giovedì 03 dicembre 2020

Ingegneri e medici volontari hanno creato ventilatori open source ed economici che potrebbero essere utilizzati in ER per il futuro: dai un’occhiata

Mentre gli ospedali degli Stati Uniti si trovavano di fronte a carenze di ventilatori in mezzo al COVID – 19 pandemia, oltre alle aziende da Dyson a Ford e General Motors che utilizzano le loro risorse per fabbricare ventilatori, gruppi di ingegneri, medici e altri esperti nelle università di tutto il paese si sono uniti per capire come realizzare o rielaborare i ventilatori a un costo estremamente basso.

Quindi cosa succede ora che ci sono prove che la curva del coronavirus si sta appiattendo e la carenza di ventilatori non è più critica in città come New York, Chicago e New Orleans? L’innovazione non deve andare sprecata.

Potrebbe esserci un’utilità prolungata oltre la pandemia per i nuovi dispositivi delle coorti, secondo un consorzio del New Lab di New York City che lavora su un ventilatore chiamato Spiro Wave.

“Non credo affatto che sia finita”, ha dichiarato Mitchell Katz, presidente e CEO di New York Health + Hospitals, sulla necessità di un’emergenza sfiati su una chiamata stampa lunedì. “In futuro potremmo usare questi dispositivi Spiro Wave nei nostri pronto soccorso.”

I ventilatori sono macchine che aiutano le persone a respirare quando non possono farlo da sole, secondo MedlinePlus. In genere, un tubo viene inserito nella bocca o nella trachea di un paziente, che si collega a una macchina controllata da un medico, un infermiere o un terapista respiratorio.

Quando è iniziata la carenza, gruppi nelle università tra cui l’Università dell’Illinois e il Massachusetts Institute of Technology (MIT) si sono messi al lavoro per aiutare, e ora ognuno ha prototipi che sono stati creati in linea con le rigide linee guida della Food and Drug Administration.

Gli ingegneri della U di I hanno sviluppato un prototipo per un semplice ventilatore di emergenza, chiamato Rapid Vent, che costerebbe solo $ 100 a $ 200 da fare.

Rapido Vent è un ventilatore a pressione controllata che si collega alla fornitura di ossigeno disponibile in qualsiasi normale stanza d’ospedale. L’aria fluisce dall’ossigeno dell’ospedale nel ventilatore e poi nei polmoni del paziente attraverso un tubo o una maschera.

“Eravamo intenzionati a scegliere qualcosa di semplice, in modo che potesse essere ridimensionato in tempo per far fronte a una crisi “, Bill King, responsabile del progetto e professore di ingegneria meccanica all’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, dice a CNBC Make It.

ho reso la tecnologia del ventilatore disponibile per il download gratuito sul loro sito Web, in modo che chiunque possa accedervi. Tuttavia, “ci vuole molta esperienza per farlo bene, e la gente non dovrebbe farlo a casa”, afferma King.

Al MIT, il progetto del ventilatore di emergenza del MIT, è dedicato alla creazione di un ventilatore open source a basso costo, basato su un progetto che è stato completato in una classe di ingegneria del MIT a 2010. Gli studenti hanno realizzato un prototipo di ventilatore utilizzando meno di $ 200 di materiali, che è molto più economico del tipico ventilatore che può costare fino a $ 30, 000. Oggi, questi materiali costerebbero vicino a $ 400 o $ 500.

Una foto del primo prototipo di ventilatore del MIT.

“Abbiamo capito molto rapidamente che in realtà avevamo il dovere di riprendere questo progetto e vedere se potrebbe essere fatto in sicurezza, Nevan Hanumara, ricercatore di ingegneria meccanica presso il MIT, dice a CNBC Make It.

Il design del MIT utilizza una “Ambu bag”, o un pallone rianimatore a valvola, che è un rianimatore manuale che si trova comunemente negli ospedali.Gli operatori sanitari usano questi strumenti per pompare manualmente respiri artificiali nei polmoni di una persona quando non riescono a respirare adeguatamente o affatto, Timothy Myers, un terapista respiratorio registrato e il direttore generale dell’American Association for Respiratory Care dice a CNBC Make It.

Il nuovo dispositivo di ventilazione utilizza una borsa Ambu (blu), schiacciata da palette meccaniche (al centro) guidate da un piccolo motore.

