La somministrazione sicura ed efficiente di ossigeno ai pazienti.

Le maschere con valvola a sacca, chiamate anche sacche ambu (unità di respirazione manuale artificiale), vengono utilizzate per fornire ossigeno ai pazienti che non respirano da soli. Ma sebbene abbiano salvato molte vite, non sono adatti per il trattamento di pazienti affetti dal coronavirus COVID-19.

Il principale difetto della maschera è che deve essere spremuta manualmente per forzare l'ossigeno nei polmoni. Funziona per brevi periodi, ma non per cure a lungo termine. Può anche inviare quantità variabili di ossigeno nei polmoni e il paziente deve prima essere stabilizzato prima di ricevere l'ossigeno.

Dopo aver esaminato progetti open source per ventilatori di emergenza, un team di ingegneri di Tolomatic si è riunito e ha elaborato alcune nuove idee per costruire ventilatori con sacche ambu. Nel giro di una settimana il team ha creato due progetti che utilizzano gli attuatori elettrici a vite dell'azienda. I progetti automatizzano il controllo del volume d'aria e della frequenza con cui viene fornita ai pazienti: un miglioramento significativo rispetto alle sacche ambu azionate manualmente.

Il nostro approccio era quello di automatizzare un processo tradizionalmente manuale utilizzando attuatori lineari elettrici e garantire che i pazienti continuassero a prendere aria per giorni o settimane. Gli attuatori controllano la velocità, la frequenza e la lunghezza della corsa verso il basso; quanto tempo fare pausa; e poi la velocità, la frequenza e la lunghezza della corsa del movimento di ritorno.

Gli attuatori offrono a medici e infermieri il controllo completo sul flusso di ossigeno che entra nei polmoni del paziente, a differenza dei più tradizionali cilindri a camme o pneumatici che abbiamo visto su altri progetti open source. Che il paziente sia giovane, anziano, grande o piccolo, è possibile regolare la quantità di aria e la frequenza con cui viene erogata al paziente.

Utilizziamo un attuatore elettrico con stelo o un attuatore elettrico senza stelo. Entrambi sono attuatori lineari a vite che convertono la potenza rotatoria di un servomotore in movimento lineare. Gli attuatori ad asta hanno un'asta che si estende e si ritrae dal corpo principale dell'attuatore. Gli attuatori senza stelo sono privi di stelo. Invece, la corsa o la corsa è contenuta all'interno dell'attuatore. Per questa applicazione, l'attuatore ad asta necessita di un alloggiamento per contenere la sacca ambu e l'attuatore si monta sull'alloggiamento. L'attuatore senza stelo è più compatto e può contenere e comprimere la sacca ambu all'interno delle sue guide.

La lunghezza della corsa ottimale per entrambi i prototipi è di 2,5 pollici, con un minimo di 25 libbre di forza sull'albero di uscita. Entrambi sono valutati per almeno 100 libbre di forza. La configurazione del motore ad azionamento diretto (o in linea) semplifica la progettazione e riduce i costi. Aggiungere ingranaggi al design consentirebbe di ospitare una più ampia varietà di motori.

Questi nuovi design sembrano essere un miglioramento rispetto alle modifiche delle borse ambu che automatizzavano il processo utilizzando una camma a direzione singola o un attuatore pneumatico. Questi non consentono agli operatori sanitari di regolare la lunghezza della corsa, ma solo la frequenza respiratoria. Di conseguenza, a tutti i pazienti viene erogato lo stesso volume di volume e il profilo di movimento risultante non è simile a un tipico ciclo respiratorio.

Gli attuatori lineari, d'altro canto, possono accelerare rapidamente e mantenere la velocità su una distanza specifica, fornendo volumi d'aria più continui per compressione e un ciclo respiratorio più tipico. Il controllo totale del movimento da parte di un attuatore lineare consente inoltre di regolare i volumi d'aria in base all'età, alla corporatura o alle esigenze attuali del paziente.

Il design offre prestazioni affidabili a lungo termine e consente l'aggiunta di allarmi in caso di guasti al motore e sensori per monitorare la quantità e la qualità del flusso d'aria.

Non siamo un produttore di dispositivi medici e questo design non è stato approvato da alcun ente normativo. Tuttavia, questi concetti limitano il contatto con il paziente a quello della sacca ambu già approvata. Il nostro intento è quello di contattare altri partner, suscitare interesse e discutere come possiamo collaborare su un progetto approvato che aiuterà il personale medico a cercare di salvare vite umane.

Ad oggi, abbiamo parlato con diverse aziende che perseguono altri progetti concettuali e siamo interessati ai vantaggi aggiuntivi che l’attuazione elettrica fornirebbe. La nostra azienda è pronta a offrire la nostra esperienza nel controllo del movimento per aiutare a risolvere queste sfide critiche. Le aziende devono contattarci per ricevere assistenza con le loro candidature.