Ingeniería real detrás de los ventiladores

Los expertos en cognición nos dicen que la mayoría de las personas piensan que saben más de lo que realmente saben. Un indicador particular de esto es si alguien tiene experiencia en un campo y siente que todos los demás campos están relacionados con el suyo (todo tiene que ver con matemáticas, química o física, por ejemplo). Esto les hace tener demasiada confianza en cosas que en realidad no conocen. Cuando quedó claro que la actual crisis de virus podría llevar a la falta de ventiladores, muchos expertos en electrónica pretenden diseñar ventiladores baratos y fáciles de reproducir. Sin embargo, ¿qué tan difícil es apretar una bolsa una vez cada pocos segundos? Pero resulta que hay muchos detalles que necesitas saber para hacerlo bien. [Real Engineering] y [Real Science] se unieron para crear un gran video que cubre mucho de lo que necesita saber. Puedes ver el video a continuación. El video muestra una serie de proyectos que, aunque motivados por el altruismo, probablemente harían más daño que bien si se usaran en pacientes reales.

El creador del video es un ingeniero biomédico que ha trabajado en el pasado para Medtronic, un fabricante de ventiladores que, por cierto, acaba de abrir uno de sus proyectos. Ellos tambien tenian [Dr. Rohin Francis], que tiene un canal médico de YouTube, mira el video. y proporciona algunos antecedentes en pantalla. Aprendimos algunos términos médicos nuevos y descubrimos que un ventilador de alta calidad fabricado en una fábrica se fabrica alrededor de 225 por semana. Creen que pueden aumentar a 500.

En realidad, hay dos números diferentes. Primero, las capacidades curativas del ventilador son importantes, por supuesto. La bolsa, que se encuentra en el corazón de casi todos los ventiladores recientes, utilizada por "proyectores de emergencia", en algunos casos, en realidad puede tener un efecto contra el mecanismo respiratorio del cuerpo. Demasiada presión puede causar barotrauma, una lesión de las delicadas células pulmonares debido a la sobrepresión.

La otra preocupación es la confiabilidad. Si mi reloj Arduino necesita reiniciarse una o dos veces al día, eso no es ideal, pero no molestará a nadie. Si la máquina que respira por mí se cuelga alguna vez, es un problema muy grave.

[Real Engineering] cree que muchas de las entidades comerciales que utilizan proyectos de fans para publicitar se están apropiando del trabajo del MIT que existe desde hace varios años. Hay características sutiles en el diseño que no siempre son obvias para las personas que pueden estar copiando o tratando de simplificar el proyecto.

Si quiere probar suerte y hacer un ventilador de emergencia simplificado, realmente necesita ver este video. Se centra principalmente en el lado médico de las cosas. Para obtener más información sobre los problemas críticos de seguridad, hablamos sobre otros que también crean conciencia sobre este problema.

Todos estamos apuntando a los fanáticos de los piratas. Sin embargo, debemos estar seguros de que entendemos que el problema no es solo electromecánico.

  • Tweepy dice:

    Muy buen video (3 días tarde, adafruit lo clavó)
    Dado que el hardware no parece ser un problema, ¿por qué no unir fuerzas en el algoritmo de software para tales dispositivos? Porque solo unos pocos sensores de presión podrían ser suficientes para controlar todo el sistema.

  • Lars Haeh dice:

    Podemos regular y sentir la presión simplemente con un esfigmomanómetro barato. El problema que veo con las máquinas BVM es que no pueden retener MEEP porque la presión cae a cero cuando se infla la bolsa. ¿Quizás los que huyen de un ventilador CPAP funcionarían? O alguna combinación de abanico / bolso. La temperatura / humedad parece bastante fácil: simplemente pase el aire a través de una caja con algunas esponjas húmedas y tibias. El crecimiento bacteriano podría ser un problema allí. Me gustaría un buen software para esto.

    • karulo dice:

      Nada es fácil con un sistema termodinámico. Si usa esponjas húmedas, además de la posible contaminación, está tratando el enfriamiento por aire (no es genial si está sufriendo un problema de ventilación, no desea agregar otro trauma aquí). Si está tratando de calentar el aire (húmedo), debe medirlo para no quemar al paciente lentamente.
      Entonces tienes el problema de sincronizarte con los propios ritmos del paciente. ¿Qué comienza a inhalar el paciente cuando se hincha la bomba?

      En general, este video explica muchas cosas (pero no todas) que los sistemas de bricolaje propuestos ni siquiera consideraron.

