stringtranslate.com

Аппарат ИВЛ с открытым исходным кодом

Проект OpenLung от Open Source Ventilator — это открытый, экономичный, быстроразвертываемый механический аппарат ИВЛ , в котором основным компонентом является маска с клапаном (BVM или мешок Амбу). [1]
Механика аппарата ИВЛ OpenLung

Аппарат ИВЛ с открытым исходным кодом — это аппарат ИВЛ для чрезвычайных ситуаций , созданный с использованием свободно лицензированной ( открытого исходного кода ) конструкции и, в идеале, свободно доступных компонентов и деталей ( оборудования с открытым исходным кодом ). Конструкции, компоненты и детали могут быть полностью реверсивно спроектированными или совершенно новыми творениями, компоненты могут быть адаптациями различных недорогих существующих продуктов, а специальные труднодоступные и/или дорогие детали могут быть напечатаны на 3D-принтере вместо покупки. [2] [3] По состоянию на начало 2020 года уровень документации и тестирования аппаратов ИВЛ с открытым исходным кодом был значительно ниже научных и медицинских стандартов. [4]

Одним из небольших ранних опытных образцов был «Пандемический вентилятор», созданный в 2008 году во время новой вспышки птичьего гриппа H5N1 , начавшейся в 2003 году, названный так «потому что он предназначен для использования в качестве аппарата ИВЛ в крайнем случае во время возможной пандемии птичьего гриппа» [5] .

Оценка качества

Политика использования как свободного программного обеспечения с открытым исходным кодом (FOSS), так и оборудования с открытым исходным кодом теоретически позволяет проводить экспертную оценку и исправление ошибок и неисправностей в аппаратах ИВЛ с открытым исходным кодом в масштабах всего сообщества, что недоступно при разработке оборудования с закрытым исходным кодом. В начале 2020 года во время пандемии COVID-19 обзор аппаратов ИВЛ с открытым исходным кодом показал, что «протестированные и рецензируемые системы не имели полной документации, а открытые системы, которые были задокументированы, находились либо на самых ранних стадиях проектирования... и по сути были только в основном протестированы...» Автор предположил, что пандемия будет мотивировать разработку, которая значительно улучшит аппараты ИВЛ с открытым исходным кодом, и что потребуется много работы, политик, правил и финансирования для достижения аппаратами ИВЛ с открытым исходным кодом медицинских стандартов. [4]

Требования к проектированию

Для безопасного использования инвазивного механического аппарата искусственной вентиляции легких у пациента необходимо наличие ряда характеристик: [6]

Требования к неинвазивной вентиляции легких менее строгие.

COVID-19 пандемия

В связи с неотложностью во время пандемии COVID-19 были разработаны многочисленные альтернативные и открытые по конструкции вентиляторы. Эти более дешевые альтернативы продемонстрировали различные балансы между полным воспроизведением современных медицинских вентиляторов с кривой давления, увлажнением , механизацией , мониторингом жизненно важных функций , экономической эффективностью , доступностью цепочки поставок для деталей во время нехватки медицинских препаратов , простотой сборки и другими аспектами.

16 марта 2020 года [10] была сформирована группа Open Source Ventilator Ireland (OSV) [11] [12] [13] изначально с целью создания целевой группы в Ирландии для начала разработки того, что называлось «Аппарат искусственной вентиляции легких в полевых условиях (FEV)». Вдохновленная первоначальными усилиями Open Source Medical Supplies (OSCMS), [14] которая изначально была сосредоточена на разработке открытых аппаратов ИВЛ, но быстро переориентировалась в основном на локальное производство средств индивидуальной защиты (СИЗ). [15] OSV Ireland объединилась с командой OpenLung [16] [17] в Канаде, которая разрабатывала и публиковала проекты с открытым исходным кодом через GitLab. [18] Группа быстро росла, собирая инженеров-добровольцев, дизайнеров и медицинских специалистов с целью разработки новых медицинских вмешательств с низкими ресурсами для поддержки ощущаемого недостатка оборудования для искусственной вентиляции легких во всем мире. Хорошо известная маска с клапаном мешка (BVM) быстро стала основным функциональным компонентом их конструкции [19] с целью использования 3D-печатных и традиционно изготовленных компонентов для локальной сборки систем, чтобы максимизировать потенциальные производственные возможности по всему миру. Группа Open Source Ventilator Ireland (OSV) превратилась в TeamOSV, чтобы полностью включить как вентилятор, так и другое медицинское оборудование, связанное с COVID.

