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– As considerações clínicas e de design serão publicadas on-line; O objetivo é oferecer suporte à rápida expansão da produção de dispositivos para aliviar a escassez de hospitais.
Courtesy MIT: Uma das faltas mais urgentes que os hospitais enfrentam durante a emergência do Covid-19 é a falta de respirador. Essas máquinas podem manter os pacientes respirando quando não podem mais por conta própria e podem custar cerca de US $ 30.000 USD cada. Agora, uma equipe voluntária de engenheiros, médicos, cientistas da computação e outros, rapidamente montados, centralizados no MIT, está trabalhando para implementar uma alternativa segura e barata para uso em emergências, que pode ser construída rapidamente em todo o mundo.
A equipe, chamada MIT E-Vent (para respirador de emergência), foi formada em 12 de março em resposta à rápida disseminação da pandemia de Covid-19. Seus membros foram reunidos pelas exortações de médicos, amigos e uma inundação repentina de correspondência referente a um projeto feito há uma década na classe 2.75 do MIT (Design de Dispositivos Médicos). Os estudantes que trabalham em consulta com os médicos locais projetaram um dispositivo simples de respiração que poderia ser construído com cerca de US $ 100 USD em peças. Eles publicaram um artigo detalhando seu design e teste, mas o trabalho terminou nesse ponto. Agora, com uma necessidade global significativa, uma nova equipe, vinculada a esse curso, retomou o projeto em um ritmo altamente acelerado.
A chave para a alternativa simples e barata de ventilação é uma bolsa plástica de operação manual chamada ressuscitador de válvula de bolsa, ou bolsa Ambu, que os hospitais já têm em mãos em grandes quantidades. Eles são projetados para serem operados manualmente, por um profissional médico ou técnico de emergência, para fornecer respirações ao paciente em situações como parada cardíaca, até que uma intervenção como um respirador se torne disponível. Um tubo é inserido nas vias aéreas do paciente, como no respirador de um hospital, mas o bombeamento de ar para os pulmões é feito apertando e liberando a bolsa flexível. Esta é uma tarefa para pessoal qualificado, treinado em como avaliar o paciente e ajustar o tempo e a pressão do bombeamento de acordo.
Imagens: cortesia dos pesquisadores
A inovação iniciada pela classe anterior do MIT, e agora sendo rapidamente refinada e testada pela nova equipe, foi a criação de um sistema mecânico para apertar e liberar a bolsa Ambu, uma vez que isso não é algo que uma pessoa possa esperar. fazer por qualquer período prolongado. Mas é crucial que esse sistema não danifique a bolsa e seja controlável, para que a quantidade de ar e as pressões fornecidas sejam adaptadas ao paciente em questão. O dispositivo deve ser muito confiável, pois uma falha inesperada do dispositivo pode ser fatal, mas, conforme projetado pela equipe do MIT, a bolsa pode ser imediatamente operada manualmente.
A equipe está particularmente preocupada com o potencial de bem-intencionados, mas inexperientes, de tentar reproduzir esse sistema sem o conhecimento ou experiência clínica necessária com hardware que pode operar por dias; seriam necessários cerca de 1 milhão de ciclos para apoiar um paciente ventilado por um período de duas semanas. Além disso, requer código tolerante a falhas, pois os respiradores são dispositivos de precisão que desempenham uma função crítica à vida. Para ajudar a reduzir a disseminação de informações erradas ou conselhos mal pensados, a equipe adicionou ao site recursos de informações verificadas sobre o uso clínico dos respiradores e os requisitos para treinamento e monitoramento no uso de tais sistemas. Todas essas informações estão disponíveis gratuitamente em e-vent.mit.edu.
“Estamos lançando orientações de projeto (clínicas, mecânicas, elétricas / controles, testes) em uma base contínua, à medida que são desenvolvidas e documentadas”, diz um membro da equipe. “Encorajamos equipes de engenharia clínica capazes a trabalhar com seus recursos locais, seguindo as principais especificações e informações de segurança, e agradecemos qualquer contribuição que outras equipes possam ter”.
