211service.com
Inuti MIT:s lågkostnadsventilatorprojekt
En version av MIT E-Vent-teamets nödventilationsdesign. MIT e-vent Team
När professorn i maskinteknik Alex Slocum Sr. '82, SM '83, PhD '85, och hans son, Alexander Slocum Jr. '08, SM '10, PhD '13, började höra rapporterna från Italien i början av mars, de visste att en kris var på väg. Så många italienare inlagda på sjukhus med covid-19 hade problem med att andas på egen hand att medicinsk personal tvingades ransonera sina ventilatorer, de potentiellt livräddande enheterna som håller luften att strömma in i en patient vars lungor sviker. Slocum Jr., en maskiningenjör som nu är kirurgisk bosatt vid Medical College of Wisconsin, grävde i data för att förutsäga den potentiella ventilatorbristen i detta land.
Siffrorna är skrämmande, rent ut sagt, säger han. Vi uppskattade att en brist på cirka 100 000 till 200 000 ventilatorer var möjlig i april eller maj.
Slocum Sr. tog fram en design som utvecklats ett decennium sedan som ett studentteamprojekt i klassen 2.75 (Medical Device Design) hade han undervisat med forskaren Nevan Hanumara, SM ’06, PhD ’12. Han och hans andra son, Jonathan Slocum ’14, SM ’15, ScD ’18, började skissa idéer och skickade snabbt en grov CAD-modell till hobbybutiken, där Coby Unger tryckte delarna. Hanamura och Slocums samlade snabbt frivilliga med expertis inom mekanisk design, elektronik och kontroller, plus läkare med erfarenhet av att behandla andningssjukdomar. Teamet, kallat E-Vent, började arbeta nonstop för att förfina designen, som ursprungligen hade kostat cirka 500 USD att bygga (en konventionell ventilator kan kosta 30 000 USD), och började publicera sina forskning uppkopplad. Inom fyra veckor hade produktionen av de första enheterna baserade direkt på deras arbete börjat i New York City.
Den maskinen, som kallas Spiro Wave , finnas gett preliminärt FDA-godkännande i april; konsortiet av företag som producerar det – som inkluderar 10XBeta, grundat av Marcel Botha, SM ’06 – förväntas snabbt leverera hundratals enheter till sjukhus i New York och, så småningom, runt om i landet. I mitten av maj fortsatte E-Vent att utveckla designen ytterligare och dela med sig av vad de lärt sig i form av riktlinjer för öppen källkod som lokala team kan anpassa efter deras material och behov.
Principen bakom den ursprungliga designen är enkel: ta en nödupplivningsväska (Ambu är ett vanligt märke), som är designad för att klämmas för hand, och automatisera klämningen med hjälp av ett par böjda paddlar som drivs av en motor. Men det finns mycket mer i det, säger Hanumara: Kontrollerna är verkligen knepiga och de har krävt många upprepningar i takt med att vår förståelse för den kliniska utmaningen och säkerhetsutmaningen växte.
Covid-patienter kräver ofta ventilation i en vecka eller mer, och i längre fall skulle det innebära ungefär en miljon andetag, tillägger Slocum Jr., som hjälpte till att leda den första upptrappningen av E-Vent. Så paddlarna är designade för att minimera slitaget på väskan.
I teamet ingår även Daniela Rus, chef för CSAIL; Albert Kwon ’08, HST ’13, anestesiläkare vid Westchester Medical Center i New York; och många andra.
Även om vår design inte kan ersätta en fullfjädrad ventilator, betonar Hanumara, ger den viktiga ventilationsfunktioner som gör det möjligt för vårdinrättningar under press att bättre ransonera sina ICU-ventilatorer och mänskliga resurser.