Συσκευή πανδημίας και αναπνευστήρα

Η αναπνοή είναι ένα από τα πιο σημαντικά σημάδια της ζωής που ταυτίζεται με τη ζωή από τα αρχαία χρόνια. Τόσο πολύ ώστε αυτή η δραστηριότητα να ταυτίζεται σχεδόν με τη ζωή. Ωστόσο, δεν έγινε κατανοητό εδώ και πολύ καιρό πώς πραγματοποιήθηκε αυτή η δραστηριότητα και ποιος ήταν ο σκοπός της. Οι αρχαίοι φιλόσοφοι πρότειναν ότι η αναπνοή πραγματοποιήθηκε για διάφορους σκοπούς όπως ο αερισμός της ψυχής, η ψύξη του σώματος και η αντικατάσταση του αέρα που βγαίνει από το δέρμα. Ο άνεμος και το πνεύμα χρησιμοποιούνται συνώνυμα. (pnemon) Τότε αυτό sözcüΈχει επιβιώσει μέχρι σήμερα ως πνεύμονας (πνευμονία) και πνευμονία (πνευμονία). Σύμφωνα με μια παρόμοια άποψη που υιοθετήθηκε ευρέως στην Κίνα και την Ινδία την ίδια περίοδο, η διαδικασία της αναπνοής εξετάστηκε σε σχέση με το στοιχείο του αέρα, το οποίο θεωρείται μέρος της ψυχής, και η αναπνοή θεωρήθηκε ότι ήταν αποτέλεσμα αυτή την αλληλεπίδραση. Ειδικά στους ανατολικούς πολιτισμούς, προέκυψε η ιδέα ότι κάποιο είδος χαλάρωσης ή αύξησης της κατανόησης θα συμβεί μέσω του ελέγχου της αναπνοής. Παρόλο που ήταν γνωστό σε αυτήν την περίοδο ότι η αναπνοή ήταν απαραίτητη για τη διατήρηση της ζωής, δεν δημιουργήθηκε ικανοποιητική σχέση με τα προαναφερθέντα πνευματικά θεμέλια και μεθόδους όπως το χτύπημα του σώματος με σκληρά χτυπήματα, η ανάρτηση του σώματος, η συμπίεση, η εφαρμογή Εφαρμόστηκε καπνός από το στόμα και τη μύτη για να επανενεργοποιηθεί η διακοπή της αναπνοής. Αυτές οι εφαρμογές έχουν δοκιμαστεί τόσο για τη θεραπεία ατόμων με αναπνευστικές δυσκολίες όσο και για την «αναζωογόνηση» του ατόμου σε θανάτους που προκαλούνται από αναπνευστική ανακοπή. Οι πειραματικές γνώσεις και πρακτικές εφαρμογές άρχισαν να θεωρούνται ως ένα από τα βασικά στοιχεία της ανθρώπινης σκέψης σε μεταγενέστερες εποχές. Τα φυσιολογικά πειράματα και οι εξετάσεις σε ζώα στη νεοσυσταθείσα πόλη της Αλεξάνδρειας εστίασαν την προσοχή στο πώς συμβαίνει η αναπνοή. Οι ρόλοι των μυών και των οργάνων όπως το διάφραγμα, οι πνεύμονες κ.λπ. άρχισαν να γίνονται κατανοητοί σε αυτήν την περίοδο. Την επόμενη περίοδο, η Avicenna άρχισε να προσεγγίζει τη σύγχρονη κατανόηση σε ιδέες σχετικά με τον σκοπό, με την άποψη ότι η αναπνοή χρησιμοποιήθηκε ως μηχανισμός κίνησης για την καρδιά (ή το πνεύμα) για να δώσει ζωή στο σώμα και κάθε εισπνοή προκάλεσε εκπνοή και την επόμενη κύκλος.

