مهندسان بریتانیایی در حال تهیه یک نسخه مدرن از ونتیلاتور فشار منفی(NPV) هستند که بیشتر با نام “ریه آهنی” شناخته می‌شود تا برای بیماران مبتلا به بیماری کووید-۱۹ که تحت مراقبت قرار دارند، یک جایگزین ساده و ارزان‌قیمت برای کمک به کمبود ونتیلاتور یا همان دستگاه‌های تنفس مصنوعی تهیه کنند.
یکی از منابعی که برای درمان بیماران مبتلا به کروناویروس جدید یا همان کووید-۱۹ با کمبود جدی مواجه است و نیاز به پشتیبانی دارد، کمک به کمبود ونتیلاتور یا دستگاه‌های تنفس مصنوعی هستند. آنها به تنفس در افرادی که ریه‌هایشان به شدت تحت تأثیر کروناویروس قرار دارد، کمک می‌کنند، اما این دستگاه‌ها با مشکلات زیادی روبرو هستند.
بدیهی‌ترین مشکل این است که دستگاه‌های تنفس مصنوعی در سراسر جهان کم هستند و مقامات بهداشت و سلامت در تلاش هستند تا تقاضای فعلی و تخمین زده شده را هماهنگ با گسترش این بیماری همه‌گیر تأمین کنند.
مشکل دیگر ونتیلاتورها این است که ساخت آنها پیچیده و گران است و نیاز به نظارت توسط پرسنل آموزش دیده دارد.
مشکل بعدی اینکه استفاده از آن روی افراد سالم خطرناک است، زیرا نیاز به لوله‌گذاری در ریه فرد و بیهوشی دارد.
این ونتیلاتورهای فشار مثبت متناوب (IPPV) با استفاده از فشار مثبت کار می‌کنند. یعنی آنها هوا یا اکسیژن را مستقیماً درون ریه‌ها پمپاژ و راه تنفس بیمار را باز می‌کنند. در حالی که “ریه آهنی” برعکس است.
“ریه آهنی” برای اولین بار در قرن ۱۷ میلادی اختراع شد. یک “ریه آهنی” در شکل کلاسیک خود، یک محفظه استوانه‌ای بزرگ و هوابندی شده (غیر قابل نفوذ هوا) که به اندازه کافی برای نگه داشتن یک فرد که سرش از یک انتها بیرون بماند، بزرگ است.
داخل محفظه یک دیافراگم قرار دارد که به یک موتور الکتریکی وصل شده است. با چرخش موتور، میل لنگ شروع به کار می‌کند که باعث انبساط و انقباض دیافراگم می‌شود. با انجام این کار، حجم داخل محفظه بزرگ و کوچک می‌شود و باعث می‌شود فشار هوا افت و افزایش پیدا کند. این باعث می‌شود قفسه سینه بیمار منقبض و منسبط شود و به وی اجازه می‌دهد حتی اگر کاملاً فلج باشد، نفس بکشد.
این ریه‌های آهنی در اوج بیماری‌های همه‌گیر فلج اطفال در قرن بیستم در بیمارستان‌ها و حتی خانه‌ها رواج داشتند، هرچند که از آن زمان تاکنون توسط ماشین‌های پیچیده‌تر کنار رفته بودند. اما کووید-۱۹ ممکن است به آنها جان تازه‌ای ببخشد.
محصول جدید که کاری مشترک از محققان دانشگاه “وارویک”، گروه هوافضا و دفاعی “مارشال”، بیمارستان گوش و حلق و بینی ملی رویال و گروه‌هایی از دانشمندان، پزشکان، دانشگاهیان، تولیدکنندگان و مهندسان است، “exovent” نامیده می‌شود.
این دستگاه در حال حاضر به مرحله نمونه اولیه رسیده است و در دو کلینیک مراقبت ویژه در انگلستان آزمایش خواهد شد.
این دستگاه بر خلاف دستگاه‌های تنفس مصنوعی فشار مثبت، نیازی به لوله‌گذاری ندارد و طراحی و عملکرد بسیار ساده‌تری دارد. به گفته طراحان آن، بیماران می‌توانند در طول استفاده از آن بیدار بمانند، دارو مصرف کنند، غذا بخورند و مایعات بنوشند و از طریق تلفن با عزیزان خود صحبت کنند. علاوه بر این، این دستگاه، کارایی قلب را نسبت به ونتیلاتورهای معمولی ۲۵ درصد بیشتر بهبود می‌بخشد که می‌تواند عملکردهای قلبی را نیز تحت تأثیر قرار دهد.
این دستگاه تنها با محصور کردن قفسه سینه کار می‌کند و برای کار، نیازی به هوای فشرده شده یا اکسیژن ندارد و تنها چند قسمت متحرک دارد که به راحتی هم در دسترس هستند.
توسعه‌دهندگان همچنین می‌گویند که این دستگاه می‌تواند در بخش‌های معمولی بیمارستان‌ها نیز مورد استفاده قرار گیرد که این امر، تخت‌های ICU را برای موارد جدی‌تر آزاد می‌کند.
تخمین زده می‌شود که پس از طی مراحل ارزیابی و آزمایش‌ها، تعداد ۵۰۰۰ عدد از این دستگاه می‌تواند به طور هفتگی در انگلستان تولید شود.