Проект FOSS Initiative OpenVentilator.io стартовал 19 марта после двух недель исследований. [20] Джеремиас Альмадас [21] опубликовал несколько черновиков, которые он сделал на форуме Open Source COVID-19 Medical Supplies. [22] Маркос Мендес связался с ним, чтобы объединить усилия для разработки решения, которое можно было бы воспроизвести в очень больших масштабах. [23] Этот проект позже стал «OpenVentilator Spartan Model». [ необходима цитата ]

С пандемией COVID-19 возникла новая задача: теперь уже не нужно производить аппараты искусственной вентиляции легких, ведь они производятся еще с библейских времен [24] , в том числе с 1960-х годов, когда такие модели, как Bird MK VII [25], уже были объединены с завидной, но очень простой конструкцией.

Теперь задача состояла в том, чтобы разработать элемент, который решает проблему в глобальном масштабе. Произведенный в очень больших масштабах и с деталями, найденными в небольших городах и деревнях. Это были предпосылки, принятые некоторыми проектами, такими как OpenVentilator.io. [20]

18 марта Medtronic открыла свой код и файлы для производства своего основного оборудования для вентиляции легких. [26] Проблема была в масштабе, который Medtronic не смогла бы выполнить ни на глобальном уровне, ни на региональном уровне. То же самое уже происходило с Philips, GE и Drager, мировыми лидерами в производстве этого типа оборудования. Не имело бы смысла заново изобретать то, что уже изучалось в течение 100 лет. Проблема также была не инженерной, а логистической и масштабной, чтобы эти проекты, которые должны были появиться, были применимы и достижимы. Производство должно быть децентрализовано, сосредоточено на региональных ресурсах каждого человека на планете Земля. В девяти из десяти бразильских городов нет даже койки интенсивной терапии, не говоря уже о магазине электроники или фабрике Ambu. Ситуация в Африке уже была объявлена ​​катастрофой. [27]

В этой области начинают появляться несколько проектов, многие из которых основаны на инженерном подходе, а многие другие следуют строгой проверке на соответствие нормативным требованиям. [ необходима цитата ]

Существует несколько проектов, которые имеют [анализ комплексного мышления [28] [ циклическую ссылку ] в рамках глобальной экономико-политической стагнации. [29]

Крупные мировые проектные работы начались во время пандемии COVID-19 после запуска проекта Hackaday , чтобы отреагировать на ожидаемую нехватку аппаратов ИВЛ, вызывающую более высокую смертность среди тяжелых пациентов. Целью этого проекта является создание устройства постоянного положительного давления в дыхательных путях . [30] [ необходим неосновной источник ]

19 марта проект вентилятора с открытым исходным кодом MakAir [31] был начат командой инженеров-программистов во Франции, использующих 3D-печать для быстрой итерации прототипа с целью позволить известному производителю производить окончательные вентиляторы по цене около €2000. Команда построила рабочий прототип за один месяц, [32] в конце которого был проведен успешный 12-часовой тест вентиляции на свинье. Проект получил официальную поддержку [33] от инвестиционного подразделения французской армии , Agence Innovation Défense of Direction générale de l'armement , предоставившего проекту €426 000 для финансирования клинических испытаний. Groupe SEB согласилась [34] изготовить вентилятор MakAir на своих предприятиях в Верноне, Франция. По состоянию на декабрь 2020 года проект аппарата ИВЛ MakAir все еще активен с инженерной стороны, с полной поддержкой режимов вентиляции с контролем давления и объема, а с медицинской стороны — с продолжающимися клиническими испытаниями в CHU Nantes [35] на людях.

20 марта 2020 года Ирландская служба здравоохранения [36] начала рассмотрение проектов Open Source Ventilator Ireland. [37] Прототип разрабатывается и тестируется в Колумбии. [38]

Установка MIT E-Vent Unit 002, разработанная MIT [39]

Центр медицинских приборов Баккен при Университете Миннесоты начал сотрудничество с различными компаниями, чтобы вывести на рынок альтернативу аппарату ИВЛ, который работает как однорукий робот и заменяет необходимость ручной вентиляции легких в экстренных ситуациях. Устройство Coventor было разработано в очень короткие сроки и одобрено FDA 15 апреля 2020 года , всего через 30 дней после зачатия. Аппарат ИВЛ предназначен для использования обученными медицинскими специалистами в отделениях интенсивной терапии и прост в эксплуатации. Он имеет компактную конструкцию и относительно недорог в производстве и распространении. Его стоимость составляет всего около 4% от стоимости обычного аппарата ИВЛ. Кроме того, это устройство не требует подачи сжатого кислорода или воздуха, как это обычно бывает. Первую серию производит Boston Scientific . Планы должны быть доступны в свободном доступе онлайн для широкой публики без лицензионных отчислений. [40] [41]

