工程师们提出了一种更安全的共享通风设备的方

- 编辑:大众自然网 -

工程师们提出了一种更安全的共享通风设备的方

随着越来越多的COVID-19患者出现急性呼吸窘迫,共享呼吸机的想法引发了很多争论。共享呼吸机包括将气管分成多个分支,以便两个或更多患者可以连接到同一台机器上。

一些医师协会发表了联合声明,反对这种做法。他们说,这给病人带来了风险,因为很难确保每个病人都能吸入适量的空气。

麻省理工学院(MIT)和布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)的一组研究人员现在提出了一种分离呼吸机的新方法,他们认为这种方法可以解决很多安全问题。他们已经在实验室测试中证明了它的有效性,但他们仍然警告说,它只应该在紧急情况下,当病人的生命受到威胁时,作为最后的手段使用。

麻省理工学院机械工程助理教授、布里格姆妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)胃肠病学家乔瓦尼·特拉韦索(Giovanni Traverso)说:“我们希望,这种需要现成组件的方法,最终能帮助极度需要呼吸机支持的病人。”“我们认识到呼吸机共享并不是护理的标准,像这样的干预措施只会作为最后的手段被推荐。”

研究人员目前正与第三方合作,以寻求美国食品和药物管理局(fda)的紧急使用授权,该机构将暂时批准在COVID-19大流行期间对患者使用这种方法。Traverso是《科学转化医学》上一篇描述当今新系统的论文的资深作者,Shriya Srinivasan是麻省理工学院和BWH的博士后,也是该研究的主要作者。

个性化的流

呼吸机是一种通过放置在口腔或鼻子里的管子输送氧气来帮助人们呼吸的机器。COVID-19的爆发增加了一种可能性,即美国的呼吸机数量可能不足以满足目前或未来可能出现的疾病浪潮中需要呼吸机的患者数量。此外,世界其他国家也难以获得足够的呼吸机来应对2019冠状病毒病的爆发。

3月下旬,纽约市至少有一家医院开始在病人之间共用呼吸机,方法是将一个t形连接器连接在一起,形成两个分支,其中一个分支通向每个病人的呼吸管。当医生这样做的时候,他们必须根据病人的大小、年龄和状况非常接近地匹配他们,因为每个病人接收的空气量(呼吸机产生的空气总量的一半)是相同的。

这被认为是有风险的,部分原因是没有办法调整流量,使病人根据自身情况的变化接受不同数量的空气。例如,当一名患者病情好转时,他或她的肺变得“更有弹性”,可以吸收更多的空气,这可能会带走另一名患者的空气。或者,如果一个病人的肺衰竭了,一股强烈的空气可能会转移到另一个病人身上,对肺造成损害。

为了克服这些挑战,麻省理工学院的团队引入了流量阀,每个病人的分支都有一个流量阀,可以控制每个病人接受的空气量。

斯里尼瓦桑说:“这些流量阀可以让你根据每个病人的需要个性化流量。”“他们还确保,如果一个病人的病情改善或恶化,不管是快还是慢,都有办法适应。”

该装置还包括压力释放阀,可以防止过多的空气进入患者的肺部,以及安全措施,包括当患者的进气口发生变化时发出的警报。

为了建立他们的装置,研究人员使用了通常在医院可以得到的部分。研究人员说,这些零件也可以在五金店买到并消毒。一个典型的呼吸机可以产生足够的空气压力供6到8个病人同时使用,但是研究小组不建议超过两个人使用一个呼吸机,因为设置变得更加复杂。

模拟的场景

研究人员首先用一个呼吸机来测试他们的装置,在一头猪和一个人造肺之间分流气流。人造肺是一种模拟肺功能的机器。通过改变人工肺的特性,他们可以模拟许多可能发生在病人身上的变化情况;他们还表明,呼吸机的设置可以调整来补偿他们。他们后来证明,他们可以用一个通风机给两只动物通风,并保持必要的空气流通。

研究人员说,这个系统应该可以让医护人员更容易地根据病人病情的改善或恶化来改变环境。研究人员还发现,如果一个病人出现肺衰竭,压力阀会自动释放可能流向另一个病人的额外压力。

研究人员目前正与布里格姆和妇女及马萨诸塞州总医院的流行病应对小组合作,在必要时部署这种方法。他们还创建了一个网站,提供了如何设置系统和获取正确部件的教程。

尽管他们相信这种方法克服了通常使共享呼吸机过于危险的许多挑战,研究人员警告说,它仍然是最后的手段。

斯里尼瓦桑说:“从安全和个性化的角度来看,这个系统绝对是一个进步。”“然而,我们不建议这样做,除非是迫不得已。”