Ιστορία των εξαεριστήρων

Μετά την κατανόηση του μηχανισμού και του σκοπού της αναπνοής, η ιδέα της χρήσης αυτής της γνώσης σε θεραπείες διάσωσης, σχεδιάζοντας διάφορες μεθόδους και μηχανισμούς προέκυψε στα τέλη του 1700 με την κατανόηση του οξυγόνου και τη σημασία του για την ανθρώπινη ζωή. Η ανάπτυξη αυτών των ιδεών και μηχανισμών με την πάροδο του χρόνου θα οδηγήσει σε σύγχρονους αναπνευστήρες και θα αποτελέσει τη βάση για τη δημιουργία μονάδων εντατικής θεραπείας όπως τους γνωρίζουμε. Οι πανδημίες έπαιξαν σημαντικό ρόλο σε αυτήν την εξέλιξη. Τα προβλήματα που συναντώνται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας και τα ιατρογόνα (ανεπιθύμητες ή επιβλαβείς καταστάσεις που εμφανίζονται κατά τη διάγνωση και τη θεραπεία) είναι ζητήματα που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στα σύγχρονα σχέδια αναπνευστήρα. Για να κατανοήσουμε τον σύγχρονο αναπνευστήρα και τα προβλήματα που προσπαθεί να λύσει, θα ήταν χρήσιμο να εξεταστεί η εξέλιξη του θέματος.

1. Μια επικίνδυνη μέθοδος

Η μέθοδος αναζωογόνησης από στόμα σε στόμα (ανάνηψη) είναι μία από τις πρώτες εφαρμογές του θέματος. Ωστόσο, το γεγονός ότι η αναπνευστική αναπνοή είναι κακή όσον αφορά το οξυγόνο, τον κίνδυνο μετάδοσης της νόσου και την αδυναμία συνέχισης της διαδικασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα περιορίζει τα κλινικά οφέλη και τη χρηστικότητα της εφαρμογής. Η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση αυτών των προβλημάτων ήταν η εφαρμογή πεπιεσμένου αέρα στους πνεύμονες του ασθενούς μέσω φυσητήρα ή σωλήνα. Οι αιτήσεις που σχετίζονται με το θέμα αντιμετωπίζονται στις αρχές του 1800. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει οδηγήσει σε πολλές περιπτώσεις ιατρογόνου πνευμοθώρακα. Ο πνευμοθώρακας είναι ένα φαινόμενο συστολής των πνευμόνων, που επίσης περιγράφεται ως κατάρρευση. Ο πεπιεσμένος αέρας που ασκείται από τις φυσητήρες εκρήγνυται τους αερόσακους στον πνεύμονα και προκαλεί την πλήρωση του διπλού φύλλου, που ονομάζεται υπεζωκότας, μεταξύ των φύλλων. Αν και η θνησιμότητα μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με χειρουργικές επεμβάσεις όπως εφαρμογή καθετήρα, μηχανική επέμβαση με θωρακοσκόπηση, πλευροδεσία, επανακόλληση φύλλων και θωρακοτομή, η διαδικασία εξακολουθεί να είναι πολύ επικίνδυνη σε σύγκριση με πολλές πνευμονίες. Ως αποτέλεσμα των ιατρογενών βλαβών, σε αυτήν την περίοδο που οι προαναφερθείσες ευκαιρίες ήταν πολύ περιορισμένες, η εφαρμογή αέρα θετικής πίεσης στους πνεύμονες χαρακτηρίστηκε επικίνδυνη και η πρακτική εγκαταλείφθηκε σε μεγάλο βαθμό.

2. Το συκώτι του σιδήρου

Αφού οι προσπάθειες αερισμού θετικής πίεσης θεωρήθηκαν επικίνδυνες, οι μελέτες για τον αερισμό αρνητικής πίεσης απέκτησαν σημασία. Ο σκοπός των συσκευών αερισμού αρνητικής πίεσης είναι να διευκολύνει την εργασία των μυών που παρέχουν αναπνοή. Ο πρώτος αναπνευστήρας αρνητικής πίεσης, που εφευρέθηκε το 1854, χρησιμοποίησε ένα έμβολο για να αλλάξει την πίεση ενός θαλάμου στο οποίο τοποθετήθηκε ο ασθενής.