Польская компания Urbicum сообщает об успешном испытании [42] прототипа устройства VentilAid с открытым исходным кодом, напечатанного на 3D-принтере. Производители описывают его как устройство последнего средства, когда отсутствует профессиональное оборудование. Проект доступен для общественности. [43] Для работы первого прототипа Ventilaid требуется сжатый воздух. [ требуется цитата ]

21 марта 2020 года Институт сложных систем Новой Англии (NECSI) начал вести стратегический список проектов с открытым исходным кодом, над которыми ведется работа. [44] [45] Проект NECSI учитывает производственные возможности, медицинскую безопасность и необходимость лечения пациентов в различных состояниях, скорость решения юридических и политических вопросов, логистику и поставки. [46] В NECSI работают ученые из Гарварда, Массачусетского технологического института и других организаций, которые разбираются в пандемиях, медицине, системах, рисках и сборе данных. [46]

Массачусетский технологический институт начал срочный проект по разработке недорогого аппарата ИВЛ, который использует маску с мешком в качестве основного компонента. [39] Другие группы и компании, такие как Monolithic Power Systems , также разработали конструкции, основанные на этой концепции. [47]

Проект Oxysphere разрабатывает открытые чертежи для вытяжного шкафа с положительным давлением. [48]

23 апреля 2020 года НАСА сообщило о создании за 37 дней успешного аппарата ИВЛ для лечения COVID-19 (названного VITAL («Технология вмешательства в работу аппарата ИВЛ, доступная на местном уровне»), который в настоящее время проходит дальнейшие испытания. НАСА стремится получить ускоренное одобрение от Управления по контролю за продуктами и лекарствами США на новый аппарат ИВЛ. [49] [50]

29 мая 2020 года НАСА представило список «восемь американских производителей, выбранных для производства аппарата ИВЛ NASA для лечения COVID-19». [51]

Для получения лицензий были отобраны следующие американские компании:

Израильские инженеры создали аппарат искусственной вентиляции легких с открытым исходным кодом [52]

