Простой электрический вентилятор является ключевым компонентом недорогого и простого в использовании устройства для поддержки дыхания, предназначенного для борьбы с всплеском случаев COVID в странах с низким и средним уровнем дохода.
Устройство обеспечивает форму кислородной терапии, называемой CPAP или непрерывным положительным давлением в дыхательных путях , которая доказала свою эффективность в помощи пациентам, которым трудно дышать из-за умеренного или тяжелого COVID.
В статье, опубликованной сегодня (вторник, 24 августа) в журнале Frontiers in Medical Technology , команда разработчиков устройства сообщает, что пилотная оценка с участием десяти здоровых добровольцев показала, что его «... можно безопасно использовать, не вызывая гипоксию (низкие уровни кислорода в тканях) или гиперкапнии (накопление углекислого газа в кровотоке) и что его использование хорошо переносится пользователями, без каких-либо побочных эффектов ».
Исследователи использовали принципы «бережливых инноваций» при проектировании и разработке вспомогательного средства для дыхания, чтобы устройство оставалось простым, но одновременно надежным и способным удовлетворить клинические потребности в условиях ограниченных ресурсов здравоохранения.
Ключевым нововведением было создание необходимого воздушного потока с помощью простого электрического вентилятора, подобного вентиляторам, используемым для охлаждения электронных устройств, чтобы преодолеть отсутствие доступа к воздуху высокого давления и источникам кислорода.
Устройство было разработано командой инженеров, ученых и врачей из Университета Лидса, Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, Bradford Teaching Hospitals NHS Foundation Trust, Medical Aid International и больницы Mengo в Уганде.
«Более широкий доступ к технологиям интенсивной терапии»
Никил Капур, профессор прикладной гидродинамики в Университете Лидса и научный руководитель проекта, сказал: «Приняв подход экономных инноваций, мы смогли модернизировать важную часть медицинского оборудования, чтобы оно могло эффективно работать в более бедные медицинские учреждения.
«Мы избавились от ненужной сложности и убедились, что устройство будет работать в условиях, когда запасы кислорода ограничены и их необходимо беречь. Прототип - важный шаг в разработке устройства, которое откроет более широкий доступ к технологиям неотложной помощи и поможет спасти жизни. . "
Компоненты для прототипа устройства стоят около 150 фунтов стерлингов (207 долларов США). Обычные аппараты CPAP могут стоить примерно от 600 фунтов стерлингов, а вентилятор, используемый в отделении интенсивной терапии, может стоить более 30 000 фунтов стерлингов.
Доктор Том Лоутон, консультант по интенсивной терапии и анестезии в Брэдфордских учебных больницах NHS Foundation Trust и член исследовательской группы, сказал: «В Великобритании CPAP оказался эффективным средством лечения респираторных заболеваний при тяжелой форме COVID-19 и помогает чтобы пациенты не нуждались в передовых услугах интенсивной терапии, таких как аппараты ИВЛ.
«Во многих странах ограниченность ресурсов означает, что даже CPAP трудно найти, а более тяжелые заболевания часто приводят к смерти. Простые устройства CPAP, разработанные для работы в условиях ограниченных ресурсов, могут помочь уменьшить глобальное неравенство в области здравоохранения и спасти жизни как сейчас с COVID-19 и, возможно, с другими заболеваниями в будущем ».
CPAP - эффективная терапия для пациентов с COVID
Недавнее исследование в Великобритании, известное как Recovery-RS Trial, показало, как CPAP может обеспечить ценное вмешательство при COVID-19, и Всемирная организация здравоохранения поощряет быстрое развитие недорогих дыхательных аппаратов, которые можно было бы использовать в системах здравоохранения с ограниченными ресурсами. .
Для этого устройства должны работать с кислородными системами низкого давления. В отличие от более богатых стран, клиники и больницы в более бедных регионах могут не иметь доступа к централизованным источникам кислорода, где кислород подается под давлением в палаты, или к постоянному снабжению кислородными баллонами.
Персонал больницы Менго, Уганда, с прототипом дыхательного устройства. Предоставлено: Университет Лидса / Госпиталь Менго.
Вместо этого они полагаются на так называемые концентраторы кислорода, машины размером с чемодан, которые всасывают окружающий воздух, удаляют азот и обеспечивают подачу кислорода при низком давлении.
Прототип аппарата CPAP работает с концентраторами кислорода
Доктор Пит Калмер, доцент Школы машиностроения в Лидсе и ведущий автор исследования, сказал: «Прототип Лидса был специально разработан для работы с концентраторами кислорода, которые имеют низкий поток кислорода и низкое давление.
"Вентилятор или нагнетатель CPAP подключен к так называемому дыхательному контуру. Этот контур состоит из фильтра для улавливания вирусов и бактерий в воздушном потоке, трубок, лицевой маски и клапана, который контролирует поток кислорода из кислородный концентратор и выходное отверстие ».
Продуманная система вентиляторов обеспечивает безопасную подачу воздуха без необходимости использования более сложных и дорогостоящих систем управления или источника воздуха высокого давления. Это простое и надежное средство для создания потока воздуха, достаточного для открытия дыхательных путей пациента, чтобы кислород мог попасть в крошечные воздушные мешочки в легких без риска побочных эффектов. Кислородный концентратор используется для обогащения этого воздушного потока кислородом, сохраняя ценные материалы.
Устройство может создавать четыре различных уровня давления воздуха в зависимости от клинической необходимости.
В документе говорится, что желаемый уровень насыщения крови кислородом - от 96 до 100 процентов - поддерживался у здоровых добровольцев, принимавших участие в исследовании. Диапазон CO 2 в конце выдоха составлял от 3,6 до 4,9 пКА, снова в приемлемых пределах для здоровья.
Профессор Дэвид Бреттл, главный научный сотрудник Траст-фонда NHS Teaching Hospitals в Лидсе и член команды, которая разработала это устройство, сказал: «Инновация, лежащая в основе этого устройства, заключается в простоте его конструкции, низкой стоимости производства и способах его изготовления. эффективно использует дефицитные запасы кислорода.
«В Великобритании доступ к необходимым медицинским технологиям можно считать само собой разумеющимся, но даже относительно простые технологии иногда недоступны в странах с низким и средним уровнем доходов . Это инновационное устройство призвано уравнять правила игры».
Испытания пациентов начнутся через несколько недель
В следующем месяце (сентябрь) планируется начать исследование с участием больных пациентов в больнице Менго в Кампале, Уганда.
Доктор Эдит Намулема, эпидемиолог из Уганды, участвовавший в исследовательском проекте, сказала, что в странах с низким и средним уровнем дохода существует острая потребность в аппаратах CPAP.
В Уганде существует децентрализованная система здравоохранения, при которой пациенты направляются из общинных и районных медицинских центров и клиник в региональные и национальные больницы, если они серьезно болеют.
Д-р Намулема добавил: «Только региональные специализированные больницы и национальные специализированные больницы имеют доступ к CPAP. Тем не менее, пациенты сначала обращаются в учреждения нижнего уровня, когда у них возникают проблемы с дыханием, и к тому времени, когда они прибывают в региональные справочные центры, в некоторых случаях уже слишком поздно. Возможность подключить пациента к ИВЛ, когда он в этом нуждается, может спасти множество жизней и сократить время пребывания в больнице.
«Кроме того, как страна, у нас есть около 500 коек интенсивной терапии для 42 миллионов угандийцев, что очень мало».
Документ - Система LeVe CPAP для кислородно- эффективной респираторной поддержки CPAP: разработка и пилотная оценка - опубликована в журнале Frontiers in Medical Technology.
