研究人员为COVID-19患者开发了价值500美元的简易急

- 编辑:大众自然网 -

研究人员为COVID-19患者开发了价值500美元的简易急

加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的一个工程师和医生团队为COVID-19患者开发了一种低成本、易于使用的紧急呼吸机,这种呼吸机安装在救护车上常见的呼吸机袋周围。

该团队围绕这个袋子建立了一个自动化系统,将应急通风设备的成本降到了每台500美元。该设备的组件可以快速组装,通风机只需15分钟即可组装完成。该设备的电子和传感器依赖于强健的供应链,供应链来自与医疗保健无关的领域,这些领域不太可能受到短缺的影响。

UCSD MADVent Mark V也是唯一一款提供压力控制通风设备的设备,该设备配有报警器,可以根据压力过低或过高进行调节。这一点尤为重要,因为过度的压力可导致COVID-19患者的肺损伤,随着病情进展,患者的肺活量往往会迅速下降。

加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的一个工程师和医生团队为COVID-19患者开发了一种低成本、易于使用的紧急呼吸机,这种呼吸机安装在救护车上常见的呼吸机袋周围。该团队围绕这个袋子建立了一个自动化系统,并将应急通风机的成本降到了每台500美元。最先进的模型至少要10000美元。该设备的组件可以快速组装,通风机只需15分钟即可组装完成。该设备的电子和传感器依赖于强健的供应链,供应链来自与医疗保健无关的领域,这些领域不太可能受到短缺的影响。

大多数呼吸机都是测量被泵入病人肺部的空气量,而这需要昂贵的气流传感器。相比之下,UCSD的MADVent Mark V则测量压力,并利用这些数据来控制进入肺部的气流。这是降低设备价格的关键。

来自加州大学圣地亚哥分校的团队和行业合作伙伴将寻求食品和药物管理局对该设备的批准。他们在即将出版的《医疗设备和传感器》上详细介绍了他们的工作。

该设备的计划和规格可在http://MADVent.ucsd.edu/上获得

由于MADVent可对治疗急性呼吸窘迫综合征所需的呼吸参数进行较大范围的调整,因此可以安全地满足COVID-19患者的不同需求。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院教授、该论文的两位通讯作者之一詹姆斯弗兰德说。结合了现成的组件和容易加工的部件与机械驱动的压力控制,使我们的设计既低成本和快速制造。

,研究人员还希望确保有限的卫生保健工作者所使用的设备可以通风,没有经验与这种类型的系统,它彼得森博士说,这项研究的作者之一系的项目科学家在加州大学圣地亚哥分校医学院的麻醉学。因此,MADVent Mark V使用安全,组装方便,维修方便。

在物资短缺的情况下,例如正常的供应链中断,或者在发展中国家和难以到达的农村地区,这种设备是一个很好的选择。卡斯珀·彼得森博士说。

该设备并不是用来替代重症监护病房中使用的高度复杂的呼吸机。

相反,我们的低成本呼吸机是为了弥补病人激增时的一个紧急缺口,因为我们可能没有足够的维持生命的设备,Lonnie Petersen博士说,他是雅各布斯工程学院的助理教授,加州大学圣地亚哥分校的兼职教授,也是这篇论文的另一位通讯作者。安全是我们的首要任务;虽然MADVent是一种低技术含量和低成本的设备,但它实际上提供了强大的、为患者量身定制的呼吸系统,这确实增加了受COVID-19相关的复杂肺部感染和呼吸窘迫患者的安全性。

UCSD MADVent Mark V

加州大学圣地亚哥分校的研究小组在一个呼吸机袋周围制造了他们的设备,这个呼吸机袋通常在救护车上使用,可以手动按压来帮助病人呼吸。在UCSD的MADvent Mark V,一个机械桨挤压袋代替。划桨由一系列压力传感器控制,以确保病人肺部有适当的空气流动。该团队故意将尽可能多的标准医院用品纳入设计之中,因为这些物品都已经过了安全性、寿命和兼容性方面的严格测试。

为了测量压力,研究人员开发了一种算法,根据设备的马达转了多少圈,来推算出塑料袋被压缩了多少,并由此计算进入患者肺部的空气量。

肺部的弹性变化非常快,所以能够感觉到病人的反馈非常重要。朗尼彼得森博士说。

研究人员在一个肺模拟器上对他们的系统进行了200多次、连续几天的测试,以遵守国际标准组织(International standards Organization)和美国食品药品管理局(FDA)的标准,以确保其正确运行。该设备还在医用人体模型模拟器上进行了测试。

节省成本的关键之一是开发救护车袋压缩时通过其输送的空气量的计算机模型。这使得研究人员可以摆脱昂贵的气流传感器和控制它们的复杂算法。

使用1.5%的双氧水、70%的乙醇等常规消毒剂对呼吸机上的物料进行消毒。

该系统目前处于开发阶段,可以很容易地容纳新模块,从而实现更复杂的功能,例如流量监测,它可以启用额外的通风模式,并为医疗保健操作员提供有关病人呼吸的更多信息。这篇论文的第一作者、朋友研究小组的博士生阿迪提亚·瓦桑说。

跨领域合作

加州大学圣地亚哥高通学院原型实验室的工程师提供工程设计和制造支持。电子工程师Mark Stambaugh开始研究微控制器,帮助调整中风周期,控制按压的速度和体积,以帮助病人呼吸。机械工程师Alex Grant提供设计支持和指导。

该项目的种子基金来自几个组织:总部位于圣地亚哥的Kratos Defense &Security Solutions, Inc.,为国家安全和通信需求开发领域系统、平台和产品;美国国防部海军研究办公室;以及加州大学全球冲突与合作研究所的催化剂倡议。

MADVent:用于COVID-19患者的低成本呼吸机

通讯作者:James Friend, Dr. Lonnie Petersen

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院:医学先进设备实验室:James Friend, Aditya Vasan, Reiley Weekes, William, Connacher。

加州大学圣地亚哥医学院:Casper Petersen博士,Sidney Merritt博士,Preetham Suresh博士,Daniel E. Lee博士,William Mazzei博士,Theodore Vallejos博士,Jeremy Sieker博士

高通研究所:马克·斯丹博,亚历克斯·格兰特。

Eric Schlaepfer,独立研究员