A 3D-nyomtatóra nyomtatott alkatrészekből származó légzéstámogató rajongók története - projekt
Márciusban, amikor a román egészségügyi rendszer súlyos válságára számítottak, és az alapvető orvostechnikai eszközök, például a légzéstámogató ventilátorok ára egyik napról a másikra hatalmasat nőtt, egyes temesvári lakosok felvetették azt az ötletet, hogy 3D rajongókból nyomtatott alkatrészekből állítsanak elő ilyen ventilátorokat. . Beszéltem a projekt két kezdeményezőjével, hogy lássam, mennyi ideig legyen készen a ventilátor, mennyibe kerül és mi az egyes lépések, a megvalósítás elkerülhetetlen kudarcokkal együtt.
Radu Ticiu, a temesvári informatikai startup ökoszisztéma mentora és támogatója, valamint Călin Brandabur, a 3D nyomtatókat gyártó Symme3D startup alapítója elmondta a StartupCafe-nak, hogyan jelent meg a VentilaTM elindításának ötlete - az első projekt előállítását célzó projekt Román légzéstámogató ventilátor és a lehető legtöbb 3D nyomtatott alkatrésszel.
Az interjúból:
Radu Ticiu: Elvileg úgy gondolom, hogy a nagy feszültség légkörében és tekintettel arra, hogy ez a valóság torz felfogása volt, azt képzeltük, hogy a dolgok egy-két hét múlva eltalálnak bennünket, és nehezen kezelhetők. Alapvetően olyasmit tettünk Temesváron, ami általában a világon történt, a gyártók, a technológia iránt lelkesedő emberek oldala, kihívást indítottunk, mondtam, próbáljuk meg minél több helyen helyben fejlődni, a támogató eszközök változatai légzőkészülék, a lehető legrövidebb idő alatt felhasználja a rendelkezésre álló erőforrásokat. Könnyítem a technológiai vállalkozási rendszer tevékenységeit, de személyesen nem tudtam sokat tenni ebben a tekintetben, de azt tehettem, hogy kihívást jelentettem a helyi ökoszisztéma embereire. És nagyjából minden azzal kezdődött, hogy egy részünk egy globális oldalon volt, amelyre a világ gyorsan reagált és meglepő módon elhatározta, hogy részese lehet egy rajongó kifejlesztésére irányuló helyi erőfeszítésnek.
Hackaday felhívása a szellőztető rendszerek gyártásának demokratizálására tett kísérlet volt. A legsötétebb perspektívából néztük a dolgokat, ha kritikus pontra jutunk, akkor először azt gondoltuk, hogy ha az olaszoknak vannak problémáik, akkor megzavarodunk.
Călin Brandabur: És abból indultunk ki, hogy ok, nézzük meg először is, mit jelent ezeknek az eszközöknek a megvásárlása. Kedden délután kezdtük el a tárgyalásokat. Ázsia egyik közbeszerzési oldalán találtuk, hogy a piacon elkötelezett ventilátor körülbelül 1500 - 2000 euró volt, ami a kórházak oxigénrendszeréhez kapcsolódott, szerda reggel ugyanezért az ár a termék körülbelül 3700 euró volt, csütörtök reggel 8000, a következő héten pedig egy helyi forgalmazótól kaptam ajánlatot 21 000 euróért. Tehát kevesebb, mint egy hét alatt az árak több mint hétszeresére emelkedtek.
Szóval azt mondtam, talán érdekes lenne megnézni, hogy nem tudunk-e saját magunk fejleszteni egy eszközt. Természetesen a Hackaday hívásból kiindulva Radu automatikusan mozgósította csapatát, és egy teljes listát készítettünk a 3D nyomtató tulajdonosokról, hogy megnézzük, milyen technológiával rendelkezünk az országban, amelyre támaszkodhatunk.
Kezdetben azt gondoltuk, hogy az egész projekt 3D nyomtatásban lesz, hogy nagyon gyorsan méretezhessünk. Mindenki tudja, hogy a 3D nyomtatási technológia nem a leggyorsabb, de ha néhány százra méretezünk, akkor 450 emberünk volt, több mint 700 nyomtatóval, amint rendelkezésünkre állt, ki tudtunk szerezni egy terméket - ahogy akkor gondoltam gyors. És elkezdtük az iterációt.
