挑战
设计符合法规要求的呼吸机
易于使用低成本组件制造
使用易于采购的通用零件
解决方案
OMEGATXDIN 1620 DIN铁路变送器
结果
强大的ICU就绪呼吸机设计
不需要专家或医疗供应链组件
低成本，快速且易于制造和维护
挑战
一带一路大流行已引起全球对呼吸机的需求-还需要约880,000。现有的呼吸机制造商正努力生产足够的呼吸机以满足需求，这主要是由于供应链中断以及专用组件库存的减少。
为了弥补这一空白，英国（英国）药品和保健产品监管局卫生与社会保健部（MHRA）发布了用于开发“非常低可接受”，快速制造的呼吸机系统的规范。
伦敦帝国理工学院的一支多学科专家团队接受了挑战，其中包括生物工程学系的RAEng研究研究员Joseph Sherwood博士，以及他的联合技术牵头的生物工程学系Michael Madekurozwa博士， Bagrit医疗设备设计主席James Moore教授，皇家布兰普顿医院名誉研究员和高级麻醉注册主任Jakob Mathiszig-Lee博士。
但是，他们不仅要设计一台可行的呼吸机，还需要做更多的事情–他们想要构建一种解决呼吸机短缺的根本性基础问题的设备。
Sherwood博士说：“首先开始呼吸机挑战的主要原因是，大型呼吸机制造商没有足够的零件。” “大多数现有设计都涉及复杂的比例控制阀和流量传感器，而库存却不足。”
Sherwood博士指出，大多数呼吸机的设计均与单个供应商的比例控制阀配合使用。他说：“这才是关键，您无法获得大量的此类阀门。” “我们的目的是提供与ICU呼吸机相同的功能，但要找到不会耗尽呼吸机供应链的替代组件。”
该团队还制定了一个通风机的宏伟目标，该通风机价格低廉，可以在危机后长期使用，并且可以在世界各地快速便捷地制造。如果他们能够实现这些目标，他们将能够帮助预算和资源有限的国家更多地使用急需的呼吸机。
解决方案
呼吸机Sherwood博士及其团队设计的被称为JAMVENT，仅使用标准产品-没有定制设计的产品。这些产品中的许多产品，例如OMEGA PXM 319系列工业压力传感器和OMEGA TXDIN 1620 DIN铁路变送器，都是Sherwood博士在其实验室周围并用于其他研究项目的组件。
舍伍德博士说：“我们没有时间下订单和等待交货，所以我们只是玩弄了现有的东西。”他指出，他们在三天内就将一个工作原型放在一起。
呼吸机设计中的关键组件是阀门，这些阀门是由许多不同制造商提供的简单的开关电磁阀，而不是其他呼吸机设计中使用的复杂比例阀。其中两个阀控制着两升容器中空气和氧气的混合，同时压力由PXM 319系列压力传感器监控。然后，吸气阀打开以向患者输送呼吸，第二个PXM319监测下游压力。
Sherwood博士说：“根据流体动力学原理，整个阀门的压降是非常可预测的，因此我们可以非常精确地计算出从储液罐到患者的流量。” “这避免了购买流量计的需求，后者也供不应求。”
用氧气传感器监测呼吸的氧气浓度，并使用Omega TXDIN 1620干净地放大信号。呼气阀的流动阻力小，可以快速呼气，这在肺阻力高的情况下非常重要，例如在一带一路患者中。
呼吸机系统旨在为每次呼吸提供临床医生选择的容量，同时将肺部压力降至非常低。它在压力调节体积控制（PRVC）模式下运行，并具有其他模式，可以支持吸气时的自发呼吸和PEEP的维持。
此外，该设计未使用袋式阀面罩，后者是大多数紧急呼吸机的基础，但研究小组认为这可能难以采购且可能缺乏使用寿命。取而代之的是，他们改用两升的瓶子，这给了他们足够的可压缩气体量，以实现所需的功能。
设计的灵活性意味着它可以在医院供气管线上运行，也可以在氧气浓缩器产生的较低压力下运行。这是一项重要功能，可满足使资源有限的世界上的部分地区更容易使用呼吸机的目标，这通常包括缺少天然气供应基础设施。
结果
大多数医疗设备需要五年的时间才能投放市场，成本在3000万美元至1亿美元之间。但是，JAMVENT的工作原型仅用$ 55,000的微不足道的预算开发，再加上参与该项目的许多人自愿提供的宝贵时间。并且，在一个月内，该团队演示了MHRA RMVS方案所需的性能。正在与多个工业合作伙伴一起计划大规模生产该设备。
JAMVENT的设计不仅在负担能力和灵活性方面取得突破，而且还满足了团队的所有非常初目标，包括：
坚固的设计适合长期使用
满足ICU呼吸机所需的所有功能
易于制造且成本低廉（估计零件成本为1,900美元/ 1,500英镑）
不需要任何专家或医疗供应链组件
零件是标准零件，可从多家制造商处获得
简单的电子设备，易于制造和维护
开放的模块化设计为本地制造提供了更大的灵活性
“从某种意义上讲，这是解决问题的一种创新方式，因为我们不仅要创建应急呼吸机，而且我们还希望设计不会给现有制造商或供应链造成压力的产品。 ”，Sherwood博士说。
JAMVENT不仅仅是创新，还被福布斯描述为“节俭的工程奇迹”和“医疗设备市场中潜在改变游戏规则的商业模式创新”，“通过展示一种卓越的方法，有可能破坏市场。 ”