“مارگو جیمز”، رئیس اجرایی گروه تولیدی دانشگاه وارویک می‌گوید: ما خوشحالیم که روی “Exovent” کار می‌کنیم تا به تولید انبوه این ونتیلاتورهای غیر تهاجمی کمک کنیم. مهندسان و محققان ما در زمینه طراحی، مهندسی، تهیه منابع و سرهم بندی این ونتیلاتور همکاری می‌کنند.
محققان دانشگاه استنفورد موفق به ابداع یک اسکن هوشمند توالت شده‌اند که ادرار و مدفوع انسان را اسکن کرده و به دنبال علائم بیماری‌های مختلف می‌گردد.
ادرار و مدفوع انسان می‌تواند انواع مختلفی از اطلاعات مفید در مورد وضعیت سلامتی ما را در خود داشته باشد و دانشمندان در حال پیگیری برخی فناوری‌های جالب هستند که بتوانند در این امر به ما کمک کنند (کمک به کمبود ونتیلاتور).
در حال حاضر گروهی در دانشگاه استنفورد موفق به ابداع نوع جدیدی از “توالت هوشمند” شده‌اند که به طور خودکار نمونه‌های ادرار و مدفوع را برای شناسایی علائم بیماری اسکن می‌کند.
تحقیقات قبلی ایده استفاده از توالت هوشمند یا دستمال توالت هوشمند را که اطلاعات نهفته در مدفوع را نمایان می‌کند، مطرح کرده بودند. اکنون این توالت هوشمند می‌تواند درک بهتری از باکتری‌های موجود در روده ما به دانشمندان ارائه دهد.
“توالت هوشمند” استنفورد مدت‌ها است که در حال توسعه است و محققان به سرپرستی “سانجیو گامبیر” اکنون بالاخره موفق به تحقق آن شده‌اند.
“گامبیر”، استاد رادیولوژی در دانشگاه استنفورد گفت: مفهوم ما بیش از ۱۵ سال قدمت دارد. در ابتدا وقتی آن را مطرح کردم، مردم می‌خندیدند، زیرا یک ایده جالب اما کمی عجیب به نظر می‌رسید.
این فناوری به گونه‌ای طراحی شده است که با توالت‌های موجود سازگار است و می‌توان به راحتی آن را روی کاسه سوار کرد. این دستگاه شامل یک دوربین است که از ادرار و مدفوع فیلم می‌گیرد و سپس توسط الگوریتم‌ها برای ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی پردازش می‌شود.
طبق گفته این گروه، این الگوریتم‌ها می‌توانند مشخصات نمونه ادرار را تجزیه و تحلیل کنند. این بدان معناست که سرعت، زمان و حجم جریان را برای تمایز نمونه‌های سالم از نمونه‌های ناسالم ارزیابی می‌کند و با تجزیه و تحلیل استحکام و غلظت نمونه مدفوع نیز نتیجه‌گیری‌های مشابهی می‌کند.
علاوه بر این، “توالت هوشمند” فیلم‌های گرفته شده را برای اسکن نمونه ادرار برای فاش شدن ویژگی‌های مولکولی استفاده می‌کند.
“گامبیر” می‌گوید: این توالت هوشمند می‌تواند ۱۰ نشانگر مختلف زیستی از جمله شمارش گلبول‌های سفید و میزان پروتئین‌های خاص را که می‌تواند نشان‌دهنده طیف وسیعی از بیماری‌ها از جمله نارسایی کلیه، عفونت یا سرطان مثانه باشد، ردیابی کند.
این گروه ۲۱ شرکت‌کننده را طی چندین ماه مورد بررسی و آزمایش قرار دادند.
از آنجا که هدف از این کار، ارائه نظارت بر سلامت شخصی است، محققان یک سیستم شناسایی کاملاً جالب را در این دستگاه به بقیه موارد پیوند زدند که به موجب آن یک اسکنر کوچک، از مقعد کاربر برای مطابقت با داده‌های مشخص، تصویر می‌گیرد.
“گامبیر” افزود: ما می‌دانیم که این کار به نظر عجیب است، اما به نظر می‌رسد که شکل مقعد هر کس منحصر به فرد است.
امید است با شروع مطالعات بزرگتر که شرکت‌کنندگان بیشتری را در بر می‌گیرند، پیشرفت بیشتری در توالت هوشمند حاصل شود تا ویژگی‌های جدید مانند کنترل گلوکز برای افراد دیابتی را فراهم کند. ترکیب تجزیه و تحلیل مولکولی برای نمونه‌های مدفوع یکی دیگر از اهداف محققان است.
این گروه تصور می‌کند که این توالت هوشمند با پیشرفت و توسعه بیشتر می‌تواند با یک برنامه روی گوشی‌های هوشمند کار کند تا وقتی چیزی غیر عادی به نظر می‌رسد، اطلاعات را به کاربر و پزشک انتقال دهد.
“گامبیر” گفت: این کار کمی دشوار است، اما ما در حال تلاش برای انجام آن هستیم. توالت هوشمند راهی مناسب برای به دست آوردن منبع داده‌ای است که معمولاً نادیده گرفته می‌شود و نیازی نیست کاربر به آزمایشگاه برود.
منبع: ایسنا