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上世纪60年代的呼吸机是如何回归抗击COVID-19的

故事

上世纪60年代的呼吸机是如何回归抗击COVID-19的

贝克休斯旗下的Waygate Technologies公司的员工听说他们的服务对航空、汽车和电信等关键行业来说是“必不可少的”,而且他们将在新冠肺炎危机期间继续工作,他们感到担忧。但是,当他们有机会帮助逆向工程一种专利过期的、经过验证的、全球范围内都需要的救命药时,他们很高兴自己的公司还能继续营业。

鸟纹7是1957年由飞行员和医学博士福里斯特·m·伯德引入市场的呼吸机。它标志性的绿色外壳是20世纪60年代医院场景的一个特点,它可靠、安全、有效地应用于呼吸系统疾病的患者,这些患者的肺部需要帮助保持膨胀,直到20世纪80年代,它的生产一直很好。在世界各地的医院里仍然可以找到这种病毒。

Bird Mark 7呼吸机产品图片
图片来源:伍德图书馆麻醉学博物馆。

“这种通风机的最大优点之一是它不需要电源,”Scott Green说,他是微软软件产品管理总监三维系统。“这对新兴国家的COVID-19应对工作非常有价值。即使在基础设施可能不存在的地区,医疗保健专业人员也将能够提供有价值的护理,”Green补充说。

为成千上万的病人注入生命

最重要的需求是生产数十万台已经获得fda批准的设备,供世界各地使用,包括在美国,那里的冠状病毒病例量已使纽约等城市的医院不堪重负。

位于加州奥克兰的质谱仪制造商利弗莫尔仪器公司的首席执行官David Fergenson意识到,满足全球对呼吸机需求的最快方式是为Bird Mark 7的生产创建开源规范。

3D系统公司的格林说:“从制造的角度来看,在数字时代之前设计和制造的零件可能无法完全代表可用的原始文档。”换句话说,仍在流通的Bird Mark 7机器的可靠工作部件可能无法反映原始设计规格。

生产版本歧管的确切形式是一个谜,它是通风机核心的一个关键和复杂的部分。利弗莫尔工程师无法看到压铸铝部件内部,以验证和复制其规格和结构。

通过宣传他们的项目及其目标,利弗莫尔仪器公司与3D系统公司建立了联系,3D系统公司是3D打印的创新者,目前在全球范围内提供数字制造解决方案。3D Systems最近与Waygate Technologies成立了一个协会,签署了一份谅解备忘录,并建立了合作关系。Waygate Technologies是一家以开发高质量计算机断层扫描(CT)设备而闻名的公司,该设备可对工业部件(如喷气发动机的涡轮叶片)进行扫描。

工业CT对复杂零件设计进行芝麻开门

在将零件运送到Waygate的48小时内,利弗莫尔仪器公司收到了由3D系统工程师使用该公司的Geomagic制作的零件模型®Design X软件,由Waygate Technologies生成的扫描凤凰v|汤姆|x m三维计量。

Waygate客户解决方案中心的业绩主管莎娜•特莱斯兹回忆道:“几周前的周五,我们接到了斯科特的电话。“他告诉我们利弗莫尔需要什么。”她立即批准了这个项目,并等待收到所需细节。和部分一起。

那个星期天,Telesz正在与她的一名工程师布兰登·米勒讨论新冠肺炎的工作安排,布兰登·米勒为了保护自己的团队而自我隔离,因为他的女朋友林赛·穆勒,正在攻读成人急症护理实践博士学位的ICU护士她自愿加入了俄亥俄州辛辛那提市她所在医院的冠状病毒科。特莱斯兹说,米勒现在在家工作,他非常渴望“成为COVID解决方案的一部分”,特莱斯兹建议他从指导对3D系统的反应开始

一夜之间,Waygate公司从Livermore公司收到了复杂的呼吸机中央部分,当天结束时,Telesz公司完成了这个项目,扫描结果已被发送给3D系统公司,Waygate公司的比尔·海耶斯(Bill Hayes)在扫描仪上对数据进行了完善,米勒(Miller)在家协助。

Telesz说:“我们团队在这项工作中使用的系统,具有Waygate设备独有的一个功能,叫做scatter|correct。”这项技术“检测并消除”扫描金属部件时产生的散射辐射,这种辐射会模糊3D图像的边缘。

Green说:“整个Waygate技术套件非常适合在具有挑战性的部件上生成干净、高质量的数据。他还称赞Waygate团队“可用”、“灵活”和“善于沟通”。

共享的知识使鸟类在全球范围内成群结队

高分辨率网格模型——一种用多边形形状来定义平面、曲线来表示3D物体的方法而边缘——Waygate Technologies提供的数据对于Livermore随后在网上发布易于阅读的STP-File格式的开源工程软件包至关重要,该软件包用于制造Bird Mark 7。不同地区的制造商可以将规格应用于他们手头的任何方法-例如,歧管可以是压铸,砂型铸造或3D打印。

c450扫描的工程图
使用3D可视化工具重建呼吸机部件的CT图像,突出显示内部通道(以前无法从表面看到)。

Waygate还将为救生呼吸机的更新设计提供测试部件。该联盟(包括内布拉斯加州的美国国家战略研究所和加州大学戴维斯分校工程学院)在利弗莫尔仪器公司的协调下,发布了最新使用中的Bird Mark 7的开源说明,目前正在努力通过减少部件数量和优化最容易制造或采购的部件,快速简化呼吸机的设计,以适应当代大规模生产。

当修改后的原型机得到验证后,利弗莫尔将开始大规模生产新的MARK-19同时向世界公开其新的设计和工艺,以鼓励竞争。利弗莫尔仪器公司及其MARK-19财团合作伙伴计划于6月1日开始以每周10,000台的速度发货,初始成本为每台700美元。

与此同时,米勒一直在与其他公司联系,帮助他们了解Waygate的功能如何有助于生产对帮助受COVID-19影响的人至关重要的产品和设备,目的是帮助减轻医院和响应组织的负担。

Telesz建议说:“许多以前从未从事过制造业的人正在担任这个角色——我们可以扫描质量控制。”“可能会有更安全、更可靠的老产品,人们正试图通过逆向工程进行大规模生产——我们可以帮助精确地绘制出这些设备零件的结构。”

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