Einer der dringendsten Engpässe für Krankenhäuser während derCovid-19-Notfall ist der Mangel an Fans. Diese Geräte können die Atmung von Patienten aufrechterhalten, wenn sie nicht mehr alleine sind, und können jeweils 30.000 Euro kosten. Jetzt arbeitet ein Team von Ingenieuren, Ärzten, Informatikern und anderen schnell versammelten Freiwilligen am MIT daran, eine sichere und erschwingliche Alternative zu implementieren, die schnell auf der ganzen Welt aufgebaut werden kann.
Das Team namens MIT E-Vent (für Notfallbeatmungsgeräte), gegründet am 12. März als Reaktion auf die rasche Ausbreitung der Coronavirus-Pandemie. Die Mitglieder waren alarmiert über ein breites Gespräch, das sich auf ein 2010 entwickeltes MIT-Projekt bezog. Die damaligen Studenten entwarfen ein einfaches Lüftungsgerät, das aus Teilen im Wert von rund 100 Euro hätte gebaut werden können. Sie veröffentlichten ein Dokument mit Einzelheiten zu Design und Tests, aber die Arbeit endete zu diesem Zeitpunkt. Angesichts des Notfalls hat ein neues Team dieses Projekt nun sehr schnell wieder aufgenommen.
Der Kern des kostengünstigen Atemschutzgeräts
Der Schlüssel zur einfachen und kostengünstigen Lüfteralternative ist eine handbetätigte Plastiktüte namens "Ambu Tasche“, Welche Krankenhäuser bereits in großen Mengen zur Verfügung haben. Es ist ein Ballon aus selbstexpandierendem Kunststoff Dies kann von einem Arzt oder Notfalltechniker von Hand verwaltet werden, um einen Patienten in Situationen wie Herzstillstand zu atmen, bis ein Beatmungsgerät verfügbar wird. Es verbindet sich mit seinen Enden a zwei Einwegventile. Ein Schlauch wird in die Atemwege des Patienten eingeführt, und Luft wird durch Drücken und Lösen des flexiblen Beutels in die Lunge gepumpt. Dies ist eine Aufgabe für qualifiziertes Personal, das darin geschult ist, den Patienten zu beurteilen und die Pumpzeiten und den Druck entsprechend anzupassen.
Die Innovation, die aus dem MIT-Projekt im Jahr 2010 hervorgegangen ist und nun vom neuen Team schnell verfeinert und getestet wurde, war zu konzipieren ein mechanisches System zum Komprimieren und Lösen des Ambu-Beutels, da dies nicht etwas ist, was eine Person über längere Zeiträume tun könnte. Es ist jedoch wichtig, dass ein solches System den Beutel nicht beschädigt und steuerbar ist, damit die Luftmenge und der abgegebene Druck an den einzelnen Patienten angepasst werden können.
Das Projekt ist Open Source, aber es ist Sorgfalt erforderlich
Das Gerät muss sehr zuverlässig sein, da ein unerwarteter Geräteausfall tödlich sein kann. Wie vom MIT-Team entworfen, kann die Tasche auch im Notfall sofort manuell bedient werden.
Das Team veröffentlicht das vollständig Open-Source-Projekt für kostengünstige Atemschutzgeräte. Er ist jedoch daran interessiert, dass potenzielle Produktionen nicht ohne die erforderlichen klinischen Kenntnisse oder Fähigkeiten hergestellt werden. Um sicherzugehen, dass diese Geräte dicht sind, würde es über einen Zeitraum von zwei Wochen etwa 1 Million Testzyklen dauern. Um die Verbreitung falscher Informationen oder schlecht durchdachter Ratschläge zu reduzieren, fügte das Team seiner Website überprüfte Informationsquellen zum klinischen Einsatz von Beatmungsgeräten und Anforderungen für die Schulung und Überwachung des Einsatzes dieser Systeme hinzu. Alle diese Informationen sind kostenlos auf verfügbar e-vent.mit.edu.
"Wir veröffentlichen einen Konstruktionsleitfaden (klinisch, mechanisch, elektrisch / kontrollierend, testend)", sagt ein Teammitglied. "Wir ermutigen klinische Ingenieurteams, die in der Lage sind, mit ihren lokalen Ressourcen gemäß den Spezifikationen zu arbeiten, und begrüßen jegliche Beiträge anderer Teams."
Das Team aller Freiwilligen arbeitet ohne finanzielle Unterstützung und arbeitet vorerst anonym, da viele von ihnen bereits mit Anfragen von Menschen überschwemmt wurden. Jeder möchte mehr Informationen und das Team hat Angst, von Anrufen überfordert zu werden, die die Arbeit am Projekt beeinträchtigen könnten.
"Wir wollen wirklich konzentriert bleiben" sagt ein Teammitglied. "Und dies ist einer der Gründe, warum die Website so wichtig ist, damit wir mit jedem kommunizieren können, der lesen möchte, was wir tun, und damit andere auf der ganzen Welt mit uns kommunizieren können."
Zuallererst die Patientensicherheit
"Wir haben so genannte klinische Mindestfunktionsanforderungen festgelegt", so ein Teammitglied, ein Ingenieur. Dies sind die Mindestfunktionen, die das Gerät ausführen sollte, um sicher und nützlich zu sein. Die Festlegung der Mindestanforderungen erfolgte durch ein Ärzteteam mit einem breiten klinischen Hintergrund, einschließlich Anästhesie und Intensivpflege. Parallel dazu verpflichtete sich die Gruppe, einen aktualisierten Prototyp zu entwerfen, zu bauen und zu testen.
Erste Tests zeigen die hohen Belastungen im tatsächlichen Gebrauch und einige Schwachstellen, die bereits behoben wurden. Das Team hat die neuen Versionen bereits hergestellt und andere bereiten sich auf weitere Funktionstests vor. Das Team gibt an, dass auf seiner Website genügend detaillierte Informationen vorhanden sind, damit andere Teams parallel mit ihnen arbeiten können, und sie haben auch Links zu anderen Teams eingefügt, die an ähnlichen Designbemühungen arbeiten.
Ein Prototyp in nur 7 Tagen
In weniger als einer Woche ging das Team von leeren Bänken zu den ersten realistischen Tests eines kostengünstigen Atemschutzgerät-Prototyps über. Ein Teammitglied sagt, dass sie in weniger als einer Woche gearbeitet haben, motiviert durch die Berichte von Ärzten, die bereits die Atemschutzmasken rationieren mussten, und die intensive Aufmerksamkeit, die die Gruppe diesem Projekt geschenkt hat, und die bereits "mehrere Thesen" über das Projekt erstellt haben Forschung.
Der interdisziplinäre Charakter der Gruppe sei entscheidend, sagt ein Teammitglied. „Die aufregendsten Zeiten sind, wenn ein Konstrukteur neben einem Steuerungstechniker sitzt, neben dem Fertigungsexperten und ein Anästhesist bei WebEx. Alle Dokumente und Tabellen parallel. Wir diskutieren die Details von allem, von Möglichkeiten zur Verfolgung der Vitaldaten von Patienten bis hin zu den besten Quellen für kleine Elektromotoren. ""
Die Intensität der Arbeit, bei der die Menschen jeden Tag sehr lange Stunden verbringen, war anstrengend. Aber es hat ihre Begeisterung nicht gedämpft.
"Wir arbeiten alle zusammen, und letztendlich ist es das Ziel, Menschen zu helfen, weil das Leben der Menschen verständlicherweise im Gleichgewicht ist", sagte einer der Forscher.
