El suministro seguro y eficiente de oxígeno a los pacientes.

Las mascarillas con bolsa de reanimación, también llamadas bolsas Ambu (unidades de respiración manual artificial), se utilizan para suministrar oxígeno a pacientes que no respiran por sí mismos. Si bien han salvado muchas vidas, no son adecuadas para tratar a pacientes con el coronavirus COVID-19.

La principal desventaja de la mascarilla es que debe presionarse manualmente para introducir oxígeno en los pulmones. Esto funciona durante periodos cortos, pero no para cuidados prolongados. Además, puede suministrar cantidades variables de oxígeno a los pulmones, y el paciente debe estabilizarse antes de recibirlo.

Tras analizar diseños de código abierto para respiradores de emergencia, un equipo de ingenieros de Tolomatic se reunió y desarrolló nuevas ideas para construir respiradores a partir de bolsas de reanimación manual (ambu). En una semana, el equipo creó dos diseños que utilizan los actuadores eléctricos de tornillo de la compañía. Estos diseños automatizan el control del volumen de aire y la frecuencia de suministro a los pacientes, lo que supone una mejora significativa con respecto a las bolsas de reanimación manuales.

Nuestro enfoque consistió en automatizar un proceso tradicionalmente manual mediante actuadores lineales eléctricos, garantizando así que los pacientes siguieran recibiendo aire durante días o semanas. Los actuadores controlan la velocidad, la frecuencia y la amplitud del movimiento descendente; la duración de la pausa; y, posteriormente, la velocidad, la frecuencia y la amplitud del movimiento de retorno.

Los actuadores permiten a médicos y enfermeras un control total sobre el flujo de oxígeno que llega a los pulmones del paciente, a diferencia de los sistemas de levas o cilindros neumáticos más tradicionales que hemos visto en otros diseños de código abierto. Independientemente de la edad, el tamaño o la complexión del paciente, pueden ajustar la cantidad y la frecuencia del suministro de aire.

Utilizamos actuadores eléctricos de varilla o sin varilla. Ambos son actuadores lineales accionados por tornillo que convierten la potencia rotativa de un servomotor en movimiento lineal. Los actuadores de varilla tienen una varilla que se extiende y se retrae del cuerpo principal del actuador. Los actuadores sin varilla carecen de ella; en su lugar, el recorrido se realiza dentro del actuador. Para esta aplicación, el actuador de varilla necesita una carcasa para alojar la bolsa de reanimación, a la que se monta. El actuador sin varilla es más compacto y puede sujetar y comprimir la bolsa de reanimación dentro de sus rieles.

La longitud de carrera óptima para ambos prototipos es de 6,35 cm (2,5 pulgadas), con una fuerza mínima de 11,3 kg (25 lb) en el eje de salida. Ambos están diseñados para soportar una fuerza mínima de 45,4 kg (100 lb). La configuración de motor de accionamiento directo (o en línea) simplifica el diseño y reduce los costos. La incorporación de engranajes permitiría utilizar una mayor variedad de motores.

Estos nuevos diseños parecen ser una mejora con respecto a las modificaciones de las bolsas de reanimación que automatizaban el proceso mediante levas unidireccionales o actuadores neumáticos. Estos no permiten que el personal sanitario ajuste la longitud de la carrera, solo la frecuencia respiratoria. Como resultado, se administra el mismo volumen de aire a todos los pacientes y el perfil de movimiento resultante no se asemeja a un ciclo respiratorio típico.

Por otro lado, los actuadores lineales pueden acelerar rápidamente y mantener la velocidad a lo largo de una distancia determinada, proporcionando volúmenes de aire más continuos por compresión y un ciclo respiratorio más típico. El control total del movimiento que ofrece un actuador lineal también permite ajustar los volúmenes de aire según la edad, el tamaño o las necesidades del paciente.

El diseño ofrece un rendimiento fiable a largo plazo y permite la incorporación de alarmas en caso de fallos del motor y sensores para controlar la cantidad y la calidad del flujo de aire.

No somos fabricantes de dispositivos médicos y este diseño no ha sido aprobado por ningún organismo regulador. Sin embargo, estos conceptos limitan el contacto con el paciente al de la bolsa de reanimación manual (ambu bag) ya aprobada. Nuestro objetivo es contactar con otros socios, despertar su interés y debatir cómo podemos colaborar en un diseño aprobado que ayude al personal médico a salvar vidas.

Hasta la fecha, hemos conversado con varias empresas que desarrollan otros diseños conceptuales y estamos interesados ​​en los beneficios adicionales que ofrecería la actuación eléctrica. Nuestra empresa está preparada para ofrecer su experiencia en control de movimiento para ayudar a resolver estos desafíos cruciales. Las empresas pueden contactarnos para obtener asistencia con sus aplicaciones.