مهندسین مصرف در ونتیلاتور کمبود

روز شنبه, مارس 9th, جیک Kittell تحقیقات مهندسی و ماشین آلات که به ساخت تجهیزات علمی برای دانشگاه ورمونت در برلینگتون آمد به محل کار اخراج کردن. نزدیک شدن به یکی دیگر از مهندس کارل نقره, او گفت:, "ما عاشق ساخت یک دستگاه تنفس مصنوعی."

"که برای تلفن های موبایل بزرگ" نقره پاسخ داد. "چه ما در مورد هواکش?"

نه تا به حال دیده اند. اما این بیماری همه گیر کوروناویروس پس از انتزاع به تازگی ساخته شده خود به خود احساس در سیاتل و نیویورک و دیگر شهرهای آمریکا و پزشکان هشدار داده بود که کمبود هواکش می تواند در تسریع مرگ هزاران نفر. "شما احساس می کنید مانند شما می خواهید برای انجام کاری" نقره به یاد می آورد. هفته آینده Kittell از طریق پست الکترونیکی استاد دیگری در دانشگاه, Jason بیتس با آنها کار کرده بود در گذشته و آنها می دانستند به یک متخصص ریه. ما یک فروشگاه نوشت. می تواند به ما در ساخت یک ونتیلاتور?

خوب مطمئن بیتس فکر می کردم. او شده است می خواهم کار بر روی همان مشکل قبلی چهار روز.

بیتس دارای باریک سفید مو و صحبت می کند با شفاف, شاد, اعتماد به نفس. در ابتدا از انگلستان او یک استاد پزشکی و مهندسی پزشکی و می آموزد در هر دو دانشگاه فنی و مهندسی و دانشکده پزشکی. نویسنده "ریه مکانیک: معکوس مدل سازی رویکرد" او یکی از مهمترین کارشناسان در پنومونی ناشی از ریه آسیب یا VILI. پیش از آن در کار خود را در دانشگاه مک گیل در مونترال بیتس و تیم او اختراع یک کامپیوتر کنترل یک موش است که هنوز هم مورد استفاده توسط محققان. با تنظیم دستگاه تنظیمات و دیدن یک موش را در ریه ها واکنش نشان می دهند تحت فشار, دانشمندان می توانید مطالعه فیزیولوژی ریه بیماری است. آنها همچنین می توانید کشف چگونه سبک های مختلف تهویه—که در آن هوا به داخل ریه ها در حوزه های مختلف حجم فشارها و ریتم—می تواند کمک کند و یا صدمه دیده و آسیب دیده ریه است.

قبلی جمعه, آوریل 13th, بیتس شنیده بود از مت کینزی یک ریه در دانشگاه ورمونت دانشکده پزشکی. یک COVID-19 بیمار وجود دارد قرار داده شده بود بر روی یک دستگاه تهویه و پزشک مسئول تا به حال تصمیم به استفاده از یک تکنیک شناخته شده به عنوان تنفس فشار انتشار تهویه یا A. P. R. V. است که در آن دستگاه ارائه می شود نزدیک به ثابت فشار هوا گاه به گاه با انتشار سریع. (سعی کنید مصرف طولانی و آهسته نفس و سپس تنومند را به سرعت اما به آرامی; تکرار کنید.) کینزی گذشت یک پیام متنی از پزشک: "APRV است da بمب برای covid." Bates گفت: "من شیفته این دلیل من می خواهم در حال مطالعه A. P. R. V. و تلاش برای کشف کردن چگونه به مطلوب ارائه آن را." او مظنون است که COVID-19 تحمیل آسیب بیشتر هنگامی که ریه ها بودند نوسانی بین کامل تورم و کامل کاهش قیمت داشتند و به این باور رسیده است که A. P. R. V., با اجتناب از کسانی که افراط و احتمالا gentlest تهویه استراتژی برای کسانی که مبتلا به این بیماری است. در حال حاضر نظریه خود را قرار داده به آزمون.

از هواکش استفاده می شود امروز در I. C. U. s گران هستند در بخش بزرگی چون آنها قابل تنظیم است. مدل های جدیدتر دارای صفحه نمایش لمسی است که اجازه می دهد پزشکان به تغییر و پیگیری ده ها تن از پارامترها با دقت تنظیم چگونه تنفس تحویل داده می شوند. بیتس شروع به تعجب که آیا آن را ممکن است برای ساخت یک مقایسه به پایین ونتيلاتور که چیزی جز ارائه A. P. R. V. مورد استفاده قرار گیرد زمانی که عرضه خیال باف هواکش زد. نمونه I. C. U. ونتیلاتور هزینه های بین بیست و پنج هزار و پنجاه هزار دلار است. بیتس در پاسخ به Kittell e-mail با یک سند با عنوان "APRV برای $10 (شاید 50 دلار . . . )."

در یک شامل شماتیک بیتس حال ترسیم یک دستگاه ساده: یک جعبه با سه سوراخ در آن است. گاز تحت فشار—که بسیاری از بیمارستان ها باید در دسترس از رسانه های دیوار—خواهد جریان را در یک سوراخ و دیگری به بیمار است. در حالت عادی تنفس و بازدم به طور معمول طول می کشد حدود دو تا سه بار به عنوان طولانی به عنوان استنشاق; در A. P. R. V. طول بازدم کاهش یافته است از چند ثانیه تا حدود نیمه دوم در حالی که استنشاق می توانید پنج ثانیه یا بیشتر. برای ایجاد این تغییر ریتم جعبه را سوراخ سوم خواهد بود مسدود شده توسط یک دیسک دوار است که نیز تا به حال یک سوراخ در آن بود که چرخید و توسط یک موتور. زمانی که سوراخ به طور خلاصه در تراز وسط قرار دارد, دستگاه خواهد بازدم از طریق باز کردن.

