Respirador mecánico | Kuva Rakodzi Ventilator

Cliente: Kuva

Año: 2020

Trabajo realizado: I+D+i, diseño y fabricación

Categoría: Fabricación | I+D+i

Descripción

Modelo de respirador mecánico pensado para combatir la crisis de la Covid-19  en Zimbabue, donde la mayoría de hospitales y áreas no tienen respiradores , ni siquiera acceso a electricidad.  El encargo, realizado por la empresa Kuva, especifica la necesidad de diseñar y fabricar un respirador que pueda ser usado por cualquier persona en cualquier situación.

A nivel técnico, el diseño que ha desarrollado FICEP S3 permite un control total del volumen de corriente y la relación de compresión, además de tener una curva de presión fase y control mecánico del ángulo de permanencia. Tiene también un control de la presión positiva al final de la espiración ( de ahora en adelante PEEP) amortiguado, que se basa en una válvula de PEEP con flujo de aire adicional complementado por un pistón secundario para garantizar que la presión de caducidad no vuelva a cero a menos que la máquina se detenga por un corto período de tiempo inferior a 2 segundos. También cuenta con conexiones del circuito de respiración del respirador en Y con puertos de inspiración y espiración separados y conectividad de válvula.

Características técnicas y de usabilidad

Además de esto, el diseño de este respirador ha sido pensado para que pueda ser usado por el paciente de manera sencilla y operado de manera segura por parte del personal médico. Por eso el respirador cuenta con tamaños estándar en todos los puertos, para la instalación de filtros biológicos o mangueras para para ventilar con seguridad el aire expirado y el exudado en aerosol del paciente.

Se trata de un sistema de ventilación muy compacto y ligero, fabricado por piezas de PA12 con fabricación aditiva, que pesa menos de 1 kg y que puede

puede montarse sobre cualquier superficie, ya sea una silla, un carro, una mesita de noche o una estructura personalizada. También es importante destacar que no se utilizan globos o fuelles de silicona como compresor, ya que son complejos de fabricar y fallarán cuando se usen durante mucho tiempo. Ensu lugar, se usa un compresor no cilíndrico alternativo de plástico accionado manualmente que brinda un control preciso de Vt y presión durante todos los ciclos de uso.

Funcionamiento

Hay dos aspectos principales en el núcleo del respirador: dos válvulas rotativas síncronas que se controlan de manera individual y que proporcionan un ángulo de permanencia ajustable entre los trazos de inspiración y espiración. Un compresor de pistón alternativo proporciona presión para la inspiración, pero también un pistón secundario proporciona una contrapresión de amortiguación para PEEP.

El volumen corriente se establece mediante un pasador en la manivela, moviendo la biela de la manivela más cerca o más lejos de la rueda de la manivela, y ajustando el barrido volumétrico del pistón. La presión se establece mediante una válvula de alivio en el circuito de inspiración, lo que limita la presión máxima permitida en la bomba de inspiración.

La presión PEEP se efectúa mediante una válvula en la salida del circuito de caducidad de la válvula rotativa síncrona. Hay dos configuraciones para la válvula PEEP que se están considerando actualmente: una válvula de contrapresión con resorte unidireccional y un puerto de alivio de presión basado en el peso configurable. La unidad está orientada de manera que el usuario haga girar dos revoluciones por ciclo de respiración completo.

Circuitos Aislados

Cada circuito de inspiración y espiración está aislado y cerrado, controlado por la válvula rotativa síncrona, para que el paciente no pueda volver a respirar aire que ya ha expirado. Está configurado para usar una configuración en Y del circuito del respirador, asegurando el aire fresco y el aislamiento de cada ciclo de respiración. De esta manera, es posible agregar filtros biológicos, además de la adición de oxígeno al aliento inspirado.

Control de presión y flujo

Los manómetros externos proporcionan lecturas de presión individuales para el aire inspirado y expirado mientras la unidad está en funcionamiento. También se puede emplear la monitorización de flujo con un espirómetro externo: estos son componentes simples que se pueden agregar al circuito del respirador y que, por tanto, no se muestran en los renders de diseño.

Especificaciones técnicas

Vt = 350-800 ml

IP = 10-40 cm H2O

PEEP = 0-10 cm H2O

Velocidad = 4-20 rpm (máx., Determinada manualmente)

*PEEP: La presión positiva al final de la espiración (PEEP) es una técnica mecánica que a menudo se utiliza al ventilar a un paciente inconsciente. Dicha técnica incluye el agregado de una cantidad de presión en los pulmones al final de cada respiración. El proceso de ventilación del paciente causa un grado de desinsuflación en los pulmones; entre las respiraciones, los pulmones contienen menos aire que el habitual. Al agregar presión positiva en ese momento, se intenta reinsuflar las vías respiratorias.

Fuente: Cochrane Library

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