí† íƒ€ìž í•˜ë“œì›¨ì–´ë¥¼ 구축하는 데 사용하는 반면, 주변 환경에서 쉽게 êµ¬í• ìˆ˜ 있는 재료는 많은 첨단 ê¸°ìˆ ì— ì ‘ê·¼í•˜ê¸° ì–´ë ¤ìš´ 국가의 사람들이 ì‹œìŠ¤í œì„ ì œì¡°í• ìˆ˜ 있도록 한다. 설계한 간이 인공호흡기 모형의 특징은 암부 백을 자동화 했다는 ì , 3d í”„ë¦°íŒ ì„ 사용하지 않는다는 ì , ì†ë„ì¡°ì ˆì´ 가능하다는 ì ì´ë‹¤. 속도 ì¡°ì ˆì´ 가능하게 함으로써 사용하는 환자의 상황에 맞게 환기가 가능하다. 연구 시 ë³´ì™„í• ì ìœ¼ë¡œëŠ” 첫 번째, 사용한 와이퍼 모터의 구동 ì‹œìž‘ì ì„ ê³ ì •í•˜ê¸° ì–´ë µë‹¤ëŠ” 것이다. 이를 보완하기 위한 방법으로 위치 피드백기능이 있는 브러시 DC모터로 교체하는 방법이 있다. 두 번째로 팔부분과 ê³ ì • 틀이 나무 재질이라 암부 백을 ìž¥ê¸°ì ìœ¼ë¡œ 압축하는 ê³¼ì •ì—ì„œ 암부백이 ë§ˆëª¨ë ê°€ëŠ¥ì„± 있다는 것이다. 이를 보완하기 위해 암부백이 닿는 틀과 팔 부분을 실리콘과 같은 재료로 감싸 마찰을 최소화해야 í• í•„ìš”ê°€ 있다. This study proposes the design and implementation of a low-cost emergency ventilator which can be helpful during the COVID-19 pandemic where the supply of automatic ventilators is not smooth compared with the urgent demand worldwide. Easy implementation and lower price were made possible by using AMBU-bag and off-the-shelf embedded microcontroller board. Moreover, while 3D printing is used by companies and experts around the world to build prototype hardware, materials which are readily available from surrounding environments so that people in countries where it is difficult to access many advanced technologies could manufacture the system. The design features AMBU-bag automation, not use 3D printing, and it can contrl speed. By allowing speed control, ventilation can be performed according to the conditions of the patient being used. A complementary point in the study is that it is difficult to fix the start point of the wiper motor used first. A method for complementing this is a method for replacing the brush DC motor with a position feedback function. Secondly, the AMBU-bag may wear out in the long-term process of compressing the AMBU-bag because the arm and the fixing frame are made of wood. To complement this, the part of fixing frame and arm parts that the AMBU-bag touches need to be wrapped in a material such as silicon to minimize friction. Keywords: BVM, COVID-19, Emergency, Respiration