NASA bouwt beademingsprototype voor coronaviruspatiënten
Het begon met een toevallige ontmoeting in de cafetaria van het Jet Propulsion Lab (JPL).
Inhoud
- Van ruimterobots tot medische ventilatoren
- Het verschil maken
- Een persoonlijke impact
- De mensheid als geheel helpen
Aanbevolen video's
Een hoofdingenieur kwam begin maart het hoofd van het directoraat Techniek en Wetenschap van JPL tegen Terwijl ze de huidige gebeurtenissen bespraken, vroegen ze zich hardop af of JPL op een of andere manier zou kunnen bijdragen aan de strijd tegen de coronavirus. Ze stuurden een e-mail met de vraag of iemand ideeën had of vrijwillig wilde helpen, en al snel verzamelde zich een heel team van ingenieurs.
Het resultaat van die toevallige ontmoeting is een prototype van een beademingsapparaat om de ademhaling van ernstig zieke COVID-19-patiënten te vergemakkelijken, ontworpen in slechts 37 dagen. Het prototype is goedgekeurd door de Food and Drug Administration (FDA), wat betekent dat dit nu mogelijk is vervaardigd en verzonden om het chronische tekort aan ventilatoren in de VS te helpen verlichten. ziekenhuizen.
De reis was emotioneel voor de betrokken ingenieurs, zoals Chris Yahnker, een van de eerste vrijwilligers die zich bij het project voegde, vertelde aan Digital Trends.
“Er zijn momenten waarop we allemaal een traan lieten vallen”, zei hij. “Er zijn niet vaak momenten in je carrière waarop je echt kunt zeggen: ‘Ik heb echt een verschil gemaakt.’”
Van ruimterobots tot medische ventilatoren
Yahnker, de groepssupervisor voor robotica in extreme omgevingen bij JPL, werkt normaal gesproken aan het ontwerpen van robots voor NASA om de ruige omgevingen van Mars, Venus, Europa en daarbuiten te verkennen. Maar toen hij een e-mail ontving over het nieuwe project, waarin hij in wezen vroeg of ze een beademingsapparaat konden bouwen uit onderdelen die in het huis of bij de plaatselijke ijzerhandel lagen gevonden - hij wist dat hij die wilde hebben betrokken.
Het eerste weekend was hij aan het rommelen in zijn garage en brainstormde over elk wild idee dat hij maar kon bedenken twee of drie andere mensen – alles van het gebruik van plastic waterflessen tot het gebruik van de pomp van een luchtbed.
De week daarop besefte het team dat ze de kans hadden om iets te creëren dat mensen echt zou kunnen helpen. En net voordat JPL-werknemers naar huis werden gestuurd om op afstand te werken, overlegden de ingenieurs met een deskundige op het gebied van luchtwegaandoeningen van een nabijgelegen ziekenhuis, die de details uitlegde van wat artsen nodig hadden voor een beademingsapparaat voor coronaviruspatiënten bijzonder.
Dat veroorzaakte een vloedgolf aan belangstelling van andere JPL-ingenieurs, die een kernteam van zeven of acht personen vormden mensen met de steun van tientallen anderen die met verbazingwekkende snelheid werkten aan het ontwerpen van een nieuw beademingsapparaat.
Het verschil maken
Een beademingsapparaat ontwerpen is één ding. Maar iets ontwerpen dat voldoet aan de FDA-richtlijnen, en dat snel kon worden goedgekeurd en uitgerold, was iets heel anders. Een ontwerp heeft immers weinig nut als het niet meteen in ziekenhuizen kan worden ingezet.
Een ander belangrijk punt van zorg voor het team was dat ze de toeleveringsketen van bestaande ventilatorfabrikanten niet wilden ontnemen: het zou geen zin hebben een nieuw beademingsapparaat te ontwerpen als het met traditionele beademingsapparaten concurreert om een beperkt aanbod aan onderdelen. Dus zochten ze naar onderdelen uit industrieën zoals de lasindustrie die goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar waren, en die de productie van andere ventilatoren niet zouden belemmeren.
