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El ventilador asequible y fácil de usar de la emergencia se convirtió para los pacientes COVID-19

Las personas de ingenieros y de médicos en la Universidad de California San Diego han desarrollado un ventilador barato, fácil de usar de la emergencia para los pacientes COVID-19 que se construye alrededor de un bolso del ventilador encontrado generalmente en ambulancias.

Las personas construyeron un sistema automatizado alrededor del bolso y derribaron el costo de un ventilador de la emergencia a apenas $500 por unidad--por la comparación, los ventiladores avanzados costaron actualmente por lo menos $10.000. Los componentes del dispositivo pueden ser fabricados rápidamente y el ventilador se puede montar en apenas 15 minutos.

La electrónica y los sensores de dispositivo confían en una cadena de suministro robusta de los campos no relacionados con la atención sanitaria que son poco probables ser afectado por las escaseces.

La marca V del UCSD MADVent es también la ventilación presión-controlada de ofrecimiento del único dispositivo equipada de las alarmas que se pueden ajustar para hacer señales que la presión es demasiado baja o demasiado alta.

Esto es especialmente importante porque la presión excesiva puede causar daño de pulmón en los pacientes COVID-19 que experimentan a menudo disminuciones rápidas de la capacidad pulmonar mientras que progresa la enfermedad.

La mayoría de los ventiladores miden el volumen de aire que se esté bombeando en los pulmones del paciente, que requiere los sensores costosos de la circulación de aire.

Por el contrario, la marca V del UCSD MADVent mide la presión y las aplicaciones que los datos para deducir y para controlar la circulación de aire a los pulmones. Esto era dominante a bajar el precio del dispositivo.

Las personas de los socios de Uc San Diego y de la industria buscarán la aprobación para el dispositivo de Food and Drug Administration. Detallan su trabajo en una aplicación próxima aparatos médicos y sensores.

Los planes y los pliegos de condiciones del dispositivo están disponibles en http://MADVent.ucsd.edu/

“El MADVent puede cumplir con seguridad los requisitos diversos de los pacientes COVID-19 porque puede ajustar sobre los alcances amplios de los parámetros de la respiración necesarios para tratar síndrome de señal de socorro respiratoria agudo,” dijo el amigo de James, un profesor en la escuela de Uc San Diego Jacobs de la ingeniería y a uno de los autores correspondientes del papel dos.

“La combinación de componentes disponibles y de piezas fácilmente labradas a máquina con mando de presión mecánicamente impulsado hace nuestro bajo costo del diseño y rápidamente manufacturable.”

Los investigadores también quisieron asegurarse de que el dispositivo se podría utilizar por los trabajadores de la atención sanitaria con experiencia limitada con los ventiladores y ninguna experiencia con este tipo de sistema, dijeron al Dr. Casper Petersen, co-autor del estudio y científico del proyecto en el departamento del Anesthesiology en la Facultad de Medicina de Uc San Diego.

Como consecuencia, la marca V de MADVent es segura de utilizar, fácil montar, y fácil reparar.

Este dispositivo podría ser una gran opción para el uso en situaciones donde están escasos los materiales, por ejemplo cuando la cadena de suministro normal analiza, o en países en desarrollo y zonas rurales difíciles de alcanzar.”

El Dr. Casper Petersen, co-autor y científico del proyecto, departamento del estudio del Anesthesiology, Facultad de Medicina de San Diego de la Universidad de California

El dispositivo no se significa pues un reemplazo para los ventiladores altamente complejos usados en Unidades de Cuidados Intensivos.

“Bastante, nuestro ventilador barato se significa para llenar un vacío urgente en situaciones de una onda irruptiva grande en los pacientes donde podemos no tener suficiente equipo de vida-mantenimiento”, dijo al Dr. Lonnie el Petersen, el profesor adjunto en la escuela de Jacobs de la ingeniería, el profesor del adjunto en la salud de Uc San Diego y autor correspondiente del papel el otro.