L’obiettivo del progetto E-Vent del MIT è stato quello di trovare un modo per automatizzare queste sacche per rianimatore utilizzando piastre meccaniche che spremere delicatamente, precisamente e delicatamente i lati della borsa. Invece di fare affidamento sulle mani di qualcuno per manipolare la borsa e fornire ossigeno, l’idea è che questo dispositivo potrebbe farlo automaticamente e fungere da ventilatore a lungo termine.

Oltre a innovare, il gruppo sta documentando le loro scoperte e pubblicando il loro “design di riferimento” sul sito web del progetto E-Vent in un formato open source, al fine di promuovere un dialogare e scambiare informazioni con altre università e gruppi. (Sottolineano che è destinato a produttori esperti che lavorano a stretto contatto con i medici che hanno portato i dispositivi medici sul mercato.)

In realtà, il New Lab di New York City ha basato i suoi $ 3, 330 Ventilatore Spiro Wave su progetto del MIT, e ha ricevuto l’autorizzazione FDA per l’uso di emergenza ad aprile 17, il che significa che il dispositivo può essere distribuito per l’uso in un ambiente sanitario durante il Covid – 19 pandemia. (Ogni produttore che utilizza le informazioni open source dovrebbe cercare l’autorizzazione FDA individualmente. Il gruppo di U di I non ha avuto la sua ricerca approvata dalla FDA.)

Ma Spiro Wave intende “guidare la tecnologia attraverso l’intera FDA 510 Processo di approvazione K per offrire ai clinici l’opportunità di utilizzare questo prodotto al di fuori della domanda di pandemia dell’autorizzazione all’uso in caso di emergenza [and], “Marcel Botha, fondatore e CEO di 10 XBeta, la società di sviluppo del prodotto dietro la Spiro Wave, ha detto alla call call.

Il Il gruppo Spiro Wave intende perseguire l’autorizzazione affinché le prese d’aria possano essere utilizzate in futuro in ER in situazioni in cui non fosse disponibile un ventilatore a servizio completo. Ad esempio, potrebbero esserci ulteriori ondate di Covid – 19 che si verificano durante la stagione influenzale regolare inoltrare e creare la necessità di più ventilatori, secondo la chiamata della stampa.

Tuttavia, alcuni esperti si chiedono quanto siano sicuri questi dispositivi in ​​un contesto clinico. “Mentre è del tutto possibile adattare le attuali apparecchiature mediche per usi alternativi, esiterei a dire che uno di questi adattamenti è sicuro”, afferma Myers.

L’E-Vent del MIT è “un uso completamente off-label”, hanno scritto gli esperti sul sito web del progetto E-Vent. “Ma riconosciamo l’interesse globale quando un ospedale ha esaurito tutti i ventilatori e l’unica opzione è l’insacco manuale di un paziente.” (L’uso improprio di un rianimatore con valvola a sacco può causare lesioni gravi o mortali.)

“Esistono molti rischi nella ventilazione di persone”, afferma Hanumara.

“Gli studi hanno documentato l’incoerenza nel controllo dei volumi di pressione [and], della frequenza respiratoria e dei tempi inspiratori con i dispositivi di rianimazione manuale”, afferma Myers. Questi dispositivi potrebbero non fornire i sofisticati allarmi o il monitoraggio forniti dagli attuali ventilatori per terapia intensiva, aggiunge.

Spiro Wave approvato dalla FDA dispone di software di sicurezza, allarmi e sensori che consentono clinici che utilizzano il dispositivo per monitorare i fattori cruciali che influenzano la respirazione e la ventilazione del paziente (come il volume corrente e la frequenza respiratoria). Il team ribadisce che il dispositivo deve essere utilizzato solo in ambito sanitario sotto la supervisione di medici qualificati.

E in una situazione in cui vi è un disperato bisogno, sia durante la pandemia che in futuro, tali “dispositivi ponte” potrebbero essere una risposta quando non ci sono altre opzioni.

“Siamo tutti umani che stanno cercando di combatterlo insieme”, Kim Jung, uno studente laureato e dottorando presso il MIT, dice a CNBC Make It del progetto E-Vent.

“Questa è stata un’opportunità davvero speciale per essere in grado di fare qualcosa come una squadra, dove speriamo di essere parte della soluzione”, dice King.

Tutte le foto per gentile concessione dei ricercatori del MIT E-Vent.

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Articolo originale di Cnbc.com