  • Justin Davis dice:

    Lo primero que necesita para diseñar un buen producto son requisitos completos, tanto funcionales como de seguridad. Esto no es entendido por todos los que salieron con su propio fan de hackeo. Lo que realmente se necesita son los requisitos para un buen ventilador, y luego puede comenzar la construcción. Es posible que pueda revertir los requisitos del diseño, pero es muy difícil saber que los ha detectado todos, especialmente los requisitos de seguridad.

    • Ewald dice:

      El equipo de estudiantes de TUDelft está construyendo uno y han publicado los requisitos, https://www.operationair.org/en/design_requirements, por lo que lo hicieron bien. El dispositivo está hecho para cuando no hay suficientes dispositivos profesionales normales, pero está hecho en colaboración con personal médico, por lo que es seguro de usar y proporciona las funciones adecuadas. AIRone es su primer prototipo funcional y será aprobado clínicamente con todos los proyectos compartidos para que otros países también puedan fabricar este dispositivo.

      • j sikorski dice:

        Los requisitos no se refieren a la humidificación y esterilización del agua ni al control de temperatura.

        • CW dice:

          Confiar en un equipo de estudiantes sobre esto implica problemas. Hay otras formas en que pueden ayudar con ejercicios de ingeniería más simples.

          • Jon H dice:

            Los estudiantes no los instalarán en las camas de los pacientes. Los médicos harían esto, presumiblemente sabiendo lo suficiente de las cosas que podrían improvisar soluciones a algunas deficiencias, como la integración de CPAP humidificado en el sistema.

  • Jim dice:

    Got Got Hack O'Dayz ?, luego comienza a construirlos en lugar de los agradables pero multicolores robots LED sin conductor de EE. UU. La Nación y el mundo necesitan fans AHORA.

    • kc8rwr dice:

      Hermoso y USANDO[sic] milti[sic] La robótica sin conductor LED de colores nunca explotó los pulmones de nadie ni los llenó de legionela. Sin embargo, sí difundieron alegría y felicidad y el mundo ciertamente podría usar algo de eso ahora. Explíqueme esta palabra "USE" por favor.

      • jcwren dice:

        USAR[sic] tiene una mayor cantidad de la naturaleza característica de USESSness que USESS[sic] lo hace.

    • Zerg dice:

      Observa que los resultados en relación con los pacientes con Covid-19 que usan ventiladores son casi siempre fatales. OIA mueren.

      No es un dispositivo de por vida para ellos, es sobre todo un último aliento para mantenerlos con vida un poco más.

      Debe comprender que muchos de los que terminaron con ellos ya estaban enfermos antes de que Covid-19 los contrajera. Algunos tenían enfermedades del corazón, EPOC, diabetes, obesidad patológica y eran bastante mayores.

      • Alan Cohen dice:

        30% -50% vivo.

    • Padrote dice:

      La mayoría de nosotros fabricamos EPP mientras superas estas quemaduras de enfermedades en las secciones de comentarios.

  • calcetín dice:

    Por ejemplo, mucha gente pensó que era como una forja de herrero motorizada. De todos modos, la parte How It Does comienza alrededor de las 7:50.

  • Miguel dice:

    Medtronic / Covidien ha lanzado al público todos los proyectos, todo, y me refiero a todo, para el ventilador PB 560.

    El vigor del proyecto y las pruebas que se realizan en un dispositivo médico superan con creces cualquier cosa que un consumidor experimente bien.

    Este NO es el momento de intentar reinventar el ventilador. Es hora de descubrir cómo hacer un "ventilador" seguro de lo que hay alrededor.

    • Este chico dice:

      Publicaron un anticuado, demasiado de ingeniería y extremadamente caro para producir un dispositivo TEMPORALMENTE (cierra en 2024 o cuando la OMS declare terminada la pandemia) y por lo que he visto, no han publicado todo (por ejemplo, faltaban dibujos de ingeniería durante mucho tiempo). atrás),

      No confío en Medtronic en este caso. Bien podrían darse la vuelta y preguntarle a cualquiera que esté desarrollando un nuevo ventilador ahora que todo está dicho y hecho “porque lo basaron en nuestro proyecto”.

      • Ostraco dice:

        “No confío en Medtronic en este caso. Bien podrían darse la vuelta y preguntarle a cualquiera que esté desarrollando un nuevo ventilador ahora que todo está dicho y hecho “porque lo basaron en nuestro proyecto”. "

        Me imagino que los tribunales tienen mejor memoria que el espectador promedio de Fox News y más sensata.

