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Il ventilatore semplificato per i pazienti COVID-19 ha progettato dai fisici della particella

Un gruppo internazionale dei fisici della particella ha fatto una pausa la loro ricerca della materia oscura da mettere a fuoco sui bisogni delle vittime della pandemia globale -- in particolare, la loro necessità di respirare.

In casi gravi, COVID-19 può piombo a polmonite che richiede la ventilazione meccanica, ma l'offerta del mondo dei ventilatori ha provato troppo piccolo per la domanda esponenzialmente aumentante.

“Il sistema di sanità pubblica in Lombardia è forse quello più forte in Europa, ma era vicino al punto di deformazione,„ ha detto Cristian Galbiati, un professore di fisica alla Princeton University che piombo la progettazione di un ventilatore meccanico semplificato che può essere prodotto in serie facendo uso delle componenti disponibili facilmente.

Lui ed i suoi collaboratori -- più di 250 fisici, ingegneri, medici ed altri da 12 paesi intorno al mondo -- chiami la loro unità il ventilatore meccanico Milano (MVM). La sua operazione richiede soltanto l'elettricità e una sorgente di a ossigeno compresso (o una miscela di ossigeno e di aria medica) ed il controllo e l'unità di video al suo cuore sta sviluppanda e programmato “dai migliori rivelatori„ dai laboratori nazionali di fisica delle particelle negli Stati Uniti, il Canada, Italia e molte altre nazioni, ha detto Galbiati.

Mentre può sondare dispari affinchè un ricercatore della materia oscura abbia preso la fabbricazione medica, ha più significato una volta messo un altro modo: un esperto nella costruzione degli strumenti sensibili per l'argon compresso ha deciso di sperimentare con a ossigeno compresso ed azoto.

Galbiati ed i suoi colleghi nel progetto di DarkSide-20k hanno passare 15 anni che progettano e che raffinano la strumentazione che usa un modulo liquido altamente pressurizzato del gas nobile per individuare una particella della materia oscura. Hanno imperniato dall'astrofisica a medicina appena nelle scorse settimane.

Dopo che il viaggio della ricerca in Italia ha ottenuto Galbiati attaccato nel paese, texted un amico di cui la famiglia possiede una società importante di distribuzione del gas per congratularsi la famiglia sulla loro donazione per un reparto rapido costruito per i pazienti COVID-19 a Milano. È stato colpito per imparare che l'ordine della famiglia per i ventilatori a sostegno del reparto è stato annullato. Galbiati poi ha parlato con suo fratello Filippo, un medico del pronto soccorso all'ospedale di Niguarda a Milano, di cui la pratica per allora si era restretta soltanto ai pazienti COVID-19. L'altro Dott. Galbiati ha spiegato al professore di fisica la situazione sempre più difficile che affronta i medici italiani che hanno dovuto curare i pazienti ossigeno-affamati con i ventilatori limitati al picco dell'epidemia locale.

“Stiamo agendo in tal modo molti progetti complessi con i gas tecnici,„ ha detto il professor Galbiati. Ha voluto usare la sua competenza “per trovare il migliore modo -- un modo che è più evolutivo -- per mettere ossigeno nei polmoni della gente quando lo hanno bisogno.„

Galbiati ha raggiunto fuori allo stesso amico, di cui la società egualmente commercializza e ripara i ventilatori ed all'autorizzazione ottenuta dal governo italiano effettuare le prove alla funzione del suo amico. Una volta che avessero una progettazione, ha assicurato l'autorizzazione di governo a sviluppare e verificare un prototipo. Poi ha raggiunto fuori al gruppo di DarkSide-20k.

“I fisici della particella sono un mazzo sconosciuto di gente,„ ha detto Fernando Ferroni, Presidente dell'istituto nazionale italiano per fisica nucleare e di un collaboratore principale sul MVM come pure il Direttore della comunicazione per il progetto. “Abbiamo un'affinità particolare per i problemi intellettuali. Abbiamo un problema? Dobbiamo risolverlo.„ Inoltre, ha aggiunto, un vantaggio ad una collaborazione globale deve che qualcuno è sempre sveglio, tenere il progetto muoversi in avanti 24 ore al giorno.

Il gruppo ha cercato l'input dagli anestesisti italiani.

Hanno passare le ultime quattro settimane sui fronti, occupantesi dei pazienti, appena essendo devastando da questo. Portano l'esperienza incredibile. Conoscono esattamente che necessità di essere fatto per salvare i pazienti -- e per aiutarli per recuperare.„

Cristian Galbiati, professore di fisica, Princeton University

Una funzionalità che i medici hanno suggerito è accesso del unico bottone alle procedure per misurare i parametri che hanno provato cruciale per la collocazione del percorso di ripristino migliore per i pazienti COVID-19. “In la maggior parte dei commputer tradizionali, progettati per un uso più generale, queste procedure richiedono stampare cinque o sei o sette bottoni, o passando fra i modi operativi differenti,„ ha detto Galbiati.

“Come raccomandato dal Dott. [Giuseppe] Foti e dal Dott. [Giacomo] Bellani dell'ospedale di San Gerardo a Monza, stiamo lavorando per applicare le funzionalità avanzate quale la misura del unico bottone della pressione del plateau, la pressione raggiunte dentro gli alveoli alla conclusione del ciclo inspiratorio e “del AutoPEEP, “riferito a normalmente come l'aero-intrappolamento nella fase di esalazione, che può essere zero per la maggior parte dei pazienti in buona salute o significativamente differente da zero per i pazienti che hanno ostruzioni nel canale di esalazione, come possibilmente generato dalle secrezioni,„ ha detto.

Il gruppo MVM ha diviso la loro progettazione via il arXiv delle repository di scienza di open source (“archivio„ pronunciato) e il medRχiv (“archivio del med„), sia per diffondere largamente la progettazione concettuale che per accelerare il feedback dallo scientifico e dalla comunità medica. A questo punto, hanno avanzato a partire dalla fase di progettazione, con la fase del prototipo e nei preparati per fabbricazione di massa. I materiali per i primi 1.000 MVMs dovrebbero arrivare in una settimana. Stanno funzionando molto attentamente con l'aeronautica di Stati Uniti, gli Stati Uniti Food and Drug Administration, la salubrità Canada e le agenzie regolarici italiane per assicurare le approvazioni.

“Creare qualcosa che sia costruito dalle parti disponibili facilmente, quello è semplice ma capace di fare tutto che sia necessario nel modo di un ventilatore -- quella era la visione originale di Cristian e penso che stia avendo successo molto bene,„ ha detto Arthur McDonald, un membro chiave del gruppo MVM e di un destinatario del premio Nobel 2015 nella fisica. È un professore emeritus di fisica all'università della regina nel Canada che era sulla facoltà di Princeton dal 1982 al 1989.

I primi ventilatori andranno direttamente agli ospedali italiani, seguiti presto da quelli negli Stati Uniti e nel Canada, hanno detto McDonald, ma il gruppo egualmente spera di garantire il finanziamento per costruire e distribuire MVMs in paesi che non possono permettersi di costruire il loro propri, ha detto McDonald. “Siamo tutti molto coscienti del fatto che a lungo termine, le parti meno sviluppate del mondo stanno andando essere sbattute con violenza da questa epidemia e sta andando essere grande bisogno intorno al mondo.„