低成本,易于打造的呼吸机与高质量的商用设备类似地执行
根据新的研究发表的新研究,旨在支持呼吸衰竭患者呼吸的低成本,易于构建的非侵入式呼吸机。欧洲呼吸杂志.
非侵入式呼吸机用于治疗患者呼吸困难呼吸衰竭,一种更严重的冠状病毒病的常见症状。使用面部或鼻面罩送出非侵入性通风,这将一定量的加压空气推入肺部。这支持当疾病导致肺部失败时的自然呼吸过程,使身体能够对抗感染并变得更好。
该研究论文提供了一个免费复制的,开源的描述如何构建呼吸机.研究人员表示,这种原型呼吸机可以支持低收入地区或呼吸机供应有限地区的冠状病毒和其他严重呼吸道疾病的治疗。
该研究由Ramon Farré领导,他是西班牙巴塞罗那大学医学院生物物理和生物工程单元的生理学教授。他说:“鉴于冠状病毒大流行的持续,以及世界各地对呼吸支持设备不断增加的需求,我们设计了一种可以使用现成组件以低成本制造的呼吸机。这台呼吸机旨在为因冠状病毒和其他严重肺部疾病而难以满足呼吸支持需求的医院和卫生系统提供支持。”
该研究团队设计,建造和测试了带有小型高压鼓风机,两个压力传感器和具有数字显示器的控制器的低成本非侵入式呼吸机,其零售成本低于75美元(相当于£60 GBP / 67欧元)。
为了评估呼吸机原型的有效性与商业呼吸机相比,研究小组使用12个健康的志愿者进行了测试。通过使它们围绕胸部磨损带,在上呼吸道上模拟障碍物造成不同水平的胸闷和呼吸困难,部分阻碍了参与者的呼吸。
参与者穿过鼻子的面膜,以便于呼吸,并被要求在没有通风支持的情况下获得他们经历的舒适或不适的水平。
研究人员观察到,在使用过程中,从呼吸机推出的空气水平没有发生错误的变化,该团队表示,它有效地支持了自主呼吸节律,这表明该原型有助于良好的自然呼吸。此外,他们还发现,原型机提供的呼吸缓解的感觉实际上与使用商用呼吸机所报告的感觉相同。
该团队还进行了呼吸“台架测试”,利用肺部建模来评估呼吸机对不同程度气流阻塞或限制的患者的支持程度。该呼吸机原型在16种不同的模拟条件下进行了测试,覆盖了临床实践中使用无创通气的真实生活场景。
台架测试表明,在所有模拟条件下,原型呼吸机都能有效地支持肺部高效运行,且没有触发故障。
Farré教授说:“我们的测试表明,当为患者提供呼吸支持时,原型会表现出与传统的高质量设备相似,虽然难以困难,可以尝试自己呼吸。可以使用这种低成本的设备如果不可用商业设备,请治疗患者,它为临床医生提供治疗否则仍未治疗的患者的治疗工具。“
研究人员强调,原型机是一种无创呼吸机;它不是为重症监护病房的最严重的病人设计的,这些病人需要插管,需要一个机械呼吸机来完全控制病人的呼吸,因为原型机只提供呼吸支持。
Leo Heunks教授是来自欧洲呼吸道学社会的重症监护医学专家,并没有参与该研究。他说:“世界卫生组织的数据表明,大约80%的人在没有需要医院治疗的情况下获得冠状病毒恢复,但那些产生严重症状的人可以体验呼吸困难,这令人痛苦,并将健康系统造成额外的困难。低成本如本文所述的呼吸机等解决方案可以为这些患者提供治疗,可能会改善结果,并有助于减轻压力卫生系统通过减少对更具侵入性的通气支持的需要。”
该研究论文中包含了关于如何构建无创呼吸机的完整技术细节的开源描述。作者说,制造这种设备不需要事先了解通风,只需要基本的工程技术。
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