令人难以置信的创新-NASA-JPL的工程师如何坚持在短短37天内开发出呼吸机

时间:2020-05-25 19:01 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

令人难以置信的创新-NASA-JPL的工程师如何坚持在短短37天内开发出呼吸机

随着冠状病毒的袭击,喷气推进实验室的工程师们合作制造了一个呼吸机的原型机,可以大规模生产以满足大量的需求。这不是火箭科学;是更多的东西。

4月30日,美国食品和药物管理局(fda)批准了至关重要的呼吸机紧急使用许可。美国国家航空航天局喷气推进实验室为应对冠状病毒大流行,在短短37天内研发出了至关重要的(呼吸机干预技术的简称,可在当地获得),它将不会取代现有的医院呼吸机,后者可以治疗更广泛的医疗问题。

这款原型机是专门为COVID-19患者设计的,比传统呼吸机的零部件要少得多,预计使用三到四个月。加州理工学院的技术转让和企业合作办公室为NASA管理喷气推进实验室,该实验室的许可证免费提供给制造商。

来自世界各地的100多家制造商申请了免费许可来建造VITAL,本月晚些时候将会宣布获得许可的公司。

这是一个工程师团队的故事,在危机期间,一个帮助的愿望,使至关重要的诞生。

令人难以置信的创新-NASA-JPL的工程师如何坚持在短短37天内开发出呼吸机

3月11日,机械系统工程师大卫·范布伦发现自己在南加州的美国国家航空航天局喷气推进实验室里排队买咖啡。在强制远程办公开始之前,这是一个典型的繁忙的星期三,但是范布伦并没有把注意力集中在他典型的工作上。

相反,机械系统工程师正在计算冠状病毒的数量。今年2月,他在加州州立大学洛杉矶分校的物理课上做了一场关于与COVID-19有关的流行病的演讲,他清楚地看到了正在形成的流行病的迹象。

要看到这里可能发生的事情的潜力,并不需要太多的外推。范布伦说。与此同时,我也在思考我们的工作;我们有这些探索其他星球的任务和努力,但我开始怀疑我们在喷气推进实验室所做的是否就是我们应该做的;范布伦说。

就在那天早上,喷气推进实验室的总工程师罗布·曼宁的思想被病毒占据了,他也需要咖啡。

我刚刚看到了一些预测,我很担心。曼宁说。

在一次偶遇中,两人谈到了即将开展的工作以及对冠状病毒的关注。

和罗布谈过之后,我回到了自己的办公桌前,这个问题仍然在困扰着我。范布伦说。我们这里有令人难以置信的工程人才和能力。我们如何帮助减少即将到来的通风机短缺?

早在大多数人知道呼吸机的含义之前,更不用说短缺的致命影响了。

范布伦发了一封电子邮件,概述了开发和验证一种低成本呼吸器的计划,这种呼吸器可以快速批量生产。曼宁是连接。

我们需要做些什么,就是这样。曼宁说。

37天后,一个50多人的团队;一些人在喷气推进实验室工作,但大多数人在家里工作;该公司设计、制造并测试了一种呼吸辅助设备VITAL,它将帮助危重患者COVID-19,并增加传统医院呼吸机的稀缺库存。

这个时间表是医疗设备开发领域几乎闻所未闻的壮举,由一个研发中心完成,该中心为太空制造机器人,而不是为人类制造呼吸辅助设备。用喷气推进实验室的术语来说,该团队会说他们完成了整个行星飞行任务;从配方到发射到着陆;一个多月以后。大多数团队成员每天工作14个小时,每周工作7天,3月17日建立的强制远程工作限制给本已艰巨的任务带来了独特的压力。范布伦说,这些障碍没有使任何人气馁。

不同之处在于目的,不同之处在于目的。范布伦说。在火星上着陆是令人难以置信的兴奋,但拯救生命是另一回事。

医疗链接

那么团队是如何将最初的想法转化为行动的呢?

战略整合办公室的工程师Leon碱金属,在过去的六年里,他在喷气推进实验室主持了一个医学工程论坛,旨在发现实验室独特的空间技术,这些技术可以用于解决医疗保健和医学领域的难题。

广阔的远景已经在那里了,Alkalai说。大卫的想法给喷气推进实验室带来了以独特的方式做出重大贡献的紧迫性和机会,我想尽我所能提供帮助。

呼吸机必须满足特定的高压氧流量,以帮助COVID-19患者对抗急性呼吸窘迫综合征;为了降低成本,它必须比一般的医院呼吸机的零部件少得多;这些部件必须在美国供应链中广泛供应,这样才能大批量生产呼吸机;而这些部件不可能与传统的通风设备相同,因此生产至关重要,不会妨碍其他通风设备的生产。

范布伦游说喷气推进实验室的专家和团队;现在大约有一打左右;3月16日(周一),在左场(Left Field)举行了启动会议。左场是一块白板,通常用来对早期的任务概念进行头脑风暴。这个小组把这个房间变成了一个通风学习站。多亏了一位世界著名的肺科医生,学习曲线才变得陡峭起来。

