Hack krisis: Kejuruteraan pelajar kraf DIY pneumonia

New York City sahaja dilaporkan memerlukan beribu-ribu Mesin pernafasan, yang tidak sedia ada dalam nombor yang mencukupi. Pengilang perubatan telah rampup pengeluaran. General Motors, operasi di bawah Akta pengeluaran Pertahanan, berkata ia akan menyampaikan 30,000 unit pada bulan Ogos. Malah Syarikat seperti Dyson dan Tesla melompat ke dalam fray.

Tetapi ventilators digunakan di Amerika Syarikat adalah canggih, Mesin Kejuruteraan sangat yang berharga dari $5,000 hingga $50,000 setiap, dan mereka memerlukan banyak komponen khusus dari pelbagai pembekal-yang banyak daripada mereka adalah luar pesisir, kakitangan yang pendek atau sedang di bawah kunci.

Sebagai alternatif yang pragmatik, pelajar di sekolah coklat Universiti padi telah mencipta peranti asas dari bahagian luar rak yang membekalkan pengudaraan gred hospital, namun hanya kos beberapa ratus dolar.

Asas-asas ventilators adalah agak mudah. Coronavirus boleh menyebabkan keradangan di paru-anak, yang menghalang membran yang memindahkan oksigen dari udara ke dalam darah. Ventilators sisi katil membantu mendorong udara ke dalam paru-anak untuk membukanya. Pesakit mendapat lebih oksigen dan mempunyai peluang untuk menstabilkan dan pulih.

Tahun lepas, pasukan Kanan Kejuruteraan Bio-and mekanikal yang bekerja di dapur Reka bentuk kejuruteraan Oshman (OEDK) direka dan membina peranti yang kos efektif yang mengautomasikan mampatan topeng injap beg manual. BVM terdiri daripada sebuah ruang udara fleksibel yang melekat pada Topeng muka. Memerah pasukan beg udara melalui injap sehala dan ke dalam paru-intubated pesakit yang mengalami kesukaran bernafas pada mereka sendiri. Topeng ini telah digunakan selama hampir 70 tahun dan biasanya dibawa oleh kakitangan perubatan kecemasan. Lebih daripada 100,000,000 BVMs dibuat di seluruh dunia setiap tahun.

Tetapi topeng sukar untuk dimuatkan dengan tangan untuk lebih daripada beberapa minit pada satu masa. Sistem automatik boleh menjalankan tugas ini selama berjam-jam. Pelajar menggunakan standard $25 Motor dan $5 mikropengawal untuk kuasa dan program sistem. Unit "pemampat" adalah satu alat rak-dan-Pinion yang diperbuat terutamanya daripada Bahagian plastik 3D yang dicetak dengan paddles yang terlalu banyak memuatkan beg. Mereka dijangka peranti itu akan berguna di hospital sumber rendah di negara membangun, atau semasa kecemasan apabila mudah alih ventilators dalam penawaran pendek.

Kini, dengan krisis COVID-19 yang mengamuk, permintaan akan dimasukkan ke dalam Universiti mencari untuk prototaip awal. Kakitangan di OEDK padi cepat dinaik taraf prototaip pelajar ke unit ApolloBVM yang lebih mantap yang direka untuk menjadi gred perubatan, dan juga cukup menjimatkan untuk dianggap pakai buang.

The ApolloBVM dibina beberapa bahagian 3D-dicetak dan laser-dipotong, tetapi kebanyakan komponen yang sedia diperolehi melalui peruncit dalam talian dan kedai perkakasan. Ini termasuk gobilda Motors dari servo City, gear dan pengikat dari McMaster-Carr, dan bahagian elektrik daripada mouser. Ambu menjadikan BVM asas. Dan Lembaga yang sukar INO, dibeli di luar Amazon, memudahkan pengaturcaraan yang membolehkan pengguna melaraskan kadar penghantaran udara kepada pesakit.

Unit BVM automatik dibina kurang daripada $250, kos yang jauh lebih rendah daripada yang walaupun peringkat kemasukan komersial ventilators.

Peranti memuatkan dinding atau oksigen berasaskan tangki melalui Port pengambilan tekanan rendah standard. Paparan LCD membolehkan pengguna menetapkan parameter operasi dan memulakan atau menghentikan pemampatan. Kawalan mempunyai tetapan dewasa, anak dan Pediatrik yang pada masa ini membenarkan kadar pernafasan 5 hingga 30 bpm (dalam 1 kenaikan bpm), Jilid dari 300 ke 650 ml (dalam peningkatan 50 mL), pemboleh ubah tekanan positif dan inspiratory boleh laras: nisbah expiratory. The ApolloBVM adalah kira-kira 14 × 16 × 7 dalam. saiz dan berat kurang daripada 10 lb, menjadikannya sesuai untuk digunakan pada Meja sisi katil mudah alih. Ia Powered by 120 VAC dengan<15 w="" power="">

Sejak beras mengumumkan penyiapan pasukan prototaip baru pada 27 Mac, ratusan doktor, jurutera, pengilang dan do-it-yourselfers dari lebih daripada 50 negara telah meminta maklumat mengenai projek. Rancangan sumber terbuka untuk ApolloBVM telah diposkan dalam talian dan boleh didapati secara bebas di seluruh dunia.

Jabatan Pertahanan adalah salah satu daripada Kumpulan yang berminat untuk ApolloBVM. Tentera Laut AS menjemput beberapa institusi untuk menghantar cadangan untuk membangunkan kos rendah, sistem sokongan pengudaraan mekanikal yang boleh dengan cepat dihasilkan dengan sumber yang luas yang tersedia. "Ini adalah semudah yang boleh diperolehi, dengan semua bahagian sedia ada," kata Danny Blacker, penyelia Reka bentuk kejuruteraan OEDK.

Dengan penyebaran coronavirus yang berterusan dan kekurangan menjulang ventilators di seluruh dunia, ApolloBVM boleh membantu pesakit COVID-19 yang kurang kritikal semasa mereka menunggu ketersediaan Hospital Standard pneumonia. "Matlamat serta-merta adalah peranti yang berfungsi dengan baik untuk menjaga tidak kritikal COVID-19 pesakit stabil dan membebaskan ventilators untuk pesakit yang lebih kritikal," kata Amy Kavalewitz, Pengarah Eksekutif OEDK.

"Ini akan membuat perbezaan di hospital yang kehabisan ventilators," kata Dr. Rohith Malya, Penolong Profesor perubatan kecemasan di Kolej Baylor perubatan dan penasihat kepada pasukan kejuruteraan padi. "Mereka yang mempunyai hubungan dengan kemudahan pengeluaran yang boleh dengan cepat menghasilkan mereka harus mencari kebenaran penggunaan kecemasan FDA. Kami sedang bekerja di negara ini untuk mendapatkan yang dilakukan. "

Dalam ujian makmal dengan Lung tiruan, prototaip terkini dihantar udara tanpa henti selama 24 jam sehingga peranti dimatikan. Langkah seterusnya adalah ujian dengan pesakit manusia dalam perkongsian dengan Texas Medical Centre, dan bekerja dengan pengilang yang memohon untuk membuat pengeluaran ke atas sebuah hospital-Grade peranti.