Научният директор на Nvidia проектира евтин респиратор, който да помогне в борбата с COVID-19

0
734

Респираторните дихателни апарати за пациенти с тежка форма на COVID-19 са в недостиг по целия свят, но главен учен от хардуерната компания Nvidia смята, че е намерил решение.

Бил Дали, ръководител на изследователските операции и развойната дейност на лидера в производството на графични карти Nvidia вчера публикува дизайн и конструкция с отворен код за евтино, просто и лесно сглобяване на респираторен апарата. Машината се различава от някои други спешни респиратори по това, че регулира налягането, потока и обема на въздуха, което позволява на лекарите да регулират по-отблизо и да наблюдават поемания кислород от белите дробове на пациенти с коронавирус.

„Много лидери и собственици на компании започват производство на респираторни апарати, но някои от тях всъщност дори нямат възможност да регулират налягането. Тази липса може да навреди на доста пациенти“, казва Дали в медийно интервю по повод новото си изобретение.

Машината на Дали използва компоненти, които са лесно достъпни и според неговите изчисления производството ѝ струва под 400 щатски долара. Ключовите компоненти в апарата са пропорционален електромагнитен клапан и микроконтролер за регулиране на газовия поток през клапана към пациента. На фона на пандемията все пак тези материали могат да бъдат трудни за намиране, тъй като доставките на подобни клапани и необходимите сензори отнемат около шест седмици, докато пристигнат, казва Дали. За да се преодолее недостигът, частите могат да бъдат произведени и чрез отпечатване на 3D принтер, а основните елементи на машината могат да бъдат сглобени за около пет минути.

Машината разполага и със сензори за „измерване на въздушния поток, компенсиране на неточностите и отклоненията на клапана, контролиране на максималното налягане, активиране на собственото дишане на пациента, и наблюдение на жизнените показатели и необходимост интубация, наред и с други функции, които биха били от жизнено важно значение“ и могат да бъдат разгледани в публикацията в блога на Nvidia.

Целта на Дали е да се свалят разходите за респираторни дихателни апарати от настоящите 20 000 долара за брой до едва от 400 и по-малко – икономия, която ако в действителност се реализира, неизмерима от гледна точка на значението ѝ за всички по света.

„При оптимизиране на производството на необходимите компоненти, цената може да бъде намалена до под 100 долара“, казва Дали, който ръководи изследователския екип на Nvidia от 2009 г. насам. Той притежава повече от 120 патента на негово име и изнася много лекции, като същевременно и провежда изследвания в Калифорнийския технологичен институт, Масачузетския технологичен институт и Станфордския университет, където ръководи катедрата по компютърни науки.

Подобен на пневмонията, новият коронавирус е открит в китайския град Ухан през декември. Градовете и целите страни веднага започнаха да налагат извънредно положение и мерки, отмяна на събития и принуждаване на гражданите да стоят у дома, за да помогнат да се ограничи разпространението на вируса. Десетки милиони са загубили работата си в резултат на затварянето на почти всички сектори на икономиката и стопанството, а болниците са изправени пред сериозен недостиг на основни предпазни средства. Недостигът на респираторни апарати е особено тревожен за болниците, които се борят срещу COVID-19.

При критични инфекции COVID-19 белите дробове стават толкова увредени, че пациентите вече не могат да дишат самостоятелно. За да спасят пациента, лекарите прекарват тръба надолу по трахеята му, свързвайки я с инструмент за интубиране. Гледката е машина с множество бутони и дисплей, която поема контрола над дишането и живота на пациента. По същество, респираторите смесват кислород с въздуха, поеман от вентилационните им отвори, затоплят така получения газ и го изтласкват в белите дробове на заболелия. Някои пациенти на COVID-19 са на респиратори повече от месец, докато телата им се опитват да се преборят с вируса.

Приблизително 5% от всички пациенти на COVID-19 ще се нуждаят от респираторен апарат в някакъв момент по време на лечението си. Но няма достатъчно, за да помогнат на всички, които се очаква да се разболеят. Това медицинско оборудване е скъпо, а производството му отнема много време и ресурси. И предвид факта, че много от пациентите остават дълго време на командно дишане, управлявано от респиратор, в страни с много заболели като Италия, не лекарите живота поднесе крайно нехуманен и изключително труден избор – да вземат решение на кого ще бъде отделен респираторен апарат или по същество да решават кой ще живее и кой ще умре.

Просто решение

Преди няколко седмици Дали започва да работи върху своя респиратор и се свърза с контактите си в големи изследователски университети и болници. В крайна сметка той решава да създаде машина с електромагнитен клапан, който използва електромагнит, за да изтласква и затваря въздушния поток. Дали също използва микроконтролер – евтин едноплатков компютър, досущ като този, който казва, че използва у дома за охлаждане на винарската си изба.

Машината на Дали, поместена в твърд куфар, е приблизително толкова широка и дълга, колкото американския стандарт за офис документи Letter (по-малък от A4).

Първоначално Дали изпробва машината си у дома, а по-късно се обръща към здравните власти в Пало Алто, Калифорния, VA, за да я опита на сложен белодробен симулатор.

„Работи по начина, който се очакваше и наистина може да помогне при лечението на пациенти“, казва Дали.

Единственият проблем е, че не е ясно как или кога машините ще могат да бъдат произвеждани серийно. Надеждите са именно в отворения достъп до създадената конструкция и компютърни модели на апарата, които да достигнат до възможно най-много експерти и производители, които да се захванат с реалната употреба на изобретението.

Респираторният апарат на Дали също все още не е получил регулаторно одобрение от органите на САЩ. Той е в процес на търсене на разрешение за спешна употреба от Американската агенция по храните и лекарствата – статус, който е предоставен на други конструктори на респиратори, включително НАСА.

0 0 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
0 Коментара
Отзиви
Всички коментари