E-Vent il ventilatore di emergenza BVM dal MIT da stampare in 3d

Il progetto E-Vent del ventilatore di emergenza MIT è pronto
Il primo prototipo di BVM automatizzato in fase di test ora, i file STL saranno presto rilasciati

Il progetto E-Vent del ventilatore di emergenza MIT è pronto
Il primo prototipo di BVM automatizzato in fase di test ora, i file STL saranno presto rilasciati

Basato su un progetto di alcuni anni fa sviluppato dall’ex studente del MIT Stephen Powelson , il progetto del ventilatore di emergenza E-Vent è stato ora pubblicato come open-source e i relativi file STL dovrebbero essere rilasciati presto.

Il progetto è stato realizzato da uno dei numerosi team che hanno riconosciuto le sfide affrontate dai medici italiani e stanno lavorando per trovare una soluzione all’attesa carenza 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 presentarsi su scala nazionale nel giro di poche settimane e sono già presenti in alcune aree. È molto probabile che un aumento della produzione di ventilatori convenzionali non sia all’altezza e con un costo associato significativo.

Quasi ogni letto in un ospedale ha un rianimatore manuale (Ambu-Bag) nelle vicinanze, disponibile in caso di una risposta rapida o di un codice in cui gli operatori sanitari mantengono l’ossigenazione premendo il sacco. L’automazione sembra essere la strategia più semplice che soddisfa la necessità di una ventilazione meccanica a basso costo, con la possibilità di essere rapidamente prodotta in grandi quantità. Tuttavia, farlo in sicurezza non è banale.

L’uso di una maschera a valvola bag (BVM) in situazioni di emergenza non è un concetto nuovo. Un ventilatore portatile che utilizzava una Ambu-bag 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 notizie 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 e il mondo in via di sviluppo. Sembra simile a un moderno ventilatore per terapia intensiva (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 di borsa AMBU è stato nuovamente visitato da due team di studenti, uno della Rice University (qui e qui) e un altro team con sede a Boston che ha vinto il premio MIT Sloan’s Healthcare (MIT News: Umbilizer).

Il team del MIT ha posto una domanda di base che ci stiamo ponendo anche tutti: “È possibile ventilare in sicurezza un paziente COVID-19 azionando automaticamente un rianimatore manuale?”

Il loro processo di approccio a questa domanda era innanzitutto quello di identificare i requisiti minimi per un ventilatore a basso costo, basato sulla saggezza collettiva di molti clinici, progettare contro questi requisiti, condurre test immediati, riferire i risultati, iterare e facilitare la discussione. La ventilazione manuale con Ambu-bag è una soluzione a breve termine in un ambiente di terapia intensiva, senza evidenti evidenze cliniche sulla sicurezza dell’uso a lungo termine (giorni-settimane).

Esistono diversi scenari in cui potrebbe essere necessario il supporto respiratorio: i pazienti possono essere svegli o addormentati, sedati o sedati e paralizzati, respirare spontaneamente, svezzarsi da uno sfogo, ecc. Inoltre, cambiare le presentazioni cliniche con ARDS richiede uno spostamento della ventilazione minuto (volume corrente) x frequenza respiratoria) a strategie “protettive per i polmoni”, che mettono a rischio i pazienti per cose come l’auto-PEEP (pressione positiva fine espiratoria). Alcune di queste situazioni sono più semplici di altre, essendo la più semplice la ventilazione di un paziente sedato, paralizzato e, come minimo, un ventilatore di emergenza sicuro potrebbe essere utilizzato in tale situazione per liberare un ventilatore convenzionale.

Ventilatore con stampa 3d E-Vent
Il dispositivo AMBU con maschera per valvola a sacco adattato
Qualsiasi soluzione deve essere utilizzata solo in ambito sanitario con monitoraggio diretto da parte di un professionista clinico. Sebbene non possa sostituire un ventilatore ICU approvato dalla FDA, in termini di funzionalità, flessibilità ed efficacia clinica, si prevede che il MIT E-Vent abbia utilità per aiutare a liberare l’approvvigionamento esistente o in situazioni di vita o di morte quando non c’è altra opzione.

Inoltre, qualsiasi sistema di ventilazione a basso costo deve prestare particolare attenzione a fornire ai medici la possibilità di controllare e monitorare attentamente il volume corrente, la pressione inspiratoria, il bpm e il rapporto I / E, e di essere in grado di fornire ulteriore supporto sotto forma di PEEP, Monitoraggio PIP, filtraggio e adattamento ai parametri dei singoli pazienti.

Il team del MIT riconosce e mette in evidenza per chiunque cerchi di produrre un ventilatore di emergenza a basso costo, che la mancata considerazione di questi fattori può causare lesioni gravi o morte a lungo termine.


Al momento, il team di E-Vent sta producendo quattro serie di materiale, che rilasceremo e aggiorneremo su questo sito in modo open source:

Funzionalità minima del ventilatore sicuro in base alla guida clinica
Progetto hardware di riferimento per soddisfare i requisiti clinici minimi
Strategie di controllo di riferimento, progetti elettronici e approfondimenti a supporto
Risultati dei test su modelli animali
Questo materiale viene rilasciato con l’intento di fornire a chi ha la capacità di realizzare o produrre ventilatori, gli strumenti necessari per farlo in un modo che garantisca la sicurezza del paziente. I medici che visitano questo sito possono fornire input e competenze e riferire sui loro sforzi per aiutare i loro pazienti.
Come per qualsiasi ricerca da progettare per ampliare fino alla produzione, abbiamo previsto che ci saranno molti problemi e l’obiettivo è quello di fornire il sito Web E-Vent come strumento per “chiudere il circuito” e ricevere feedback. Le informazioni più rilevanti saranno pubblicate nel forum di discussione affinché tutti possano vederle e anche riportate – quando possibile – nel forum AM per COVID-19 di 3dpbm .