Аппарат искусственной вентиляции легких NASA VITAL

Положения об оказании помощи при стихийных бедствиях

24 марта 2020 года министр здравоохранения и социальных служб США (HHS) ввел в действие разрешения на экстренное использование [53] , чтобы разрешить использование дополнительных устройств, включая: «Аппараты искусственной вентиляции легких, дыхательные устройства с положительным давлением, модифицированные для использования в качестве аппаратов искусственной вентиляции легких (совместно именуемые «аппаратами искусственной вентиляции легких»), соединители трубок аппаратов искусственной вентиляции легких и принадлежности для аппаратов искусственной вентиляции легких». Это было сделано в соответствии с декларацией от 4 февраля [54] о медицинских мерах противодействия коронавирусной болезни 2019 года , и оборудование соответствует «критериям безопасности, производительности и маркировки» FDA .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «OpenLung - Вентилятор с открытым исходным кодом / Проект аппарата искусственной вентиляции легких OpenLung для неотложной медицинской помощи / Вентилятор OpenLung BVM» . ГитЛаб .
  2. ^ Бендер, Мэдди (2020-03-17). «Люди пытаются сделать самодельные вентиляторы, чтобы удовлетворить спрос на коронавирус». Vice . Получено 2020-03-21 .
  3. ^ Туссен, Кристин (16.03.2020). «Эти добрые самаритяне с 3D-принтером спасают жизни, изготавливая новые респираторные клапаны бесплатно». Fast Company . Получено 17.03.2020 .
  4. ^ ab Pearce, Joshua M. (2020). «Обзор аппаратов ИВЛ с открытым исходным кодом для COVID-19 и будущих пандемий [версия 1; рецензия: 1 одобрено]». F1000Research . 9 : 218. doi : 10.12688/f1000research.22942.1 . PMC 7195895. PMID  32411358. 
  5. ^ "Пандемический вентилятор". Instructables.com . Получено 2020-12-04 .
  6. ^ Real Engineering (4 апреля 2020 г.). «Руководство по проектированию недорогих аппаратов ИВЛ для COVID-19». YouTube .
  7. ^ Мансано, Ф; Фернандес-Мондехар, Э; Кольменеро, М; Поятос, Мэн; и др. (2008). «Положительное давление в конце выдоха снижает заболеваемость вентилятор-ассоциированной пневмонией у пациентов без гипоксемии». Медицинская помощь при критических заболеваниях . 36 (8): 2225–31. дои : 10.1097/CCM.0b013e31817b8a92. PMID  18664777. S2CID  19906324.
  8. ^ Pfeilsticker, FJDA; Serpa Neto, A (август 2017 г.). «Вентиляция с защитой легких при остром респираторном дистресс-синдроме: все еще проблема?». Journal of Thoracic Disease . 9 (8): 2238–2241. doi : 10.21037/jtd.2017.06.145 . PMC 5594148. PMID  28932514 . 
  9. ^ Рестрепо, RD; Уолш, BK (1 мая 2012 г.). «Увлажнение во время инвазивной и неинвазивной механической вентиляции: 2012». Респираторная терапия . 57 (5): 782–788. doi : 10.4187/respcare.01766 . PMID  22546299.
  10. ^ "Присоединяйтесь к этому проекту по искусственной вентиляции легких с открытым исходным кодом, чтобы посвятить свое время и опыт разработке недорогих аппаратов искусственной вентиляции легких для борьбы с #COVID19. Ведутся 3D-печать и тестирование, поэтому любая помощь приветствуется. Необходимы быстрые действия". Twitter.com . Получено 23 июля 2022 г.
  11. ^ "Open Source Ventilator Ireland". Opensourceventilator.ie . Архивировано из оригинала 2021-11-15 . Получено 2022-07-20 .
  12. ^ «Не хватает аппаратов искусственной вентиляции легких для пациентов с коронавирусом, поэтому эта международная группа изобрела альтернативу с открытым исходным кодом, которая будет тестироваться на следующей неделе». Forbes .
  13. ^ Бромвелл, Филип (20 марта 2020 г.). «Ирландский проект решает проблему глобальной нехватки аппаратов искусственной вентиляции легких» . RTÉ.ie.
  14. ^ "Open Source Medical Supplies". Opensourcemedicalsupplies.org . Получено 23 июля 2022 г. .
  15. ^ Бэмбери, Брент. «Робототехника разрабатывает краудсорсинговые проекты медицинских принадлежностей для борьбы с COVID-19, чтобы помочь больницам, в которых их нет». CBC .
  16. ^ "Открытое легкое". Openlung.org .
  17. ^ «Проекты OpenLung и Open Source Ventilator направлены на решение проблемы нехватки аппаратов ИВЛ в связи с COVID-19». Hackster.io .
  18. ^ "OpenLung · GitLab". GitLab.com . Получено 23 июля 2022 г. .
  19. ^ "Аппарат искусственной вентиляции легких". Teamosv.com .
  20. ^ ab "OpenVentilator". PopSolutions.co . Архивировано из оригинала 26 февраля 2021 г. . Получено 23 июля 2022 г. .
  21. ^ "Facebook". Facebook.com . Получено 23 июля 2022 г. .
  22. ^ "Open Source Medical Supplies Community | Facebook". Facebook.com . Получено 23 июля 2022 г. .
  23. ^ "Маркос Мендес". LinkedIn.com . Проверено 23 июля 2022 г. [ самостоятельно опубликованный источник ]