روز بعد نقره ای تا به حال ساخته شده است یک نمونه اولیه و ارسال بیتس یک ویدیو. یک دستکش لاستیکی متصل شد و به سمت یک جعبه با برخی از روابط فایل های فشرده. دستکش باد و سپس کاهش یافته و سپس متورم دوباره. "من دیدم که همه چیز تغییر" Bates گفت. به زودی در این دانشگاه موافقت به صندوق دستگاه. Kittell و نقره داده شد مهار رایگان در فروشگاه; یک ریه آنالوگ در آورده بود از بیمارستان برای تست; نظارتی متخصص شروع به آماده شدن اورژانس گزارش سازمان غذا و دارو که تا به حال ایجاد یک ویژه فرآیند تصویب به صورت موقت هواکش; و چندین محلی قرارداد تولید کنندگان به صف شدند به طوری که این دستگاه در حال حاضر شناخته شده به عنوان Vermontilator می تواند تولید انبوه.

مهندسی آرام و روشمند کار اغلب مسائل از بالا درام. اما برای بسیاری از مهندسین coronavirus شده است یک تماس با اسلحه. نه از مسابقه فضایی است که کل جهان شده است تا سرمایه گذاری در مشکلات است که اساسا ویژگی های. در طول ماموریت آپولو 13 یک تجمع دی اکسید کربن بود به آرامی مسمومیت خدمه; ملت و تماشا به عنوان فضانوردان, همکاری با مهندسین, ماموریت کنترل, jury-rigged یک فیلتر با استفاده از نوار مجرای و قطعات یدکی. در فیلم "آپولو 13" از سال 1995 یک مهندس با یک جیب محافظ توضیح می دهد که وضعیت به همکارانش: "مردم طبقه بالا دست ما و ما باید از طریق آمده است."

از ماه فوریه و مهندسین در صنعت و دانشگاه شده اند کار بر روی طرح برای ارزان و آسان-برای-ساخت هواکش. فورد تعمید تلاش خود پروژه آپولو است. و در عین حال مقایسه به ماه فرود ممکن است درک پیچیدگی مشکل است. COVID-19 یک بیماری مرموز و هواکش اعتراف به بسیاری از سبک های از عملیات. در بهترین حالت این ماشین نگه داشتن بيماران مبتلا به عدم ریه ها زنده خرید زمان برای بدن به زخم التیام یابد. در بدترین حالت آنها می تواند باعث بدتر شدن آسیب ریه. در این دوره از بیماری همه گیر مراقبت بحرانی متخصصان اختلاف نظر در مورد چگونگی این دستگاه باید در عمل و در چه نقطه در یک بیمار کاهش آنها باید استفاده شود; نرخ مرگ و میر برای COVID-19 بیماران هواکش باید در بازه زمانی به طور گسترده ای. تولید ونتیلاتور دشوار است, به خصوص در طول یک بیماری همه گیر در هنگام عرضه خطوط غیر قابل اعتماد هستند. طرح های مختلف مذاکره مختلف توافقات بین هزینه و قابلیت های. رسیدن به ماه است که به چالش کشیدن به اندازه کافی. آن را سخت تر زمانی که هیچ کس مطمئن است که در آن ماه است.

ریه منفعل است شرکت کنندگان در تنفس. این دیافراگم یک عضله بزرگ است که کاهش بدن انسان به صورت افقی در نیمه که کار می کند. هنگامی که شما استنشاق دیافراگم پایین می کشد مانند یک پیستون ایجاد فشار منفی در اطراف ریه ها در حالی که عضلات دیواره قفسه سینه بکشید و از. هوا کشیده شده از طریق بینی و دهان جریان از طریق نای و برونش درخت که طرفداران را به ریه ها. وجود نفس nestles به صدها میلیون نفر از تنزیب کیسه به نام آلوئول است. خون در ضمن وارد شده در قرار ملاقات گذاشتن از طریق شبکه ای از مویرگ های کوچکترین عروق در سیستم گردش خون است. زیر میکروسکوپ آلوئول شبیه خوشه انگور و مویرگ ها مانند مش کیسه است که آنها را نگه دارید. بافت هستند تا کاملأ پیچیده نازک است که اکسیژن و دی اکسید کربن می تواند منتشر در سراسر آنها بين هوا و خون. سطح تماس بین دو شبکه اگر آن را آشکار تخت خواهد بود بیش از نصف اندازه یک زمین تنیس است.

آلوئولها و جسم الاستیک و ظریف مانند پالپ میوه. آن را کرایه ضعیف آلوده. Coronavirus تکثیر در سلول های آلوئولار پاره کردن آنها را از هم جدا به عنوان آن در حال فرار; در نتیجه هرج و مرج مایع می تواند نشت به هوا کیسه, مویرگ ها می constrict یا لخته و بافت ملتهب شده و سفت. به عنوان عفونت گسترش تعداد سالم کیسه هوا کاهش می یابد و تبادل گازها می شود کمتر کارآمد است. یک بیمار که عملکرد ریه تنزل در این راه می تواند به توسعه سندرم زجر تنفسی حاد یا ARDS.