没有时间呼吸

学校的医疗主任的呼吸治疗东洛杉矶和圣莫尼卡学院,博士迈克尔Gurevitch访问呼吸器供应,电路、阀门和过滤器他可以把实验室给速成班需要什么COVID-19-fighting设备。

由于冠状病毒的限制,大学停课了,学校领导允许我们从他们的实验室里获取我们需要的任何东西,这将有助于我们的项目。Gurevitch说。

会议结束后,维塔利的设计团队在机电工程师迈克·r·约翰逊的带领下,将顾瑞维茨的演讲变成了需求,他们开发了一个工作概念、设计和原型。

“没有,他们是惊人的。他们不仅掌握了医学概念和生理学知识,古瑞奇说,但是他们知道这些要求将如何与设备的结构相结合。

在流感大流行时被叫到实验室

虽然团队的大多数人都在家工作,但只有少数人留在实验室,因为他们的任务是进行原型组装和测试。

机械电子工程师米歇尔·伊斯特(Michelle easter)在VITAL公司担任原型物流和硬件测试主管。我们正在考虑通过FDA的审批程序,以确保我们选择的每个部件都可以大规模生产,而且不仅是可以,而且是现在就可以。复活节说。这在技术上必须是优秀的,而且零件必须是现成的。我们在喷气推进实验室还不习惯。如果我正在研制一种飞行仪器,而且我想要一个零件,我就给一家公司20个月的时间定制。这不是我们的选择。

尽管早期经历了成长的阵痛,团队还是找到了最佳状态,设计、建造并测试了两种不同的原型模型。一个由鼓风机驱动,另一个由气动系统驱动。两者都含有传统呼吸机约七分之一的部件,都能输送COVID-19患者所需的高压氧气流,同时在患者呼气时保持肺部轻微膨胀;预防肺炎等感染的关键。

能够成为这样一个草根项目的一员是一件令人惊奇的事情,看着它以一种有机的方式从最初的会议发展成为这些工作的原型。复活节说。我开玩笑说,在这个项目中,我遇到了所有我最喜欢的新同事。因为这个团队的每个人都有一颗宽广的心,他们参与这个项目是因为他们想要有所作为。这种纯粹的意图是难以置信的。每个人都在朝着好的方向努力,感觉棒极了。

行话混乱,远程探戈

系统工程师Stacey Boland对jplo对首字母缩写和行话的嗜好并不陌生,但作为VITAL的运营负责人,她的任务是在设备建造过程中编写用户手册。

医务人员肯定有他们自己的语言。博兰说。医疗保健行业的不同专业甚至似乎都有自己的方言。因此,我们进行了大量的迭代和编辑工作。

博兰的另一项工作是研制多角气溶胶成像仪。美国宇航局首次与流行病学家和卫生组织合作,利用卫星数据研究人类健康。在某一天,我要和医生、工程师、经理、视觉战略家,有时也要和监管者交谈。博兰说。

这使她有资格担任至关重要的职位。虽然有很多不同的观点试图调和,但目的感占了上风。“没有,我们都说话。我们都听。我们都在一起学习。拥有一个专一的焦点是一种美丽的授权;确实有一种需求没有得到满足,我们正在作出反应。真的有一种感觉,我们所有人都在一起。

准备好帮助

有了这些原型,利昂·阿克莱将团队与纽约西奈山伊坎医学院的马修·莱文博士联系了起来。4月22日,也就是项目开始后不到一个月,呼吸机通过了中心高保真人体模拟实验室的关键测试,可以在各种模拟的病人条件下工作。

4月30日,在审查了这份505页的报告后,FDA批准了至关重要的呼吸机紧急使用授权。公司将被授予免费许可证的选择过程正在进行中。

该队的成就也引起了全世界的关注。4月23日,美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷举行了媒体吹风会,喷气推进实验室战略整合副主任戴夫·加拉格尔在会上讨论了VITAL的发展。两天后,加拉格尔来到白宫,向唐纳德·特朗普总统展示呼吸机。

祝贺工程师,好吗?代我向戴夫问好。特朗普对加拉格尔说,他指的是范布伦。

对于范布伦来说,祝贺之声传遍了整个车队,甚至超越了车队。

医护人员,编织口罩的人们,为前线团体提供个人防护用品;当我们都在努力应对这一流行病的时候,人们所表现出的大量同情之情确实令人暖心。

对于这个世界来说,什么是至关重要的还不得而知。目前,呼吸机的使用在美国仍然低于临界水平,但这并不意味着如果未来冠状病毒病例再次激增,就不需要至关重要的呼吸机。

看起来我们已经接近美国的最高峰了但是,情况有可能变得更好,也有可能变得更糟。范布伦说。直到明显地我们已经战胜它,我们才知道它已经结束。无论发生什么,我们通过这个项目所展示的是完成重要的、对时间敏感的工作的途径。将会有另一场大流行,我们正在制定在这里如何对付它们的原则。

它有可能拯救生命,但所有帮助建造它的人都希望,冠状病毒的数量永远不会膨胀到医院呼吸机容量耗尽的地步。

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