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全球「呼吸器荒」有解?英國工程師逆向思考開發現代版「鐵肺」

文 / 科技新報    
2020-04-09
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全球「呼吸器荒」有解?英國工程師逆向思考開發現代版「鐵肺」
圖/現代版鐵肺的「exovent」原型。取自@wmgwarwick twitter
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在全球疫情蔓延的現今,許多國家都面臨防疫物資嚴重短缺的問題,其中又以呼吸器的短缺最為致命,為了確保能有足夠器材協助重症患者呼吸,英國科學家團隊提出一個新想法:如果呼吸器不足,是不是有其他器材能派上用場?

呼吸器是一種間歇正壓通氣(IPPV)機器,簡單來說,設備會協助將空氣或氧氣直接泵入肺部,通過正壓來幫助患者呼吸,這與負壓器材的基本原理是相反的。

儘管呼吸器能很好的協助無法自主呼吸的患者呼吸,但呼吸器相當複雜且昂貴,也需要受過訓練的人員監控才能使用,由於需要對患者插管、鎮靜,有時甚至麻醉才能使用,呼吸器對健康的人來說也是具有風險的。

為了尋找更為簡單、廉價的呼吸器替代品,英國工程師團隊將目光焦點轉向了更為傳統的負壓呼吸器(NPV),或者更廣為人知的名稱:鐵肺。

傳統負壓呼吸器(NPV),俗稱鐵肺。取自wikipedia圖/傳統負壓呼吸器(NPV),俗稱鐵肺。取自wikipedia

鐵肺最早是在17世紀所提出,是用負壓來協助喪失自主呼吸能力患者呼吸的醫療設備,從外觀來看很像一台日曬機,但在使用上完全不同,使用者的頭部會透過特殊的項圈伸出,僅保留身體在筒內。

在金屬筒的嚴密封閉設計之下,連接的泵可以透過抽出、吸入空氣改變筒內氣壓,使病人的胸腔產生相應膨脹或壓縮,進而達到被動性的呼吸活動。

在20世紀初小兒麻痺流行期間,鐵肺在醫院及住家中都很常見,但隨著後續疫苗及更先進的設備研發,鐵肺逐漸消失在世人的眼前,但在這次的新冠肺炎風暴中,改良版的鐵肺或許會派上新的用場。

華威大學、馬歇爾航空航太和國防集團、帝國學院NHS信託、皇家國家耳鼻喉醫院和公民科學家、醫生及學者組成的團隊已經打造出現代版鐵肺的「exovent」原型,將在英國的兩家重症監護診所進行測試。

與傳統鐵肺相比,exovent 的外觀明顯更為簡潔輕便。取自@wmgwarwick twitter圖/與傳統鐵肺相比,exovent 的外觀明顯更為簡潔輕便。取自@wmgwarwick twitter

與呼吸器不同,exovent不需要插管,在設計和操作上更加簡單。根據負責設計的團隊說法,患者在使用時可以保持清醒、吃藥、飲食甚至是與親人通電話交談。

除此之外,exovent 還可以在一般病房中使用,因此可為更嚴重的病例騰出ICU病床。設備只封閉胸腔,也不使用壓縮空氣或氧氣,只有幾個活動零件,這些零件隨時都可以取得。

exovent 的設計也可以依據個別患者進行調整。根據估計,一旦獲得批准,每週可在英國製造5000個 exovents。

華威製造集團(WGW)執行主席Margot James表示,工程師和研究人員正在與exovent團隊合作進行呼吸器的設計、工程、零件採購和組裝,很高興能與團隊合作,協助將非侵入式的呼吸器從原型擴展到批量生產。

本文轉載自2020.4.8「科技新報」,僅反映作者意見,不代表本社立場。

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