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繼特斯拉汽車零件造呼吸機,科技達人用樹莓派制造呼吸機

和過去的大規模傳染疾病相比,新型冠狀病毒最大的特點是對社會醫療資源的占用特別大。只要一個地區的醫療資源被過度擠兌出現崩潰,患者的病死率就會陡增,這種情況從中國到歐美都在反復上演。在新冠疫情從中國擴散到全世界的過程中,這場人類與病毒的戰爭也就呈現出人類與病毒對醫療物資的爭奪之上。爭奪的目標也從口罩逐漸轉移到呼吸機上面。

如果說口罩的緊缺僅僅影響的是疫情的前期傳播,那么呼吸機的緊缺決定的就是重癥治療中的生與死的差別。在歐美的抗疫過程中,呼吸機的急缺情況尤為突出。為了應對呼吸機的短缺,各國都最大限度擴大產能,不僅讓原來生產呼吸機的醫療器械企業加大生產力度擴產。還鼓勵如特斯拉、通用等非醫療企業引進呼吸機生產線,跨行生產呼吸機設備。還有一些醫生嘗試將一臺呼吸機供給兩個患者使用,盡管這項大膽的做法受到不少專業人士的質疑,但反映出的也是各大一線抗疫機構對呼吸機的急缺狀況。

此前有美敦力主動公開自己的呼吸機完整設計,表示愿意使自己的設計能夠幫助更多的企業生產呼吸機。但是現實的情況是,研發生產一款呼吸機涉及的零件就多達上千,高度依賴全球化的生產。任何一個環節有障礙整個生產鏈條就銜接不上。因此,業內人士透露,一個零基礎的企業要研發一款新的呼吸機產品還要投入量產,沒有十幾個月的時間是不可能做到的。但是呼吸機的緊缺卻隨著疫情的惡化與日俱增,越來越多的患者等不了太久。這時候,就有了很多科技界的達人提出了一系列開腦洞的方案,用最快的速度,以最低的成本制作簡易的呼吸機來應急。比如特斯拉工程部用汽車零件和模塊制造呼吸機。最近,又有一些個人和機構運用樹莓派來驅動的呼吸機。

樹莓派呼吸機

所謂樹莓派并不是一種食物派,而是由英國樹莓派(Raspberry Pi)基金會開發的基于Linux的單片機計算機。這種計算機模塊只有一張信用卡大小,因為它的操作系統是開源的Linux系統,可以滿足最基本的瀏覽網頁、文字處理和計算機學習等簡單的功能。更因為其成本低廉,功耗小,成了非常受歡迎的主板選擇。

在全球最大的社交編程及代碼托管網站Github上,有達人公布了一個開源的樹莓派呼吸機設計。這個呼吸機幾乎就是一個自制的鼓風機、一個電源和一個呼吸管道、面罩組成。

首先購買一個持續氣道正壓通氣(CPAP)設備,這是一種治療睡眠呼吸暫停的常用裝備,比較容易買到,價格大約不超過20美元。鼓風機由一個BLDC電動機來驅動,附帶了一個小型無刷直流電動機電子速度控制器,電流至少為10A,用Arduino進行編程調節控制器。再安裝一個輸入控制的按鈕或開關。再接一個至少5A電流的12v直流電源。最后是呼吸管道和面罩,面罩如果難以獲得可以通過3D打印進行制作。

(該款呼吸機開源設計,圖片來自Github

不過這位在Github網站發布呼吸機設計的作者也進行了特殊聲明,呼吸機是關乎患者生命的精密醫療器械,這項設計并沒有得到肺科專業醫生的建議。不建議在不具備適當的醫療知識的前提下自己貿然動手自制呼吸機進行救治。他也希望自己的設計未來能夠得到專業的建議進行改進。

哥倫比亞醫療團隊研發樹莓派呼吸機

樹莓派公司成立于2012年,短短八年時間里就積累了三千萬的科技愛好者客戶。在樹莓派的眾多產品中,最便宜的RPi Zero僅要5美元。和許多電子公司不一樣,樹莓派的生產銷售是按庫存備貨,而不是按訂單備貨,以使交貨周期盡量短。在2020年的第一季度,樹莓派已經銷售出去了175萬塊主板,目前計劃在第二季度生產25萬塊。除了達人們用樹莓派自制呼吸機,在疫情中,戴森、特斯拉、雷蛇和美因格等公司也紛紛和樹莓派公司合作,用樹莓派的產品作為生產醫療器械的零件。

近日,還有一個哥倫比亞的醫療團隊正在設計一款基于樹莓派的呼吸機。據透露的消息看,這款呼吸機還用到了汽車閥門等容易獲得的機械設備。并且在哥倫比亞首都波哥大的洛斯安第斯大學和澤維埃里教宗大學醫院兩個地方,這款呼吸機將進行初步的實驗。在此期間,呼吸機將連續運行五天,為一組人造肺提供空氣壓力。如果這項實驗能夠順利通過測試,還將進一步進行動物試驗。開發團隊希望這款呼吸機能夠在今年5月進行臨床試驗,如果一切都順利可以在今年年中投入量產。

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