Gyakorlatilag az egész ötlet arra gondolt, hogy nincs semmink, nem abból indulunk ki, hogy sűrített levegőt és oxigént kapnánk a kórházakban, hogy nincs lehetőségünk igazolni ezt a kritikus orvosi eszközt. Vagy a tanúsítási eljárások kezdettől fogva azt feltételezték, hogy 2 évre van szükségünk, olyannyira, hogy ezeket a rendszereket tesztelni kell emberen, állatokon, amíg el nem tudják szellőztetni a beteg beteget.
Aztán azt mondtam, hogy nyilvánvaló, hogy nem orvostechnikai eszközt fogunk gyártani, hanem orvostechnikai eszközt fogunk használni, vagyis ezt Ambu táska (lásd a videót), amely egy orvostechnikai eszköz, nem pedig valami, amit rögtönöznünk kellett volna. Vásároltam a piacról, és segítségemre volt a Vöröskereszt és a kórházak is, hogy többféle eszközt kapjak, mert még erre is kezdtek spekulálni. Először egy teljes készlet árát ellenőriztem 60 lejben, egy hét alatt 280 lej volt, valami nevetséges.
Ez az orvostechnikai eszköz kézi működtetésű, csak levegőt pumpál. De szükséges, hogy az ápoló vagy az orvos tapasztalattal rendelkezzen, pontosan érezze, hogy a levegő pontosan hogyan jut be, mennyi levegő jut a tüdőbe, milyen az inhaláció és a légző rész. Aztán azt mondtam, hogy van esély a beteg elérésére egy szellőztető asszisztensen keresztül, vagyis nem kell ezt manuálisan megtenni, azt mondtam, hogy lássam, hogyan tudjuk ezt automatizálni.
Figyelembe vettem azt a sajnálatos tapasztalatot is, amelyet valakivel a családban szereztem, aki meghalt és akinek az orvos 45 percig izzadt, és megpróbált kézi úton szellőztetni egy ilyen eszközzel. És akkor arra gondoltam, hogy kórházak lesznek a pandémiában, mert nincs sok rajongónk, akkor terjesztették, hogy az egész országban csak 200 rajongónk van. Nyilvánvaló volt, hogy ha túllépnénk kórházaink maximális határát, akkor van esély arra, hogy ebbe a helyzetbe kerüljünk (a betegek kézi szellőztetésére), vagy hagyjuk őket meghalni. Kétlem azonban, hogy ez megtörtént volna, de végül az is előfordulhat, hogy az emberek ezt (kézi szellőzés) ellenőrizetlenül végzik. A COVID-19 esetében pedig rendkívüli a nyomás és a tempó. Rengeteg irodalmat kellett megtanulnunk és elolvasnunk, hogy sok orvossal beszélhessünk, és sok orvostól kérhessünk véleményt. Néha ezek a vélemények ellentmondásosak voltak, egyesek szerint egy 35 cm-es vízoszlopról beszélünk, mások azt állították, hogy ez legfeljebb 100 cm-es, ami sokáig abszurd, de ezért megkérdezték.
Aztán tovább fejlesztettük ezt az első eszközt, amelyet nagyon gyorsan érvénytelenítettünk, a motorok alulmérettek voltak.
Mit tettem? Alapvetően elvettem az Abu táskát és meghúztam, és meg akartam vizsgálni, hogy milyen erő szükséges az Abu táska teljes meghúzásához és pumpálásához. 1,5 kilogrammos erő jött ki, de nem vettük figyelembe a terhességet, azaz a terhesség nélküli 1,5 gk-t, vagyis a beteg nagyon egészséges és a tüdő nagyon rugalmas, de amikor egy műtüdőhöz kötjük, ez az eszköz nem még mindig gépiesen birkózott meg. Figyelembe kellett vennünk azt a tényt is, hogy nem volt sok rendelkezésre álló erőforrás, alapvetően az egyik 3D nyomtatónk alaplapjáról beszélünk, amelyet a gyakorlati raktárban találtunk. Nyilvánvaló volt, hogy mivel a rajongói válság kialakult, olyan ellátási lánc válság következik be, amely nem teszi lehetővé számunkra az összes szükséges alkatrész megvásárlását. És csak most kezdenek stabilizálódni a dolgok ebben a tekintetben, hogy minél több minőségi vagy specifikusabb alkatrészt vásárolhassanak.
