Progetto del ventilatore di emergenza del MIT

L’obiettivo di questo sito è fornire le migliori informazioni possibili, incentrate sulla sicurezza, sull’automazione di un rianimatore manuale, come potenziale mezzo per una ventilazione a lungo termine. Questo è un uso completamente off-label, ma riconosciamo l’interesse globale quando un ospedale ha esaurito tutti i ventilatori e l’unica opzione è l’insaccamento manuale di un paziente.

Ci auguriamo che tali sistemi possano servire come dispositivi ponte e aiutare il triage dei respiratori disponibili e dei medici addestrati nella terapia respiratoria. Ciò potrebbe consentire ai pazienti meno gravi di essere curati da medici meno specializzati, mentre le risorse sono concentrate su quelli più bisognosi. Tuttavia, in nessun momento un paziente dovrebbe essere incustodito senza qualcuno esperto disponibile a monitorare direttamente i suoi segni vitali. In effetti, stiamo riprendendo i primi giorni di ventilazione sicura in cui l’osservazione clinica diretta delle condizioni del paziente è servita come feedback chiave.

Inizia leggendo le specifiche chiave di ventilazione, quindi le informazioni cliniche dettagliate. Questo è fondamentale per comprendere la logica alla base delle informazioni meccaniche, elettriche, sui controlli e sui test. Abbiamo appena pubblicato le informazioni di sicurezza essenziali sulla rimozione dello spazio morto .

Background e necessità

Siamo uno dei numerosi team che hanno riconosciuto le sfide affrontate dai medici italiani e stiamo lavorando per trovare una soluzione all’attesa mancanza globale di ventilatori. Solo negli Stati Uniti, la pandemia COVID-19 può causare carenze del ventilatore nell’ordine di 300.000-700.000 unità ( Piani di risposta pandemica CDC ). Questi potrebbero essere presenti su scala nazionale entro poche settimane e si sentono già in alcune aree. È molto probabile che l’aumento della produzione di ventilatori convenzionali non sia sufficiente e che i costi associati siano significativi.(allarme paywall).

Quasi tutti i letti di un ospedale hanno un rianimatore manuale nelle vicinanze, disponibile in caso di risposta rapida o di codice in cui gli operatori sanitari mantengono l’ossigenazione tramite la pressione della sacca. L’automazione di questo sistema sembra essere la strategia più semplice che soddisfi l’esigenza di una ventilazione meccanica a basso costo, con la possibilità di essere prodotta rapidamente in grandi quantità. Tuttavia, fare questo in modo sicuro non è banale.

L’uso di una maschera bag-valve (BVM) in situazioni di emergenza non è un nuovo concetto . Un ventilatore portatile che utilizza un rianimatore manuale è stato introdotto nel 2010 da un team di studenti nella progettazione di dispositivi medici di classe 2.75 del MIT (documento originale qui e notizia qui ), ma non è passato oltre la fase del prototipo. Nello stesso periodo, un team di Stanford ha sviluppato un ventilatore a basso costo per le scorte di emergenza per il mondo in via di sviluppo. Sembra simile a un moderno ventilatore ICU ( Onebreath ), ma “la produzione per gli ospedali statunitensi inizierebbe in circa 11 mesi”, rendendolo “una soluzione di seconda ondata” ( MIT Tech Review Article). L’anno scorso, il concetto è stato rivisitato da due team di studenti, uno dell’Università di Rice ( qui e qui ) e un altro team con sede a Boston che ha vinto il premio MIT Sloan’s Healthcare ( MIT News: Umbilizer ). Altri team che stanno attualmente lavorando a questa sfida possono essere trovati collegati sulla nostra pagina delle risorse .

Domanda chiave di ricerca

Abbiamo lanciato un progetto di ricerca di emergenza con un team di ingegneri del MIT e medici americani per rispondere alla domanda:

È possibile ventilare in sicurezza un paziente COVID-19 azionando automaticamente un rianimatore manuale?

Il nostro processo di approccio a questa domanda consiste nell’identificare innanzitutto i requisiti minimi per un ventilatore a basso costo, sulla base della saggezza collettiva di molti medici; progettare in base a questi requisiti; condurre test immediati; riportare i risultati; iterare e facilitare la discussione.

La ventilazione manuale è una soluzione a breve termine in un ambiente di cura critico, senza alcuna evidenza clinica apparente riguardo alla sicurezza dell’uso a lungo termine (giorni-settimane). Ci sono diversi scenari in cui potrebbe essere necessario un supporto respiratorio: i pazienti possono essere svegli o addormentati, sedati o sedati e paralizzati, respirare spontaneamente, svezzare da una ventilazione, ecc. Inoltre, il cambiamento delle presentazioni cliniche con l’ARDS richiede lo spostamento della ventilazione minuta (volume respiratorio di marea ✕) verso strategie “polmonari-protettive”, che mettono i pazienti a rischio per cose come l’auto-PEEP. Alcune di queste situazioni sono più semplici di altre, la più semplice è quella di ventilare un paziente sedato e paralizzato. In una situazione del genere, almeno un ventilatore d’emergenza sicuro potrebbe essere utilizzato per liberare un ventilatore convenzionale.

