Åpen kildeventilator - Open-source ventilator

Denne artikkelen handler om maskiner i katastrofe-situasjoner som hjelper pusten. For standard ventilatorer som brukes i medisinsk industri, se ventilator .
Image
Open-source respirator er OpenLung prosjekt, en åpen-kilde, lav-ressurs, rask-utplassering mekanisk ventilator konstruksjonen benytter en sekkeventil maske (BVM eller Ambu-pose) som en kjernekomponent.
Image
Mekanikk i OpenLung -respiratoren

En åpen kildekode-ventilator er en katastrofe-situasjon ventilator laget ved hjelp av et fritt lisensiert ( åpen kildekode ) design, og ideelt sett fritt tilgjengelige komponenter og deler ( open-source hardware ). Design, komponenter og deler kan være hvor som helst fra helt omvendt eller helt nye kreasjoner, komponenter kan være tilpasninger av forskjellige billige eksisterende produkter, og spesielle vanskelig å finne og/eller dyre deler kan bli 3D-printet i stedet for kjøpt. Fra begynnelsen av 2020 var nivåene på dokumentasjon og testing av åpen kildeventilatorer langt under vitenskapelige og medisinske standarder.

En liten, tidlig prototypeinnsats var Pandemic Ventilator som ble opprettet i 2008 under gjenoppblomstring av H5N1 fugleinfluensa som begynte i 2003, såkalt "fordi den er ment å bli brukt som en ventilator for siste utvei under en mulig fugleinfluensapandemi . "

Kvalitetsvurdering

Retningslinjene for bruk av både gratis og åpen kildekode (FOSS) og åpen kildekode-maskinvare tillater teoretisk sett fagfellevurdering og korrigering av feil og feil i ventilatorer i åpen kildekode, som ikke er tilgjengelig i maskinvareutvikling med lukket kildekode. Tidlig i 2020 under COVID-19- pandemien uttalte en gjennomgang av åpen kildeventilatorer at "de testede og fagfellevurderte systemene manglet fullstendig dokumentasjon og de åpne systemene som ble dokumentert var enten i de aller første stadiene av design ... og ble i hovedsak bare testet i utgangspunktet ... "Forfatteren spekulerte i at pandemien ville motivere til utvikling som ville forbedre åpen kildeventilatorer betydelig, og at mye arbeid, politikk, forskrifter og finansiering ville være nødvendig for å åpne ventilatorene for å oppnå standarder av medisinsk kvalitet.

Designkrav

Se også: Ventilatorassosiert lungeskade

En rekke funksjoner kreves for at en invasiv mekanisk ventilator skal kunne brukes trygt på en pasient:

  • en måte å måle og kontrollere volumet som pumpes og pustefrekvensen for å unngå volutrauma ;
  • overvåking for inspirasjonstrykk , respirasjonsfrekvens (bpm) og inspirasjons-til-ekspirasjonstid (I/E) -forhold
  • for ikke-bedøvede pasienter, en "assist" -modus som, i stedet for å tvinge luft inn med en fast frekvens, bare øker trykket når pasienten inhalerer;
  • for ARDS, støtte for å sette positivt ende-ekspiratorisk trykk (PEEP) for å unngå alveolekollaps;
  • fukting for å unngå tørking og avkjøling av alveolene.

Kravene til ikke-invasiv ventilasjon er mindre strenge.

Covid-19-pandemi

FOSS Initiative OpenVentilator.io -prosjektet begynte 19. mars etter to ukers forskning. Jeremias Almadas hadde lagt ut noen utkast han laget på Open Source COVID-19 Medical Supplies-forumet. Marcos Mendez kontaktet ham for å bli med på å utvikle en løsning som kan reproduseres i svært stor skala. Dette prosjektet ble senere "OpenVentilator Spartan Model".

Med COVID-19-pandemien hadde en ny utfordring nettopp oppstått, dette var ikke lenger å produsere ventilator, tross alt, disse er produsert siden bibelsk tid, inkludert siden 1960-modellene som Bird MK VII allerede ble konsolidert med en misunnelsesverdig konstruksjon som er veldig enkelt.

Utfordringen nå var å designe et element som løser et problem på global skala. Produsert i veldig stor skala og med deler funnet i små byer og landsbyer. Dette var premissene for noen prosjekter som OpenVentilator.io.

18. mars hadde Medtronics åpnet koden og filene for produksjon av hovedventilasjonsutstyr.] Problemet var på en skala som Medtronics ikke ville kunne oppfylle på globalt nivå, og heller ikke på regionalt nivå. Det samme skjedde allerede med Philips og G&E og Draguer, verdensledende innen produksjon av denne typen utstyr. Det ville ikke være fornuftig å gjenoppfinne noe som allerede hadde studert i 100 år. Problemet var heller ikke et ingeniørproblem, men et logistisk og omfattende problem slik at disse prosjektene som skulle dukke opp var anvendelige og oppnåelige. Produksjonen bør være desentralisert, fokusert på de regionale ressursene til hvert individ på planeten jorden. Ni av ti brasilianske byer har ikke engang en ICU -seng, enn si en elektronikkbutikk og eller en Ambu -fabrikk. Den afrikanske situasjonen var allerede blitt utropt til en katastrofe.

Flere prosjekter begynner å dukke opp på dette området, mange av dem med en teknisk tilnærming, mange andre etter strenge valideringer med regelverket.

Det er få prosjekter som har en [analyse av kompleks tenkning innenfor den globale økonomisk-politiske stagnasjonen.

