挑戰
設計符合法規要求的呼吸機
易于使用低成本組件制造
使用易于采購的通用零件
解決方案
OMEGATXDIN 1620 DIN鐵路變送器
結果
強大的ICU就緒呼吸機設計
不需要專家或醫療供應鏈組件
低成本，快速且易于制造和維護
挑戰
一帶一路大流行已引起全球對呼吸機的需求-還需要約880,000。現有的呼吸機制造商正努力生產足夠的呼吸機以滿足需求，這主要是由于供應鏈中斷以及專用組件庫存的減少。
為了彌補這一空白，英國（英國）藥品和保健產品監管局衛生與社會保健部（MHRA）發布了用于開發“非常低可接受”，快速制造的呼吸機系統的規范。
倫敦帝國理工學院的一支多學科專家團隊接受了挑戰，其中包括生物工程學系的RAEng研究研究員Joseph Sherwood博士，以及他的聯合技術牽頭的生物工程學系Michael Madekurozwa博士， Bagrit醫療設備設計主席James Moore教授，皇家布蘭普頓醫院名譽研究員和高級麻醉注冊主任Jakob Mathiszig-Lee博士。
但是，他們不僅要設計一臺可行的呼吸機，還需要做更多的事情–他們想要構建一種解決呼吸機短缺的根本性基礎問題的設備。
Sherwood博士說：“首先開始呼吸機挑戰的主要原因是，大型呼吸機制造商沒有足夠的零件。” “大多數現有設計都涉及復雜的比例控制閥和流量傳感器，而庫存卻不足。”
Sherwood博士指出，大多數呼吸機的設計均與單個供應商的比例控制閥配合使用。他說：“這才是關鍵，您無法獲得大量的此類閥門。” “我們的目的是提供與ICU呼吸機相同的功能，但要找到不會耗盡呼吸機供應鏈的替代組件。”
該團隊還制定了一個通風機的宏偉目標，該通風機價格低廉，可以在危機后長期使用，并且可以在世界各地快速便捷地制造。如果他們能夠實現這些目標，他們將能夠幫助預算和資源有限的國家更多地使用急需的呼吸機。
解決方案
呼吸機Sherwood博士及其團隊設計的被稱為JAMVENT，僅使用標準產品-沒有定制設計的產品。這些產品中的許多產品，例如OMEGA PXM 319系列工業壓力傳感器和OMEGA TXDIN 1620 DIN鐵路變送器，都是Sherwood博士在其實驗室周圍并用于其他研究項目的組件。
舍伍德博士說：“我們沒有時間下訂單和等待交貨，所以我們只是玩弄了現有的東西。”他指出，他們在三天內就將一個工作原型放在一起。
呼吸機設計中的關鍵組件是閥門，這些閥門是由許多不同制造商提供的簡單的開關電磁閥，而不是其他呼吸機設計中使用的復雜比例閥。其中兩個閥控制著兩升容器中空氣和氧氣的混合，同時壓力由PXM 319系列壓力傳感器監控。然后，吸氣閥打開以向患者輸送呼吸，第二個PXM319監測下游壓力。
Sherwood博士說：“根據流體動力學原理，整個閥門的壓降是非常可預測的，因此我們可以非常精確地計算出從儲液罐到患者的流量。” “這避免了購買流量計的需求，后者也供不應求。”
用氧氣傳感器監測呼吸的氧氣濃度，并使用Omega TXDIN 1620干凈地放大信號。呼氣閥的流動阻力小，可以快速呼氣，這在肺阻力高的情況下非常重要，例如在一帶一路患者中。
呼吸機系統旨在為每次呼吸提供臨床醫生選擇的容量，同時將肺部壓力降至非常低。它在壓力調節體積控制（PRVC）模式下運行，并具有其他模式，可以支持吸氣時的自發呼吸和PEEP的維持。
此外，該設計未使用袋式閥面罩，后者是大多數緊急呼吸機的基礎，但研究小組認為這可能難以采購且可能缺乏使用壽命。取而代之的是，他們改用兩升的瓶子，這給了他們足夠的可壓縮氣體量，以實現所需的功能。
設計的靈活性意味著它可以在醫院供氣管線上運行，也可以在氧氣濃縮器產生的較低壓力下運行。這是一項重要功能，可滿足使資源有限的世界上的部分地區更容易使用呼吸機的目標，這通常包括缺少天然氣供應基礎設施。
結果
大多數醫療設備需要五年的時間才能投放市場，成本在3000萬美元至1億美元之間。但是，JAMVENT的工作原型僅用$ 55,000的微不足道的預算開發，再加上參與該項目的許多人自愿提供的寶貴時間。并且，在一個月內，該團隊演示了MHRA RMVS方案所需的性能。正在與多個工業合作伙伴一起計劃大規模生產該設備。
JAMVENT的設計不僅在負擔能力和靈活性方面取得突破，而且還滿足了團隊的所有非常初目標，包括：
堅固的設計適合長期使用
滿足ICU呼吸機所需的所有功能
易于制造且成本低廉（估計零件成本為1,900美元/ 1,500英鎊）
不需要任何專家或醫療供應鏈組件
零件是標準零件，可從多家制造商處獲得
簡單的電子設備，易于制造和維護
開放的模塊化設計為本地制造提供了更大的靈活性
“從某種意義上講，這是解決問題的一種創新方式，因為我們不僅要創建應急呼吸機，而且我們還希望設計不會給現有制造商或供應鏈造成壓力的產品。 ”，Sherwood博士說。
JAMVENT不僅僅是創新，還被福布斯描述為“節儉的工程奇跡”和“醫療設備市場中潛在改變游戲規則的商業模式創新”，“通過展示一種卓越的方法，有可能破壞市場。 ”
