오픈소스 환풍기

Open-source ventilator
이 기사는 호흡을 돕는 재난 상황 기계에 관한 것이다. 의료 산업에서 사용되는 표준 인공호흡기는 인공호흡기를 참조하십시오.
오픈소스 인공호흡기의 오픈렁 프로젝트인 오픈소스, 저자원, 빠른 전개 기계식 인공호흡기 설계는 백 밸브 마스크(BVM 또는 앰부백)를 핵심 부품으로 활용한다.[1]
오픈렁 인공호흡기의 역학

오픈소스 인공호흡기는 자유롭게 허가된 (오픈소스) 설계와 이상적으로는 자유롭게 사용할 수 있는 구성품과 부품(오픈소스 하드웨어)을 사용하여 만든 재난상황 인공호흡기다. 설계, 구성품 및 부품은 완전히 역설계되거나 완전히 새로운 제작물로부터 어느 곳에나 있을 수 있으며, 구성품은 다양한 저렴한 기존 제품의 적응물일 수 있으며, 특히 찾기 어렵거나 비싼 부품은 구입하는 대신 3D 프린팅으로 제작될 수 있다.[2][3] 2020년 초 현재, 오픈 소스 환기장치의 문서화 및 시험 수준은 과학 및 의료 등급 표준에 훨씬 못 미쳤다.[4]

2003년부터 시작된 H5N1 조류 인플루엔자가 재발하는 동안 2008년에 만들어진 '유행성 인공호흡기'는 소규모의 초기 프로토타입 작업으로, "유행성 조류 인플루엔자(조류) 유행성 조류 인플루엔자 때 최후의 수단으로 사용되도록 되어 있기 때문"[5]이라는 이름이 붙었다.

품질평가

자유·오픈소스 소프트웨어(FOSS)와 오픈소스 하드웨어를 모두 사용하는 정책은 이론적으로 오픈소스 환기장치의 버그와 결함에 대한 지역사회 전체의 동료 검토와 수정을 허용하는데, 이는 클로즈드소스 하드웨어 개발에서는 이용할 수 없는 것이다. COVID-19 대유행 당시인 2020년 초, 오픈소스 인공호흡기의 리뷰는 "시험되고 동료 검토된 시스템은 완전한 문서화가 부족했고, 문서화된 개방 시스템은 설계 초기 단계 중 하나였으며, 기본적으로 시험만 받았다"고 진술했다.오픈 소스 인공호흡기를 크게 개선하고, 의료 등급 표준을 달성하기 위해서는 많은 작업, 정책, 규정 및 자금이 필요할 것으로 예상되는 개발을 티브이한다.[4]

설계 요구사항

참고 항목: 인공호흡기 관련 폐손상

환자에게 침습적인 기계식 인공호흡기를 안전하게 사용하기 위해서는 다음과 같은 많은 기능이 필요하다.[6]

  • 볼루트라우마를 피하기 위해 펌핑된 부피와 호흡수를 측정하고 제어하는 방법
  • 흡기 압력, 호흡 속도(bpm) 및 흡기 대 호기 시간(I/E) 비율 모니터링
  • 비침습 환자의 경우, 고정된 주파수에서 공기를 강제 주입하는 대신 환자가 흡입할 때만 압력을 증가시키는 "압력" 모드.
  • ARDS의 경우, 폐포장 붕괴를 방지하기 위한 양적 최종 호기 압력(PEEP) 설정 [7][8]지원
  • 알베올리가 건조되고 식지 않도록 [9]가습

비침습적 인공호흡에 대한 요건은 덜 엄격하다.

COVID-19 전염병

FOSS 이니셔티브 OpenVentilator.io 프로젝트는 2주간의 연구 끝에 3월 19일에 시작되었다.[10] 제레미아스 알마다스는 오픈소스 COVID-19 메디컬 서플라이스 포럼에 자신이 만든 초안을 올렸다.[12][13] 마르코스 멘데즈는 그에게 연락해 매우 높은 규모로 재생산될 수 있는 솔루션을 개발하기 위한 노력에 동참했다.[14] 이 프로젝트는 후에 "OpenVentilator Spartan Model"[citation needed]이 되었다.

COVID-19 대유행으로 인해 새로운 도전이 막 일어났고, 결국 이것은 더 이상 인공호흡기를 제조하는 것이 아니었으며, 이는 성서시대 때부터 제조된 것이었으며,[15] 버드 MK 7세와 같은 모델들은 이미 매우 단순한 부러운 공학으로 통합되었기 때문이다.