Ze wilden er ook zeker van zijn dat het beademingsapparaat met of zonder ziekenhuisgastoevoer kon worden gebruikt, dus dat wilden ze heeft twee ontwerpen gemaakt: één voor gebruik in ziekenhuizen waar gasleidingen beschikbaar zijn en één stand-alone voor gebruik in noodgevallen opstellingen.
En hoewel hun focus aanvankelijk lag op het leveren van beademingsapparaten voor de VS, wilden ze er ook zeker van zijn dat de beademingsapparaten internationaal worden gebruikt, dus moest het ontwerp rekening houden met de variërende elektrische spanningen en frequenties die overal in de wereld voorkomen wereld.
Dus, hoe moet je zo’n uitdaging aanpakken? Net zo anders als ontwerpen robots voor het verkennen van de ijzige manen van Jupiter en het ontwerpen van een medisch apparaat om de ademhaling te ondersteunen, kan in sommige opzichten op beide worden toegepast. De basisvragen: wat moet dit apparaat doen? Wat zijn de vereisten? - hetzelfde blijven.
"We hebben een zeer vergelijkbare aanpak gevolgd als hoe we normaal gesproken dingen ontwerpen", legt Yahnker uit. “JPL is een grote systeemontwikkelaar. Dat is wat wij heel goed doen. We denken na over het probleem, we denken na over alle interacties, we denken na over de subcomponenten van het systeem en hoe ze samenwerken, en dan schrijven we een robuuste reeks eisen. We hebben hier grotendeels hetzelfde proces gevolgd.”
Een persoonlijke impact
Het grootste verschil tussen een typisch JPL-project en dit project was echter de tijdsduur. NASA-projecten worden doorgaans over tientallen jaren gepland, waarbij veel zorg wordt besteed aan ontslagen, noodvoorzieningen en langetermijnplanning. De ventilatoren moesten zo snel mogelijk worden gemaakt, wat een radicale verschuiving naar een itererende mentaliteit betekende.
“De meesten van ons zijn techniek gaan studeren omdat we een verschil wilden maken,” zei Yahnker, “en werken voor JPL in de ruimteverkenning is cool en je maakt echt een enorm verschil in de wereld. Maar het kan tientallen jaren duren voordat deze dingen werkelijkheid worden. Dit was een heel andere ervaring. Het gaat heel snel en de noodzaak is reëel. Wat je vandaag doet, heeft de meest directe impact ter wereld.’
Vooral door gesprekken met artsen in de frontlinie werd duidelijk hoe belangrijk het is om apparatuur te leveren en hoe het creëren van een efficiënter ontwerp echt levens kan redden. “Je voelt je echt goed bij wat je doet. Het maakt de lange uren van 10 tot 12 uur per dag aangenamer, niet alleen voor mij maar ook voor mijn gezin, dat vraagt hoe lang ik in mijn thuiskantoor ga zitten. Als je ze laat zien welk werk je doet en welk verschil je maakt in de wereld, voelt dat goed.”
De mensheid als geheel helpen
Met de ventilator goedgekeurd door de FDA, NASA biedt het ontwerp aan als een gratis vergunning. Nu hoeft het team alleen nog maar een fabrikant te vinden die de ventilatoren kan produceren en aan ziekenhuizen kan leveren.
De apparaten zijn nu nuttig en belangrijk, maar ze zijn ook een indicatie van wat een kleine groep vastberaden mensen kan doen in tijden van crisis.
Mocht de noodzaak zich opnieuw voordoen, dan zijn ingenieurs als Yahnker en zijn JPL-collega's bereid en in staat om te helpen.
“Als we er klaar voor kunnen zijn als, God verhoede, iets dergelijks in de toekomst nog eens gebeurt, dan is dat waar we allemaal voor strijden: ervoor zorgen dat we de mensheid als geheel kunnen helpen,” zei Yahnker.
Aanbevelingen van de redactie
- Binnen het gekke plan om een beetje van de Venus-sfeer op te scheppen en mee naar huis te nemen
- Kijk hoe NASA's nieuwe zonnepanelen zich ontvouwen op het ruimtestation
- NASA's tips voor skywatching in juni omvatten Mars in de bijenkorf
- Hoe je de privémissie van NASA bij het ruimtestation kunt zien aankomen
- Kijk hoe NASA met succes een volledig privémissie naar het ISS lanceert
