Gesundheit

In progress: Schnelle Bereitstellung von open-source -, low-cost design-ventilator

Eine der dringendsten Engpässe konfrontiert Krankenhäuser während der Covid-19 Notfall ist ein Mangel an Ventilatoren. Diese Maschinen halten Patienten die Atmung, wenn Sie nicht mehr können auf Ihre eigenen, und Sie kostet rund $30.000 jeden. Nun, ein schnell zusammengestellt Freiwilligen-team von Ingenieuren, Medizinern, Informatikern und anderen, zentriert am MIT, arbeiten zu implementieren, die eine sichere, kostengünstige alternative für den Notfall, die könnte schnell gebaut werden rund um die Welt.

Das team, die sogenannten MIT-FALL (für den Notfall ventilator), gegründet am 12. März in der Antwort auf die rasante Ausbreitung des Covid-19-Pandemie. Seine Mitglieder wurden zusammengeführt durch die Ermahnungen der ärzte, Freunde, und eine plötzliche Flut von E-mail-verweisen auf ein Projekt gemacht, vor einem Jahrzehnt, in dem MIT der Klasse 2.75 (Medical Device Design). Schüler arbeiten in Absprache mit den lokalen ärzten entwickelt, einen einfachen ventilator Gerät, könnte gebaut werden mit etwa $100 im Wert von teilen. Sie veröffentlichte ein Papier detailliert Ihr design und testen, aber die Arbeit endete an diesem Punkt. Jetzt, mit einer deutlichen globalen Bedarf droht, ein neues team, mit diesem Kurs, wieder aufgenommen hat, das Projekt zu einem sehr beschleunigten Tempo.

Der Schlüssel für die einfache, kostengünstige ventilator alternative ist ein von hand bedienbare Kunststoff-Beutel genannt, ein Beutel-Ventil-resuscitator, oder Ambu-Beutel, die Krankenhäuser haben bereits auf der hand, in großen Mengen. Diese sind entworfen, um von hand betätigt werden, durch einen Arzt oder Notdienst-Techniker, um Atemzüge, um einen Patienten in Situationen wie Herzstillstand, bis eine intervention wie ein ventilator verfügbar. Ein Rohr eingefügt, in der Patienten Atemweg, als mit einem Krankenhaus-ventilator, aber dann das Pumpen von Luft in die Lungen erfolgt durch drücken und loslassen der flexible Beutel. Dies ist eine Aufgabe für geschultes Personal, ausgebildet in, wie beurteilen Sie den Patienten und stellen Sie das timing und Druck der Pumpen entsprechend.

Die innovation begonnen, die von früheren MIT der Klasse, und jetzt werden schnell weiterentwickelt und getestet durch das neue team, war die Entwicklung einer mechanischen system zu tun, das drücken und loslassen der Ambu-Tasche, da dies ist nicht etwas, dass eine person könnte erwarten für einen längeren Zeitraum. Aber es ist entscheidend für ein solches system, um nicht den Beutel beschädigen und steuerbar sein, so dass die Menge an Luft und Druck geliefert wird, kann individuell auf den jeweiligen Patienten geeignet ist. Das Gerät muss sehr zuverlässig sein, da ein unerwarteter Ausfall der Geräte könnte tödlich sein, aber wie entworfen, durch das MIT-team, die Tasche kann sofort manuell bedient.

Das team ist besonders besorgt über das Potenzial für gut gemeinte, aber für den unerfahrenen do-it-yourself, versuchen Sie, reproduzieren ein solches system ohne die notwendigen klinischen Kenntnisse oder know-how mit hardware, die arbeiten können für die Tage; rund 1 million Zyklen, die erforderlich wäre, um die Unterstützung einer belüfteten Patienten über einen Zeitraum von zwei Wochen. Darüber hinaus erfordert code, Fehler-tolerant, da die Ventilatoren sind präzisionsgeräte, führen Sie ein Leben-kritische Funktion. Zu helfen, verringern Sie die Verbreitung von Fehlinformationen oder schlecht-durchdachte Beratung, das team Hinzugefügt hat, Ihre website verifiziert information-Ressourcen auf den klinischen Einsatz von Ventilatoren und die Anforderungen für die Ausbildung und überwachung bei der Verwendung solcher Systeme. Alle diese Informationen sind frei verfügbar unter e-vent.mit.edu.