지금 당면 과제는 문제를 해결하는 아이템을 글로벌 규모로 설계하는 것이었다. 아주 큰 규모로 제작되었으며 작은 마을과 마을에서 발견된 부품들로 제작되었다. 이것들은 아마존닷컴과 같은 몇몇 프로젝트에 의해 가정된 전제였다.[10]

3월 18일, Medtronics는 주요 폐 환기 장비를 제조하기 위한 코드와 파일을 열었다.][17] 이 문제는 메드트로닉스가 글로벌 차원에서도, 지역 차원에서도 충족시킬 수 없는 규모였다. 이미 필립스와 지앤이(G&E)와 드라게르(Draguer)가 이런 종류의 장비를 제조하는 데 있어 세계적인 선두주자였던 것도 같은 일이 벌어지고 있었다. 이미 100년 동안 연구해 온 것을 재창조한다는 것은 이치에 맞지 않을 것이다. 문제는 또한 공학적인 문제가 아니라 물류와 규모에 관한 문제였기 때문에 앞으로 등장해야 할 이러한 프로젝트들이 적용가능하고 달성가능했다. 제조업은 지구상의 각 개인의 지역자원에 초점을 맞춰 분권화되어야 한다. 브라질 도시 10곳 중 9곳은 전자제품 매장이나 암부 공장은 고사하고 ICU 침대조차 없는 것으로 나타났다. 아프리카 사태는 이미 대재앙으로 선포된 상태였다.[18]

이 분야에서 여러 프로젝트가 등장하기 시작하고 있는데, 이들 중 다수는 엔지니어링 접근법을 사용했으며, 다른 많은 프로젝트들은 규정에 따라 엄격한 검증을 따르고 있다.[citation needed]

[세계 경제-정치적 침체 속에서 복합적 사고를[19][circular reference] 분석하는 프로젝트]는 거의 없다.[20]

Hackaday 프로젝트가 시작된 후 COVID-19 전염병 동안 세계적인 주요 설계 노력이 시작되었는데, 이는 중증 환자들의 높은 사망률을 초래하는 예상 인공호흡기 부족에 대응하기 위한 것이었다. 이 사업은 지속적인 양의 기도압 장치 구축을 목표로 한다.[21][non-primary source needed]

3월 19일, MakAir 오픈소스 인공호흡기 프로젝트는[22] 프랑스의 소프트웨어 엔지니어 팀이 3D 프린팅을 사용하여 프로토타입에 빠르게 반복하여, 기성 제조사가 2,000유로에 가까운 비용으로 최종 인공호흡기를 제작할 수 있도록 하는 것을 목표로 하여 시작되었다. 이 팀은 한 달 만에 실험용 시제품을 만들었는데,[23] 마지막에는 돼지에 대한 12시간 환기 테스트가 성공적으로 수행되었다. 이 프로젝트는 프랑스 육군 투자지부(Agence Innovation Défense of Direction générale de'armendment)로부터 공식 지원을[24] 받아 임상시험 자금 조달을 위해 426,000유로를 지원받았다. Groofe SEP는 프랑스 버논에 있는 그들의 시설에서 MakAir 인공호흡기를 제조하는 것에 동의했다[25]. 2020년 12월 현재, MakAir 인공호흡기 프로젝트는 공학적 측면에서는 여전히 활발하며, 압력 및 부피 조절 인공호흡기 모드 모두에 대해 전폭적인 지원을 하고 있으며, 의료 측면에서는 인간 환자에 대한 CHU Nantes에서[26] 진행 중인 임상 실험이 이루어지고 있다.

2020년 3월 20일 아일랜드 보건국은 디자인[27] 검토를 시작했다.[28] 콜롬비아에서 프로토타입이 디자인되고 테스트되고 있다.[29]

MIT E-Vent Unit 002 Setup, MIT에[30] 의한 설계

미네소타 대학 바켄 의료기기센터는 1인용 로봇으로 작동하는 시장에 인공호흡기 대체장치를 도입하고 응급상황 시 수동환기의 필요성을 대체하기 위해 여러 업체와 협업을 시작했다. 코벤터 장치는 매우 짧은 시간에 개발되어 2020년 4월 15일에 FDA에 의해 승인되었으며, 임신 30일 후에야 승인되었다. 기계식 인공호흡기는 중환자실에 있는 숙련된 의료전문가가 사용할 수 있도록 설계되었으며 조작이 용이하다. 디자인이 콤팩트하고 제조와 유통이 비교적 저렴하다. 비용은 일반 환풍기의 4% 정도에 불과하다. 또한 이 장치는 일반적으로 그렇듯이 가압 산소나 공기 공급을 필요로 하지 않는다. 첫 번째 시리즈는 보스턴 사이언티픽에 의해 제조된다. 이 계획은 로열티 없이 일반 대중이 자유롭게 이용할 수 있도록 하는 것이다.[31][32]