Az első változatot gyorsan érvénytelenítették, de a későbbi változatok mini változata volt. A lehető legtöbb tapasztalat megszerzésére használtam fel, hogy megértsem, hogy ez egy meglehetősen összetett folyamat.
Átléptünk a második lehetőségre, amely a közösség visszajelzéseit is figyelembe vette, sok, a különböző területeken, például az autóiparban, az elektronikában tapasztalattal rendelkező ember gyűlt körülöttünk, országszerte együttműködéseket, vitákat és vitákat kezdtünk folytatni.
A harmadik változatban megváltoztattuk a jelentéseket és megközelítettük a kissé korrekt jelentést. Két motorunk volt, az elektronikus részt tovább fejlesztettük az autóipar partnereivel, akik szintén elvégezték az értékelésünket, de tovább dolgoztunk, tekintve, hogy nem áll rendelkezésre sok rendelkezésre álló forrás, és figyelembe véve, hogy ezek a dolgok otthon készültek, és a csapat magja három emberből állt, akiknek elszigetelten kellett dolgozniuk.
De elértük az 5. verziót is, a végleges verziót, amelyet mechanikai szempontból validáltunk, itt alacsonyabb a komplexitás, de minden sokkal jobban kiszámítható, még akkor is, ha mechanikai szempontból még mindig vannak apró hibák. A 3D nyomtatott alkatrészek száma csökkent (az eszköz teljes alkotórészéhez viszonyítva), de elég sok ilyen alkatrészünk van.
Már vannak olyan készülékeink, amelyek két hete folyamatosan működnek, és semmi problémánk nem volt, még a (nyomtató által gyártott) lánckerekekkel sem, amelyek felmelegedtek és a kerekek egy része olvadt, de kicseréltük azokat az anyagokat, amelyekből készültek.
Ez maga a lélegeztetőgép végleges változata, de aztán folytattuk a részletesebb specifikációkat. Például az Egyesült Királyságban, ahol egy állványt kezdtek el részletezni, mivel ennek a szellőző robotnak a képességeiről beszélünk, mind az öntudatlan, mind az intubált betegeket, de a nem eszméletlen, de maszk, leggyakrabban egy búvármaszk, amely csatlakozik a lélegeztetőgéphez, és a szellőzés nem invazívvá válik, és a beteg mozoghat. Ez szükségessé tette egy babakocsi, állvány létrehozását, amely lehetővé tenné a beteg számára, hogy mozogjon a készülékkel. Elkezdtük hozzáadni a UPS-t, amelyet a piacról veszünk, hogy ne végezzük el az áramellátás azon részét, amelyet 220-nál végeznek, és itt ismét tanúsítási problémáink lettek volna, és az idő rövid volt.
Van egy vezérlő kijelzője, egy kereskedelmi táblagépe, amelyet egy román kiskereskedőtől kaptam, amelynek feladata a monitorozás és a konfigurálás, az összes nyomás- és ritmusparaméter megjelenik és figyelhető a táblagépen, valamint az orvosok, akik képesek távolról csatlakozzon ezekhez a táblagépekhez. Most vagyunk az utolsó résznél, ahol megpróbáljuk véglegesíteni a szoftver rész utolsó részleteit. Sajnos tegnap érvénytelenítettem a használt processzort. Azt mondtam neked, hogy érzékelők készletét használjuk a nyomáshoz és az áramláshoz, és itt volt néhány alkalom, amely eltér a szinuszoidtól, amelyet a motorok mozgatásához generálunk, és a motorok megrándulnak. De azon modellnél tartunk, amely az összes belső tesztet sikeresen teljesítette, a megbízhatóság nagyon jó, és még mindig csak a mechanikai problémák fordulhatnak elő.
Az első projektet március 20-án, reggel 7-kor kezdtük.
