Ventilador de emergência minimalista por pressão controlada para COVID-19

A COVID‑19 grave é frequentemente associada à insuficiência respiratória aguda hipoxémica. O número de pacientes que necessitam de ventilação mecânica invasiva superou em vários países a capacidade instalada e os fabricantes existentes têm dificuldade em atender o aumento da procura, colocando em risco a sobrevivência dos pacientes.

Além disso, a aquisição nos mercados internacionais dos materiais e componentes técnicos necessários para outras entidades produzirem ventiladores mecânicos dentro do prazo relevante e nas quantidades necessárias provavelmente será difícil ou impossível. É assim importante que um projeto de ventilador de emergência enfatize a simplicidade e a disponibilidade local de componentes e manufactura, simultaneamente proporcionando um suporte respiratório eficaz e seguro.

Por outro lado, os ventiladores médicos são normalmente máquinas sofisticadas para uso geral, mas para salvar vidas este nível de sofisticação não é necessário. De facto, vários governos publicaram diretrizes para a produção de ventiladores simplificados para o COVID-19.

A nossa equipa de médicos e engenheiros identificou um modo de ventilação que é ao mesmo tempo eficaz e seguro para a terapia clínica intensiva de emergência da COVID‑19 e tecnicamente fácil de implementar, em face das restrições práticas acima mencionadas. Esse modo é a ventilação mandatória contínua controlada por pressão (PC-CMV) com oxigénio puro.

Os nossos dispositivos de prova de conceito utilizam apenas dois tipos de componentes técnicos: um regulador de gás e duas eletroválvulas idênticas, capazes de realizar PC‑CMV em circuito duplo. O restante dispositivo pode ser produzido apenas com meios técnicos modestos, envolvendo mecânica e eletrónica simples.

Os testes quantitativos realizados demonstraram que as curvas de pressão assim alcançadas são aceitáveis para a finalidade em vista.

Os componentes técnicos utilizados destinam-se à distribuição de gás em edifícios ou para fluidos de baixa pressão, como a água, e são ubíquos. Outros tipos de reguladores e válvulas, possivelmente mais adequados para esta finalidade, também podem ser usados se estiverem disponíveis.

Deve ficar claro que os componentes envolvidos, apesar de serem dispositivos industriais robustos, provavelmente não estarão certificados para uso médico ou especificados para uso em oxigénio, de modo que esta proposta só pode ser entendida como uma solução de último recurso para uma emergência temporária.

Para além da procura de materiais, manufactura e componentes, serão ainda necessários alguns estudos de engenharia para alcançar um ventilador prático: compatibilidade física e biológica dos materiais, durabilidade, esterilizabilidade, segurança, gestão de falhas e ergonomia geral. Considerando a urgência, estes devem ser restritos ao mínimo necessário para o fim em vista.Prova de conceito 2

 

Ligações Relevantes

https://arxiv.org/abs/2004.00310

 

Palavras-chave

Ventilador intrusivo, cuidados intensivos de emergência

Utilizadores Associados

Localização

Coimbra, Lisboa

Entidades

Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP – Coimbra)

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade NOVA de Lisboa (FCT NOVA)

Nova Medical School (NMS)

Haas F1 Team

Project OpenAir

 

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