L'une des pénuries les plus pressantes pour les hôpitaux au cours de laUrgence Covid-19 c'est le manque de fans. Ces machines permettent aux patients de respirer lorsqu'ils ne peuvent plus le faire eux-mêmes et peuvent coûter jusqu'à 30.000 XNUMX euros pièce. Aujourd'hui, une équipe rapidement constituée d'ingénieurs, de médecins, d'informaticiens et d'autres bénévoles, concentrée au MIT, travaille à la mise en œuvre d'une alternative sûre et abordable qui pourrait être construite rapidement dans le monde entier.
L'équipe, appelée MIT E-Vent (pour ventilateur d'urgence), a été créée le 12 mars en réponse à la propagation rapide de la pandémie de coronavirus. Ses membres ont été alarmés par une large conversation qui a éclaté à propos d'une référence à un projet du MIT développé en 2010. Les étudiants de l'époque avaient conçu un dispositif de ventilation simple qui pouvait être construit avec des pièces valant environ 100 euros. Ils ont publié un article détaillant leur conception et leurs tests, mais le travail s'est terminé à ce stade. Aujourd’hui, face à l’urgence, une nouvelle équipe a repris ce projet à un rythme très accéléré.
Le cœur du respirateur à bas prix
La clé d'une alternative simple et économique au ventilateur est un sac en plastique actionné à la main appeléSac Ambu», dont les hôpitaux disposent déjà en grande quantité. C'est un ballon en matière plastique auto-expansible qui peut être géré à la main, par un médecin ou un technicien d'urgence, pour fournir une respiration à un patient dans des situations telles qu'un arrêt cardiaque, jusqu'à ce qu'un respirateur devienne disponible. Il se connecte à ses extrémités un deux vannes unidirectionnelles. Un tube est inséré dans les voies respiratoires du patient et le pompage de l'air dans les poumons se fait en appuyant et en relâchant le sac flexible. Il s'agit d'une tâche réservée à un personnel qualifié, formé à l'évaluation du patient et à l'ajustement des temps de pompage et de la pression en conséquence.
L'innovation née du projet MIT en 2010 et maintenant rapidement affinée et testée par la nouvelle équipe, a été de concevoir un système mécanique pour effectuer la compression et la libération du sac Ambu, car ce n'est pas quelque chose qu'une personne pourrait faire pendant des périodes prolongées. Mais il est essentiel qu'un tel système n'endommage pas le sac et soit contrôlable, de sorte que la quantité d'air et les pressions délivrées puissent être adaptées à chaque patient.
Le projet est open source, mais la rigueur est de mise
L'appareil doit être très fiable, car une défaillance inattendue de l'appareil pourrait être fatale, mais comme conçu par l'équipe du MIT, le sac peut être immédiatement actionné même manuellement en cas d'urgence.
L'équipe publie le projet de respirateur à faible coût entièrement open source. Cependant, il tient à ce que les productions potentielles ne soient pas réalisées sans les connaissances ou compétences cliniques nécessaires. Pour être sûr de la durabilité de ces appareils, il faudrait environ 1 million de cycles de tests sur une période de deux semaines. Pour aider à réduire la propagation de fausses informations ou de conseils mal pensés, l’équipe a ajouté à son site Web des ressources d’informations vérifiées sur l’utilisation clinique des ventilateurs et les exigences en matière de formation et de surveillance de l’utilisation de tels systèmes. Toutes ces informations sont disponibles gratuitement sur e-vent.mit.edu.
« Nous publions un guide de conception (clinique, mécanique, électrique/contrôle, tests) », précise un membre de l'équipe. « Nous encourageons les équipes d’ingénierie clinique compétentes à travailler avec leurs ressources locales, en suivant les spécifications, et nous apprécions toute contribution que d’autres équipes pourraient avoir. »
L'équipe de tous les bénévoles travaille sans financement et travaille de manière anonyme pour le moment car beaucoup d'entre eux ont déjà été inondés de demandes de personnes. Tout le monde veut plus d'informations et l'équipe a peur d'être débordée par des appels qui interféreraient avec le travail sur le projet.
« Nous aimerions vraiment rester concentrés » dit un membre de l'équipe. "Et c'est l'une des raisons pour lesquelles le site Web est si essentiel, pour que nous puissions communiquer avec tous ceux qui souhaitent en savoir plus sur ce que nous faisons, et aussi pour que d'autres personnes dans le monde puissent communiquer avec nous."
Tout d'abord, la sécurité des patients
« Nous avons établi ce que nous appelons des exigences fonctionnelles cliniques minimales », c'est-à-dire l'ensemble minimum de fonctions que l'appareil doit remplir pour être sûr et utile, explique l'un des membres de l'équipe, un ingénieur. La détermination des exigences minimales a été effectuée par une équipe de médecins possédant une vaste expérience clinique, notamment en anesthésie et en soins intensifs. En parallèle, le groupe s'est engagé à concevoir, construire et tester un prototype mis à jour.
Les premiers tests révèlent les charges élevées qu'implique une utilisation réelle et certaines faiblesses qui ont déjà été corrigées. L'équipe a déjà fabriqué les nouvelles versions et d'autres sont en préparation pour des tests fonctionnels plus approfondis. L'équipe affirme qu'il y a suffisamment d'informations détaillées sur son site Web pour permettre à d'autres équipes de travailler en parallèle avec elles, et elle a également inclus des liens vers d'autres équipes qui travaillent sur des efforts de conception similaires.
Un prototype en 7 jours seulement
En moins d'une semaine, l'équipe est passée des bancs vides aux premiers tests réalistes d'un prototype de respirateur à faible coût. Un membre de l’équipe dit qu’en moins d’une semaine ils ont travaillé, motivés par les rapports des médecins devant déjà rationner les ventilateurs et par l’intense attention que le groupe a portée à ce projet, et ont déjà généré « plusieurs thèses » sur la recherche.
La nature interdisciplinaire du groupe était cruciale, dit un membre de l'équipe. « Les moments les plus excitants sont ceux où nous avons un ingénieur de conception assis à côté d'un ingénieur de contrôle, assis à côté de l'expert en fabrication, avec un anesthésiste sur WebEx. Tous les documents et feuilles de calcul en parallèle. Nous discutons de tous les détails, depuis les moyens de suivre les données sur les signes vitaux des patients jusqu'aux meilleures sources de petits moteurs électriques. "
L'intensité du travail, avec les gens travaillant de très longues heures chaque jour, était fatigante. Mais cela n’a pas entamé leur enthousiasme.
« Nous travaillons tous ensemble et, en fin de compte, l'objectif est d'aider les gens, car leur vie est évidemment en jeu. » dit l'un des chercheurs.
