الهندسة والآليات > التكنولوجيا الطبية
تصميم نموذج منفسة من ناسا في 37 يومًا
صَمّم مختبر الدفع النفّاث JPL) Jet Propulsion Labratory) التابع لناسا في مركز كاليفورنيا للتكنولوجيا كالتيك Caltech جهاز تنفُّس اصطناعي عالي الضغط، وسُمّي VITAL اختصارًا لـ (Ventilator Intervention Technology Accessible Locally) أي (جهاز تنفس اصطناعي متاح محليًّا)، ويستهدف خدمة المرضى الذين يعانون متلازمة ضيق التنفس المميت (AaRDS) التي يُسببها داء COVID-19، وبذلك يمكن توفير المنفسات التقليدية الموجودة في المستشفيات والمحدودة العدد للاستفادة منها استفادة أكبر على المرضى الذين يعانون أعراضًا حرجة وأكثر شدّة؛ إذ لا يستبدل جهاز الـ VITAL المنفسات التقليدية التي يمتدّ عمرها سنوات والتي تُعنَى بمجالات أوسع طبيًّا؛ إذ يتطلَّب مرضى COVID-19 في وحدات العناية المشددة منفسات عالية الديناميكية، ولكن تكمن فائدة جهاز VITAL في تقليل احتمالية وصول المرضى إلى مرحلة متقدمة من المرض التي تتطلّب مساعدة منفسة متقدمة [1،2].
ويُقدِّم المكتب الإداري لمختبر الدفع النفّاث لناسا رخصةً مجانيةً لجهاز VITAL، ويعمل الآن للوصول إلى مجال التسويق الطبي لإيجاد مصنِّعين لهذا الجهاز بعدما حصل على موافقة هيئة الغذاء والدواء FDA في 24 آذار 2020 لاستخدامات الطوارئ [3].
قال فريد فارينا Fred Farina -كبير مسؤولي الابتكار والشراكات في شركة كالتيك-: "الآن بعد أن أصبح لدينا تصميم، نحاول تمرير الكرة إلى المجتمع الطبي، وفي نهاية المطاف المرضى في أسرع وقت ممكن"، "ولتحقيق هذه الغاية؛ نقدم تصميمات للترخيص على أساس خالٍ من حقوق الملكية خلال فترة الوباء".
ومن ميزات جهاز VITAL إمكانية تركيبه بسرعة أكبر من المنفَّسة العادية، وبمكونات أقل ومتوفرة للمصنعين، وأنه ذو تصميم مرن يمكن تعديله ضمن المشافي الميدانية التي تُنشَأ في مراكز المؤتمرات والفنادق وغيرها من المرافق ذات السعة العالية في جميع أنحاء البلاد وأنحاء العالم كافة؛ إذ يمكن نقله ضمن المنشأة مع المريض بوصله ببطاريات مع محول [1،2].
مواصفات جهاز VITAL:
يوفِّر الجهاز مجموعة من قيم الضغط، وحجم الهواء المستهدف، وقيم التهوية فترة محددة لنطاق واسع من مجموعة من بارامترات التشغيل [2].
| الإمكانية | القيمة |
| الأكسجين الإضافي |
21<p<100% |
|
الضغط في الرئتين في نهاية الزفير PEEP) Positive End-Expiratory Pressure) |
من 5 إلى 35 سم من بخار الماء |
|
الحد الأدنى للتهوية في الدقيقة في حالة انقطاع التنفس (Back-Up Rate ) |
من 4 إلى 40 نفَسًا في الدقيقة |
| حجم الهواء الداخل والخارج من الرئتين
(Tidal Volume ) |
من 150 إلى 800 ميلي ليتر(2) |
وبالطبع يتطلب جهاز VITAL مثل سائر المنفَّسات الأخرى تخدير المريض لإدخال أنبوب الأوكسجين للمجاري التنفسية حتى يستطيع التنفس [1].
عمر التشغيل المفترض:
يدوم عمل الجهاز مدة 4 أشهر (متضمنًا تشغيله على عدة مرضى)، وقد اختُبِر للعمل مدة 20 يومًا دون صيانة وبدورة تشغيل كاملة 100%، ويسمح تصميم الجهاز بمدة تخزين تصل إلى 24 شهرًا في بيئة مراقَبة، ومن المتوقّع أن تطول هذه المدة بإجراء مزيد من الاختبارات [2].
على الرغم من تخصص مختبر الدفع النفاث أساسًا بصناعة المركبات الفضائية، ولكن إتقان الهندسة وصرامة الاختبارات وسرعة بناء نموذج أولي هو أحد ميزاتهم التي استثمروها تلبيًة للحاجة العالمية في ظل الجائحة الحالية [1].
المصادر:
2- [Internet]. Medeng.jpl.nasa.gov. 2020 [cited 4 May 2020]. Available from: هنا;
3- NASA-Developed Ventilator Authorized by FDA for Emergency Use [Internet]. NASA. 2020 [cited 11 May 2020]. Available from: هنا;