Τα συστήματα εξαερισμού αρνητικής πίεσης ήταν μεγάλα και ακριβά. Επιπλέον, παρατηρήθηκαν ιατρογενείς επιδράσεις που ονομάζονται «σοκ δεξαμενής», όπως γαστρικά υγρά που ανεβαίνουν και μπλοκάρουν την τραχεία ή γεμίζουν τους πνεύμονες. Αν και αυτά τα συστήματα δεν αυξήθηκαν σε αριθμό, βρήκαν ένα μέρος για χρήση σε μεγάλα νοσοκομεία, ειδικά για αναπνευστικές δυσκολίες που προκαλούνται από τους μύες και κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης, και χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία για λίγο. Παρόμοιες συσκευές χρησιμοποιούνται ακόμη στη θεραπεία των νευρομυϊκών παθήσεων, ειδικά στην Ευρώπη.

3. Προσεκτικά βήματα

Η μεγάλη πανδημία πολιομυελίτιδας του 1952 στις ΗΠΑ και την Ευρώπη σηματοδότησε ένα σημείο καμπής στον μηχανικό αερισμό. Παρά τις μελέτες για τα ναρκωτικά και τα εμβόλια που χρησιμοποιήθηκαν σε προηγούμενες επιδημίες πολιομυελίτιδας, η πανδημία δεν μπόρεσε να προληφθεί και το σύστημα υγείας δεν μπόρεσε να ανταποκριθεί στην ανάγκη με τον αριθμό των περιπτώσεων που υπερβαίνει την ικανότητα των νοσοκομείων. Στο αποκορύφωμα της επιδημίας, η θνησιμότητα σε ασθενείς που εισήχθησαν στο νοσοκομείο με συμπτώματα αναπνευστικών μυών και παράλυσης των βολβών αυξήθηκε σε περίπου 80%. Στην αρχή της πανδημίας, οι θάνατοι θεωρήθηκαν ότι οφείλονται σε νεφρική ανεπάρκεια λόγω συστημικής ιοιμίας λόγω τελικών συμπτωμάτων όπως εφίδρωση, υπέρταση και υψηλό διοξείδιο του άνθρακα στο αίμα. Ένας αναισθησιολόγος που ονομάζεται Bjorn Ibsen πρότεινε ότι οι θάνατοι προκλήθηκαν από δυσκολίες στην αναπνοή, όχι από νεφρική ανεπάρκεια και πρότεινε αερισμό θετικής πίεσης. Αν και αυτή η θεωρία συναντήθηκε με αντίσταση στην αρχή, άρχισε να γίνεται αποδεκτή καθώς η θνησιμότητα μειώθηκε στο 50% σε ασθενείς που υποβλήθηκαν σε χειροκίνητο θετικό αερισμό. Ο περιορισμένος αριθμός συσκευών εξαερισμού που παρήχθησαν σε σύντομο χρονικό διάστημα συνέχισε να χρησιμοποιείται μετά την επιδημία. Από τώρα και στο εξής, το επίκεντρο του αερισμού μετατοπίστηκε από τη μείωση του φορτίου στους αναπνευστικούς μύες σε εφαρμογές που θα αυξάνουν το επίπεδο οξυγόνου στο αίμα και τη θεραπεία ARDS (Acute Respiratory Distress Symptom). Τα ιατρογόνα αποτελέσματα που παρατηρήθηκαν στον προηγούμενο αερισμό θετικής πίεσης ξεπεράστηκαν εν μέρει με μη επεμβατικές εφαρμογές και την ιδέα PEEP (Poisitive end expiratory pressure). Η ιδέα της συγκέντρωσης όλων των ασθενών σε ένα σημείο για να επωφεληθούν από έναν μόνο αναπνευστήρα ή ομάδα χειροκίνητου εξαερισμού προέκυψε επίσης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Έτσι, τέθηκαν τα θεμέλια των σύγχρονων μονάδων εντατικής θεραπείας, στις οποίες οι αναπνευστήρες και οι γιατροί που έχουν αναπτύξει εμπειρογνωμοσύνη στο θέμα, αποτελούν αναπόσπαστο μέρος.