هنگامی که یک COVID-19 بیمار می رسد در بیمارستان با تنگی نفس پزشکان با استفاده از oximeter پالس کوتاه به یک انگشت به مانیتور خون-اکسیژن سطح اکسیژن اضافی تحویل داده شده است. اگر سطح اکسیژن در ادامه به کاهش پزشکان را در یک ونتیلاتور. یک دستگاه است که به نظر می رسد مانند یک اندازه پاشنه کش است wedged بیش از بیمار و زبان مورد استفاده برای پوست پشت نای. سپس یک لوله تغذیه پایین نای که در آن یک بالون کوچک متورم است به نگه داشتن آن را در محل. بیماران معمولا تسکین یافته و فلج قبل از اینکه انتوبه; افراد مبتلا به COVID-19 ممکن است مجبور به ماندن در هواکش برای هفته های باقی مانده تسکین یافته برای مدت و آنها گاهی اوقات فلج دوباره اگر حرکت خود را باعث می شود آنها را سخت به مدیریت. این یک مداخله شدید است که حتی هنگامی که آن را موجب صرفه جویی در زندگی بیمار طول می کشد تلفات در بدن است.

در ابتدایی ترین سطح یک توسط یک پمپ متفاوت از پلاستیک resuscitator کیسه که امدادگران فشار به فشار هوا به بیمار ریه ها به جای دهان به دهان است. اما برای جلوگیری از VILIبه ریه ها باید تهویه مناسب با مراقبت. کمی بیش از حد فشار هوا و نایژه نمی باد; بیش از حد و آنها را متورم شدن و آسیب دیده است. تعادل رشد می کند سخت تر به حفظ به عنوان ARDS پیشرفت می کند. ریه است که مانند یک شبکه با هر درجه ساس حمایت از همسایگان خود است. آسیب دیده آلوئول می توانید فشار دهید تا در برابر یک دیگر, پخش كردن ضعف با هر نفس; تیره و تار آلوئول می توانید پشت سر هم. در هنگام بازدم به داخل آلوئول که دریافت stickier به عنوان آنها با پر از مایع را لمس کنید و چسبیده به هم; باد آنها را دوباره نیاز به پوست کندن آنها را از هم جدا. در ریه-فیزیولوژی محافل این است که گاهی اوقات به نام "نوار چسب اثر است." "اگر شما که نوار چسب اثر در رفتن با هر نفس نفس پس از نفس است که فوق العاده مخرب در یک نسبتا کوتاه زمان" Bates گفت. "شما در این باطل مارپیچی است که واقعا سخت به عقب بر گردیم از."

با یک نمونه I. C. U. ونتیلاتور یک پزشک چند راه برای زیر و بم کردن جریان هوا. او می تواند تنظیم "حجم جزر و مدی"—کل مقدار هوایی تحویل داده می شود با هر نفس. او می تواند تعیین یک هدف فشار که در مورد ونتیلاتور ارائه هر حجم مورد نیاز برای تولید آن است. (تصور کنید پر کردن تایر دوچرخه: شما پمپ تا تایر شرکت است.) او همچنین می توانید انتخاب کنید درجه جوانه زدنیا مثبت پایان بازدم فشار—مقدار فشار که سمت چپ در ریه ها در پایان هر بازدم. بالاتر جوانه زدن مانع از کیسه هوا از سقوط است. با کاهش مدت زمان بازدم و حفظ بالاتر دمی فشار A. P. R. V. بیتس ترجیح تهویه سبک, آیا همه چیز ممکن است برای جلوگیری از چسب اثر است.

این Vermontilator به احتمال زیاد هزینه حدود یک یا دو هزار دلار است که این کشتی ها—بیش از ده (یا پنجاه) دلار اما در کسری از هزینه کامل I. C. U. ونتيلاتور. آن را بسیار ارزان چون مینیمالیستی دستگاه ساخته شده از حدود پانزده قطعات طراحی شده به طور خاص برای A. R. P. V. اگر نوار چسب اثر به عنوان مرکزی برای COVID-19 به عنوان بیتس معتقد به آن باشد و سپس این رویکرد صدا. اما پزشکان و محققان هنوز بحث چه نوع از آسیب ریه coronavirus باعث می شود; آنها آمده اند به رسمیت شناختن است که آن را تحت تاثیر بیماران در راه های غیر قابل پیش بینی. "یکی از اشتباهات ما در آغاز این انبوه تلفات رویداد تثبیت: شما در آمده با یک idée fixe," شارون Einav یک I. C. U. متخصص در بیت المقدس که با همکاری مجموعه ای از شناخته شده دستورالعمل برای مراقبت بحرانی موج به من گفت. "مردم می دانستند ARDS. فشرده-مراقبت از جامعه شده است بحث ARDS بیست سال گذشته. به عنوان زمان می گذرد ما هستیم که کشف این بیماری است چیزی بیشتر به آن است." این Vermontilator یک شرط بندی بر ماهیت این ویروس که ممکن است پرداخت.

اگر ما می تواند تولید بیشتر بالا پایان هواکش در حال حاضر در حال استفاده در بیمارستان ها و پزشکان می تواند خود را انتخاب کنید تنظیمات. این علت در حال حاضر گرفته تا فورد و جنرال موتورز که هر همکاری با ونتيلاتور-ساز—G. E. بهداشت و درمان است که مجوز یک طراحی از Airon و Ventec بود—به مقیاس تولید. در اواسط ماه مارس فورد لگد کردن پروژه آپولو, پس از شرکت های آموخته شده در مورد Airon طراحی; معرفی شخصی به نمایندگان در Ventec led Mary T. بارا های C. E. O. G. M., به ارتکاب شرکت او به پروژه V.