Et stort verdensomspennende designarbeid begynte under COVID-19-pandemien etter at et Hackaday- prosjekt ble startet, for å svare på forventet ventilatormangel som forårsaket høyere dødelighet blant alvorlige pasienter. Dette prosjektet tar sikte på å bygge en kontinuerlig positiv luftveis trykkinnretning .

19. mars ble MakAir open-source ventilatorprosjektet startet av et team med programvareingeniører i Frankrike, ved hjelp av 3D-utskrift for raskt å itereere på en prototype, med målet om å la en etablert produsent produsere de siste ventilatorene for en pris på nærmere € 2000 . Teamet bygde en fungerende prototype på en måned, hvorpå en vellykket 12 -timers ventilasjonstest på en gris ble utført. Prosjektet mottok offisiell støtte fra den franske hærens investeringsgren, Agence Innovation Défense of Direction générale de l'armement , og ga prosjektet 426 000 euro for å finansiere kliniske studier. Groupe SEB gikk med på å produsere MakAir -respiratoren i sine anlegg i Vernon, Frankrike. Fra desember 2020 er MakAir -ventilatorprosjektet fortsatt aktivt på den tekniske siden, med full støtte for både trykk- og volumkontrollerte ventilasjonsmoduser, og på den medisinske siden med pågående kliniske studier ved CHU Nantes på menneskelige pasienter.

20. mars 2020 begynte Irish Health Services å gå gjennom design. En prototype blir designet og testet i Colombia.

Image
MIT E-Vent Unit 002 Oppsett, design av MIT

Den University of Minnesota Bakken Medical Device Center innledet et samarbeid med ulike bedrifter til å ta med en ventilator alternativ til markedet som fungerer som en enarmet robot og erstatter behovet for manuell ventilasjon i krisesituasjoner. Den Coventor enheten ble utviklet i en svært kort tid og godkjent den 15. april 2020 av FDA , bare 30 dager etter unnfangelsen. Den mekaniske ventilatoren er designet for bruk av utdannede medisinske fagpersoner på intensivavdelinger og enkel å betjene. Den har en kompakt design og er relativt billig å produsere og distribuere. Kostnaden er bare omtrent 4% av en vanlig ventilator. I tillegg krever denne enheten ikke oksygen under trykk eller lufttilførsel, som normalt er tilfellet. En første serie er produsert av Boston Scientific . Planene skal være fritt tilgjengelig online for allmennheten uten royalty.

Det polske selskapet Urbicum rapporterer om vellykket testing av en 3D-trykt, åpen kildekode-prototypenhet kalt VentilAid. Produsentene beskriver det som en siste utvei når det mangler profesjonelt utstyr. Designet er offentlig tilgjengelig. Den første Ventilaid -prototypen krever at trykkluft kjøres.

21. mars 2020 begynte New England Complex Systems Institute (NECSI) å opprettholde en strategisk liste over åpen kildekode -design som det arbeides med. NECSI -prosjektet vurderer produksjonskapasitet, medisinsk sikkerhet og behov for behandling av pasienter under forskjellige forhold, hastighet i behandling av juridiske og politiske spørsmål, logistikk og forsyning. NECSI er bemannet med forskere fra Harvard, MIT og andre som har forståelse for pandemier, medisin, systemer, risiko og datainnsamling.

Massachusetts Institute of Technology startet et nødprosjekt for å designe en billig ventilator som bruker en poseventilmaske som hovedkomponent. Andre grupper og selskaper, for eksempel Monolithic Power Systems , utviklet også design basert på dette konseptet.

Oxysphere -prosjektet utvikler åpne tegninger for ventilasjon med positivt trykk.

April 2020, rapporterte NASA om å bygge en vellykket covid-19-ventilator (kalt VITAL ("Ventilator Intervention Technology Accessible Locally") på 37 dager, som for øyeblikket undergår ytterligere testing. NASA søker hurtig godkjenning fra USA Food and Drug Administration for den nye respiratoren.

29. mai 2020 avslørte NASA "Åtte amerikanske produsenter valgt til å lage NASA COVID-19-ventilator."

De amerikanske selskapene som er valgt for lisenser er:

  • Vacumed, en avdeling av Vacumetrics, Inc. i Ventura, California
  • Stark Industries, LLC i Columbus, Ohio
  • MVent, LLC, en avdeling av Minnetronix Medical, i St. Paul, Minnesota
  • iButtonLink , LLC i Whitewater, Wisconsin
  • Evo Design, LLC i Watertown, Connecticut
  • DesignPlex Biomedical, LLC i Fort Worth, Texas
  • ATRON Group LLC i Dallas
  • Pro-Dex, Inc. i Irvine, California

Israelske ingeniører opprettet en ventilator med åpen kildekode

NASA VITAL -ventilator
Image
Ingeniørteam
Image
Forfra
Image
Sett fra siden

Bestemmelser om katastrofehjelp

Den 24. mars 2020 vedtok USAs helse- og menneskesekretær (HHS) nødhjelpstillatelser for å tillate bruk av ytterligere enheter, inkludert: "Ventilatorer, pusteapparater med overtrykk som er modifisert for bruk som respiratorer (samlet omtalt som" respiratorer " '), ventilatorrørkontakter og ventilatortilbehør. " Dette ble gjort i samsvar med erklæringen 4. februar for medisinske mottiltak mot koronavirussyken 2019 , og utstyret er underlagt FDAs "kriterier for sikkerhet, ytelse og merking."

Se også

Referanser

Eksterne linker