폴란드 회사인 Urbicum은 VentAid라고 불리는 3D 프린터로 인쇄된 오픈소스 프로토타입 장치의 성공적인 테스트를[33] 보고하였다. 제조사들은 전문 장비가 없어지면 최후의 수단이라고 설명한다. 그 디자인은 공개적으로 이용할 수 있다.[34] 첫 번째 벤틸라이드 프로토타입은 압축 공기를 작동시켜야 한다.[citation needed]

2020년 3월 21일, New England Complex Systems Institute(NECSI)는 작업 중인 오픈 소스 설계의 전략적 목록을 유지하기 시작했다.[35][36] NECSI 프로젝트는 제조 능력, 의료 안전, 다양한 조건에서 환자를 치료하기 위한 필요성, 법률 및 정치적 이슈, 물류 및 공급에 대한 신속한 처리를 고려한다.[37] NECSI는 하버드, MIT, 그리고 유행병, 의학, 시스템, 위험, 그리고 데이터 수집에 대한 이해를 가진 다른 과학자들과 함께 일하고 있다.[37]

미국 매사추세츠공과대학(MIT)은 가방 밸브 마스크를 주요 부품으로 사용하는 저비용 인공호흡기를 설계하는 긴급 프로젝트를 시작했다.[30] 모노리틱 파워시스템과 같은 다른 그룹과 회사들도 이 개념을 바탕으로 디자인을 개발했다.[38]

옥시스페어 프로젝트는 양압 환기 후드를 위한 열린 청사진을 개발한다.[39]

2020년 4월 23일 NASA는 37일 만에 COVID-19 인공호흡기(VIAT라는 이름("Ventilator Intervention Technology Accessible Localible")를 제작했다고 보고했으며, 이 인공호흡기는 현재 추가 테스트를 진행 중이다. NASA는 새로운 인공호흡기에 대한 미국 식품의약국(FDA)의 빠른 승인을 요구하고 있다.[40][41]

2020년 5월 29일, NASA는 "NASA COVID-19 인공호흡기를 만들기 위해 선정된 8개의 미국 제조업체"[42]를 발표했다.

면허를 위해 선정된 미국 기업은 다음과 같다.

  • 바쿠메드(Vacumed)는 캘리포니아주 벤투라에 있는 바쿰산학 사의 한 부서다.
  • 오하이오 콜럼버스의 스타크 인더스트리
  • 미네소타 주 세인트 폴에 있는 미네트로닉스 메디컬의 한 부서인 MVent, LLC
  • 위스콘신주 화이트워터의 iButtonLink, LLC
  • 코네티컷 주 워터타운의 에보 디자인
  • DesignPlex 바이오메디컬, 텍사스 포트워스의 LLC
  • 댈러스의 ATRON 그룹 LLC
  • 캘리포니아 어바인의 프로덱스

이스라엘 기술자들은 오픈소스 인공호흡기를 만들었다.

NASA 활력소
엔지니어링 팀
프런트 뷰
사이드뷰

재해구호충당금

2020년 3월 24일, 미국 보건복지부 장관(HHS)은 "벤틸레이터, 인공호흡기(통칭 '벤틸레이터'), 인공호흡기(통풍기) 커넥터, 인공호흡기 부속품 등 추가 장치를 사용할 수 있도록[44] 하는 긴급 사용 허가제를 제정했다. 이는 2019년 2월 4일[45] 코로나바이러스병 의료대책 선언에 따라 이뤄졌으며, 이 장비는 FDA의 '안전성과 성능, 라벨링 기준'을 적용받고 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ "OpenLung - Open Source Ventilator / OpenLung Emergency Medical Ventilator Project / OpenLung BVM Ventilator". GitLab.
  2. ^ Bender, Maddie (2020-03-17). "People Are Trying to Make DIY Ventilators to Meet Coronavirus Demand". Vice. Retrieved 2020-03-21.
  3. ^ Toussaint, Kristin (2020-03-16). "These Good Samaritans with a 3D printer are saving lives by making new respirator valves for free". Fast Company. Retrieved 2020-03-17.
  4. ^ a b Pearce, Joshua M. (2020). "A review of open source ventilators for COVID-19 and future pandemics [version 1; peer review: 1 approved]". F1000Research. 9: 218. doi:10.12688/f1000research.22942.1. Archived from the original on 2020-04-18. Retrieved 2020-04-18.
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  14. ^ https://www.linkedin.com/in/marcos-m%C3%A9ndez-7987232b/?originalSubdomain=br
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  20. ^ "The Great Lockdown: Worst Economic Downturn Since the Great Depression".
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외부 링크