Wewnątrz projektu tanich wentylatorów MIT

Wersja projektu respiratora awaryjnego opracowanego przez zespół MIT E-Vent. Zespół MIT e-vent

Kiedy profesor inżynierii mechanicznej Alex Slocum Sr. '82, SM '83, PhD '85 i jego syn Alexander Slocum Jr. '08, SM '10, PhD '13 zaczęli słuchać raportów z Włoch na początku marca, wiedzieli, że zbliża się kryzys. Tak wielu Włochów hospitalizowanych z powodu Covid-19 miało problemy z samodzielnym oddychaniem, że personel medyczny został zmuszony do racjonowania swoich respiratorów, potencjalnie ratujących życie urządzeń, które utrzymują przepływ powietrza do pacjenta, którego płuca są niewydolne. Slocum Jr., inżynier mechanik, obecnie rezydent chirurgii w Medical College of Wisconsin, przekopał się do danych, aby przewidzieć potencjalny niedobór respiratorów w tym kraju.

Liczby są przerażające, mówiąc wprost, mówi. Szacowaliśmy, że do kwietnia lub maja możliwy będzie brak około 100 000 do 200 000 respiratorów.

Slocum senior wyciągnął opracowany projekt dekadę temu jako studencki projekt zespołowy w klasie 2.75 (Projektowanie urządzeń medycznych), który prowadził z naukowcem Nevanem Hanumarą, SM ’06, PhD ’12. On i jego drugi syn, Jonathan Slocum ’14, SM ’15, ScD ’18, zaczęli szkicować pomysły i szybko wysłali surowy model CAD do sklepu hobbystycznego, gdzie Coby Unger wydrukował części. Hanamura i Slocums szybko zebrali wolontariuszy posiadających wiedzę w zakresie projektowania mechanicznego, elektroniki i sterowania, a także lekarzy mających doświadczenie w leczeniu chorób układu oddechowego. Zespół o nazwie E-Vent rozpoczął nieprzerwaną pracę nad udoskonaleniem projektu, którego budowa pierwotnie kosztowała około 500 USD (konwencjonalny wentylator może kosztować 30 000 USD) i zaczął publikować swoje Badania online. W ciągu czterech tygodni w Nowym Jorku ruszyła produkcja pierwszych urządzeń opartych bezpośrednio na ich pracy.

Ta maszyna, zwana Fala Spiro , otrzymał wstępną aprobatę FDA w kwietniu; konsorcjum firm go produkujących – w tym 10XBeta, założone przez Marcela Bothę, SM ’06 – spodziewało się szybko dostarczyć setki jednostek do szpitali w Nowym Jorku, a ostatecznie w całym kraju. Od połowy maja firma E-Vent dalej rozwijała projekt i dzieliła się zdobytymi informacjami w formie wytycznych typu open source, które lokalne zespoły mogą dostosować do swoich materiałów i potrzeb.

Zasada oryginalnego projektu jest prosta: weź torbę do resuscytacji ratunkowej (powszechną marką Ambu), którą zaprojektowano do ściskania ręcznie, i zautomatyzuj wyciskanie za pomocą pary zakrzywionych łopatek napędzanych silnikiem. Ale jest w tym o wiele więcej, mówi Hanumara: Kontrole są naprawdę trudne i wymagały wielu iteracji, gdy nasze zrozumienie wyzwań klinicznych i bezpieczeństwa rosło.

Pacjenci z Covid często wymagają wentylacji przez tydzień lub dłużej, a w dłuższych przypadkach oznaczałoby to około miliona oddechów, dodaje Slocum Jr., który pomógł poprowadzić początkowe zwiększenie E-Vent. Dlatego wiosła są zaprojektowane tak, aby zminimalizować zużycie torby.

W skład zespołu wchodzą również Daniela Rus, szefowa CSAIL; Albert Kwon ’08, HST ’13, anestezjolog w Westchester Medical Center w Nowym Jorku; i wiele innych.

Chociaż nasz projekt nie może zastąpić w pełni funkcjonalnego respiratora, jak podkreśla Hanumara, zapewnia on kluczowe funkcje wentylacji, które pozwolą placówkom służby zdrowia znajdującym się pod presją na lepsze racjonowanie ich respiratorów na OIOM i zasobów ludzkich.

ukryć