Radu Ticiu: A projekten dolgozó csapat lelkesedésén túl vitákkal, vitákkal, sőt vitákkal kellett megküzdenünk, és érthető, ha tucatnyi érintett emberről beszélünk. A látványos rész az, hogy ebből a projektből, valószínűleg a részvétel felfutása miatt, sikerült olyan csapatokat levezetni, amelyek pozitív nyomással fejhallgató készítésén dolgoztak, egy másik csapat pedig egy újrahasznosítható alkatrészekkel ellátott 3D nyomtatott maszkon dolgozott, akik megpróbáltak mindenféle dolgot kifejleszteni, ami annak idején rendkívül szükségesnek tűnt. Ennek a helyi koalíciónak volt a része, amely például sok ezer szemlélt nyomtatott.
Egy másik csapat, amely az egészségügyi területen rendeződött dolgok után oktatási szerepet vállalt - az EducateMe projekt, amelynek célja az újraszámlázáshoz használt eszközök összegyűjtése és azok elosztása az oktatáshoz nem hozzáférhető gyermekek számára. hardver hiánya miatt online. Alapvetően változatos ökoszisztéma született, amely megpróbálja megoldásokat találni a társadalom számára a COVID-válság által generált problémákra.
Szükség volt azonban a világ racionális megőrzésére, hogy ne kezdjük el a második heti alkatrészek nyomtatását anélkül, hogy ez rendkívül világos lenne. Sokan voltak, akik március 30-án el akarták kezdeni a nyomtatást. Érdekes volt, hogyan építettük fel a közbeszerzés területének részvételét. Volt, aki az internetet fürkészte, hogy megtalálja a mérnökök által megkívánt alkatrészeket. Sikerült valahogy átvészelnünk a furcsa időszakokat, például a katolikus húsvétot, amikor az elektronikus táblaszolgáltatók azt mondták nekünk, hogy 4 napig nem dolgoznak. De ez továbbra is gyönyörű kaland, de a dolgok megnyugodtak és jobban kézben vannak.
Mit kell még tennie?
Călin Brandabur: Még teljesítenünk kell a szoftvert, a processzort, az alaplapot, a mechanikát, az érzékelőket - itt próbáltunk improvizálni, mert nem találtunk áramlásérzékelőket a piacon, vagy ha megtaláltuk, akkor elérjük a 40-et nap, tehát van egy turbinám, spirométerem, amelyek mérik a lejárt áramlást. Megpróbáltuk megtalálni a módját annak elolvasására, hogy mérni tudjuk az áramlást. Rögtönzöttünk, nagyon rövid idő alatt megpróbáltunk megoldásokat találni, megpróbálva összefüggésbe hozni az e turbinától kapott adatokat a Városi Kórház didaktikus ventilátorának adataival. A nyomásérzékelők szintén nem megfelelő nyomásérzékelők, mert barometrikusak, és itt még mindig vannak olyan hibáink, amelyeket kompenzálni tudunk a szoftverekkel. De most a dolgok visszatértek a normális helyzetbe a világon, és áttérhetünk a valódi érzékelőkre, amelyek kifejezetten az orvosi világ számára készültek, és ahol nincs szükség semmit változtatni, összefüggéseket vagy szoftverkompenzációkat végezni.
Az oxigénpalackokat továbbra is integrálnunk kell, mert abból indultunk ki, hogy bár sűrített levegőnk és oxigénünk van a kórházakban, a létesítmény nem fog megbirkózni, ha nagyszámú páciens csatlakozik az oxigén- és sűrítettlevegős rendszerhez. Ezért arra gondoltunk, hogy függetlenek legyünk, ezeket a rajongókat egy sátorba is el lehet vinni, például a bukaresti sátrakba, ahol nem tudom, hogy húztak-e oxigént és sűrített levegőt.
A palackokat Németországból rendelik, és helyi oxigénellátókkal van lehetőségük ide tölteni őket. Nem szabályozzuk az oxigén áramlását, ez egy jóváhagyott orvostechnikai eszköz, mert itt nagy a robbanás veszélye. Féltem, hogy áramlásszabályozó rendszert készítek, ezért nem teszünk mást, csak megfigyeljük a beteghez juttatott oxigén mennyiségét., és ezt a megfigyelést egy olyan érzékelővel végezzük, amelyet nagyon nehéznek találtunk, egy orvosi oxigénérzékelővel, különösen az orvostechnikai eszközök és a lélegeztetőgépek számára, amelyeket integrálunk és csatlakoztatunk a szoftverrészünkhöz, az alábbiak szerint: most az X oxigénkoncentrációt adja le, ha többet akar, akkor a szabályozót másik helyzetbe kapcsolja. Az orvosok megszokták az ilyen rendszereket. És valós időben kiszámoljuk a leadott oxigén szintjét, és megtudhatjuk, hogy Ön a paraméterekben van-e vagy sem.