        • John dice:

          ¡Ja!

      • Zerg dice:

        Te olvidas de lo que dijo Mike. Es un buen ejemplo de lo que se necesita para preparar un dispositivo para pruebas y aprobación de la FDA.

        Se crea por una razón. Porque se trata de la vida de las personas. No hacer parpadear un LED diabólico o alguna otra mierda estúpida en la que se involucran los piratas informáticos. Y si se pelean, se les procesa por olvido.

        Y realmente amigo, crees que cualquier hospital te permitirá tocar a un paciente con cualquier cosa que hayas hecho en tu habitación o garaje, tienes que estar loco. Deje estas cosas a las personas que se ganan la vida con ellas.

        • Este chico dice:

          Como ingeniero que ha trabajado en dispositivos médicos (y parece ser parte de los interiores de otros proyectos de ventilación reales), no, es demasiado logrado incluso para lo que hace. No trabajo con ningún electrodoméstico en mi dormitorio o garaje, se lo dejo a los profesionales que saben exactamente lo que están haciendo.

          No estoy de acuerdo con Mike en que un ventilador médico NO es adecuado para un proyecto de aficionados. Solo digo que, lamentablemente, el dispositivo de Medtronic puede no ser una buena base para nadie basándose en nada. Al menos por el estatus legal.

          Parece que ahora han lanzado todos los archivos parciales (solidworks) y la programación para la CPU podría estar en camino, sin embargo esa fecha límite de 2024 y los límites que hace la licencia lo que puedes hacer con ellos realmente significa que es casi inútil.

          • Jon H dice:

            "Sin embargo, esa fecha límite de 2024 y los límites que impone la licencia, lo que puede hacer con ellos, realmente significa que es casi inútil".

            Cualquiera que piense "Oye, qué gran oportunidad de utilizar estos planes de Medtronics para iniciar una nueva empresa de respiración", es un idiota.

        • Vagabundo hastiado dice:

          ¿Ha estado alguna vez en un hospital en, por ejemplo, Camboya?

          No seas el primer centro mundial.

      • ChinShu dice:

        ¿Cómo se puede determinar si se realizó en exceso? Tiene experiencia en el diseño de un dispositivo médico electrónico destinado a aplicaciones de mantenimiento y su adquisición de forma eficaz?

      • qwert dice:

        El estado ahora debe capturar toda su propiedad intelectual. Que se jodan. Sin éxito, alguien en la empresa simplemente tiene que dejar todo y dejar que alguna fábrica lo piratee. Este no es el momento de intentar sacar provecho. Odio estas compañías médicas. La gente intenta crear fans desde cero y simplemente se sientan a recolectar cheques y realizan lo mínimo. Esto es algo repugnante.

      • Jon H dice:

        "Cierra de nuevo en 2024 o cuando la OMS declare terminada la pandemia"

        ¿Y qué?

        • qwert dice:

          Entonces, supongo que después de que esto termine, volveremos al tema como de costumbre y recrearemos el mismo escenario que primero hizo de esto una crisis terrible. Sabes que habrá más de estos, ¿verdad? ¿Quizás deberíamos tener un sistema médico más robusto del que los estadounidenses puedan estar orgullosos, no esta máquina de capital cínica y anticompetitiva parecida a un buitre?

    • Jon H dice:

      "Este NO es el momento de intentar reinventar el ventilador".

      No, pero puede llegar el momento de caer en diseños mucho más antiguos que eran primitivos, pero que ahora pueden ser más fáciles de desarrollar rápidamente.

      Aparentemente, un ventilador de mediados del siglo XX usado en Gran Bretaña usaba engranajes para bujes de bicicleta, y otro modelo usaba un motor de limpiaparabrisas de automóvil.

      Quizás necesitemos producir en masa el ventilador Bird Mark 8. Este funciona con energía neumática y no tiene electrónica.

  • Dos lados dice:

    La gente parece tan polarizada sobre la idea de un respirador de código abierto. O dicen que es imposible, ni siquiera lo intentas, o dicen que lo necesitamos, ¡no duermas hasta que termine!

    Realmente dudo que un respirador de código abierto proyectado por la comunidad, SI es posible, esté listo a tiempo para hacer mucho por esta explosión. Esa no es razón para no crear uno. Imagínese si la comunidad hiciera eso durante los brotes de SARS o MERS. ¡Lo tendríamos ahora! Si lo construyes, genial. Solo tenga en cuenta que está haciendo esto para la próxima explosión. Eso sigue siendo algo bueno por hacer. Esta explosión nos muestra que las empresas comerciales de acuerdo con los principios de fabricación JIT no son suficientes para suministrar al mundo equipos de emergencia. No me malinterpretes, es una excelente manera de producir automóviles, televisores y la mayoría de las cosas. Esta es solo una excepción. No permite demandas repentinas.

