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凯时国际登录创新研发仪表、助力工业自动化升级

突破性的低成本紧急呼吸器使用标准组件提供灵活的解决方案

来源: 作者: 发布日期:2021-02-25

 挑战

       设计符合法规要求的呼吸机
       易于使用低成本组件制造
       使用易于采购的通用零件
解决方案
       OMEGA PXM 309系列工业压力传感器
       OMEGATXDIN 1620 DIN铁路变送器
结果
       强大的ICU就绪呼吸机设计
       不需要专家或医疗供应链组件
       低成本,快速且易于制造和维护
 
挑战
      一带一路大流行已引起全球对呼吸机的需求-还需要约880,000。现有的呼吸机制造商正努力生产足够的呼吸机以满足需求,这主要是由于供应链中断以及专用组件库存的减少。
 
      为了弥补这一空白,英国(英国)药品和保健产品监管局卫生与社会保健部(MHRA)发布了用于开发“非常低可接受”,快速制造的呼吸机系统的规范。
 
      伦敦帝国理工学院的一支多学科专家团队接受了挑战,其中包括生物工程学系的RAEng研究研究员Joseph Sherwood博士,以及他的联合技术牵头的生物工程学系Michael Madekurozwa博士, Bagrit医疗设备设计主席James Moore教授,皇家布兰普顿医院名誉研究员和高级麻醉注册主任Jakob Mathiszig-Lee博士。
 
      但是,他们不仅要设计一台可行的呼吸机,还需要做更多的事情–他们想要构建一种解决呼吸机短缺的根本性基础问题的设备。
 
      Sherwood博士说:“首先开始呼吸机挑战的主要原因是,大型呼吸机制造商没有足够的零件。” “大多数现有设计都涉及复杂的比例控制阀和流量传感器,而库存却不足。”
 
      Sherwood博士指出,大多数呼吸机的设计均与单个供应商的比例控制阀配合使用。他说:“这才是关键,您无法获得大量的此类阀门。” “凯时国际登录的目的是提供与ICU呼吸机相同的功能,但要找到不会耗尽呼吸机供应链的替代组件。”
 
      该团队还制定了一个通风机的宏伟目标,该通风机价格低廉,可以在危机后长期使用,并且可以在世界各地快速便捷地制造。如果他们能够实现这些目标,他们将能够帮助预算和资源有限的国家更多地使用急需的呼吸机。
 
解决方案
      呼吸机Sherwood博士及其团队设计的被称为JAMVENT,仅使用标准产品-没有定制设计的产品。这些产品中的许多产品,例如OMEGA PXM 319系列工业压力传感器和OMEGA TXDIN 1620 DIN铁路变送器,都是Sherwood博士在其实验室周围并用于其他研究项目的组件。
 
      舍伍德博士说:“凯时国际登录没有时间下订单和等待交货,所以凯时国际登录只是玩弄了现有的东西。”他指出,他们在三天内就将一个工作原型放在一起。
 
      呼吸机设计中的关键组件是阀门,这些阀门是由许多不同制造商提供的简单的开关电磁阀,而不是其他呼吸机设计中使用的复杂比例阀。其中两个阀控制着两升容器中空气和氧气的混合,同时压力由PXM 319系列压力传感器监控。然后,吸气阀打开以向患者输送呼吸,第二个PXM319监测下游压力。
 
      Sherwood博士说:“根据流体动力学原理,整个阀门的压降是非常可预测的,因此凯时国际登录可以非常精确地计算出从储液罐到患者的流量。” “这避免了购买流量计的需求,后者也供不应求。”
 
      用氧气传感器监测呼吸的氧气浓度,并使用Omega TXDIN 1620干净地放大信号。呼气阀的流动阻力小,可以快速呼气,这在肺阻力高的情况下非常重要,例如在一带一路患者中。
 
      呼吸机系统旨在为每次呼吸提供临床医生选择的容量,同时将肺部压力降至非常低。它在压力调节体积控制(PRVC)模式下运行,并具有其他模式,可以支持吸气时的自发呼吸和PEEP的维持。
 
      此外,该设计未使用袋式阀面罩,后者是大多数紧急呼吸机的基础,但研究小组认为这可能难以采购且可能缺乏使用寿命。取而代之的是,他们改用两升的瓶子,这给了他们足够的可压缩气体量,以实现所需的功能。
 
      设计的灵活性意味着它可以在医院供气管线上运行,也可以在氧气浓缩器产生的较低压力下运行。这是一项重要功能,可满足使资源有限的世界上的部分地区更容易使用呼吸机的目标,这通常包括缺少天然气供应基础设施。
 
结果
大多数医疗设备需要五年的时间才能投放市场,成本在3000万美元至1亿美元之间。但是,JAMVENT的工作原型仅用$ 55,000的微不足道的预算开发,再加上参与该项目的许多人自愿提供的宝贵时间。并且,在一个月内,该团队演示了MHRA RMVS方案所需的性能。正在与多个工业合作伙伴一起计划大规模生产该设备。
 
JAMVENT的设计不仅在负担能力和灵活性方面取得突破,而且还满足了团队的所有非常初目标,包括:
 
      坚固的设计适合长期使用
      满足ICU呼吸机所需的所有功能
      易于制造且成本低廉(估计零件成本为1,900美元/ 1,500英镑)
      不需要任何专家或医疗供应链组件
      零件是标准零件,可从多家制造商处获得
      简单的电子设备,易于制造和维护
      开放的模块化设计为本地制造提供了更大的灵活性
“从某种意义上讲,这是解决问题的一种创新方式,因为凯时国际登录不仅要创建应急呼吸机,而且凯时国际登录还希望设计不会给现有制造商或供应链造成压力的产品。 ”,Sherwood博士说。
 
JAMVENT不仅仅是创新,还被福布斯描述为“节俭的工程奇迹”和“医疗设备市场中潜在改变游戏规则的商业模式创新”,“通过展示一种卓越的方法,有可能破坏市场。 ”
 
 
 

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