英伟达首席科学家设计了一种廉价的呼吸机来帮助对抗

科技 2020-05-18 14:37:42

渲染图显示了Dally的呼吸机的样子。

COVID-19患者的呼吸机供应短缺,但英伟达首席科学家认为他找到了解决方案。

这家图形芯片制造商的研发部门负责人比尔•达利(Bill Dally)上周五公布了一款廉价、简单、易于组装的呼吸机的开源设计方案。这台机器与其他一些紧急呼吸机的不同之处在于,它可以调节空气压力、流量和音量,让医生更密切地调节和监控输入患者肺部的氧气。

Dally在一次采访中说:“许多人建议建造紧急呼吸机,其中一些实际上并不调节压力。”他们“可能会伤害某人”。

Dally的机器使用现成的零件,价格约为400美元。关键部件是一个比例电磁阀和一个微控制器,以调节通过阀门到病人的气体流量。Dally说,在大流行期间,很难找到这些阀门,阀门和传感器都需要大约六周才能到达。他说,为了解决短缺,零件可以3D打印,机器的主要部件可以在大约五分钟内组装完成。

Nvidia的一篇博文称,这款机器还配有传感器,可以“测量空气流量,补偿阀门的误差,控制最大压力,使病人自主呼吸,监测警报情况,以及其他功能”。

Dally说,他们的目标是将价格降至400美元以下,远低于普通呼吸机2万美元的价格。

“我们的目标是将价格降到100美元,”Dally说,他从2009年开始领导Nvidia的研究团队。他拥有120多项专利,曾在加州理工学院(California Institute of Technology)、麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)和斯坦福大学(Stanford University)授课和开展研究,并担任该校计算机科学系系主任。

一种疾病城市和整个国家已经实施封锁,关闭商店,取消活动,并迫使市民留在家里帮助遏制病毒的传播。数千万人因此失去了工作,医院面临着基本防护设备严重短缺的问题。呼吸机短缺一直是抗击COVID-19的医院特别关注的问题。

在严重的COVID-19感染中,患者的肺受到严重损害,无法自主呼吸。为了解决这个问题,医生们将一根管子从气管中穿出,连接到一个类似带触须的站立式办公桌的仪器上。这台机器充满了旋钮、开关、按钮和数字屏幕,可以控制呼吸。它将氧气与空气混合,使气体升温并进入肺部。一些新冠肺炎患者已经用了一个多月的呼吸机,因为他们的身体试图对抗病毒。

据估计,在所有COVID-19患者中,有5%的患者在治疗过程中需要呼吸机。但是没有足够的呼吸机来帮助所有的病人。新机器价格昂贵,制造时间长。由于病人在呼吸机上停留的时间太长,一些国家,比如意大利,不得不做出艰难的决定,决定谁能真正使用呼吸机,也就是决定谁能活下来或死亡。

戴利几周前开始研究他的呼吸机,并利用他在主要研究型大学和医院的人脉。他最终决定制造一台带有电磁阀的机器,电磁阀使用电磁铁来挤压阀门的开启和关闭。达利还在自家酒窖的冷却系统中使用了一个微型控制器——一种廉价的基础电脑。

Nvidia的首席科学家Bill Dally已经为COVID-19患者发明了一种廉价而简单的呼吸机。

达利的机器装在一个硬面公文包里,大约有一封美国信件那么宽、那么长。

“它相当便于携带,”达利说。“希望它不需要被使用……但我可以看到,如果普通医院的呼吸机用完了,可以用它……或者在世界上其他没有我们拥有的资源的地区。”

起初,戴利在家里测试他的机器,后来转向加州帕洛阿尔托的VA健康系统,在一个复杂的肺部模拟器上进行测试。

“在治疗病人时,它以预期和需要的方式起作用,”Dally说。

唯一的问题是,目前还不清楚这些机器将如何或何时大量生产。他们的希望是,通过开放机器技术的资源,设计可以很容易地满足其他人的需求。

Dally的机器还没有获得监管部门的批准。他正在寻求美国食品和药物管理局的紧急许可,这一地位已经被授予其他呼吸机设计者,包括NASA。

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