Una de las carencias más apremiantes que enfrentan los hospitales durante la emergencia de Covid-19 es la falta de ventiladores. Estas máquinas pueden mantener a los pacientes respirando cuando ya no pueden hacerlo solos, y pueden costar alrededor de $ 30,000 cada uno. Ahora, un equipo voluntario de ingenieros, médicos, informáticos y otros, rápidamente reunidos, centrados en el MIT, está trabajando para implementar una alternativa segura y económica para uso de emergencia, que podría construirse rápidamente en todo el mundo.

Esto muestra la configuración utilizada para las pruebas preliminares de una versión anterior del diseño de prototipo de bajo costo que podría proporcionar un despliegue rápido en hospitales

El equipo, llamado MIT E-Vent (para ventilador de emergencia), se formó el 12 de marzo en respuesta a la rápida propagación de la pandemia de Covid-19. Sus miembros fueron reunidos por las exhortaciones de médicos, amigos y una repentina avalancha de correspondencia que hace referencia a un proyecto realizado hace una década en el MIT clase 2.75 (Diseño de dispositivos médicos). Los estudiantes y el profesorado que trabajan en consulta con los médicos locales diseñaron un dispositivo de ventilación simple que podría construirse con alrededor de $ 100 en piezas, aunque en los años transcurridos desde que los precios subieron y el dispositivo ahora costaría entre $ 400 y $ 500 en materiales. Publicaron un artículo detallando su diseño y pruebas, pero el trabajo terminó en ese punto. Ahora, con una importante necesidad global que se avecina, un nuevo equipo, vinculado a ese curso, ha reanudado el proyecto a un ritmo muy acelerado.

La clave para la alternativa de ventilador simple y económica es una bolsa de plástico manual llamada resucitador de válvula de bolsa, o bolsa Ambu, que los hospitales ya tienen a mano en grandes cantidades. Estos están diseñados para ser operados a mano, por un profesional médico o técnico de emergencias, para proporcionar respiraciones a un paciente en situaciones como un paro cardíaco, hasta que una intervención como un ventilador esté disponible. Se inserta un tubo en la vía aérea del paciente, como con un ventilador hospitalario, pero luego se bombea aire a los pulmones apretando y liberando la bolsa flexible. Esta es una tarea para personal calificado, capacitado en cómo evaluar al paciente y ajustar el tiempo y la presión del bombeo en consecuencia.

La innovación comenzada por la clase MIT anterior, y ahora siendo rápidamente refinada y probada por el nuevo equipo, fue diseñar un sistema mecánico para apretar y soltar la bolsa Ambu, ya que esto no es algo que una persona pueda esperar hacer por cualquier período extendido. Pero es crucial que dicho sistema no dañe la bolsa y sea controlable, de modo que la cantidad de aire y las presiones que se entreguen puedan adaptarse al paciente en particular. El dispositivo debe ser muy confiable, ya que una falla inesperada del dispositivo podría ser fatal, pero según lo diseñado por el equipo del MIT, la bolsa se puede operar inmediatamente de forma manual.

El equipo está particularmente preocupado por la posibilidad de que los aficionados al bricolaje bien intencionados pero sin experiencia intenten reproducir dicho sistema sin el conocimiento clínico o la experiencia necesarios con hardware que pueda funcionar durante días; se necesitarían alrededor de 1 millón de ciclos para apoyar a un paciente ventilado durante un período de dos semanas. Además, requiere un código tolerante a fallas, ya que los ventiladores son dispositivos de precisión que realizan una función vital. Para ayudar a reducir la propagación de información errónea o consejos mal pensados, el equipo ha agregado a su sitio web recursos de información verificados sobre el uso clínico de los ventiladores y los requisitos de capacitación y monitoreo en el uso de dichos sistemas. Toda esta información está disponible gratuitamente en e-vent.mit.edu.

“Estamos lanzando orientación de diseño (clínica, mecánica, eléctrica / controles, pruebas) de forma continua a medida que se desarrolla y documenta”, dice un miembro del equipo. “Alentamos a los equipos de ingeniería clínica capaces a trabajar con sus recursos locales, mientras siguen las especificaciones principales y la información de seguridad, y agradecemos cualquier aporte que otros equipos puedan tener”.