  24. ^ «Долгая история аппарата искусственной вентиляции легких — машины, которая вам никогда не понадобится».
  25. ^ Эвелин Стейнофф, Ингрид (24 августа 2004 г.). "Bird Mark 7" (PDF) . GitHub (на португальском языке) . Получено 29 марта 2022 г. .
  26. ^ "Зарегистрируйтесь, чтобы загрузить файлы по аппаратам ИВЛ". Medtronic.com .
  27. ^ «Отсутствие лечения COVID-19 и интенсивной терапии может иметь катастрофические последствия для Африки». Rfi.fr. 3 апреля 2020 г.
  28. ^ pt:Эдгар Морен
  29. ^ "Великий локдаун: худший экономический спад со времен Великой депрессии". Blogs.imf.org . Получено 23 июля 2022 г. .
  30. ^ Кутзее, Геррит (12.03.2020). «Полный медицинский хакатон: как быстро мы сможем разработать и внедрить аппарат ИВЛ с открытым исходным кодом?». Hackaday . Получено 17.03.2020 .
  31. ^ "makers-for-life/makair". GitHub . Получено 2021-02-18 .
  32. ^ "Начало проекта вентилятора с открытым исходным кодом". Journal.valeriansaliou.name . 14 февраля 2021 г. Получено 18 февраля 2021 г.
  33. ^ "Министр армии в поддержку проекта MakAir" . Ministère des Armées (на французском языке) . Проверено 18 февраля 2021 г.
  34. ^ "Вместе противостоять COVID-19". Groupe SEB . Получено 2021-02-18 .
  35. ^ "Оценка безопасности и эффективности аппарата искусственной вентиляции легких MakAir". ICH GCP . Получено 2021-02-18 .
  36. ^ Штернлихт, Александра. «Для пациентов с коронавирусом не хватает аппаратов искусственной вентиляции легких, поэтому эта международная группа изобрела альтернативу с открытым исходным кодом, которая будет тестироваться на следующей неделе». Forbes . Получено 21.03.2020 .
  37. ^ Родриго, Крис Миллс (2020-03-20). "Ирландские чиновники здравоохранения рассмотрят 3D-печатный аппарат ИВЛ". The Hill . Получено 21-03-2020 .
  38. ^ colombiareports (21.03.2020). «Колумбия близка к тому, чтобы получить первый в мире недорогой аппарат ИВЛ с открытым исходным кодом, который «победит Covid-19». Новости Колумбии | Colombia Reports . Получено 21.03.2020 .
  39. ^ ab "MIT E-VENT | Инструментарий для проектирования аварийного вентилятора". MIT E-Vent | Аварийный вентилятор MIT . Получено 29.03.2020 .
  40. ^ Джо Карлсон (16.04.2020). «FDA одобряет производство устройства, разработанного в Университете Миннесоты, чтобы помочь пациентам с COVID-19 дышать». Star Tribune .
  41. ^ Даррелл Этерингтон (16.04.2020). «FDA разрешает производство нового аппарата ИВЛ, который стоит в 25 раз меньше существующих устройств». techcrunch.com . Verizon Media.
  42. ^ urbicum (2020-03-23). ​​"VentilAid - аппарат ИВЛ с открытым исходным кодом, который можно изготовить где угодно локально". VentilAid . Получено 2020-03-23 ​​.
  43. ^ урбикум (23 марта 2020 г.). «GitHub — VentilAid/VentilAid». ВентилЭйд . Проверено 23 марта 2020 г.
  44. ^ Фентон, Брюс (21 марта 2020 г.). «Обновление проекта ИВЛ: 21 марта 2020 г. [sic]». Medium . Получено 27 марта 2020 г. .
  45. ^ «Список проектов по созданию экстренных вентиляторов в ответ на COVID-19, с упором на свободное ПО с открытым исходным кодом». GitHub . Получено 27 марта 2020 г. .
  46. ^ ab Fenton, Bruce (14 марта 2020 г.). «Нам нужны вентиляторы — нам нужна ваша помощь в их строительстве». Medium . Получено 27 марта 2020 г. .
  47. ^ "MPS Open Source Ventilator". monolithicpower.com . Получено 29.04.2020 .
  48. ^ "Oxysphere – OpenHardware Ventilation Project – Давайте остановим Covid вместе". Архивировано из оригинала 2020-05-13 . Получено 2020-03-31 .
  49. ↑ Хорошо, Эндрю; Грейсиус, Тони (23 апреля 2020 г.). «NASA разрабатывает прототип аппарата ИВЛ COVID-19 за 37 дней». NASA . Получено 24 апреля 2020 г. .
  50. ^ Уолл, Майк (24 апреля 2020 г.). «Инженеры НАСА построили новый аппарат ИВЛ для борьбы с COVID-19 за 37 дней». Space.com . Получено 24 апреля 2020 г. .
  51. ^ «Восемь производителей из США выбраны для производства аппарата ИВЛ NASA COVID-19». Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) . Получено 2020-06-02 .
  52. ^ «Израильские инженеры создали открытый исходный код для создания аппаратов ИВЛ для борьбы с COVID-19». Qz.com . 11 апреля 2020 г.
  53. ^ Здоровье, Центр по приборам и радиологии (6 апреля 2020 г.). «Разрешения на использование в чрезвычайных ситуациях». FDA – через fda.gov.
  54. ^ «Уведомление о декларации в соответствии с Законом о готовности общественности и чрезвычайных ситуациях для медицинских контрмер против COVID-19». Архивировано 25 апреля 2020 г. на Wayback Machine . Министерство здравоохранения и социальных служб, офис секретаря».

Внешние ссылки