救命呼吸機(jī)與時(shí)間賽跑

李垚

疫情下的紐約制造

3月初，一位意大利朋友在一封電子郵件中給美國(guó)10XBeta公司傳遞出一條消息，稱這致命的新冠病毒在他的國(guó)家傳播的速度之快令人感到震驚。他告訴10XBeta公司的斯科特·科恩和馬塞爾·博塔，呼吸機(jī)短缺是意大利的一個(gè)嚴(yán)重問題，并警告說不久也將在美國(guó)出現(xiàn)，敦促他們將技能運(yùn)用到呼吸機(jī)的生產(chǎn)中。

工程師對(duì)簡(jiǎn)化呼吸機(jī)進(jìn)行測(cè)試

“起初我們很不屑一顧，”聯(lián)合創(chuàng)始人科恩以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)公司首席執(zhí)行官博塔都對(duì)此表示懷疑，他們的10XBeta公司制造帶有成千上萬個(gè)零件的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)機(jī)，然而要改裝成呼吸機(jī)，需要復(fù)雜的全球供應(yīng)鏈，是很難快速、經(jīng)濟(jì)制造的設(shè)備。

在出現(xiàn)普遍短缺的警告之后，紐約市對(duì)呼吸機(jī)的工作尤為重視。3月中旬，市長(zhǎng)比爾·德·白思豪與高級(jí)職員舉行了電話會(huì)議，明確表示紐約沒有呼吸機(jī)生產(chǎn)商，要員工花點(diǎn)時(shí)間解決這個(gè)問題。

待命的紐約市經(jīng)濟(jì)發(fā)展主管帕切特找到科恩和他的技術(shù)中心，該實(shí)驗(yàn)室位于布魯克林海軍院?？贫飨蚺燎刑亟榻B了他正在組建的通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，聽起來很有希望。快速的工程還依賴于另外一個(gè)項(xiàng)目組：十年前麻省理工學(xué)院的一個(gè)教室項(xiàng)目，自新冠肺炎病毒暴發(fā)以來，麻省理工學(xué)院的教授和學(xué)生與外部團(tuán)體合作致力于呼吸機(jī)的升級(jí)設(shè)計(jì)。

于是市政府擔(dān)負(fù)著冒險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)投資者的角色，首先投入了100000美元的研究資助，然后又簽訂了近1000萬美元的協(xié)議，以購買3000臺(tái)簡(jiǎn)化呼吸機(jī)。

3月25日，對(duì)麻省理工學(xué)院的設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步開發(fā)之后，該市公立醫(yī)院和兩家私立醫(yī)院的重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)師看到了該機(jī)器的最新版本。帕切特致電了該市負(fù)責(zé)醫(yī)療和醫(yī)院的米切爾·卡茲博士，該公司經(jīng)營(yíng)著該市的公立醫(yī)院，之后與麻省理工學(xué)院著名機(jī)械工程師亞歷克斯·斯洛庫姆取得聯(lián)系之后，該項(xiàng)目得以進(jìn)一步推進(jìn)。

支持該項(xiàng)目的紐約市經(jīng)濟(jì)發(fā)展公司首席執(zhí)行官詹姆斯·帕切特表示：“從根本上說，這些新興公司在短時(shí)間內(nèi)取得了令人難以置信的進(jìn)步?！?h3>3000美元的呼吸機(jī)

斯洛庫姆負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)，教授和機(jī)器人學(xué)專家丹妮拉負(fù)責(zé)軟件開發(fā)，他們致力于該設(shè)備必須能夠以使正常肺復(fù)蘇的力量將空氣推入嚴(yán)重受損的肺部。斯洛庫姆回憶說：“雖然是簡(jiǎn)化呼吸機(jī)，但也必須是一臺(tái)制造嚴(yán)苛的機(jī)器?！?p>

技術(shù)人員組裝呼吸機(jī)的頂部底盤

麻省理工學(xué)院的畢業(yè)生，該項(xiàng)目的醫(yī)學(xué)顧問，韋斯特切斯特醫(yī)學(xué)中心的麻醉學(xué)家艾伯特博士和麻省理工學(xué)院的校友博塔以及來自紐約的其他人多次前往波士頓進(jìn)行聯(lián)合工作和測(cè)試，麻省理工學(xué)院學(xué)者的主要目標(biāo)是開發(fā)設(shè)計(jì)并在網(wǎng)站上共享信息。

