简单，低成本的呼吸机建立在可用的复苏袋

一个由大学研究人员组成的国际团队设计了一种简单、低成本的呼吸机，它基于救护车上携带的复苏袋，在医院里随处可见。该设备由12伏电机供电，可以帮助满足工业化国家的医疗高峰需求，并为资源有限的国家提供服务，这些国家没有常规呼吸机。

“Covid-19的高传输速率和衰弱呼吸后果是全球对呼吸机的未掩盖需求。看到美国制造商开源一些FDA批准的设计来刺激生产。”佐治亚科技和埃默里大学华莱士H.Coulter系的苏珊Margulies，乔治亚理工学院生物医学工程系呼吸机相关肺损伤。“我们快速扩大呼吸机供应的战略重点是基于救护车携带的普通复苏袋的简单、低成本设计。”

该装置可以同时为两个病人服务，可以用廉价的金属支架和塑料传动装置生产。电源来自标准的墙壁适配器或12伏汽车电池。该研究团队正在与埃默里大学技术转移办公室合作，将设计转移到制造领域。

乔治亚理工学院George W. Woodruff机械工程学院副教授Shannon Yee说:“我们正在改造已经就位的气囊阀面罩(BVM)复苏器，设计为手动挤压来复苏病人。”“我们正在提供机械辅助，使塑料袋连续几天被挤压，而不是短时间。我们正在使用现有的基础设施。”

该设备由英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)设计，乔治亚理工学院(Georgia Tech)与埃默里大学(Emory University)合作制造和测试。在克兰菲尔德，竞争性创意设计中心的负责人莱昂·威廉姆斯教授专门从事快速原型设计，并一直在与亚特兰大的研究人员重复设计。

威廉姆斯说:“我们已经特别注意了医学专家的要求，以确保该系统适合这个目的。”“例如，我们已经确保系统操作员能够手动调整潮气量——每次呼吸时输送到肺部的空气量——以保护病人。”

Yee表示，该设备旨在满足COVID-19大流行带来的关键需求。

“我们设计的独特是我们有两个BVM的每个呼吸机，这让两个人可以用建造的每个设备呼吸，”Yee说。“我们的目标是为呼吸机提供必需品，以帮助患有Covid-19或急性呼吸窘迫综合征的患者。”

虽然每个紧急呼吸机可以同时为两个病人服务，但它们的气流是分开的，以避免交叉污染。流量可以独立控制，以满足每个患者的需要。

除了佐治亚科技研究所（GTRI）的研究工程师Kyle Azevedo除了Yee和Williams，还在支持质量控制与GTRI研究人员Jonathan Holmes和Wiley Holcombe合作，对该设备进行测试。已经组装了一小批设备用于台架试验，并与格鲁吉亚医院共享以供评价。

“我们认为这些设备可以是大量制造的，为全国或全球对呼吸机短缺产生了切实的影响，”Azevedo说。“利用BVM复苏器减少了对复杂电子设备的需求，并且大部分部件可以从扁平库存或3-D印刷。通过简单的直流电机和稳压器，可广泛使用。”

GTRI具有将概念变为现实的经验，并正在为设备的制造规模提供建议。他说:“关注面向大规模生产的设计非常重要。”

自动化BVM通风系统专门用于紧急情况下，所有其他呼吸机占用，或者在资源限制区域，在那里传统呼吸机根本不可用。该系统旨在暂时使用，直到传统的呼吸机可用。

该系统设计成廉价生产。“BVM系统故意设计为模块化和可重新配置，”威廉姆斯表示。“如果我们需要随着时间的推移进一步改进系统，这是可能的。”

因为它旨在用于全球生产和使用，所以Yee说，BVM呼吸机设计强调使用尽可能少的零件。呼吸机可以从医院内置供应系统或便携式氧气发生器供应氧气。该设备必须与脉冲血氧计或其他设备一起使用设备这可靠地提供了病人氧水平的实时读数。

“我们设计了呼吸机，以简单地制造，从钢板上切割，”Yee解释说。“套件可以组装和包装平面运输，然后重新组装在需要的地方。制造需要易于获得的技能，甚至可以使用手动工具。”

在一些受灾严重的社区，对呼吸机医疗支持的需求预计将在几周后达到顶峰。研究人员明白，他们在争分夺秒地把工程图纸发给制造商。“我们真的需要让人们知道这一点，”Yee说。“时间至关重要。”

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