A simulation of a medical ventilator with a realistic lungs model
Notice bibliographique
Résumé
<ns3:p> <ns3:bold>Background:</ns3:bold> The outbreak of COVID-19 pandemic highlighted the necessity for accessible and affordable medical ventilators for healthcare providers. To meet this challenge, researchers and engineers world-wide have embarked on an effort to design simple medical ventilators that can be easily distributed. This study provides a simulation model of a simple one-sensor controlled, medical ventilator system including a realistic lungs model and the synchronization between a patient breathing and the ventilator. This model can assist in the design and optimization of these newly developed systems. </ns3:p> <ns3:p> <ns3:bold>Methods:</ns3:bold> The model simulates the ventilator system suggested and built by the <ns3:ext-link xmlns:ns4="http://www.w3.org/1999/xlink" ext-link-type="uri" ns4:href="https://manshema.com/">“Manshema” team</ns3:ext-link> which employs a positive-pressure controlled system, with air and oxygen inputs from a hospital external gas supply. The model was constructed using Simscape™ (MathWorks®) and guidelines for building an equivalent model in OpenModelica software are suggested. The model implements an autonomously breathing, realistic lung model, and was calibrated against the ventilator prototype, accurately simulating the ventilator operation. </ns3:p> <ns3:p> <ns3:bold>Results:</ns3:bold> The model allows studying the expected gas flow and pressure in the patient’s lungs, testing various control schemes and their synchronization with the patient’s breathing. The model components, inputs, and outputs are described, an example for a simple, positive end expiratory pressure control mode is given, and the synchronization with healthy and ARDS patients is analyzed. </ns3:p> <ns3:p> <ns3:bold>Conclusions:</ns3:bold> We provide a simulator of a medical ventilation including realistic, autonomously breathing lungs model. The simulator allows testing different control schemes for the ventilator and its synchronization with a breathing patient. Implementation of this model may assist in efforts to develop simple and accessible medical ventilators to meet the global demand. </ns3:p>
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».