„Wir sind die Freigabe design-Führung (klinische, mechanische, elektrische und/oder Kontrollen, Tests) auf einer kontinuierlichen basis entwickelt und dokumentiert,“ ein team-Mitglied sagt. „Wir ermutigen fähig, die klinisch-engineering-teams arbeiten mit Ihren lokalen Ressourcen, während die folgenden die wichtigsten Spezifikationen und die Informationen zur Sicherheit und wir freuen uns über jede Eingabe andere teams haben können.“

Die Forscher betonen, dass dies nicht ein Projekt für den typischen do-it-Heimwerker zu übernehmen, da es erfordert spezielle Verständnis der klinisch-technische Schnittstelle und die Fähigkeit zur Arbeit in Rücksicht auf strenge US-amerikanische Food and Drug Administration Vorgaben und Richtlinien.

Solche Geräte „werden hergestellt nach FDA-Anforderungen, und sollte nur genutzt werden, unter der Aufsicht von einem Arzt,“ ein team Mitglied gesagt. „Die Abteilung von Gesundheit und Human Services veröffentlicht eine Mitteilung, die besagt, dass alle medizinischen Interventionen bezogen auf Covid-19 sind nicht mehr Gegenstand der Haftung, aber das ändert nichts an der Last der Pflege.“ sagte er. „Derzeit, wir warten auf die FDA-feedback“ über das Projekt. „Letztendlich ist es unsere Absicht ist, zu suchen, die FDA-Zulassung. Dieser Vorgang dauert Zeit, jedoch.“

Die all-volunteer-team ist das arbeiten ohne Finanzierung und operative anonym, weil viele von Ihnen wurden bereits überschwemmt von Anfragen von Menschen wollen mehr Informationen und sind besorgt über, überwältigt durch Anrufe stören würden, Ihre Arbeit am Projekt. „Wir würden wirklich, wirklich gerne, nur konzentriert bleiben“, sagt ein Teammitglied. „Und das ist einer der Gründe, warum die website so wichtig, damit wir kommunizieren mit jedem, der Lesen will, was wir tun, und auch so, dass andere auf der ganzen Welt mit uns kommunizieren kann.“

„Der wichtigste Aspekt ist die Sicherheit der Patienten. So mussten wir schaffen, was wir fordern mindestens klinische funktionelle Anforderungen“, das heißt, die minimale Menge an Funktionen, die das Gerät ausführen müssen, um beide sicher und nützlich, sagt einer der team-Mitglieder, die sowohl ein Ingenieur und eine MD. Er sagt eine seiner Aufgaben ist die übersetzung zwischen der spezialisierte Sprachen, die Ingenieure und die Mediziner im team.

Dass die Bestimmung von Mindestanforderungen wurde von einem team von ärzten mit breiten klinischen Bereichen, einschließlich der Anästhesie und Intensivmedizin, sagt er. Parallel dazu wird die Gruppe an die Arbeit an der Konzeption, Bau und Test einer aktualisierten Prototyp. Erste tests ergaben, die hohen Lasten, die die tatsächliche Nutzung anfallen, und einige Schwächen auf, die bereits behandelt wurden, so dass, in den Worten von team-co-führt, „Auch den professor treten kann es durch den Raum.“ In anderen Worten, frühe versuche konzentrierte sich auf die super „makability“ zu optimistisch waren.

Neue Versionen wurden bereits hergestellt und sind vorbereitet für die weitere funktionale tests. Bereits, das team sagt, es ist genug detaillierte Informationen über Ihre website, damit andere teams parallel arbeiten mit Ihnen, und Sie haben auch enthalten links zu anderen teams, die ähnliche design-Bemühungen.

In weniger als einer Woche hat das team gegangen, der von leeren Bänken zu Ihrem ersten realistischen tests eines Prototyps. Ein team-Mitglied sagt, dass in weniger als eine Woche lang haben Sie gearbeitet, motiviert durch die Berichte der ärzte, die bereits rationieren Ventilatoren, und die Intensive Konzentration der vielfältigen Gruppe gebracht hat, dieses Projekt, Sie haben schon gewonnen „mehrere Thesen Wert“ der Forschung.

Dem interdisziplinären Charakter der Gruppe ist entscheidend, ein team-Mitglied sagt. „Die meisten spannenden Zeiten und wenn das team ist wirklich schnell bewegt sind, wenn wir ein design-Ingenieur, sitzt neben einer Steuerelemente-Ingenieur, sitzt neben der Fertigung-Experte, mit einem Anästhesisten auf WebEx, all-solid-Modellierung, Codierung, und spreadsheeting parallel. Wir diskutieren über die details von alles, von wegen, Patienten zu verfolgen “ vital signs data-zu den besten Quellen für kleine Elektromotoren.“

Die Intensität der Arbeit mit Menschen setzen in sehr lange Stunden jeden Tag, wurde ermüdend, aber noch nicht abgestumpft, Ihre Begeisterung. „Wir arbeiten alle zusammen, und letztlich das Ziel ist, Menschen zu helfen, weil das Leben der Menschen verständlicherweise in der Schwebe hängen“, sagte er.