Os pesquisadores enfatizam que este não é um projeto para empreendedores típicos do tipo faça-você-mesmo, pois requer entendimento especializado da interface clínico-técnica e capacidade de trabalhar em consideração às especificações e diretrizes estritas da Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA.
Esses dispositivos “precisam ser fabricados de acordo com os requisitos da FDA e devem ser utilizados apenas sob a supervisão de um clínico”, disse um membro da equipe. “O Departamento de Saúde e Serviços Humanos divulgou um aviso afirmando que todas as intervenções médicas relacionadas ao Covid-19 não estão mais sujeitas a responsabilidade, mas isso não altera nossa carga de atendimento”. ele disse. “Atualmente, estamos aguardando o feedback do FDA” sobre o projeto. “Finalmente, nossa intenção é buscar a aprovação da FDA. Esse processo leva tempo, no entanto. ”
A equipe de voluntários está trabalhando sem financiamento e operando anonimamente por enquanto, porque muitos deles já foram inundados por consultas de pessoas que desejam obter mais informações e estão preocupados em ser sobrecarregados por chamadas que interfeririam no seu trabalho no projeto. “Gostaríamos muito, realmente, de manter o foco”, diz um membro da equipe. “E essa é uma das razões pelas quais o site é tão essencial, para que possamos nos comunicar com quem quiser ler sobre o que estamos fazendo e também para que outras pessoas em todo o mundo possam se comunicar conosco”.
“A principal consideração é a segurança do paciente. Portanto, tivemos que estabelecer o que chamamos de requisitos funcionais clínicos mínimos ”, ou seja, o conjunto mínimo de funções que o dispositivo precisaria executar para ser seguro e útil, diz um dos membros da equipe, que é engenheiro. e um médico. Ele diz que um de seus trabalhos é traduzir entre os idiomas especializados usados pelos engenheiros e os profissionais médicos da equipe.
Essa determinação dos requisitos mínimos foi feita por uma equipe de médicos com ampla experiência clínica, incluindo anestesia e cuidados intensivos, diz ele. Paralelamente, o grupo começou a trabalhar no design, construção e teste de um protótipo atualizado. Os testes iniciais revelaram as altas cargas que o uso real incorre e algumas fraquezas que já foram abordadas para que, nas palavras dos co-líderes da equipe, “até o professor possa chutá-lo pela sala”. Em outras palavras, as primeiras tentativas focadas na super “capacidade de fazer” eram otimistas demais.
Novas versões já foram fabricadas e estão sendo preparadas para testes funcionais adicionais. A equipe já diz que há informações detalhadas suficientes em seu site para permitir que outras equipes trabalhem em paralelo com elas, além de incluir links para outras equipes que estão trabalhando em esforços de design semelhantes.
Em menos de uma semana, a equipe passou de bancos vazios para os primeiros testes realistas de um protótipo. Um membro da equipe diz que, em menos de uma semana cheia, eles estão trabalhando, motivados por relatos de médicos que já precisam racionar respiradores e pelo intenso foco que o grupo diversificado trouxe para esse projeto, eles já geraram “múltiplas teses no valor” de pesquisa.
A natureza interdisciplinar do grupo tem sido crucial, diz um membro da equipe. “Os momentos mais emocionantes e em que a equipe está realmente se movendo rapidamente são quando temos um engenheiro de design, sentado ao lado de um engenheiro de controles, sentado ao lado do especialista em fabricação, com um anestesista na WebEx, todas as modelagens, codificações e folhas de cálculo sólidas. em paralelo. Estamos discutindo os detalhes de tudo, desde maneiras de rastrear os dados dos sinais vitais dos pacientes até as melhores fontes para pequenos motores elétricos. ”
A intensidade do trabalho, com pessoas dedicando longas horas todos os dias, tem sido cansativa, mas não diminuiu seu entusiasmo. “Todos trabalhamos juntos e, finalmente, o objetivo é ajudar as pessoas, porque a vida das pessoas está compreensivelmente em risco”, disse ele.
Design and Prototyping of a Low-cost Portable Mechanical Ventilator
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A equipe pode ser contatada através do site .
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