Fornecimento seguro e eficiente de oxigênio aos pacientes.

As máscaras de ventilação com bolsa, também chamadas de ambu (unidades de respiração artificial manual), são usadas para fornecer oxigênio a pacientes que não respiram por conta própria. Mas, embora tenham salvado muitas vidas, não são adequadas para o tratamento de pacientes com o coronavírus COVID-19.

A principal desvantagem da máscara é que ela precisa ser apertada manualmente para forçar a entrada de oxigênio nos pulmões. Isso funciona por curtos períodos, mas não para cuidados prolongados. Além disso, a quantidade de oxigênio que chega aos pulmões pode variar, sendo necessário estabilizar o paciente antes de administrar oxigênio.

Após analisar projetos de código aberto para ventiladores de emergência, uma equipe de engenheiros da Tolomatic se reuniu e desenvolveu novas ideias para construir ventiladores a partir de ambus. Em uma semana, a equipe criou dois projetos que utilizam os atuadores elétricos acionados por parafuso da empresa. Os projetos automatizam o controle do volume de ar e da frequência com que ele é fornecido aos pacientes — uma melhoria significativa em relação aos ambus operados manualmente.

Nossa abordagem foi automatizar um processo tradicionalmente manual usando atuadores lineares elétricos e garantir que os pacientes continuassem recebendo ar por dias ou semanas. Os atuadores controlam a velocidade, a frequência e o comprimento do curso do movimento descendente; o tempo de pausa; e, em seguida, a velocidade, a frequência e o comprimento do curso do movimento de retorno.

Os atuadores oferecem aos médicos e enfermeiros controle total sobre o fluxo de oxigênio que entra nos pulmões do paciente, diferentemente dos sistemas de came ou cilindros pneumáticos mais tradicionais que vimos em outros projetos de código aberto. Independentemente da idade do paciente, seja ele jovem, idoso, grande ou pequeno, eles podem ajustar a quantidade de ar e a frequência com que ele é administrado.

Utilizamos atuadores elétricos com haste ou atuadores elétricos sem haste. Ambos são atuadores lineares acionados por parafuso que convertem a energia rotativa de um servomotor em movimento linear. Os atuadores com haste possuem uma haste que se estende e se retrai a partir do corpo principal do atuador. Os atuadores sem haste não possuem haste. Em vez disso, o curso ou deslocamento é contido dentro do atuador. Para esta aplicação, o atuador com haste necessita de uma carcaça para acomodar a bolsa de ambu, e o atuador é montado nessa carcaça. O atuador sem haste é mais compacto e pode acomodar e comprimir a bolsa de ambu dentro de seus trilhos.

O curso ideal para ambos os protótipos é de 2,5 polegadas, com uma força mínima de 25 libras no eixo de saída. Ambos são classificados para uma força mínima de 100 libras. A configuração do motor de acionamento direto (ou em linha) simplifica o projeto e reduz os custos. A adição de engrenagens ao projeto permitiria a utilização de uma variedade maior de motores.

Esses novos designs parecem representar uma melhoria em relação às modificações dos ambus que automatizavam o processo usando mecanismos de came unidirecional ou atuadores pneumáticos. Esses modelos não permitem que os profissionais de saúde ajustem o comprimento do fluxo, apenas a frequência respiratória. Como resultado, o mesmo volume de ar é administrado a todos os pacientes e o perfil de movimento resultante não se assemelha a um ciclo respiratório típico.

Os atuadores lineares, por outro lado, podem acelerar e manter a velocidade rapidamente ao longo de uma distância específica, fornecendo volumes de ar mais contínuos por compressão e um ciclo respiratório mais típico. O controle total do movimento proporcionado por um atuador linear também permite ajustar os volumes de ar de acordo com a idade, o tamanho ou as necessidades atuais do paciente.

O projeto oferece desempenho confiável a longo prazo e permite a adição de alarmes em caso de falhas no motor, além de sensores para monitorar a quantidade e a qualidade do fluxo de ar.

Não somos fabricantes de dispositivos médicos e este projeto não foi aprovado por nenhum órgão regulador. No entanto, esses conceitos limitam o contato com o paciente ao mínimo exigido pelo ambu, que já é aprovado. Nossa intenção é entrar em contato com outros parceiros, despertar interesse e discutir como podemos colaborar em um projeto aprovado que auxilie os profissionais de saúde que lutam para salvar vidas.

Até o momento, conversamos com diversas empresas que estão desenvolvendo outros projetos conceituais e que se interessam pelos benefícios adicionais que a atuação elétrica proporcionaria. Nossa empresa está pronta para oferecer sua expertise em controle de movimento para ajudar a solucionar esses desafios críticos. As empresas devem entrar em contato conosco para obter assistência com suas aplicações.