隨著世界范圍內疫情的不斷蔓延，醫療電子的短缺成了許多國家亟待解決的頭號問題。除顫儀，呼吸機，數字PCR等都成了寶貴的救急物資。各個醫療大廠也開始大量制造相關儀器，同時帶動了上游元器件的需求大幅增長。

其中疫情嚴重的美國紐約州，單是呼吸機就從中國訂購了1.7萬臺。如今國外也涌現了一批呼吸機的制造方案，原廠分享和開源自制的都有，那他們究竟有何優劣呢？我們不妨用參數來衡量。

呼吸機上較為重要的參數有呼吸速率，潮氣量，吸/呼比和氧濃度。呼吸速率是指每分鐘的呼吸次數，潮氣量是是指每次呼吸循環中吸入/呼出的氣量，這兩個參數決定了試用者每分鐘呼吸的總氣量，可以為不同的人群和疾病做出調整。吸/呼比則是吸氣與呼氣時間的比例，氧濃度是吸入空氣中氧氣的含量。

除此之外，呼吸機的監控參數也很重要。氣道風壓，漏氣量和呼氣阻力等，這些都是保證肺部不會受損的關鍵參數。近年來隨著呼吸機機械通氣和監控性能的不斷提高，越來越多的廠商開始往安全方面發展，比如Getinge的Servo呼吸機，Servo Compass可以監控一定體重下驅動壓力或潮氣量是否偏離了正常值，還有Auto SRM這種開放式的自動肺部擴張策略。

但這些救急的自制呼吸機還很難實現監控，預警以及安全保證。那它們與專業呼吸機的差距究竟在哪，我們用幾個項目來對照一下。

美敦力 PB560

美敦力公司于3月30日公開分享了老款呼吸機的設計，于2010年推出的PB 560呼吸機。美敦力在自己的網站上公開了設計和制造文件以及電路圖，也在4月1日進一步公開了軟件源碼。

PB 560是一款便攜式呼吸機，由氣泵驅動，該呼吸機的呼吸速率可以在1-60 BPM之間調節，潮氣量在50 – 2000ml之間可調，吸/呼比的調節范圍為1:1 – 1:4。雖然與該公司最新的PB 980呼吸機比來確實有一定差距，但這確實是小型廠商生產可靠呼吸機的最佳選擇。

INSPIRE

巴西圣保羅大學理工學院組件了一個多學科團隊，他們共同打造了一個低成本的開放式呼吸機INSPIRE。該呼吸機的開發成本低，所需元件都能在巴西市場上輕易購得，總制造時間少于2小時，而且項目設計都是Github開源的。

該呼吸機的呼吸速率可以做到在12到20 BPM之間調節，潮氣量在350ml至450ml之間（不可調），可以做到100%占空比（必須每14天后更換一次）。這種呼吸機的輸氣源來自復蘇氣囊，由步進電機提供動力，由Arduino Uno驅動。

VentilAid

VentilAid是一個自發組織的工程師和設計師群體，他們開發的VentilAid自制呼吸機也是以復蘇氣囊為核心。將空氣濾除濃郁的二氧化碳后，經由直流電機驅動的離心壓縮機，再通過加濕器和醫用輸氣管，二次過濾后再傳入氧氣面罩。

該呼吸機仍處于原型階段，制作團隊已經開發到了MK3原型。值得一提的是，該呼吸機的大部分組件都可以用3D打印機制作，只需購置少量關鍵元件就可以自行組裝。他們也在網站中提醒道，自制呼吸機是迫不得已下的選擇，只有當缺乏專業設備的時候才建議使用。

AmboVent

4月2日，一支來自以色列的研發團隊也開源了他們的自制呼吸機項目，AmboVent。與其它自制呼吸機不同的是，該項目是由以色列空軍108部隊的David Alkaher少校領頭開發的，團隊成員包含以色列領頭醫院和醫療中心的醫生和優秀工程師。項目描述中提到，該呼吸機還未經過臨床測試，只在實驗室環境中驗證過。

AmboVent的關鍵輸氣部件也是復蘇氣囊，其呼吸速率有9個檔位，從6到24 BPM，以2 BPM的幅度遞增。潮氣量可以根據復蘇氣囊的擠壓程度手動調整，范圍在30%到100%之間。吸/呼比暫定為1:2。其中需要用到的現成器件有Spark Mini電機控制器，Arduino Nano和SparkFun壓力傳感器。

在大部分自制呼吸機的項目介紹里，都有聲明“自制呼吸機是最終的方案”，不到萬不得已，最安全也最穩妥的還是專業呼吸機。但隨著國外疫情的惡化，已經加快的呼吸機產能可能還是難以滿足國際需求。這也是英國政府出臺“速制呼吸機系統（RMVS）”規范的原因，自制呼吸機很少有合理的臨床評估流程，在功能參數上也沒有固定的標準。

但即便有了專業呼吸機的公開設計，一般的廠商還是很難在短時間開展組裝生產。還有就是許可證的問題，就拿美敦力的BP 480呼吸機來說，當世衛組織（WTO）解除國際公共衛生緊急事件（PHEIC）后，該產品的設計資源和軟件許可就會到期（最遲到2024年10月1日）。

因此從疫情發展的角度來看，在繼續加快專業呼吸機產能的同時，可以引入合格的開源自制呼吸機用于應急。而為了應對未來的健康威脅，低成本易制作的呼吸機也要有儲備。

本文由電子發燒友網綜合編譯報道，內容參考自美敦力、INSPIRE、VentilAid等，轉載請注明以上來源和出處。