211service.com
Binnen het goedkope beademingsproject van MIT
Een versie van het noodventilatorontwerp van het MIT E-Vent-team. MIT e-vent-team
Toen professor werktuigbouwkunde Alex Slocum Sr. '82, SM '83, PhD '85, en zijn zoon, Alexander Slocum Jr. '08, SM '10, PhD '13 begin maart de rapporten uit Italië begonnen te horen, ze wisten dat er een crisis op komst was. Zoveel Italianen die met covid-19 in het ziekenhuis waren opgenomen, hadden zelf moeite met ademhalen dat medisch personeel gedwongen werd hun ventilatoren te rantsoeneren, de potentieel levensreddende apparaten die ervoor zorgen dat lucht in een patiënt blijft stromen wiens longen het begeven. Slocum Jr., een werktuigbouwkundig ingenieur die nu chirurgisch werkzaam is aan het Medical College of Wisconsin, heeft de gegevens ingegraven om het potentiële tekort aan ventilatoren in dit land te voorspellen.
De cijfers zijn beangstigend, om het maar bot te zeggen, zegt hij. We schatten dat er in april of mei een tekort van ongeveer 100.000 tot 200.000 ventilatoren mogelijk is.
Slocum Sr. haalde een ontwikkeld ontwerp tevoorschijn een decennium geleden als een studententeamproject in de 2.75 (Medical Device Design) klas die hij had gegeven met onderzoekswetenschapper Nevan Hanumara, SM '06, PhD '12. Hij en zijn andere zoon, Jonathan Slocum ’14, SM ’15, ScD ’18, begonnen ideeën te schetsen en stuurden snel een ruw CAD-model naar de Hobby Shop, waar Coby Unger de onderdelen printte. Hanamura en de Slocums brachten snel vrijwilligers samen met expertise op het gebied van mechanisch ontwerp, elektronica en bedieningselementen, plus artsen met ervaring in het behandelen van aandoeningen van de luchtwegen. Het team, E-Vent genaamd, begon non-stop te werken aan het verfijnen van het ontwerp, dat oorspronkelijk ongeveer $ 500 had gekost om te bouwen (een conventionele ventilator kan $ 30.000 kosten), en begon hun Onderzoek online. Binnen vier weken was in New York City begonnen met de productie van de eerste apparaten die rechtstreeks op hun werk waren gebaseerd.
Die machine, genaamd de Spiro-golf , kreeg in april voorlopige FDA-goedkeuring; het consortium van bedrijven dat het produceert - waaronder 10XBeta, opgericht door Marcel Botha, SM '06 - verwachtte snel honderden eenheden te leveren aan ziekenhuizen in New York en uiteindelijk in het hele land. Medio mei bleef E-Vent het ontwerp verder ontwikkelen en het geleerde delen in de vorm van open source-richtlijnen die lokale teams kunnen aanpassen aan hun materialen en behoeften.
Het principe achter het oorspronkelijke ontwerp is eenvoudig: neem een beademingszak voor noodgevallen (Ambu is een bekend merk), die is ontworpen om met de hand te worden samengeknepen, en automatiseer het knijpen met behulp van een paar gebogen peddels die worden aangedreven door een motor. Maar er komt veel meer bij kijken, zegt Hanumara: de besturing is erg lastig en heeft veel iteraties nodig gehad naarmate ons begrip van de klinische en veiligheidsuitdaging groeide.
Covid-patiënten hebben vaak een week of langer beademing nodig, en in langere gevallen zou dat ongeveer een miljoen ademhalingen betekenen, voegt Slocum Jr. toe, die hielp bij het leiden van de eerste opstart van E-Vent. De peddels zijn dus ontworpen om slijtage aan de tas te minimaliseren.
Het team omvat ook Daniela Rus, hoofd van CSAIL; Albert Kwon '08, HST '13, een anesthesist in het Westchester Medical Center in New York; en vele anderen.
Hoewel ons ontwerp een volledig uitgeruste ventilator niet kan vervangen, benadrukt Hanumara, biedt het wel belangrijke ventilatiefuncties waarmee zorginstellingen die onder druk staan, hun ICU-ventilatoren en personeel beter kunnen rantsoeneren.