在过去的三周里，佛蒙特大学的一组科学家、工程师和医生开发了一种新的设计，并建立了一个工作模型，用于一种简单、廉价的呼吸机。

佛蒙特大学的肺专家Jason Bates说:“我们认为这些可以很快推广，并在紧急情况下有效。”他领导了一项新的努力，以应对迅速发展，以及可能需要用于治疗患者的呼吸机的严重短缺。

贝茨被亲切地称为“Vermontilator”，根据初步计算，UVM呼吸机“可以快速大批量生产，每台零部件和材料只需几百美元，”贝茨说。

替代方法

与其他即兴的紧急呼吸机设计不同，UVM团队的方法使用了另一种帮助危重病人呼吸的模式。它被称为“气道压力释放通气”或APRV。

这种APRV方法可能对感染新病毒的患者特别有用。“covid19的主要并发症之一是急性呼吸窘迫综合征，这是一种肺部充满炎性液体的疾病，”佛蒙特大学医学中心(University of Vermont Medical Center)和拉尔纳医学院(Larner College of medicine)肺部疾病和重症监护医学主任安妮·迪克森(Anne Dixon)博士解释说。“这些病人中的许多人最终都要相当长时间地依赖呼吸机。”

贝茨解释说，新的呼吸机可以帮助这些病人通过长时间的吸气使肺部充气，这些吸气是在恒定的、相对较高的压力下进行的。然后“在有规律的时间间隔内，允许短呼气，在此期间肺排出二氧化碳，”他说。

这种APRV方法与正常的呼吸模式相反，可以使covid19患者避免或减少与疾病相关的肺损伤，并延长呼吸机的使用时间。

15年多来，杰森·贝茨(Jason Bates)——UVM的拉纳医学院(Larner College of Medicine)和工程与数学科学学院(College of Engineering and Mathematical science)的教授——一直在研究在疾病中发生的肺部损伤，比如医生现在在covid19患者身上看到的情况。传统的担心是，呼吸机可能会导致肺的过度膨胀。但贝茨的研究是越来越多的证据的一部分，这些证据显示情况几乎相反:对许多病人来说，主要的危险来自于肺的部分塌陷。然后，受损的、脆弱的肺内膜聚在一起，粘在一起，然后被一遍又一遍地剥开。

贝茨说:“这种剥离过程对内膜本身是极其有害的，可能会损害到让液体从流经它的毛细血管漏入肺部的程度。”“一旦开始出现这种情况，脱皮造成的损害就会变得更严重，导致呼吸机引发的肺损伤以一种难以逆转的方式发展。”

APRV可以避免这种麻烦。支持该项目的Dixon博士说:“这种通风方式被认为对患有急性呼吸窘迫症的患者特别安全且无害。”

峰值的方法

APRV方法对新通风机的设计也有一定的参考价值。使用这种简单的呼吸模式，UVM的IMF实验室的团队可以用简单的机制构建Vermontilator原型。与传统的通风机不同，这种非常复杂的设备要花费2.5万美元以上，佛蒙特制造的这台机器是由一个商业上可以买到的驱动旋转圆盘的马达、传统的医用软管和其他相对简单的部件快速组装而成的。该团队的原型是用3d打印机和加工设备制造的，零件可以很容易地研磨或铸造和组装。Bates认为UVM工程师Jake Kittell、Mike Lane、Carl Silver和Guy Kennedy的非凡技能对项目的快速进展至关重要。

“我们已经把其他项目的资源转移到这个项目上，这些人整个周末都在工作，”UVM的IMF实验室主任莱恩说。“我们知道，我们成功的机会非常有限，也许就在佛蒙特州(疫情)达到顶峰的几周前。”

Dixon博士对此表示赞同。“在纽约，他们面临着灾难性的通风设备短缺。我们从那里的同事那里听说他们正在尝试使用我们为患有阻塞性睡眠呼吸暂停的患者使用的机器，并试图通过将两个患者连接到一个呼吸机来为人们通风。这些都是我这辈子从没听说过的疯狂事情。”她说。“这种新的呼吸机有惊人的潜力，可以迅速帮助。它不仅简单，而且创新、优雅。”

该设计即将提交给FDA进行紧急审查，该团队正在与佛蒙特州制造扩展中心、UVM健康网络、UVM基金会、佛蒙特州以及其他合作伙伴合作，以获得资金，并吸引合格的制造商。他们还与UVM创新公司合作，开发一种知识产权战略和商业模式，以生产大量设备。

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