Qualsiasi soluzione dovrebbe essere utilizzata solo in un ambiente sanitario con monitoraggio diretto da parte di un professionista clinico. Anche se non può sostituire un ventilatore per terapia intensiva approvato dalla FDA, in termini di funzionalità, flessibilità ed efficacia clinica, si prevede che il MIT E-Vent possa essere utile per aiutare a liberare la fornitura esistente o in situazioni di vita o di morte quando non ci sono altre opzioni.

Inoltre, qualsiasi sistema di ventilazione a basso costo deve prestare grande attenzione nel fornire ai medici la capacità di controllare e monitorare da vicino il volume delle maree, la pressione inspiratoria, il bpm e il rapporto I/E, ed essere in grado di fornire un supporto aggiuntivo sotto forma di PEEP, monitoraggio PIP, filtraggio e adattamento ai parametri dei singoli pazienti. Riconosciamo, e vorremmo sottolineare per chiunque cerchi di produrre un ventilatore d’emergenza a basso costo, che la mancata considerazione di questi fattori può causare gravi lesioni a lungo termine o la morte.

Design open source

Al momento stiamo producendo quattro serie di materiale che pubblicheremo e aggiorneremo su questo sito in modo open-source:

1. Funzionalità minima di sicurezza del ventilatore basata sulla guida clinica
2. Progettazione hardware di riferimento per soddisfare i requisiti clinici minimi
3. Strategie di controllo di riferimento e progetti di elettronica e approfondimenti di supporto
4. Risultati dei test su modelli animali

Stiamo rilasciando questo materiale con l’intento di fornire a coloro che hanno la capacità di produrre o fabbricare ventilatori, gli strumenti necessari per farlo in un modo che cerca di garantire la sicurezza del paziente. I medici che visitano questo sito possono fornire input e competenze e riferire sui loro sforzi per aiutare i pazienti.

Come per qualsiasi ricerca da progettare per scalare fino a produrre, abbiamo previsto che ci saranno molti problemi ed è nostro obiettivo fornire questo sito come strumento per “chiudere il cerchio” e ricevere un feedback. Faremo anche del nostro meglio per pubblicare le informazioni più rilevanti nel forum di discussione, affinché tutti possano vederle.

Invitiamo chiunque sia interessato a seguire questo lavoro.

I commenti sono moderati e l’accesso ai commenti sarà concesso in base alla competenza e alla qualità dei commenti. Questo per garantire che la discussione sia costruttiva e incentrata sulla sicurezza.

risorse

Per informazioni ufficiali e raccomandazioni sulla risposta a COVID-19, consultare le seguenti risorse:

• Organizzazione mondiale della sanità
• FEMA
• Centro per la prevenzione e il controllo delle malattie
• Commonwealth del Massachusetts

Informazioni sulla risposta interna e sulle risorse del MIT sono disponibili  qui .
Il MIT, insieme alle scuole di tutta la nazione, ha chiesto a tutti noi di lavorare da casa. La crisi ha creato un’opportunità unica per sperimentare l’istruzione online / a distanza e stiamo tutti imparando insieme.

Grazie ai medici!

Il team del progetto E-Vent del MIT desidera riconoscere i contributi disinteressati dei medici (e delle loro istituzioni di supporto), degli operatori sanitari e di altri professionisti che si sono offerti volontari per ore e ore di tempo per consultare questo progetto, senza compenso, come parte del nostra risposta della comunità all’emergenza COVID-19.

Sostieni la lotta contro COVID-19

Se desideri aiutare le persone che stanno lavorando sodo per prendersi cura delle persone colpite da COVID-19, considera la possibilità di donare a un’organizzazione rispettabile nella tua comunità locale. Incoraggiamo inoltre tutti gli individui a pensare ai propri vicini anziani o diversamente abili che potrebbero aver bisogno di sostegno. Altre opzioni da considerare se desideri aiutare:

• A livello nazionale, la Croce Rossa americana sta  sollecitando donazioni di sangue .
• L’OMS ha istituito un  fondo di risposta .
• Il Dipartimento della sanità e dei servizi umani (DHHS) ha dichiarato l’ immunità di responsabilità per le contromisure mediche contro COVID-19.

Aiuta a supportare il team del MIT

Se desideri aiutare a sostenere il team del MIT composto da volontari, ti preghiamo di prendere in considerazione una donazione. Le donazioni al MIT sono deducibili dalle tasse. Stiamo lavorando per lunghe ore, spendendo velocemente e, poiché questo progetto è stato lanciato in meno di una settimana, non siamo un progetto di ricerca finanziato. Puoi donare direttamente sotto. Per donazioni di grandi dimensioni, contattare il team .

Condizioni d’uso

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