    No se deje engañar pensando que los hospitales, al aprender de la situación actual, solo proporcionarán tantos ventiladores adicionales que siempre estén listos para la próxima pandemia. Los hospitales no usarán cosas que hayan estado en un armario sin tocar durante 10 años. Cada suministro de emergencia debe ser monitoreado y mantenido regularmente. Eso cuesta dinero. Eso no sucederá. O si lo hace, durará poco tiempo. Comenzarán con un suministro ventilado, pero cuando desaparezca la urgencia de Covid19 y lleguen las facturas, dejarán que ese suministro disminuya antes de la próxima pandemia. Necesitamos la capacidad de producir equipos de emergencia muy rápidamente (todo tipo, no solo ventiladores). La industria no conservará esa capacidad porque en los años o décadas entre las pandemias no harán funcionar fábricas vacías ni contratarán, capacitarán y apoyarán financieramente a trabajadores permanentes. Es por eso que un proyecto que pueden construir los voluntarios en casa es algo tan valioso.

    Pero, ¿es posible un respirador de código abierto?

    Creo que los optimistas deben darse cuenta de que esto será mucho más difícil que cualquier cosa en la que estén acostumbrados a trabajar. El cuerpo humano es un sistema desarrollado complejo. Eso significa que tendrá requisitos curiosos mucho más extraños que cualquier cosa proyectada por el hombre. Nadie proyecta automáticamente un automóvil dañado si apaga la batería durante más de unos minutos. ¡No intentes eso con oxígeno y cerebro! Estamos compuestos por cosas hinchadas y débiles a las que no les gusta el plástico y el metal o incluso la madera con la que solemos trabajar. No puedo imaginar cómo se debe sentir si los pulmones de alguien explotan debido a una presión excesiva. ¡No quiero pensar más en eso! Me asusta la idea de asumir tal responsabilidad construyendo un aparato respiratorio. Espero que cualquiera que esté trabajando en eso piense en lo serio que es.

    Los pesimistas también necesitan hacer algo.

    No todos los gastos y la complejidad de cómo la industria hace algo es siempre la única forma de hacerlo. Todo lo que surge hoy de la industria médica se ha proyectado y repetido con un cheque esencialmente en blanco. Desde los primeros días, nadie intentó construir cosas que no tuvieran acceso a los equipos de fabricación más nuevos y más grandes. Ningún ingeniero de equipos médicos ha considerado cómo diseñar algo que se pueda construir con cortadoras láser, impresoras FDM y similares. ¡Lo más probable es que no conocieran las técnicas adecuadas incluso si quisieran! No es su mundo. Fueron capacitados y pasaron años trabajando solo con lo mejor de lo mejor y lo más caro.

    Deje que los fabricantes vuelvan a los primeros principios, use los proyectos existentes como inspiración solo donde sea útil y repita desde allí. Quizás se les ocurra algo. La necesidad es la madre de la invención y la industria médica nunca ha tenido la necesidad de intentar diseñar algo de la forma en que usted o yo podríamos armarlo.

    Y luego está el aspecto legal. ¿Qué sucede si los fabricantes presentan un proyecto que, por ejemplo, tiene un 50% de posibilidades de salvar o acabar con una vida? Ningún hospital usaría jamás un dispositivo así. De hecho, el umbral será muy superior al 50% antes de que la FDA o la organización equivalente de un país lo apruebe. Y sin eso, ningún hospital puede tocarlo. Hay demasiada responsabilidad. Un hombre que lo usara en casa probablemente iría a la cárcel.

    Pero ¿qué pasa cuando las cosas van tan mal que los hospitales tienen que recurrir a la tercera edad? ¿Qué pasa cuando no hay suficiente equipo perfecto para todos y tienen que elegir quién vive y quién muere? ¿No sería mejor el 50% que el 0%? ¿Qué sucede cuando su ser querido que tiene otros antecedentes médicos negativos se enferma y el hospital lo abandona para recibir tratamiento? ¿Qué pasaría si hubiera un proyecto en Internet para algo que pudieras construir y que les diera una oportunidad?