El “seguro es nuestra prioridad principal; mientras que el MADVent es un dispositivo poco tecnológico y barato, ofrece real robusto y la ventilación paciente-adaptada esto aumenta realmente el seguro para los pacientes que sufren de la infección pulmonar compleja y de la señal de socorro respiratoria asociadas a COVID-19”.

La marca V del UCSD MADVent

Las personas de Uc San Diego construyeron su dispositivo alrededor de un bolso del ventilador encontrado en ambulancias y diseñado generalmente para ser exprimido manualmente para ayudar a pacientes a respirar. En la marca V del UCSD MADvent, una paleta labrada a máquina exprime el bolso en lugar de otro.

La paleta es controlada por una serie de sensores de la presión para asegurarse de a los pacientes para conseguir el flujo apropiado del aire en sus pulmones.

Las personas integraron deliberadamente tantos items estándar del hospital como sea posible en el diseño porque ésos han experimentado ya la prueba rigurosa para el seguro, la longevidad, y la compatibilidad.

Para medir la presión, los investigadores desarrollaron un algoritmo que deduce cuánto era comprimido el bolso basado en cuántos giros ha hecho y calcula el motor del dispositivo el volumen del aire envió en los pulmones del paciente como consecuencia.

“La elasticidad de los pulmones cambia muy rápidamente, así que es importante poder detectar la reacción del paciente,” dijo al Dr. Lonnie Petersen.

Los investigadores probaron su sistema más funcionaron de 200 veces y durante días y días en un simulador del pulmón, adhiriéndose a los patrones para que la organización de patrones internacionales y las pautas del FDA la aseguren correctamente. El dispositivo también fue probado en un simulador médico del maniquí.

Una de las llaves al ahorro en costes desarrollaba los modelos de ordenador del volumen de impulsado por aire a través del bolso de la ambulancia cuando es comprimido.

Esto permitieron que los investigadores eliminaran los sensores costosos de la circulación de aire y los algoritmos complejos que los controlan.

Los materiales en el ventilador se pueden esterilizar con los desinfectantes convencionales tales como peróxido 1,5% de hidrógeno y etanol del 70%.

“El sistema, en su estado del revelado actual, puede acomodar fácilmente los nuevos módulos que habilitan características más sofisticadas, tales como supervisión del flujo, que puede habilitar maneras adicionales de la ventilación y ofrecer a operadores de la atención sanitaria más información con respecto a un paciente que respira,” dijo a Aditya Vasan, estudiante del Ph.D. en el grupo de la investigación del amigo y autor del papel el primer.

Colaboración a través de disciplinas

Una colaboración cercana entre los clínicos y los ingenieros permitió a las personas juntar un prototipo crudo en apenas tres días.

Entonces pasaron las horas incontables que refinaban y que probaban el ventilador. Mucho trabajo entró asegurarse de lo era seguro y se podía fabricar con las piezas simples a gran escala.

Los ingenieros con el laboratorio de la creación de un prototipo del instituto de Uc San Diego Qualcomm proporcionaron diseño de ingeniería y el apoyo de la fabricación.

La marca Stambaugh del ingeniero eléctrico caminó hacia adentro para trabajar en el microcontrolador y para ayudar a ajustar el ciclo del recorrido y a controlar la velocidad y el volumen de las compresiones para ayudar a pacientes a respirar. El ingeniero industrial Alex Grant ofreció el apoyo y la dirección del diseño.

El financiamiento de semilla para el proyecto vino de varias organizaciones: San Diego-basó la defensa y Security Solutions, Inc. de Kratos, que desarrolla sistemas, las plataformas y los productos de campos para la seguridad nacional y las necesidades de comunicaciones; la oficina de los E.E.U.U. de la investigación naval en el Departamento de Defensa; y la iniciativa del catalizador en el instituto del UC para el conflicto mundial y la cooperación.

Source:
Journal reference:

Vasan, A., et al. (2020) MADVent: A low‐cost ventilator for patients with COVID‐19. Medical Devices & Sensors. doi.org/10.1002/mds3.10106.