Ventec را VOCSN ونتیلاتور—نام مخفف "ونتیلاتور اکسیژن و سرفه مکش و نبولایزر"—طراحی شده برای انجام توابع از پنج دستگاه در یک. "ما برای اولین بار و تنها چند منظوره ونتیلاتور," کریس بروکس ارشد شرکت استراتژی افسر به من گفت. (این VOCSN شد و مورد تایید F. D. A. در سال 2017.) برای G. M. Ventec ایجاد کرده است یک نسخه ساده بدون سرفه مکش و نبولایزر توابع شناخته شده به عنوان V+Pro. حتی پس بروکس می بیند آن را به عنوان یک جت جنگنده در یک مسابقه با سرپا نگه داشتن هواپیما. "شده است وجود دارد بسیاری از صحبت در طول چند هفته گذشته با کمبود بسیاری از بسیار خوبی نیت افراد و گروه ها و افراد بسیار باهوشی که باید گفت: هی ما می توانیم ایجاد یک ونتیلاتور' و 'سلام ما یک شبه آن را صد دلار ونتیلاتور,', " او گفت:. "یک دلیل وجود دارد که وجود دارد بسیار بالا-end بسیار قدرتمند و دقیق مراقبت بحرانی I. C. U. هواکش. که واقعا چیزی است که این بیماران نیاز است."

در مارس 27th, در یک صدای جیر جیر رئیس جمهور تهمت خواست G. M. به "شروع به ساخت هواکش در حال حاضر!!!!!!"; در یک متعاقب آن صدای جیر جیر او استناد دفاع تولید عمل برای وادار کردن این شرکت به انجام آنچه در آن آغاز شده بود با انجام دو هفته قبل. آماده سازی برای ساخت ده هزار نفر از Ventec را پنکه در هر ماه به عنوان G. M. قصد دارد به انجام مورد نیاز است که به یک تصادف و تلاش است. در مارس 19, G. M. پرواز شش مهندسین به بوتهل واشنگتن به مطالعه VOCSN فرایند تولید. "ما زمان زیادی از تصاویر و بسیاری از ویدئو" جرالد Johnson, G. M. سر از تولید جهانی به من گفت. این VOCSN حدود هفت صد قطعات; V+Pro حدود چهار صد. توسط e-لیست های پستی از نقاط به حدود هفتاد از آن "درجه 1" حمل, G. M. بود قادر به تامین همه آنها زیر آخر هفته. تقلا جانسون گفت که "معجزه است." تامین کنندگان مجبور به انطباق با خطوط تولید جدید مشخصات; آنها تا به حال به درخواست تامین کنندگان خود را به انجام همان. دست نیافتنی ترین بخش ویژه DC موتور در حال حمل از هند که در آن ساخته شده است در یک کارخانه که بسته شده بود و تا به حال به بازگشایی شد.

با نقاط امن, G. M. جزء-تسهیلات ساخت در Kokomo Indiana شد و مجهز به هواکش. دو صد و پنجاه و کارگران ماهر استخدام از داخل و خارج G. M. شروع کار پس از یک هفته آموزش است. چند ده Ventec مهندسین در حال کمک به اجرای عملیات. در ایستگاه های هر فرد طول می کشد در یک sub-مونتاژ کار—متصل کردن یک شلنگ نصب یک تخته مدار با پیچ—و پس از عبور از یک سطل حاوی ناقص ونتیلاتور به شخص دیگری. "به دلیل فوریت و سرعت اتوماسیون نگه داشته بود پایین" جانسون گفت.

در اواسط ماه مارس, G. M. تولید آن پنج واحد. بعد از آن در ماه های Kokomo کارخانه و کمرنگ کردن ونتيلاتور تصویب شد تحت F. D. A. اضطراری با استفاده از مجوز و اولین محموله ساخته شده بودند به بیمارستان در ایلینوی و ایندیانا در حدود شانزده هزار دلار در هر ونتيلاتور. (فورد است که انتظار می رود برای شروع ارائه آن Airon هواکش در اوایل ماه جولای.) G. M. می گوید که آن را در سرعت به تولید سی هزار هواکش پایان ماه اوت.

بین parsimonious مینیمالیسم از Vermontilator و جاه طلبی حداکثری از پروژه آپولو و پروژه V برخی از مهندسان به پایان رسید تا گرفتن وسط مسیر. در اواسط ماه مارس در حدود همان زمان که بیتس در ارتباط با Kittell و نقره به منظور توسعه یک نمونه اولیه از Vermontilator اسکات کوهن از بنیانگذاران جدید آزمایشگاه مرکز برای محققان و راه اندازی در بروکلین نیروی دریایی حیاط شروع به خواندن تا در جهانی یک هکاتون. یک دکتر در دیترویت به حال با استفاده از T-tube برای تقسیم یک ونتیلاتور میان دو یا چهار نفر. در دانشگاه فلوریدا مهندسین بودند با استفاده از یک بارانی شیر و پی وی سی و لوله های آب برای رانندگی چه شبیه wheezy دم. در دانشگاه رایس یک استخوان ونتیلاتور بود که ساخته شده از پلاستیک resuscitator کیسه و یک موتور. گروه در ایرلند و در M. I. T. دنبال شد و همان ایده—همه منبع باز با دستورالعمل ها و لیست قطعات ارسال شده آزادانه آنلاین. کوهن که یک مهندس تبدیل به دوستان برای کمک به او پیدا کردن یک پروژه جدید که آزمایشگاه می تواند کمک به. یکی نوشت و بلافاصله گفت که M. I. T. تلاش خوبی بود شرط می بندم.