    Necesitamos un marco legal lo suficientemente flexible para permitir tales situaciones. No tenemos flexibilidad en los Estados Unidos. Perdimos semanas de pruebas porque nuestra burocracia no reconocía algo que no provenía de unos pocos laboratorios selectos. ¿Cómo existiría un respirador de respiración libre en este entorno?

    Nunca podremos reducirlo a una lista, pero una cosa es segura. Algunas personas han muerto o morirán a causa de nuestra burocracia antes de que eso termine. Necesitamos exigir mejor.

  • Lloyd Griffiths dice:

    Como dije en un video, los comentarios se han realizado durante más de 30 años en el diseño de dispositivos electrónicos médicos y no solo las personas pueden lastimarse o empeorar. Necesita hablar con los médicos. Además, para todo su lector estadounidense, cualquier dispositivo médico debe recibir la aprobación 510k de la FDA. Ese no es solo el dispositivo, sino cómo está hecho y diseñado. Busque la aprobación 510k, es similar a la parte 15 de la FCC pero mucho más complicada.

  • tekkieneet dice:

    Lo que pasa con los ventiladores es que la ingeniería está hecha y se trata principalmente de una escala de fabricación / logística.

  • MikeC dice:

    Antes de retirarme, escribí un programa altamente confiable para varios proyectos de defensa nacional. Desafortunadamente, a medida que aumenta el nivel de confiabilidad requerido, el costo y el tiempo de desarrollo aumentan exponencialmente. Este tipo de aplicación debe crearse desde el principio. Necesita un programa de Plan de Control de Calidad escrito y firmado antes de que pueda comenzar. Tuve que escribirlos y revisarlos también.

    El control de calidad del software en algunas industrias es un requisito legal. Sé que es necesario en las industrias nuclear y de aviación, y probablemente también en las de dispositivos médicos y farmacéuticos. Usamos los estándares IEEE para nuestro proceso de desarrollo, pero probablemente también exista un conjunto equivalente de estándares ISO. Como MISRA, estos estándares no son gratuitos. Tienes que comprarlos. Y todo el proceso de software debe cumplir con un estándar reconocido.

    La única huella de papel necesaria para desarrollar dispositivos críticos para la seguridad es increíble. Escribí un plan de prueba de 200 páginas para una fuente de alimentación programable de alto voltaje que podría dañarse gravemente si fallaba. Y debido a la industria (nuclear), tenía que hacerse.

    Las aplicaciones críticas para la seguridad y para la vida son un campo especializado. En serio, no son fáciles ni baratos.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      Quiere decir que es por eso que ya no podemos ir a la luna, podemos lanzar el hardware juntos en 6 meses, pero nos llevará 20 años validar el programa.

      • MikeC dice:

        Desafortunadamente verdadero. El número de vigilancia reciente con la nave espacial Boeing es un buen ejemplo de cómo un pequeño error en el software crítico puede causar un problema muy grande. Hubo otros. Incorporar pequeños detalles puede tener consecuencias costosas y mortales.

        El desarrollo de programas para sistemas críticos tendrá que convertirse en un departamento de ingeniería formal. Las cosas que se mueven rápido y se rompen simplemente no es aceptable. Y con formas de diseño de proyectos mucho mejores, más rápidas y más baratas, será necesario desarrollar programas de alta confiabilidad.

    • Jon H dice:

      No se necesita software para un ventilador. Ni siquiera necesitas electricidad. Pero quizás proyectar tales cosas sea un arte perdido.

  • MClark dice:

    A continuación, se ofrece una buena descripción general de lo que se necesita para desarrollar correctamente programas y sistemas críticos para la seguridad. (Es una lectura un poco larga).

    Safety-Critical Software: 15 things every developer should know

    Por cierto, esto se convertirá en un gran problema para los vehículos autónomos o autónomos. No se necesitarán demasiados accidentes que involucren al público para hacer obligatorios los programas formales de desarrollo crítico. Estas prácticas no serán fáciles y no serán baratas.

  • Un hombre viejo dice:

    "Expertos en conocimiento ..." Veo lo que hiciste allí.

  • Chuckz dice:

    La fotocopia produce un millón de ventiladores eléctricos de gas desechables. Mirándolo, supongo que la electrónica fallará porque los ingenieros se están esforzando demasiado.

  • Gregg Eshelman dice:

    La vieja tecnología puede volver. https://newatlas.com/medical/british-engineers-modern-iron-lung-covid-19-ventilator-alternative/

  • Doug dice:

    En mi opinión, cualquier ingeniero bien intencionado que pudiera ofender, lo más probable es que no tenga buenas intenciones.

Ricardo Vicente
Ricardo Vicente

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