Oransal valfli puls oksimetre geri beslemeli PLC denetimli ventilatör (pozitif basınçlı yapay solunum cihazı) tasarımıve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of proportional valve pulse oximeter feedback PLC controlled ventilator (positive pressure artificial respirator)
- Tez No: 700476
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLMİ KUŞÇU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Ventilatör cihazları, solunum sistemi zarar görmüş veya herhangi bir sebepten belli bir süre soluk alıp verme işini yerine getiremeyecek şekilde farklı komplikasyonların geliştiği durumlarda, geçici süreliğine veya sürekli olarak bireyin akciğerlerindeki gaz değişiminin gerçekleştirilmesi veya bu iş yükünün hafifletilmesi maksadı ile kullanılan cihazlardır. Tarihsel süreçte negatif basınçlı ventilatörler, pozitif basınçlı ventilatörler ve yüksek frekanslı ventilatörlerin (Daha çok infantlarda kullanılmaktadır. Deneysel çalışmalar devam etmektedir.) çok farklı çeşitleri denenmiş kullanılmış ve tecrübe edilmiştir. Bu çalışmada solunum desteğine ihtiyaç duyan bireyler için pozitif basınçlı ventilatör cihazını gerçekleştirmek amaçlanmıştır. Bu çalışmamızda pozitif basınçlı ventilatör cihazı ve bu cihaza bir takım eklentiler ile hastanın ihtiyaç duyacağı optimum havayı elde etmek ve hastanın ihtiyaç duyduğu oksijene solunum fizyolojisine uygun optimum sürede ulaşmasını sağlamak hedeflenmiştir. İçinde bulunduğumuz pandemi sürecinde bu cihazlara olan ihtiyacın artması bu cihazlar ile alakalı çalışmalar yapmaya sevk etmiştir. Bu ventilatörde sistem sensörler yardımı ile sürekli geri beslenerek istenen ventilasyon modunda gerçek solunuma en yakın veya tedaviyi en iyi şekilde destekleyecek optimum ventilasyonun sağlanması amaçlanmıştır. v Geliştirilen ventilatör cihazımız basitçe şu şekilde çalışmaktadır. Medikal kompresörlerden alınan medikal hava regülatör yardımı ile belirli basınç seviyelerine kadar indirilerek inspirasyon hattı girişine verilmiştir. Bu havanın oksijen bakımından ne kadar zengin olduğu Oksijen sensörü yardımı ile ölçülmüştür. Hastadan puls oksimetre yardımı ile alınan bilgide dikkate alınarak hem hava hattı hem oksijen hattı ihtiyaç duyulan seviyeler için oransal valfler yardımı ile oransal olarak kontrol edilerek ihtiyaca uygun oksijence zengin hava inspirasyon hattına iletilmiştir. İletilen havanın basıncı ve akımı hassas basınç ve akış sensörleri ile sürekli olarak ölçülerek PLC nin analog input modülü geri beslenmiştir. Bu geri beslenen bilgiler ile istenen basınç veya volüm hedefine ulaşılmıştır. Ekspirasyon fazında ise ekspirasyon hattındaki basınç ve akış sensörlerinden alınan bilgiler PLC nin analog modülüne geri besleme olarak kullanılmıştır. Ekspirasyon valfi pilot kontrollü olup istenen PEEP desteğini sağlayabilmesi için valfin pilotu 4-20mA lik bir oransal basınç regülatörü ile kontrol edilmiştir. Talep edilen PEEP ayarları toleranslar içerisinde sağlanmıştır. Solunum fizyolojisi gereği hastanın fiziksel ölçüleri, yaşı ve hastalık durumuna göre hastaya verilmesi gereken optimum hava debisi, hacmi ve basıncı oransal valfler ile iyi seviyede kontrol edilebilmiştir. Puls oksimetre yardımı ile hastanın yeterli seviyede oksijene ulaşıp ulaşmadığı oksijen satürayonu (SpO2) kontrol edilerek çıktılar cihaza geri beslenmiştir. Kritik seviyeler için cihaza alarmlar konulmuştur. Kritik seviyenin düzeltilebilmesi için cihaz ekranı üzerinden klinisyene gerekli FiO2 miktarını arttırıp arttırmaması sorulmuştur. Klinisyenin onaylaması durumunda oksijen valfi otomatik olarak istenen FiO2 yi sağlayacak miktarda açılmıştır. Dilerse red edip FiO2 oranını manuel ayarlayabilmektedir. Cihaz hem hacim hem de basınç hedefli modların her ikisini de kapsayacak şekilde gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ventilator devices: These are devices that are used to perform gas exchange in the lungs of the individual or to alleviate this workload in cases where the respiratory system is damaged or the respiratory system cannot perform the breathing work for a certain period of time. In the historical process, many different types of negative pressure ventilators, positive pressure ventilators and high frequency ventilators (mostly used in infants. Experimental studies are ongoing.) Have been tried and experienced. In this study, it was aimed to realize positive pressure ventilator device for individuals who need respiratory support. In this study, it was aimed to obtain the optimum air needed by the patient with some additions to the positive pressure ventilator device and to ensure that the patient reaches the oxygen he needs in the optimum time suitable for respiratory physiology. The increasing need for these devices during the pandemic process we are in has led to studies on these devices. In this ventilator, the system will be continuously fed back with the help of sensors, and optimum ventilation will be provided in the desired ventilation mode, as close to real breathing or to support the treatment in the best way. vii Simply, our developed ventilator device works as follows. The medical air taken from medical compressors is lowered to certain pressure levels with the help of a regulator and given to the inspiration line entrance. How rich this air is in terms of oxygen was measured with the help of the oxygen sensor. Considering the information received from the patient with the help of pulse oximetry, both the air line and the oxygen line are proportionally controlled with the help of proportional valves for the required levels Oxygen rich air suitable for the need was delivered to the inspiration line. The pressure and flow of the transmitted air are continuously measured by sensitive pressure and flow sensors, and the analog input module of the PLC is fed back. With this feedback, the desired pressure or volume target has been reached. In the expiration phase, the information received from the pressure and flow sensors in the expiration line was used as a feedback to the analog module of the PLC. The exhalation valve is pilot controlled and the pilot of the valve is controlled with a proportional pressure regulator of 4-20 mA in order to provide the desired PEEP support. The requested PEEP settings were provided within tolerances. The necessity for respiratory physiology, the optimum air flow, volume and pressure that should be given to the patient according to the physical measurements, age and disease status of the patient could be well controlled with proportional valves. With the help of pulse oximetry, the oxygen saturation (SpO2) was checked whether the patient reached sufficient oxygen and the output were fed back to the device. Alarms have been placed on the device for critical levels. In order to correct the critical level, the clinician was asked whether to increase the required FiO2 amount or not on the device screen.
Benzer Tezler
- Proses kontrol eğitim seti tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of process control apparatus
EVRİM AFŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mekatronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT OYSU
- Hidrolik silindirin bulanık mantık yöntemi ile konum kontrolü
Positioning control of hydraulic cylinders through fuzzy logic method
EŞREF ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN BASRİ ULAŞ
- Derin çekme işleminde değişken baskı kuvvetinin en AW 1070A H22 alüminyum sacının şekil alma kabiliyetine etkisi
The effect of variable blank holder force on formability of en AW 1070A H22 aluminium sheet in deep drawing process
CÜNEYT KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEMAL YILDIZLI
- Ağır taşıt, elektro-pnömatik fren valfi için oransal solenoid tasarımı ve analizi
Design and analysis of a proportional solenoid for electro-pneumatic brake valve of heavy vehicles
ERCAN DÜZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜRSEL ŞEFKAT