M. I. T. رویداد به عنوان مدرسه ونتیلاتور شناخته شده بود بر اساس یک نمونه اولیه است که ایجاد شده بود ده سال پیش از آن به عنوان یک پروژه ی دانشجویی در یک کلاس پزشکی-دستگاه طراحی. دانش آموزان نمونه فرار در یک باتری به مدت سه ساعت و نیم و شامل یک resuscitator کیسه های قرار داده شده در یک محوطه و فشرده توسط یک موتور رانده cam. آن را به حال یک سنسور فشار و تنظیمات برای حجم جزر و مدی (فشار بیشتر یا کمتر هوا را از کیسه) و تنفس در دقیقه (فشار کیسه بیشتر یا کمتر). این ایده هرگز فراتر از کلاس اما آن را به حال احیا شده است در اوایل ماه مارس بود و در حال حاضر در حال کار توسط یک تیم از فارغ التحصیلان و اساتید و دانشجویان تحصیلات تکمیلی از مکانیک-عمران-برق-و محیط زیست-مهندسی بخش است. دکل داده شده بود به آلبرت تکواندو, یک متخصص بیهوشی در وستچستر مرکز پزشکی در ایالت نیویورک که تا به حال آزمایش آن در زندگی خوک. توسط خوک مطالعه شماره 4 این دستگاه گفت: برای انجام comparably تجاری یک عمل در یک حجم کنترل در حالت.

M. I. T. تیم با هدف ساخت "مرجع اجرای"—یک نمونه برای اثبات زنده بودن طراحی آن است که پس از آن می تواند به اشتراک گذاشته شود برای هر کسی که برای ساخت. مانند دیگر منبع باز ونتیلاتور تلاش های آن در حال جذب علاقه نه فقط از سازمان ها کارکنان با کارشناسان اما از که ممکن است سعی کنید برای ساخت یک دستگاه از خود را دارند. "من در حمایت از این منبع باز—" کوهن گفت: ایجاد وقفه خود را. "آن را گمراه کننده در یک زمان بحرانی برای مردم cowboying دستگاه است." او و دوستش مارسل بوتا بنیانگذار 10xBeta محصول-طراحی و توسعه شرکت در نیویورک می خواستم برای ساخت هواکش کنند و یا برای نظارت بر تولید خود را. برای یک زمان و مهندسین در نیویورک و کمبریج کار می کرد با هم در میان چیزهای دیگر بوتا متقاعد بون کو اورژانس-پزشکی, دکتر, در, Thomas Jefferson بیمارستان در فیلادلفیا به وام M. I. T. مهندسین یکی از بیمارستان هواکش به طوری که آنها می تواند آن را در مقایسه با نمونه های اولیه. اما در نهایت طرح "شکافته" را به عنوان اغلب اتفاق می افتد در منبع باز است.

جدید تیم آزمایشگاه شروع به تماس با آن دستگاه Spiro موج پس از کلمه لاتین به معنی "نفس بکشیم." این دو صد و پانزده قطعات; برای جلوگیری از عرضه زنجیره مشکلات مهندسین منابع به عنوان بسیاری از آنها را به عنوان آنها می تواند از درون دولت و متقاعد تامین کنندگان خود را به باز بماند به عنوان ضروری کسب و کار. زیر طاقی های جدید آزمایشگاه تبدیل نیروی دریایی آشیانه و بعدا در یک مرکز تولید operated by Boyce فن آوری در شهرستان لانگ آیلند یک دوجین مهندسین کار کرده اند روز و شب در دوازده ساعت در شیفت کامل به طراحی و حل چالش های تولید. این گروه دریافت ده میلیون دلار سفارش خرید از New York شهرستان: سه هزار واحد در $3,333 هر. کارشناسان نظارتی آورده بودند به کمک فشار از طریق یک نرم افزار برای یک F. D. A. اضطراری با استفاده از مجوز. این دستگاه هنوز هم در اصل یک جفت از سلاح های رباتیک است که فشار یک کیسه—دارای نرم و صاف کردن فلز پوشش و فیلم های آموزشی. این بویس تسهیلات مونتاژ حدود صد واحد در روز است.

یک داستان مشابه باز شدن در سواحل غرب است. چهار شنبه, آوریل 11th, David Van Buren یک مهندس ارشد در ناسا's آزمایشگاه پیشرانش جت شروع به تعجب اگر تحت شرایط آزمایشگاه مشغول به کار در پروژه های مناسب. او نوشت: یک e-mail به همکاران پیشنهاد که شاید آنها باید در تلاش برای حل یک مشکل است. ایده خود را به سرعت ساخته شده راه خود را به آزمایشگاه مدیریت ارشد. "من انجام ماموریت های فضایی" راجر گیبس معاون مدیر مهندسی و علم مدیریت در J. P. L. به من گفت. "من برای ساختن چیزها و ما آنها را ارسال به سیارات دیگر است." توسط دوشنبه, J. P. L. تا به حال نیز تصمیم به ساخت یک دستگاه تنفس مصنوعی.