Igyekeztünk minél távolabb maradni a kritikus eszközöktől, ami óriási kockázatot jelentett volna, mert nincs tapasztalatunk ilyesmiben.
Mennyit ér el egy ilyen eszköz gyártási költsége?
Călin Brandabur: Itt van egy sokkal szélesebb körű vita. Még a festék oldalán is vannak bizonyos szabványok, ez biztosan ezüstionos festék, minimális tapasztalattal rendelkezem a bioprinterek gyártásában, de kezdetben azt mondtam, hogy próbálkozzam a lehető legolcsóbbá, jól elvégezhetővé, de megfizethetővé. . Ezért kerestünk 3D nyomtatott alkatrészeket a csoportunk embereitől. Inkább nem nyomtattunk, bár a prototípushoz néhányat is nyomtattunk az általunk készített nyomtatókra. De inkább nem tettük ezt, mert egyetlen gép sem tökéletes, mindegyik nyomtató rendelkezik méretezési és nyomtatási funkciókkal, sok paraméter van. Inkább adtunk másoknak nyomtatást más típusú nyomtatókkal, és valóban demokratizálódni próbáltunk, csak azzal a specifikációval, hogy bizonyos egységes dimenziós paramétereket kell elérnünk. De a tanúsításhoz gondoskodnunk kell az összeszerelésről, és meg kell győződnünk arról, hogy az összes alkatrész megfelel-e.
A végső előállítási költség sokszor változott. A legdrágább alkatrészek az oxigénérzékelők voltak. Egyetlen oxigénérzékelő annyiba kerül, mint két ilyen ventilátor, a tabletták költségesek, de még mindig adományozhatók. Jelenleg valamivel meghaladjuk az 1000 eurót.
Körülbelül ugyanolyan áron járunk, mint egy jól bevált ventilátor a piacon a válság előtt, de egy ventilátor, amely a kórház oxigénjéhez és sűrített levegőjéhez kapcsolódik. Egy független rajongó meghaladja a 6000-7000 eurót.
Bátortalanul kezdtük el elkészíteni a MAPN tanúsítás dokumentációját, továbbra is el kell küldenünk szándéknyilatkozatot, a műszaki leírásokat, a készülék műszaki dokumentációját, majd Bukarestben egy előadás következik, amely után a brassói orvosi orvosi bizottsághoz megyünk emberek. Közben egy temesvári kutatóközponttal is beszélgettünk, és felajánlották, hogy kezdettől fogva elvégzik a sertéseken végzett vizsgálatokat, és ha szükséges, ezeket a vizsgálatokat is elvégezzük. Közben elvégeztem a teszteket magamon, igyekeztem a lehető legjobban megérteni a légzésemet.
Ön képes lesz tömeggyártásra és mennyi időbe telik az eszközök elkészítése?
Calin: Ha az összes darab megvan az asztalon, az összeszerelés körülbelül 45 percet vesz igénybe. Ha vannak önkénteseink, akkor nem gondolom, hogy napi 20-30 eszközt összeszerelni, tesztelni és kórházakba küldeni, de mégis reméljük, hogy ez nem így lesz, ha nem segítünk, ha szükséges, és hogy a rendszer Kórházunknak is szembe kell néznie a második hullámmal.
Milyen szakaszban vannak hasonló projektek kívülről?
Călin Olaszországban az egyik projekt sikeresen megfelelt a tanúsításnak, Spanyolországban szintén egy szintén Abu Bag alapú projekt, Izraelben pedig az összes képesítést és az embereken végzett teszteket is sikeresen teljesítette. Legalább 3 olyan projekt van Európában, amelyeket személyesen ismerek, és együttműködtem az ottani csapatokkal, és tapasztalatokat cseréltem.