Los investigadores enfatizan que este no es un proyecto para que lo hagan los aficionados al bricolaje, ya que requiere una comprensión especializada de la interfaz clínico-técnica y la capacidad de trabajar en consideración de las estrictas especificaciones y pautas de la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU.

Dichos dispositivos “deben fabricarse de acuerdo con los requisitos de la FDA y solo deben utilizarse bajo la supervisión de un médico”, dijo un miembro del equipo. “El Departamento de Salud y Servicios Humanos emitió un aviso que indica que todas las intervenciones médicas relacionadas con Covid-19 ya no están sujetas a responsabilidad, pero eso no cambia nuestra carga de atención”. él dijo. “En la actualidad, estamos esperando comentarios de la FDA” sobre el proyecto. “En última instancia, nuestra intención es buscar la aprobación de la FDA. Sin embargo, ese proceso lleva tiempo ”.

El equipo de voluntarios está trabajando sin fondos y operando de forma anónima por ahora porque muchos de ellos ya han sido abrumados por consultas de personas que desean más información, y están preocupados por ser abrumados por llamadas que podrían interferir con su trabajo en el proyecto. “Realmente nos gustaría estar concentrados”, dice un miembro del equipo. “Y esa es una de las razones por las que el sitio web es tan esencial, para que podamos comunicarnos con cualquiera que quiera leer sobre lo que estamos haciendo, y también para que otros en todo el mundo puedan comunicarse con nosotros”.

“La consideración principal es la seguridad del paciente. Así que tuvimos que establecer lo que llamamos requisitos clínicos mínimos funcionales “, es decir, el conjunto mínimo de funciones que el dispositivo necesitaría para ser seguro y útil, dice uno de los miembros del equipo, que es ingeniero. y un MD. Él dice que uno de sus trabajos es traducir entre los idiomas especializados utilizados por los ingenieros y los profesionales médicos del equipo.

Esa determinación de los requisitos mínimos fue hecha por un equipo de médicos con amplios antecedentes clínicos, que incluyen anestesia y cuidados críticos, dice. Paralelamente, el grupo se puso a trabajar en el diseño, construcción y prueba de un prototipo actualizado. Las pruebas iniciales revelaron las altas cargas en las que incurre el uso real, y algunas debilidades que ya se han abordado de modo que, en palabras de los codirectores del equipo, “incluso el profesor puede patear la sala”. En otras palabras, los primeros intentos centrados en la súper “makability” fueron demasiado optimistas.

Ya se han fabricado nuevas versiones y se están preparando para pruebas funcionales adicionales. El equipo ya dice que hay suficiente información detallada en su sitio web para permitir que otros equipos trabajen en paralelo con ellos, y también han incluido enlaces a otros equipos que están trabajando en esfuerzos de diseño similares.

En menos de una semana, el equipo pasó de bancos vacíos a sus primeras pruebas realistas de un prototipo. Un miembro del equipo dice que en menos de una semana completa han estado trabajando, motivados por los informes de los médicos que ya tienen que racionar los ventiladores, y el intenso enfoque que el grupo diverso ha aportado a este proyecto, ya han generado “múltiples tesis”. de investigación.

La naturaleza interdisciplinaria del grupo ha sido crucial, dice un miembro del equipo. “Los momentos más emocionantes y cuando el equipo se está moviendo realmente rápido son cuando tenemos un ingeniero de diseño, sentado al lado de un ingeniero de controles, sentado al lado del experto en fabricación, con un anestesiólogo en WebEx, todo el modelado sólido, codificación y hojas de cálculo en paralelo. Estamos discutiendo los detalles de todo, desde formas de rastrear los datos de los signos vitales de los pacientes hasta las mejores fuentes para motores eléctricos pequeños ”.

La intensidad del trabajo, con personas que dedican muchas horas todos los días, ha sido agotador pero no ha opacado su entusiasmo. “Todos trabajamos juntos y, en última instancia, el objetivo es ayudar a las personas, porque es comprensible que la vida de las personas esté en juego”, dijo.

El equipo puede ser contactado a través de su sitio web .