در ابتدا مهندسین آغاز شد و در روح آپولو 13. "جرقه این ایده بود هی می توانید با ما در J. P. L. طراحی یک دستگاه تنفس مصنوعی است که با استفاده از قطعات scrounged از یک گاراژ یا از جاروبرقی یا یک انبار خانه?' "گیبز گفت. "این ایده که حدود شش ساعت به طول انجامید." بعدی آنها در نظر گرفته در حال توسعه یک طراحی مرجع و منابع آن را برای انجام آن را به خودتان. دکتر که آمده بود به مشورت دست تکان دادند آنها را توضیح داد که بیمارستان خود را تنها با استفاده از یک دستگاه بود که F. D. A. تایید شده است. "او کاهش یافته و بسیاری از واقعیت بر همه در مورد سطح فنی و مهندسی ما می خواهم که به انجام," میشل, عید پاک, یک مهندس مکاترونیک که معمولا در آثار محرک برای فضاپیما گفت. دکتر توضیح داد که یک دستگاه تنفس مصنوعی بود: او به آنها گفت که اگر یک بیمار آغاز یک اثر استنشاق ونتیلاتور باید توجه کنید که تهویه هوا باید تحویل در درجه حرارت بدن ، که باید آن را سربسته; که در آن است به ارائه غلظت بالایی از اکسیژن است. مهندسین کار از اولین اصول فلفلی او را با سوال در مورد فشارهای حجم و نرخ تغییر دهید. آنها تصمیم گرفتند در یک هدف جدید: ساخت ساده ترین ممکن است آسان به تولید ونتیلاتور ساخته شده به آسانی از عرضه قطعات که قادر به درمان همه اما پیچیده ترین موارد COVID-19 و آن را مورد تایید F. D. A.

این پروژه در گشوده معمولی ناسا مد—جمع "الزامات عملکردی," ساختمان به طور فزاینده ای پیچیده از نمونه های اولیه برگزاری تیم گسترده مهندسی بررسی—به جز بیش از یک دوره از هفته, نه سال است. این تیم تا به حال برای تنظیم به این واقعیت است که طراحی آن می توان به تولید در حجم. "ما در حال استفاده می شود به داشتن یکی از این چیزی نیست و هزاران چیز" عید پاک گفت. این پروژه در حال جذب بیش از صد شرکت کنندگان در بسیاری از آنها تا به حال هرگز قبل از همکاری. تقریبا چهل روز راست آنها کار کرده و از sunup به غروب آفتاب—وحشیانه روز که یک امداد رسانی به در راه خود را از ملالت از مستند. J. P. L. کوه پردیس در پاسادنا بود که عمدتا خالی; در معافیت در جداول پیک نیک خارج از آزمایشگاه مهندسین تماشا خانواده گوزن چراندن در میان گلهای وحشی.

J. P. L. کار دو طرح موازی است. یکی بیشتر قابل حمل و با استفاده از یک کمپرسور هوا; آن را در مراحل نهایی تست. دیگر مانند Vermontilator می پذیرد هوا از یک پریز. حیاتیبه عنوان دستگاه شناخته شده است در عمل در یک منحصر به فرد "حجم هدفمند فشار محدود و زمان محدود" حالت اختراع J. P. L. یک پزشک می تواند مجموعه ای جزر و مدی حجم الهام-انقضا نسبت جوانه زدنو تنفس در هر دقیقه است. اگر چه آن را ندارد یک شرکت₂ سنسور و یا یک صفحه نمایش لمسی آن را تکرار بسیاری از ویژگی های پیچیده تر, قابل تنظیم, هواکش; یک تیم از هنرمندان و تصویرگران کمک طراحی آن لنگر. انتظار می رود که این هزینه بین یک تا دو هزار دلار و در حدود سه صد قطعات شده اند دقت انتخاب شده برای جلوگیری از انحراف مسیر از منابع پزشکی درجه یک از تولید کنندگان. حیاتی مورد آزمایش قرار گرفت در دانشکده پزشکی Icahn در مونت سینای در نیویورک بر روی یک متخصص ریه simulator و دریافت اضطراری با استفاده از مجوز از F. D. A.; J. P. L. آغاز کرده است به دنبال تولید کنندگان.

در نرم افزار "قابلیت خزش" روند که در ابتدا یک برنامه ساده از طریق اتحاد از پیشرفت های عظیم الجثه می شود آهسته و سخت استفاده کنید. Microsoft Word می تواند مدت زمان طولانی برای بارگذاری در سال 2020 حتی اگر امروز کامپیوتر فوق العاده قدرتمند است. برنامه هسته توابع تغییر نکرده از سال 1983 اما وجود دارد بسیاری از امکانات جدید و بسیاری از ویژگی های اضافه کردن پیچیدگی فراتر از خود. اگر شما می خواهید برنامه های خود را به هر دو یک ویرایشگر معادلات و پیگیری تغییرات سپس شما باید آن را یاد می دهد برای پیگیری تغییرات در معادلات. حتی تابع خنثیسازی یک مجتمع subprogram شایسته از چند وقت مهندسین: باید آن را قادر به خنثیسازی نه فقط غلط املایی اما جدول reformattings تصویر resizings و نظرات اضافه شده اند که در طول یک جلسه نقد و بررسی.