4. Σύγχρονοι ανεμιστήρες

Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν την επόμενη περίοδο αποκάλυψαν ότι η βλάβη στους πνεύμονες δεν προκλήθηκε από υψηλή πίεση, αλλά κυρίως από μακροχρόνια υπέρταση στις κυψελίδες και σε άλλους ιστούς. Σύμφωνα με την εμφάνιση των επεξεργαστών και τις ανάγκες διαφορετικών ασθενειών, ο όγκος, η πίεση και η ροή άρχισαν να ελέγχονται ξεχωριστά. Έτσι, λήφθηκαν συσκευές που είναι πολύ πιο χρήσιμες και μπορούν να ρυθμιστούν σύμφωνα με διαφορετικές εφαρμογές σε σύγκριση με μόνο τον έλεγχο "έντασης". Οι αναπνευστήρες χρησιμοποιούνται για χορήγηση φαρμάκων, υποστήριξη οξυγόνου, πλήρη αναπνοή, αναισθησία κ.λπ. Άρχισε να σχεδιάζεται ώστε να περιλαμβάνει διαφορετικούς τρόπους για πολλούς διαφορετικούς σκοπούς.

Συσκευή και τρόποι αναπνευστήρα

Ο μηχανικός αερισμός είναι η ελεγχόμενη και σκόπιμη παροχή και ανάκτηση σχετικών αερίων στους πνεύμονες. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση αυτής της διαδικασίας ονομάζονται μηχανικοί αναπνευστήρες.

Σήμερα, οι αναπνευστήρες χρησιμοποιούνται για να εξυπηρετήσουν πολλούς διαφορετικούς κλινικούς σκοπούς. Αυτές οι κλινικές εφαρμογές περιλαμβάνουν την παροχή ανταλλαγής αερίων, τη διευκόλυνση ή την ανάληψη αναπνοής, τη ρύθμιση της συστηματικής ή μυοκαρδιακής κατανάλωσης οξυγόνου, την παροχή επέκτασης των πνευμόνων, τη χορήγηση καταστολής, τη χορήγηση αναισθητικών και μυοχαλαρωτικών, τη σταθεροποίηση του θώρακα και των μυών. Αυτές οι λειτουργίες εκτελούνται από τη συσκευή αναπνευστήρα μέσω συνεχούς ή διαλείπουσας πίεσης / ροής εφαρμογής των διαδικασιών εισπνοής και εκπνοής, χρησιμοποιώντας επίσης ανατροφοδότηση από τον ασθενή. Οι αναπνευστήρες μπορούν να συνδεθούν με τον ασθενή εξωτερικά ή μέσω των ρουθουνιών, διασωληνώνονται μέσω του σωλήνα ή της τραχείας. Οι περισσότεροι αναπνευστήρες μπορούν να εκτελέσουν πολλές από τις παραπάνω λειτουργίες και επίσης να εκτελέσουν πρόσθετες λειτουργίες όπως νεφελοποίηση ή παροχή υποστήριξης οξυγόνου. Αυτές οι λειτουργίες μπορούν να επιλεγούν ως διάφορες λειτουργίες και μπορούν επίσης να ελεγχθούν χειροκίνητα.

Οι τρόποι που βρίσκονται συνήθως στους αναπνευστήρες ICU είναι:

• P-ACV: Υποβοηθούμενος εξαερισμός ελεγχόμενης πίεσης
• P-SIMV + PS: Ελεγχόμενη πίεση, Υποστηριζόμενη πίεση Συγχρονισμένος εξαναγκασμένος εξαερισμός
• P-PSV: Ελεγχόμενη πίεση, Εξαερισμός με υποστήριξη πίεσης
• P-BILEVEL: Εξαερισμός διπλής στάθμης ελεγχόμενης πίεσης
• P-CMV: Έλεγχος πίεσης, συνεχής υποχρεωτικός αερισμός
• APRV: Εξαερισμός ανακούφισης από πίεση αεραγωγών
• V-ACV: Υποβοηθούμενος αερισμός με ελεγχόμενο όγκο
• V-CMV: Συνεχής εξαναγκασμένος εξαερισμός με έλεγχο έντασης
• V-SIMV + PS: Υποστηριζόμενος εξαναγκασμένος εξαερισμός με ελεγχόμενη πίεση
• SN-PS: Αυθόρμητος αερισμός υποστήριξης πίεσης
• SN-PV: Αυθόρμητος μη επεμβατικός εξαερισμός που υποστηρίζεται από τον όγκο
• HFOT: Λειτουργία θεραπείας οξυγόνου υψηλής ροής

