JEDNA od najakutnijih nestašica s kojom se bolnice suočavaju usred pandemije koronavirusa je manjak ventilatora. Ovi uređaji omogućavaju pacijentima disanje kad samostalno to više ne mogu, a koštaju oko 30.000 dolara. Na brzinu i dobrovoljno okupljena ekipa inženjera, liječnika, računalnih znanstvenika i drugih stručnjaka, okupljena oko MIT-ja, radi na implementaciji sigurne i jeftine alternative za korištenje u hitnim situacijama, koja se može brzo proizvesti širom svijeta, na svojoj web stranici piše Massachusetts Institute of Technology.

Okupili se 12. 3.

Ovaj tim stručnjaka, nazvan E-Vent (kratica od „emergency ventilator“), okupljen je 12. ožujka kao odgovor na brzo širenje pandemije koronavirusa. Njegovi članovi su se okupili na poticaj liječnika i prijatelja i iznenadne poplave e-mailova koji su se odnosili na projekt koji je prije desetak godina proveden u MIT-jevoj klasi 2.75 (dizajn medicinskih uređaja). Studenti su u suradnji s lokalnim liječnicima dizajnirali ventilator koji se može proizvesti od dijelova koji koštaju oko 100 dolara. Objavili su svoj rad s detaljima dizajna i testova, ali na tom se sve završilo. Sada, s obzirom na povećanu globalnu potražnju, nova ekipa vratila se tom projektu i radi vrlo ubrzanim tempom.

Ključ ove jednostavne i jeftine alternative ventilatoru je plastična vrećica s ručnim upravljanjem, nazvana reanimacijska vrećica ili Ambu vrećica, koju bolnice već imaju u velikim količinama. One su dizajnirane za ručno korištenje od strane medicinskog stručnjaka ili medicinskog tehničara, kako bi se pacijentu u situacijama poput zastoja rada srca omogućilo disanje dok ventilator ne bude dostupan, piše MIT.

Objasnili kako radi

U pacijentove dišne puteve ubacuje se cjevčica, kao i kod bolničkog ventilatora, ali potom se upuhivanje zraka u pluća vrši stiskanjem i oslobađanjem fleksibilne vrećice. Ovo je posao za kvalificirano osoblje, obučeno za procjenu pacijenta i prilagodbu ritma i pritiska upuhivanja.

Inovacija koju je započela prijašnja generacija s MIT-ja, a sada ju je rapidno usavršio i testirao novi tim, trebala je osmisliti mehanički sustav koji će pritiskati i otpuštati Ambu vrećicu, jer ne može se očekivati da će to osoblje činiti na duže vrijeme. Ključno je za ovaj sustav da se vrećica ne ošteti i da se može kontrolirati, tako da se količina zraka i pritiska može prilagoditi potrebama pacijenta. Uređaj mora biti vrlo pouzdan, jer bilo kakvi neočekivani kvarovi mogu biti fatalni, ali prema dizajnu MIT-jeve ekipe, vrećica se odmah može koristiti i ručno.

Ne smije biti pogreške

MIT-jev tim posebno je bio zabrinut potencijalno dobronamjernim, ali neiskusnim samoukim stručnjacima koji pokušavaju reproducirati takav sustav bez neophodnog kliničkog znanja ili stručnosti o uređajima koji moraju funkcionirati danima. Naime, potrebno je milijun ciklusa da bi se pacijenta na ventilaciji zadržalo dva tjedna. Nadalje, sustav mora biti otporan na pogreške, jer ventilatori su precizni uređaji koji obavljaju životno važnu funkciju. Kako bi smanjili širenje dezinformacija ili nepromišljenih savjeta, stručnjaci su na svoju web stranicu postavili provjerene izvore informacija o kliničkom korištenju ventilatora i potrebama za obuku i nadzor u korištenju takvih sustava. Sve su informacije dostupne na e-vent.mit.edu.