یکی نمی خواهم به متهم یک دستگاه تنفس مصنوعی از ویژگی خزش از هر یک از ویژگی های جدید است که پتانسیل صرفه جویی در زندگی می کند. اما یک ونتیلاتور و پیچیدگی نیز گسترش می یابد nonlinearly به عنوان تعدادی از قطعات و سنسورها و عملکرد رشد می کند. مشکل این است که به خصوص به دلیل حاد دستگاه های پزشکی باید از یک مجموعه ای از موانع نظارتی. به عنوان دستگاه های رشد قادر به بیشتر و بیشتر پیچیده و گران قیمت آنها نیاز به دقت بیشتری قوانین و مقررات. این پویا که قابل قبول است در طول زمان صلح ممکن است به نظر می رسد معکوس در زمان جنگ. و در عین حال این دستگاه هنوز هم باید کار حفظ بیماران گاهی اوقات برای هفته بدون اشکالات و یا شکست.

این Vermontilator است که به عنوان ساده به عنوان یک تصور می باشد: نمونه اول بود و هفت بخش است. حتی بسیاری از این تیم زمان صرف شده است با اضافه کردن دریچه تنظیم کننده فشار و آلارم—ایمنی ویژگی های مورد نیاز برای یک F. D. A. اضطراری با استفاده از مجوز. M. I. T. رویداد و Spiro موج پیچیده تر هستند. هیچ کس کار بر روی این مشکل حسد هر کس دیگری را انتخاب نقطه در امتداد پیچیدگی منحنی. "که ممکن است O. K. بسیار کوتاه مدت عکاسی و اندازه گیری" Bates گفت: از کیسه های مبتنی بر مدل است. "اما شما نمی تواند به طور کلی کسی که با بد COVID ریه آسیب در یکی از کسانی که همه چیز برای ساعت یا چند روز به دلیل شما را نابود ریه ها." در M. I. T. مهندسین هنگامی که شنیدن برخی از این بیشتر ناشی کیسه-پروژه های مبتنی بر لرزش سر خود را. برخی تنفسی کارشناسان اصرار بر ارزش بالا ردیف هواکش; یک پزشک ممکن است پیدا کردن CO₂ سنسور ضروری و یا استدلال می کنند که او را دیده بيماران تنفس را بهبود بخشد زمانی که آنها در حال نقل مکان از انبار هواکش به آنهایی که جدیدتر است. "ما شده ایم خوشحال در آنچه مردم شده اند اختراع به عنوان راه حل" شارون Einav های I. C. U. متخصص در بیت المقدس گفت. "مثل کسی که شما با دادن یک فیات پونتو در زمانی که شما به طور معمول درایو فراری. اما ما نشده است در یک وضعیت که در آن ما تا به حال به تریاژ بیماران است."

زمانی که Spiro موج اول تصور در اوایل ماه مارس وجود دارد کمتر از یک هزار و تایید coronavirus موارد در نیویورک است. توسط هفته چهارم از ماه مارس وجود دارد بیست و شش هزار نفر است. هواکش شد که در پی از منابع بی حد و حصر: چینی خیر فرماندار اورگان است. با توجه به بارنیویورک دولت اعطا هشتاد و نه میلیون دلار قرارداد برای Yaron Oren-سنبه یک دره سیلیکون مهندس با ظاهری هیچ یک تخصص که ادعا کرد که او می تواند تامین ماشین آلات; هیچ یک تحویل داده شد. (دولت به نمایندگان گفت که آنها اقدام به مشاوره از دولت فدرال است.) برای تضمین عرضه کافی از هواکش برخی از بیمارستان ها شروع تجربی ارتقاء یا اصلاح برخی از دیگر دستگاه تنفس است که آنها در دست داشتند. در اوایل ماه آوریل کوهن میزبانی برخی از I. C. U. پزشکان در بویس فن آوری که در آن Spiro موج بود که تولید شده. "این بچه ها بودند به ضرب و شتم گه" کوهن گفت. "آنها در دستگاه های. . . . آنها فقط مانند " ما نیاز به این بچه ها.' آنها فقط نگاه ما همه در چشم است. "هنگامی که ما می توانید آن را?' "کوهن تیم گفت که این فن را می توان در چهار یا پنج روز; در ضمن مهندسین را به طراحی خود را.

زمان Spiro موج آماده بود برای تولید این موارد در نیویورک آغاز شده بود به کاهش است. این سناریو کابوس—پزشکان triaging بیماران ارائه هواکش برای برخی از اما نه دیگران—هرگز به تصویب رسید; از سوی دیگر بسیاری از مردم در خارج از بیمارستان در خانه و یا در خانه های سالمندان بدون همیشه که قرار دادن بر روی یک دستگاه تنفس مصنوعی. مقامات هنوز در حال تلاش برای بدست آوردن تعداد دقیق تلفات ناشی از COVID-19. مسلما زمانی که چنین غیر مرگ و میر بیمارستان شامل تعداد پرش خواهد شد به طور قابل توجهی.