Εκτός από τους αναπνευστήρες εντατικής θεραπείας, υπάρχουν επίσης συσκευές αναπνευστήρα για αναισθησία, μεταφορά, νεογέννητο και οικιακή χρήση. Μερικοί από τους συχνά χρησιμοποιούμενους όρους και εφαρμογές στον τομέα του μηχανικού αερισμού, συμπεριλαμβανομένων των αναπνευστικών ποδιών, είναι οι εξής:

• NIV (Μη απορροφητικός εξαερισμός): Είναι το όνομα που δίνεται στην εξωτερική χρήση του αναπνευστήρα χωρίς διασωλήνωση.
• CPAP (Continuous Positive Airway Pressure): Η πιο βασική μέθοδος στήριξης στην οποία εφαρμόζεται σταθερή πίεση στον αεραγωγό
• BiPAP (Bilevel Positive Airway Pressure): Είναι η μέθοδος εφαρμογής διαφορετικών επιπέδων πίεσης στον αεραγωγό κατά την αναπνοή.
• PEEP (Positive Airway End Expiratoey Pressure): Είναι η διατήρηση της πίεσης στον αεραγωγό σε ένα ορισμένο επίπεδο από τη συσκευή κατά την εκπνοή.

Μελέτες εξαεριστήρων ASELSAN

Η ASELSAN άρχισε να εργάζεται στο "Life Support Systems", το οποίο έχει προσδιορίσει ως έναν από τους στρατηγικούς τομείς στον τομέα της υγείας, το 2018. Άρχισε να συνεργάζεται με διάφορες εγχώριες εταιρείες και προμηθευτές υπομονάδων σύμφωνα με το όραμά του να δημιουργήσει το σχετικό οικοσύστημα χρησιμοποιώντας τις υπάρχουσες μελέτες και εμπειρίες στην Τουρκία στον αναπνευστήρα, ο οποίος είναι μία από τις κύριες συσκευές σε αυτόν τον τομέα. Έχουν υπογραφεί συμφωνίες συνεργασίας με την εταιρεία BOISYS, η οποία λειτουργεί σε αναπνευστήρες στη χώρα μας. Σε αυτό το πλαίσιο, έχουν πραγματοποιηθεί τεχνικές εξετάσεις και μελέτες για τη μετατροπή της συσκευής αναπνευστήρα, η οποία μελετάται από το BIOSYS, σε ένα προϊόν που μπορεί να ανταγωνιστεί σε παγκόσμια κλίμακα.

Σύμφωνα με την ανάγκη για εξαεριστήρες, οι οποίοι θεωρείται ότι συμβαίνουν στην Τουρκία και στον κόσμο με την πανδημία COVID στις αρχές του 2020, ξεκίνησε μια ταχεία εργασία με τοπικές και ξένες εταιρείες που δραστηριοποιούνται στην Τουρκία τόσο για το BIOSYS όσο και για διαφορετικούς τύπους ανεμιστήρες υπό την υποστήριξη και συντονισμό της Προεδρίας της Αμυντικής Βιομηχανίας. Το πρώτο πρόβλημα που αντιμετώπισε κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης ήταν ότι η προμήθεια από κατασκευαστές εξαρτημάτων αναπνευστήρα, όπως βαλβίδες και στρόβιλοι, οι οποίοι στο παρελθόν ήταν εύκολα και σε κάποιο βαθμό προμηθεύονται οικονομικά από το εξωτερικό, έγιναν δύσκολοι λόγω της ανάγκης ή της υψηλής ζήτησης από μόνα τους χώρες. Για το λόγο αυτό, ο σχεδιασμός και η παραγωγή αναλογικών και εκπνευστικών βαλβίδων, στροβίλων και δοκιμαστικών ηπατικών εξαρτημάτων πραγματοποιήθηκαν τόσο για την υποστήριξη οικιακών κατασκευαστών αναπνευστήρα όσο και για χρήση στην παραγωγή του BIYOVENT, το οποίο επεξεργάζεται το BIOSYS. Η Τομεακή Προεδρία της HBT συνέβαλε σημαντικά στα μέρη σχεδιασμού και παραγωγής του εξαρτήματος βαλβίδας.

