华盛顿，2020年6月9日-用于研究呼吸系统的台式工具错误地代表了the肌，腹部和肺之间的相互依存关系。同时，计算模型通常将机制隐藏在黑匣子计算中，而没有清楚地了解过程中发生的情况。

这意味着学生对呼吸机制了解甚少，因此很难培训临床医生实际情况或可植入医疗设备的原型。

“如果学生能够实时看到正在产生的胸膜和腹部压力曲线，同时观察diaphragm肌运动以及肺部充盈和放气，那么它可以帮助他们建立一种心理模型，可以针对生理和病理学的不同条件调用和询问这种模型。 ”，作者Ellen Roche说。

在AIP出版的APL Bioengineering上发表的一篇论文中，罗氏及其合著者创建了一种高保真呼吸模拟器，该模拟器可以准确表示腹部，diaphragm肌，肺和胸膜空间，胸腔和肺周围充满液体的膜之间的相互作用。

罗氏说：“我们对使用合成致动器来致动有机材料感到兴奋，因为我们可以保留组织结构，同时通过柔软的机器人结构实现可靠，可调和确定性的运动。”“我们的最终目标是开发一种模型，该模型结合了呼吸系统和心血管系统的机制，以阐明和表征它们的相互依赖性，并测试新的治疗策略。”

他们使用猪肺，柔软的机器人材料和人造肌肉创建的模型可以精确调节系统各部分的压力，因此可以测试特定的疾病状况，以显示甚至微小的变化如何影响整体呼吸功能。

例如，该模型已成功用于测试三种类型的气胸(当空气进入​​胸膜腔时)和通过增加气道中的流动阻力来阻塞肺部疾病。作者还测试了修补肺穿刺的贴片，并显示了测量模型中流量，体积和压力的传感器系统能够精确测量气道压力和胸膜压力。

该模型完全模块化，带有可拆卸或更换的部件，通过去除弹性膜片，在测试仅呼吸机的呼吸方面也非常有用。

罗氏说：“我们目前正在将其用作一个现实的试验台，以测试针对COVID-19大流行而开发的各种呼吸机选件。”

作者计划将心血管成分添加到其模型中，以进一步提高其用于研究涉及呼吸系统和心血管系统的复杂问题的可用性。