یک تفاوت وجود دارد بین برگزاری و داشتن کافی است. اوجی زبان ما به تصویب رسید در اولین مرحله از این بیماری همه گیر—امواج موج قله—ممکن است گمراه کننده باشد. اضطراری همچنان ادامه دارد. به عنوان قفل شده است-پایین شهرستانها باز کردن این ویروس به احتمال زیاد آلوده و با افراد جدید بسیاری از زندگی در مکان های بدون بهداشت و درمان-مراقبت از منابع از شهرهای بزرگ مانند نیویورک و سیاتل. "وقتی که من شنیدن نیویورک صحبت کردن در مورد این واقعیت است که آنها پشت کوه من می دانم که آنها شده اند از طریق جهنم" مایکل Osterholm مدیر مرکز تحقیقات بیماری های عفونی و سیاست در دانشگاه مینه سوتا گفت: در ماه گذشته. "اما آنها باید درک کنند که نه کوه. است که در کوهپایه. آنها کوه به رفتن نشده است. ما باید تعداد زیادی از مردم برای دریافت آلوده قبل از این است." G. M. و فورد هنوز هم با هدف کمک به استراتژیک ملی ذخایر یک سدی در برابر دوم امواج در شهرهای بزرگ و افزایش روستایی موارد است. Spiro موج عطف توجه خود را به توزیع جهانی; کوهن و تیم او صحبت شده است پیشرو با مراقبت های بهداشتی حرفه ای در اتیوپی. "کسانی که در نیمکره جنوبی تنها فقط شروع به آن را احساس کنید," او گفت:.

در ورمونت بیمارستان اجتناب تبدیل شدن به ضعف و منحنی های پهن است. اما بیتس و تیم خود را که پیش بینی دریافت F. D. A. تصویب به زودی در حال مذاکره با دولت برای سفارش خرید. این تیم به فکر یک "علامت گذاری به عنوان II" Vermontilator که هنوز تحویل A. P. R. V. اما با بیشتر تنظیمات قابل برنامه ریزی. بیتس به تازگی دریافت ایمیل از کسی که با این نسخهها کار با بانک جهانی در جمهوری آفریقای مرکزی—کشور بیش از پنج میلیون نفر تنها با سه هواکش. "که باز می شود تا یک کل جدید بالقوه برای ما," او گفت:. (در علاوه بر این به هواکش البته کشور نیاز پزشکان با آموزش به آنها عمل می کنند.) هر نتیجه او ادامه داد Vermontilator پروژه را فعال کرده و او را "به کار با مردم در یک سطح از شدت که هرگز ممکن است بدون این بحران است. و بنابراین شما در پیدا کردن فقط به آنچه امکان پذیر است."

ماموریت راه اندازی مقصد نامشخص است. هیچ کس نمی تواند با اطمینان بگوید که در آن یا زمانی که هواکش مورد نیاز خواهد بود; هیچ کس می داند که طراحی بهتر است یا بیشتر مقرون به صرفه و یا قابل اعتماد است. محققان هنوز در تلاش برای کشف کردن چگونه به آن را حذف می کند آن آسیب برساند. "اگر شما را درک نمی کنند بیماری" Einav گفت: "حتی پیچیده ترین دستگاه تنفس مصنوعی است که به کار نمی رود." پزشکان درمان COVID-19 در حال بررسی راه هایی برای جلوگیری از گزاری تراشه بیماران برای تا زمانی که ممکن است با استفاده از تجهیزات مختلف و تکنیک های برای حمایت از عدم ریه ها. ماه مارس—زمانی که به صورت رسمی شمارش شروع به بالا رفتن سرسام آور در نیویورک و زمانی که یک پروژه در دانشگاه ورمونت M. I. T. جدید, آزمایشگاه, فورد, G. M. و ناسا آغاز شد—در حال حاضر به نظر می رسد مانند گذشته های دور. اما به سرعت ساختمان را پیش از یک تیره آینده ممکن است آنچه که ما نیاز به انجام در یک بیماری همه گیر. جمعه, مارس 13—همان روز بیتس کردم متن پیام در مورد A. P. R. V.—Michael Ryan مدیر اجرایی بهداشت و درمان اضطراری در سازمان بهداشت جهانی توصیف مهم ترین درس او یاد گرفته بودم در حالی که مبارزه با شیوع بیماری ابولا است. "سریع باشد. هیچ تاسف," او گفت:. "اگر شما نیاز به حق قبل از اینکه شما حرکت می کند شما هرگز برنده خواهد شد." ♦

نسخه قبلی این مقاله misstated مواد مورد استفاده برای ایجاد پوشش از Spiro موج.

راهنمای Coronavirus

• بیست و چهار ساعت در مرکز همه گیر: نزدیک به پنجاه *نیویورکر* نویسندگان و عکاسان دامن زد به سند زندگی در شهر نیویورک در آوریل 15.
• سیاتل رهبران اجازه دانشمندان را با سرب در پاسخ به کوروناویروس. نیویورک رهبران نیست.
• می تواند به بازماندگان کمک به درمان این بیماری و نجات اقتصاد ؟
• چه coronavirus نشان داده است در مورد آمریکا پزشکی است.
• می تواند ما را در ردیابی گسترش *COVID*{: .کوچک}-19 و محافظت از حریم خصوصی در همان زمان ؟
• Coronavirus است به احتمال زیاد به گسترش بیش از یک سال قبل از واکسن است که به طور گسترده ای در دسترس است.
• چگونه برای عمل اجتماعی فاصله از پاسخ به یک بیمار همخانه به جوانب مثبت و منفی از سفارش غذا.
• طولانی جنگهای صلیبی از Dr. Anthony Fauci عفونی-بیماری کارشناس دوخته بین دونالد مغلوب ساختن پیشی جستن و مردم آمریکا است.
• آنچه به عنوان خوانده شده, تماشای طبخ و گوش دادن به تحت قرنطینه.