紐約政府投資的小組任務(wù)是迅速制造低成本呼吸機(jī)，工作的樞紐是位于皇后區(qū)長(zhǎng)島市的一家香水廠，進(jìn)入房間的每個(gè)人的體溫都被記錄下來，以防感染。這個(gè)占地100000平方英尺的工廠將工程和生產(chǎn)與機(jī)器人，無塵室以及電路和軟件設(shè)計(jì)部門結(jié)合在一起。

工程和醫(yī)學(xué)專家并肩工作了三個(gè)星期，進(jìn)行了升級(jí)和改進(jìn)后，工程師前往皇后區(qū)以幫助進(jìn)行最新的軟件調(diào)整。生產(chǎn)數(shù)千臺(tái)機(jī)器意味著有時(shí)需要關(guān)鍵元器件的供應(yīng)，這些部件之一是氣壓傳感器，以確保患者的肺部不會(huì)過度充氣，這可能會(huì)造成傷害?？贫髦阑裟犴f爾是該傳感器的領(lǐng)先生產(chǎn)商，因此他利用自己的個(gè)人關(guān)系來確保其批量生產(chǎn)。

科恩致電紐約市合伙企業(yè)首席執(zhí)行官凱瑟琳·懷爾德，該公司是紐約市高管人員的一個(gè)業(yè)務(wù)集團(tuán)?？偛课挥诩~約的愛迪生公司的前首席執(zhí)行官凱文·伯克是霍尼韋爾的董事會(huì)成員。進(jìn)行了介紹，并在向霍尼韋爾（美國(guó)）和亞洲的高管打了一系列電話之后，確保了傳感器的供應(yīng)。

4月上旬，這臺(tái)名為“橋式”呼吸機(jī)或自動(dòng)復(fù)蘇器的機(jī)器被生產(chǎn)出來，售價(jià)相當(dāng)便宜，僅為3300美元，它們主要用于幫助病情較輕的患者呼吸。如果患者病了，肺功能受到該疾病的影響更大，則仍需要使用標(biāo)準(zhǔn)呼吸機(jī)，這些呼吸機(jī)的價(jià)格通常超過30000美元。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)該設(shè)備將在緊急情況下通過緊急使用授權(quán)在醫(yī)院的患者身上使用。該項(xiàng)目最初針對(duì)的是紐約市的權(quán)宜之計(jì)，可以應(yīng)對(duì)迫在眉睫，危及生命的病患。

像Spiro Wave這樣的機(jī)器應(yīng)該是治療庫中的一種有價(jià)值的工具，隨著病毒流行的蔓延，它可以擴(kuò)大該國(guó)其他地區(qū)的呼吸援助機(jī)會(huì)，特別是沒有大型醫(yī)療中心的農(nóng)村社區(qū)。功能強(qiáng)大的低成本機(jī)器可以極大地?cái)U(kuò)展亞洲、非洲和拉丁美洲發(fā)展中國(guó)家的治療機(jī)會(huì)。

簡(jiǎn)化呼吸機(jī)設(shè)計(jì)并降低成本是美國(guó)近期采取的多項(xiàng)努力之一，老牌醫(yī)療科技公司美敦力公司也獲得了FDA的批準(zhǔn)，在美國(guó)提供一種簡(jiǎn)化呼吸機(jī)，該呼吸機(jī)在其他35個(gè)國(guó)家/地區(qū)銷售，平均價(jià)格不到10000美元，該公司還承諾向其他制造商免費(fèi)提供該機(jī)器的藍(lán)圖。

盡管紐約的危機(jī)有所緩解，但卡茨博士告誡說，大流行病毒是不可預(yù)測(cè)的并且會(huì)變異。像1918年流感大流行的第二波一樣，秋季的第二波或第二波死亡的致命性可能更低或更高。市長(zhǎng)也表示，這種低成本的呼吸機(jī)是“寶貴工具”，是醫(yī)療設(shè)備庫存的一部分，并為該市提供了防止病毒大流行第二階段的保險(xiǎn)，但是對(duì)于未來，必須在紐約進(jìn)行持續(xù)的自給自足的努力。