Tömeglélegeztetés – avagy hogyan lélegeztessünk sok embert személyre szabottan?

A tömeglélegeztetés koncepciója az akut légzési problémákkal küzdő (ARDS) betegek gyógyítását és az egészségügyi ellátás hatékonyabb szervezését, valamint a meglévő lélegeztetőgép-kapacitások bővítését támogatja. A tömeglélegeztetés a hagyományos pácienslélegeztetés koncepcióját egészíti ki új funkciókkal, ellentétben az úgynevezett társlélegeztetés koncepciójával.

A tömeglélegeztetés koncepciója egyszerre akár 5-10-20-50, esetleg még több ember lélegeztetését is lehetővé teszi, valamint védi az egészségügyi dolgozókat a fertőzésektől, és akár kórházon kívül, ad hoc táborokban, csarnokokban is üzemeltethető kórházi infrastruktúra hiányában. A különböző páciensek lélegeztetése egyedi terápiás paraméterek mentén történik. A páciensek lélegeztetése történhet invazív és nem invazív módokon egyaránt, ami ugyancsak komoly kihívást jelent a rendszer megvalósításának szempontjából.
A tömeglélegeztetés koncepciójának kidolgozásával teljesen új, jól skálázható, költséghatékony páciens lélegeztetési megoldás alakul ki, mely hatékonyan használható többek között járványhelyzetek esetén. A tömeglélegeztető-rendszer komponenseinek definiálásával, valamint ezen rendszerkomponensek alapos dokumentálásával, illetve megfelelő szintű validációjával kialakult egy prototípus, mely gyártói kapacitással rendelkező ipari szereplők által gyorsan termékesíthető.

Mi a koncepció lényege?
A tömeglélegeztetés során egy központi lélegeztető rendszerre vannak a páciensek kötve, mely nagy kapacitású csőrendszeren szállítja a belégzéshez szükséges és a kilélegzett gázokat. A rendszer kialakítása történhet előre kiépített, illetve ad hoc módon (orvosi és nem orvosi intézményekben, például kórtermekben, sportpályákon stb.) A redundáns motorokból kialakított rendszer kapacitására jellemző, hogy a személyenkénti 120 L/perc levegő térfogatáramot még 50 páciens esetén is könnyedén biztosítanja 80 mbaros alapnyomás mellett. A be- és kilégzés során a levegő több lépcsőben megszűrésre kerül. A rendszer modularitásából adódóan újabb pácienseket (egy vagy több pácienst) lehet a rendszerbe integrálni egészen a rendszer határkapacitásáig. Utóbbit leginkább a be- és kilégzőrendszerben alkalmazott motorok kapacitása, darabszáma, valamint a gázszállító csövek keresztmetszete határozza meg.
A páciensek személyre szabott lélegeztetési paraméterek alapján (nyomás, légzésszám, térfogat, oxigénszint stb.) kapják a levegőt. A személyre szabott lélegeztetésért a páciens ágyánál található intelligens mérő-adagoló-keverő- levegőmenedzsment rendszer a felelős. A páciensoldali lélegeztetőegység (intelligens mérő-vezérlő elektronika és szelep) töredékmennyiségű alkatrészt tartalmaz a hagyományos lélegeztető berendezésekhez képest, ezért költséghatékonyabb megoldás.

Miért jó ez az orvosoknak?
A tömeglélegeztető-rendszer egységesített szoftvermegoldásaival növeli az orvosi szakszemélyzet munkahatékonyságát, mert a páciensekről valós időben adatokat jelenít meg, ezáltal nagy mennyiségű páciens kevesebb orvosi személyzettel történő, hatékony monitorozására ad lehetőséget. Védi a szakszemélyzetet egészségét, mert a vírussal szennyezett kilélegzett levegőt automatikusan elszállítja, és központi helyen ellenőrzött körülmények között megszűri, tehát az nem kerül közvetlenül a közös légtérbe.

A MassVentil projekt
A MassVentil projekt célja olyan moduláris tömeglélegeztető-rendszer kialakítása, amely krízishelyzetben nagyszámú, kritikus állapotú koronavírus-beteg egyszerre történő lélegeztetésére használható. Az Óbudai Egyetem már a kezdetektől kulcsszerepet vállal ebben a fejlesztésben elsősorban a hardverfejlesztés, tesztelés, valamint szoftverfejlesztés területein.
Milyen sajátságai vannak az eddig elkészített rendszernek?
• A páciensoldali lélegeztetőegység támogatja a maszkos (nem invazív), illetve tubusos (invazív) lélegeztetést. A rendszer egyaránt támogatja a nyomásvezérlésű, illetve térfogat-vezérlésű lélegeztetési módokat. A különböző stádiumban lévő betegek ugyanabban a MassVentil rendszerben tetszőleges módon lélegeztethetők. A közvetlen kilégzőszelepekkel ellátott maszkokat a rendszer jelenleg nem támogatja.
• A kilélegzett levegő elszívásra, összegyűjtésre és megszűrésre kerül (HEPA, illetve ULPA szűrőkkel).
• Támogatott általános ARDS lélegeztetési módok: CMV, CPAP, BiPAP, CIMV, APRV, IPPV, PCV.
• Páciensenként állítható: PEEP-érték (max. 25 mbar), max. folyamatos légáramlás 120 L/perc.
• A páciensoldali lélegeztetőegység érzékeli és támogatja a szabad ki- és belégzést.
• Az oxigén csatlakoztatására a páciensek ágyánál van lehetőség (alkalmazható palack, illetve kórházi központi oxigénellátás), a páciensoldali szelep a beállított terápia alapján adagolja a megfelelően dúsított levegőt: FiO2 páciensenként beállítható 21% és 100% között.
• A levegő páratartalma és hőmérséklete hagyományos megoldással HME-vel, illetve HME booster alkalmazásával valósul meg.

Eredmények és tervek
A tömeglélegeztetés ötlete 2020. március elején született, és az első prototípusokkal párhuzamosan megtörtént a tömeglélegeztetés koncepciójának szabadalmi bejegyzése. A MassVentil koncepció első helyen végzett 2020. április végén az Európai Unió által közel negyven ország részvételével rendezett páneurópai EUvsVirus Hackathonon, az „Egészség és élet” kihíváson a lélegeztetőgépek kategóriában.
Elkezdtük a rendszer klinikai kipróbálásához és tanúsításához szükséges dokumentációk összeállítását. Várjuk szakemberek jelentkezését, akik szívesen csatlakoznának a projekthez, és támogatnák a fejlesztés orvosszakmai oldalát.

Bővebb információk a projektről: http://massventil.org