„Objavljujemo smjernice o dizajnu onako kako ga razvijamo i dokumentiramo. Potičemo osposobljene kliničko-inženjerske timove da rade sa svojim lokalnim resursima, da slijede glavne specifikacije i sigurnosne informacije te pozdravljamo bilo kakav doprinos drugih timova“, rekao je jedan od članova MIT-jeva stručnog tima.

Moraju zadovoljiti propise FDA

Istraživači naglašavaju da ovo nije projekt za tipične samouke poduzetnike, jer zahtijeva specijalizirano razumijevanje kliničko-tehničkog sučelja i sposobnost rada prema strogim specifikacijama i smjernicama američke Agencije za hranu i lijekove (FDA).

„Takvi uređaji moraju biti proizvedeni prema propisima FDA i mogu se koristiti samo pod nadzorom liječnika. Ministarstvo zdravstva izdalo je informaciju u kojoj stoji da sve medicinske intervencije vezane za covid-19 više ne podliježu odgovornosti, ali to ne mijenja naš teret skrbi. Trenutačno čekamo povratne informacije FDA o projektu. U konačnici, naša je namjera zatražiti odobrenje FDA, ali za to treba vremena“, rekao je jedan od članova MIT-jeva tima.

Ekipa dobrovoljaca zasad radi bez financija i anonimno, zato što su mnogi od njih već zatrpani upitima ljudi koji traže više informacija te su zabrinuti da bi projekt mogao biti zatrpan pozivima koji će ometati njihov rad.

„Zaista želimo ostati fokusirani i to je jedan od razloga zbog kojih je web stranica tako važna. Tako možemo komunicirati sa svima koji se žele upoznati s našim radom. Naš prioritet je sigurnost pacijenata. Stoga smo uspostavili ono što nazivamo minimalnim kliničkim funkcionalnim zahtjevima. Radi se o minimalnom skupu funkcija koje uređaj mora obavljati na siguran i koristan način“, kaže jedan od članova tima, koji je istodobno inženjer i liječnik. On kaže kako je njegov posao prevođenje između specifičnih jezika koji koriste inženjeri i medicinski stručnjaci u timu.

„Određivanje minimalnih zahtjeva posao je skupine liječnika sa sveobuhvatnim kliničkim zaleđem, među kojima je anestezija i intenzivna njega“, kaže inženjer i liječnik.

U tjedan dana od nule do prvih primjeraka

Istodobno, ova skupina radi na dizajniranju, proizvodnji i testiranju poboljšanog prototipa. Inicijalni testovi pokazali su da tijekom korištenja nastaje veliko opterećenje, pa su neke slabosti već otklonjene. Drugim riječima, rani pokušaji da se projekt brzo zgotovi bili su previše optimistični.

Već je izrađena nova verzija i priprema se za dodatna funkcionalna ispitivanja. Za manje od tjedan dana tim je od nule došao do prvih realističnih testova prototipa. Jedan od članova tima kaže da su u manje od tjedan dana rada, motivirani izvještajima liječnika kojima već nedostaje ventilatora, već razvili niz teza koje su vrijedne dodatnog istraživanja.

Ključan je bio interdisciplinarni sastav ove skupine stručnjaka, a jedan od njenih članova kaže: „Najuzbudljivija vremena, kad se tim zaista brzo kretao naprijed, bila su kad je inženjer dizajna radio zajedno s inženjerom kontrole, proizvodnim stručnjakom i anesteziologom. Raspravljamo o detaljima svega, od načina praćenja podataka o pacijentovim vitalnim funkcijama do najboljih izvora za male električne motore.“

Intenzitet rada, ljudi svakodnevno rade do kasno, bio je naporan, ali nije umanjio njihov entuzijazam. „Radimo svi zajedno, konačni cilj je pomoći ljudima, jer ljudski životi su u pitanju“, kažu znanstvenici s MIT-ja.