Ταυτόχρονα με αυτήν τη μελέτη, πραγματοποιήθηκαν μελέτες σχεδιασμού υλικού και λογισμικού για την ωρίμανση της συσκευής BIOVENT μαζί με τα BAYKAR και BIOSYS. Οι εγκαταστάσεις ARÇELİK χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή του προϊόντος που βρέθηκε σε μεγάλες ποσότητες σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι δραστηριότητες σχεδιασμού και παραγωγής ενός ιατροτεχνολογικού προϊόντος ολοκληρώθηκαν σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα και άρχισε να αποστέλλεται τόσο στην Τουρκία όσο και στον κόσμο τον Ιούνιο. Κατά την επόμενη περίοδο, η υποδομή παραγωγής για παραγωγή BIOVENT δημιουργήθηκε στο ASELSAN και η παραγωγή της συσκευής μεταφέρθηκε στην ASELSAN. Σήμερα, η ASELSAN έχει παραγωγική ικανότητα εκατοντάδων ανεμιστήρων ανά ημέρα. Η συσκευή συνεχίζει να παράγεται και να αποστέλλεται στα σημεία ανάγκης στην Τουρκία και σε όλο τον κόσμο.

μελλοντικός

Σε συνεργασία με τοπικές εταιρείες για εξαεριστήρες, η ASELSAN συνεχίζει να εργάζεται για τη δημιουργία ενός οικοσυστήματος, βελτιστοποιώντας τα σχέδια των υπο-συστατικών και επεκτείνοντας την ικανότητα παραγωγής. Επιπλέον, σχεδιάζεται ο σχεδιασμός ανεμιστήρων νέας έκδοσης, συμπεριλαμβάνοντας τα θέματα που θεωρούνται ότι είναι οι τεχνολογίες του μέλλοντος στον αναπνευστήρα, όπως ανατροφοδότηση από το διάφραγμα ή το νευρικό σύστημα, καλύτερη αξιολόγηση των απαντήσεων των ασθενών και εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης.

Η νόσος SARS COV 2, την οποία βιώνουμε επί του παρόντος μια πανδημική περίοδο, απαιτεί τη χρήση αναπνευστήρων σε σοβαρούς ασθενείς. Ωστόσο, για παράδειγμα, η θεραπεία της νόσου του SARS COV, ενός άλλου τύπου κοροναϊού που εντοπίστηκε το 2003 και η οποία δεν έχει φτάσει στο επίπεδο πανδημίας, απαιτεί πολύ περισσότερους αναπνευστήρες. Παρόμοιοι κοροναϊοί και μεταλλάξεις είναι πιθανό να εμφανιστούν μετά την πανδημία. Υπάρχουν επίσης απειλές όπως ο ρινοϊός και η γρίπη που μπορεί να δημιουργήσουν παρόμοιες ανάγκες. Σε ένα τέτοιο σενάριο, η ανάγκη για προσωπικό εντατικής θεραπείας, μονάδες εντατικής θεραπείας και αναπνευστήρες θα αυξηθεί και η παγκόσμια αλυσίδα εφοδιασμού μπορεί να διακοπεί για πολύ μεγαλύτερες περιόδους. Για αυτόν τον λόγο, η διατήρηση της εγχώριας και εθνικής παραγωγικής ικανότητας, η δημιουργία ενός οικοσυστήματος και η αποθήκευση ανεμιστήρων σε ένα ορισμένο επίπεδο θα είναι κατάλληλες προσεγγίσεις.