è pronto
Il primo prototipo di BVM automatizzato in fase di test ora, i file STL saranno presto rilasciati

Basato su un progetto di alcuni anni fa sviluppato dall’ex studente del MIT Stephen Powelson , il progetto del ventilatore di emergenza E-Vent è stato ora pubblicato come open-source e i relativi file STL dovrebbero essere rilasciati presto.

Il progetto è stato realizzato da uno dei numerosi team che hanno riconosciuto le sfide affrontate dai medici italiani e stanno lavorando per trovare una soluzione all’attesa carenza 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 presentarsi su scala nazionale nel giro di poche settimane e sono già presenti in alcune aree. È molto probabile che un aumento della produzione di ventilatori convenzionali non sia all’altezza e con un costo associato significativo.

Quasi ogni letto in un ospedale ha un rianimatore manuale (Ambu-Bag) nelle vicinanze, disponibile in caso di una risposta rapida o di un codice in cui gli operatori sanitari mantengono l’ossigenazione premendo il sacco. L’automazione sembra essere la strategia più semplice che soddisfa la necessità di una ventilazione meccanica a basso costo, con la possibilità di essere rapidamente prodotta in grandi quantità. Tuttavia, farlo in sicurezza non è banale.

L’uso di una maschera a valvola bag (BVM) in situazioni di emergenza non è un concetto nuovo. Un ventilatore portatile che utilizzava una Ambu-bag 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 notizie 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 e il mondo in via di sviluppo. Sembra simile a un moderno ventilatore per terapia intensiva (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 di borsa AMBU è stato nuovamente visitato da due team di studenti, uno della Rice University (qui e qui) e un altro team con sede a Boston che ha vinto il premio MIT Sloan’s Healthcare (MIT News: Umbilizer).

Il team del MIT ha posto una domanda di base che ci stiamo ponendo anche tutti: “È possibile ventilare in sicurezza un paziente COVID-19 azionando automaticamente un rianimatore manuale?”

Il loro processo di approccio a questa domanda era innanzitutto quello di identificare i requisiti minimi per un ventilatore a basso costo, basato sulla saggezza collettiva di molti clinici, progettare contro questi requisiti, condurre test immediati, riferire i risultati, iterare e facilitare la discussione. La ventilazione manuale con Ambu-bag è una soluzione a breve termine in un ambiente di terapia intensiva, senza evidenti evidenze cliniche sulla sicurezza dell’uso a lungo termine (giorni-settimane).

Esistono diversi scenari in cui potrebbe essere necessario il supporto respiratorio: i pazienti possono essere svegli o addormentati, sedati o sedati e paralizzati, respirare spontaneamente, svezzarsi da uno sfogo, ecc. Inoltre, cambiare le presentazioni cliniche con ARDS richiede uno spostamento della ventilazione minuto (volume corrente) x frequenza respiratoria) a strategie “protettive per i polmoni”, che mettono a rischio i pazienti per cose come l’auto-PEEP (pressione positiva fine espiratoria). Alcune di queste situazioni sono più semplici di altre, essendo la più semplice la ventilazione di un paziente sedato, paralizzato e, come minimo, un ventilatore di emergenza sicuro potrebbe essere utilizzato in tale situazione per liberare un ventilatore convenzionale.

Ventilatore con stampa 3d E-Vent
Il dispositivo AMBU con maschera per valvola a sacco adattato
Qualsiasi soluzione deve essere utilizzata solo in ambito sanitario con monitoraggio diretto da parte di un professionista clinico. Sebbene non possa sostituire un ventilatore ICU approvato dalla FDA, in termini di funzionalità, flessibilità ed efficacia clinica, si prevede che il MIT E-Vent abbia utilità per aiutare a liberare l’approvvigionamento esistente o in situazioni di vita o di morte quando non c’è altra opzione.

Inoltre, qualsiasi sistema di ventilazione a basso costo deve prestare particolare attenzione a fornire ai medici la possibilità di controllare e monitorare attentamente il volume corrente, la pressione inspiratoria, il bpm e il rapporto I / E, e di essere in grado di fornire ulteriore supporto sotto forma di PEEP, Monitoraggio PIP, filtraggio e adattamento ai parametri dei singoli pazienti.

Il team del MIT riconosce e mette in evidenza per chiunque cerchi di produrre un ventilatore di emergenza a basso costo, che la mancata considerazione di questi fattori può causare lesioni gravi o morte a lungo termine.

Design open-source E-Vent
Al momento, il team di E-Vent sta producendo quattro serie di materiale, che rilasceremo e aggiorneremo su questo sito in modo open source:

Funzionalità minima del ventilatore sicuro in base alla guida clinica
Progetto hardware di riferimento per soddisfare i requisiti clinici minimi
Strategie di controllo di riferimento, progetti elettronici e approfondimenti a supporto
Risultati dei test su modelli animali
Questo materiale viene rilasciato con l’intento di fornire a chi ha la capacità di realizzare o produrre ventilatori, gli strumenti necessari per farlo in un modo che garantisca la sicurezza del paziente. I medici che visitano questo sito possono fornire input e competenze e riferire sui loro sforzi per aiutare i loro pazienti.


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