Einer der dringendsten Engpässe für Krankenhäuser während derCovid-19-Notfall ist der Mangel an Fans. Diese Geräte können Patienten die Atmung erhalten, wenn sie nicht mehr alleine können, und können 30.000 Euro pro Stück kosten. Jetzt arbeitet ein schnell zusammengestelltes Team aus Ingenieuren, Ärzten, Informatikern und anderen Freiwilligen konzentriert am MIT daran, eine sichere und kostengünstige Alternative zu implementieren, die schnell auf der ganzen Welt gebaut werden könnte.
Das Team namens MIT E-Vent (für Notfallbeatmungsgerät), gegründet am 12. März als Reaktion auf die rasche Ausbreitung der Coronavirus-Pandemie. Aufgeschreckt reagierten ihre Mitglieder auf ein breites Gespräch über einen Hinweis auf ein 2010 entwickeltes eigenes MIT-Projekt. Die damaligen Studenten konstruierten ein einfaches Beatmungsgerät, das mit Teilen im Wert von rund 100 Euro hätte gebaut werden können. Sie veröffentlichten ein Dokument, in dem ihr Design und ihre Tests detailliert beschrieben wurden, aber die Arbeit endete an diesem Punkt. Jetzt, angesichts der Notlage, hat ein neues Team dieses Projekt in einem sehr beschleunigten Tempo wieder aufgenommen.
Der Kern des kostengünstigen Atemschutzgeräts
Der Schlüssel zu der einfachen und kostengünstigen Ventilator-Alternative ist eine handbetriebene Plastiktüte namens "Ambu Tasche“, die Krankenhäuser bereits in großen Mengen vorrätig haben. Es handelt sich um eine 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 durch Drücken und Loslassen des flexiblen Beutels wird Luft 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 2010 aus dem MIT-Projekt hervorgegangen ist und jetzt vom neuen Team schnell verfeinert und getestet wurde, sollte entwickelt werden 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 Atemschutzmasken. Er ist jedoch sehr daran interessiert, dass potenzielle Produktionen nicht ohne die erforderlichen klinischen Kenntnisse oder Fähigkeiten durchgeführt werden. Etwa 1 Million Testzyklen über einen Zeitraum von zwei Wochen wären erforderlich, um die Dichtigkeit dieser Geräte sicherzustellen. Um die Verbreitung von Fehlinformationen oder schlecht durchdachten Ratschlägen zu verringern, fügte das Team seiner Website verifizierte Informationsressourcen zur klinischen Verwendung von Beatmungsgeräten und Anforderungen für Schulung und Überwachung bei der Verwendung dieser Systeme hinzu. Alle diese Informationen sind kostenlos auf verfügbar e-vent.mit.edu.
"Wir veröffentlichen einen Designleitfaden (klinisch, mechanisch, elektrisch / Steuerung, Test)", sagt ein Teammitglied. „Wir ermutigen Kliniktechnik-Teams, die in der Lage sind, mit ihren lokalen Ressourcen zu arbeiten und die Spezifikationen zu befolgen, und begrüßen jeden Beitrag 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 möchten wirklich konzentriert bleiben", sagt ein Teammitglied. „Und das ist einer der Gründe, warum die Website so wichtig ist, damit wir mit jedem kommunizieren können, der lesen möchte, was wir tun, und damit auch andere auf der ganzen Welt mit uns kommunizieren können.“
Zuallererst die Patientensicherheit
„Wir haben die so genannten klinischen Mindestfunktionsanforderungen festgelegt“, das sind die Mindestfunktionen, die das Gerät erfüllen sollte, um sicher und nützlich zu sein, sagt einer der Teammitglieder, ein Ingenieur durchgeführt von einem Team von Ärzten 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 realen Einsatz und einige bereits adressierte Schwachstellen. Das Team hat die neuen Versionen bereits hergestellt und weitere sind in Vorbereitung für weitere Funktionstests. Das Team sagt, dass es auf seiner Website genügend detaillierte Informationen gibt, damit andere Teams parallel mit ihnen arbeiten können, und sie haben auch Links zu anderen Teams hinzugefügt, 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 gibt an, dass sie in weniger als einer Woche gearbeitet haben, motiviert durch Berichte von Ärzten, die ihre Beatmungsgeräte bereits rationieren mussten, und die intensive Aufmerksamkeit, die die Gruppe diesem Projekt gewidmet hat, und bereits „mehrere Thesen“ über die Forschung erstellt haben .
Der interdisziplinäre Charakter der Gruppe sei entscheidend, sagt ein Teammitglied. „Die aufregendsten Zeiten sind, wenn wir einen Konstruktionsingenieur neben einem Steuerungsingenieur sitzen, neben einem Fertigungsexperten sitzen, mit einem Anästhesisten auf WebEx. Alle Dokumente und Tabellen parallel. Wir diskutieren die Vor- und Nachteile von allem, von der Möglichkeit, die Vitalparameterdaten von Patienten zu verfolgen, bis hin zu den besten Quellen für kleine Elektromotoren. "
Die Intensität der Arbeit, bei der die Leute jeden Tag sehr viele Stunden arbeiten, war ermüdend. Aber das tat ihrer Begeisterung keinen Abbruch.
„Wir arbeiten alle zusammen, und letztendlich ist es das Ziel, Menschen zu helfen, denn das Leben der Menschen steht verständlicherweise auf dem Spiel“, sagte einer der Forscher.
