自制开源呼吸机方案，应对紧急状况

国外疫情愈演愈烈，口罩成了紧俏物资，连厕纸都被抢购一空。

而在新冠肺炎治疗过程中至关重要的呼吸机的供不应求，更是让人们绷紧了神经。

△呼吸机需求量粗略数据

极客们坐不住了。他们纷纷决定：开源自制呼吸机方案，应对紧急状况。

材料易得——阿里巴巴上就能买。

成本不高——主要装置可低至 20 美元（约合人民币 140 元）。

低成本开源呼吸机

应急的呼吸机制造方案，应该材料易得，制造简单。

美国加利福尼亚的 Johnny Lee 的方案是，将低成本 CPAP（连续气道正压通气）鼓风机改装成基础呼吸机。

需要的材料名单如下：

1. CPAP 鼓风机。连续气道正压通气设备是个人用于治疗睡眠呼吸暂停的常用设备，在 eBay 或阿里巴巴上即可购得。二手风机可低至 20 美元。

Johnny Lee 选择的是可以用 ESC 驱动的 BLDC 电机，Respironics REMstar 制造。

替代方案：容量更大的 12V 充气泵。（测试中）

备选方案：3D 打印鼓风机。（讨论中）

2. Arduino Nano/Clone，用以控制电机速度、呼吸周期，并处理用户输入。可以下载 Arduino IDE 对其进行编程。

3. 直流无刷电动机电子速度控制器，电流至少为 10A。

4. 用于输入控制的按钮或开关。控制切换 5 个压力级别，双击可以在 CPAP 和 BiPAP/Fixed PEEP（双水平气道正压）模式之间切换。

5. 可处理至少 5A 电流的 12V 直流电源。电源不够强的话，Arduino 容易复位。

6. 面罩和管路。CPAP 面罩容易购得，实在不行，这个项目还提供了面罩 3D 图纸。

7. 内置 12V 备用电池（可选）。

作者提示：建议使用直流电源，在电池没电的情况下戴上口罩，可能会导致二氧化碳堆积。

准备好了材料，就可以进入电子设备设置环节。

电子设备部分的设计并不复杂，示意图如下：

压力测试

为了保证效果， Johnny Lee 对这一装置进行了输出压力测试。

新冠肺炎患者的呼吸机指南中指出输出压力应达 20cm/H20。而这一自制呼吸机，满状态下可达 45cm/H20，足够强劲。

空气过滤装置

作者还提供了添加空气净化装置的设计方案。

口罩过滤器滤芯的转接板 3D 模型可供下载。

需要注意的是，增加过滤器会影响输出压力。

作者表示，如果医院的标准呼吸机紧缺，希望这样的低成本设备能帮上忙。

不过，他也强调，自制医疗器械有风险，应该在专业人员的指导下使用该类设备。

开源抗疫

打算用开源为抗疫出力的，不止 Johnny Lee 一个。

西班牙公司 protoy.xyz 也开源了一个硬件项目——自动化 AMBU 手动呼吸器。

这个名为 OxyGen 的项目，希望在紧急情况下，能用简单的装置，尽量减轻医务人员的工作量。

图纸和配套说明书均免费提供，并且装置简单，无需培训和专业工具，就可以在几个小时内完成组装。

最后，再次强调：此类自制设备旨在应急，存在风险，需要在医疗人员监督下使用。