Hengityssimulaattorin funktionaalisuuden ja valmistettavuuden kehitys

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli kehittää eteenpäin Hengityssimulaattori -nimisen laitteen prototyyppiä. Hengityssimulaattori on lääketieteen ja ensihoidon opettajien, opetusryhmien ja tutkimusryhmien käyttöön tarkoitettu kolmevuotiaan lapsen ulkonäköä ja kokoa simuloiva motorisoitu nukke, jonka funktio on havainnollistaa visuaalisesti miltä erilaiset hengitystiesairauksien aiheuttavat hengitysongelmat näyttävät lapsen kehossa. Laitteen etuna on sen tuoma kehitys lääketieteen opettamiseen, koska hengitysongelmien demonstroiminen on tähän mennessä voitu toteuttaa vain videoin, kuvin, tai niiden oppimiseen on tarvittu hengitysongelmista kärsivä potilas. Hengityssimulaattoria on tämän opinnäytetyön aloittamiseen asti kehittänyt Sense4Health yhdessä Savonia-ammattikorkeakoulun tutkimus- ja 3D-tulostusosastojen kanssa. Laitteen prototyyppiä on kehitetty vuodesta 2017 lähtien, ja se on ollut muidenkin tutkimuksien aiheena. Opinnäytetyön toimeksiantaja on Sense4Health Oy. Opinnäytetyössä oli tarkoituksena korjata laitteessa esiintyneitä ongelmia ja puutteita, lisätä laitteeseen toimeksiantajan toivomia uusia ominaisuuksia, parantaa laitteen valmistettavuutta, ja luoda laitteelle valmistusohjeet, joiden mukana toimitetaan kaikki tarvittavat tiedostot laitteen valmistukseen. Valmistettavuuden parantamisen tarkoituksena oli mahdollistaa laitteen valmistus isommalle joukolle. Laitteen prototyypin suunnitteluun käytettiin monipuolisesti useita eri 3D-mallinnusohjelmia, joilla jokaisella oli oma roolinsa laitteen kehityksessä. Suunnittelutyössä käytettiin myös hyväksi käsin muotoiltavaa mallinnusta, joka siirrettiin digitaaliseen versioon 3D-skannerin avulla. Prototyypin valmistuksessa käytettiin pääasiassa 3D-tulostusta. Käytettyjä 3D-tulostustekniikoita olivat MJF, FDM ja SLA. Laitteen kasvot valmistettiin silikonivalulla käyttämällä 3D-tulostettua muottia. Opinnäytetyön lopputuloksena saatiin toiminnaltaan ja valmistettavuudeltaan kehittyneempi versio hengityssimulaattorin prototyypistä, jonka jatkokehitys on suoraviivaisempaa laajan dokumentoinnin ansiosta.