Technika i medycyna


08-05-2020 18:50:58

Wirus pod namiotem

Bezpieczny, lekki i tani – w Centrum Symulacji Medycznych Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego powstał projekt urządzenia barierowego zapobiegającego niekontrolowanemu rozprzestrzenianiu się aerozolu wydychanego przez pacjentów zakażonych koronawirusem SARS-CoV-2. Do takiej sytuacji dochodzi np. podczas intubacji pacjenta, podłączania do respiratora, wykonywania wkłuć czy rozpoczynania rehabilitacji oddechowej. Namiot barierowy, opracowany przez dr Marcina Kaczora, specjalistę anestezjologii i intensywnej terapii, można stosować również w ratownictwie medycznym, a także w pracowniach tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego.

Jest to pokrywa z folii o grubości 0,3 mm, o wysokim stopniu przezierności, wymiarach 0,8 m x 0,8 m, rozpostarta – jak w niewielkich namiotach turystycznych – na dwóch giętkich pałąkach. Okrywa tylko górną część ciała pacjenta. W okolicy głowy znajdują się dwie śluzy w formie rękawów, pozwalające na wprowadzenie rąk.

Koszt wyprodukowania jednego namiotu barierowego to niecałe 200 zł. Pomysł jest całkowicie polski, urządzenia będą szyte z polskich materiałów, w polskich fabrykach. Wstępne zamówienie Ministerstwa Zdrowia opiewa na 8000 sztuk. W chwili obecnej nie ma tego typu rozwiązania na rynku medycznym – mówi dr Marcin Kaczor.

Fizyk z przyłbicą

Studenci, doktoranci, pracownicy – wolontariusze związani z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego – produkują na drukarkach 3D przyłbice. Przezroczyste, lekkie, elastyczne i odporne na uszkodzenia ochrony za darmo przekazywane są lekarzom, pielęgniarkom, personelowi medycznemu, który ma bezpośredni kontakt z osobami zakażonymi koronawirusem. W pracowni Makerspace@UW na 19 drukarkach powstaje dziennie 300 przyłbic, w sumie wydrukowano ich już ponad 4000 dla 60 szpitali, SOR-ów, domów opieki.

W drukarkach powstają uchwyty (codziennie zużywa się na nie 19 kg filamentu), do których dołączana jest wycinana na ploterze laserowym przesłona ochronna z folii PET. Elementy przyłbic można czyścić zwykłymi środkami myjącymi oraz dezynfekować roztworami etanolu i promieniowaniem UV.

Inicjatorem akcji jest dr Radosław Łapkiewicz, koordynatorem prof. Andrzej Wysmołek. Produkcja przyłbic jest możliwa dzięki funduszom Wydziału Fizyki, dotacjom od osób prywatnych, sponsorów i partnerów uczelnianych. Produkcję mogą wesprzeć również internauci.

Sterylizuj i używaj!

Kompaktową, przenośną komorę dosterylizacji filtrów polimerowych Hepa skonstruowali inżynierowie z Politechniki Śląskiej.

W profesjonalnej ochronie przed wirusem SARS-CoV-2 często używane są maski z mechanicznym filtrem polimerowym Hepa. Niestety, dostępność ochronnych masek oraz filtrów o wystarczająco dobrych właściwościach jest ograniczona, dlatego tak cenna może być sterylizacja, uzdatniająca filtry do ponownego użycia. Ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe UV o długości fali w zakresie od 100 do 280 nm (pasmo UVC) skutecznie inaktywuje patogeny SARS-CoV i MERS-CoV.

Biorąc pod uwagę raportowane w badaniach podobieństwo poprzednich komórek koronawirusa z koronawirusem SARS-CoV-2, można założyć, że promieniowanie UVC jest również skuteczne w dezaktywacji wirusa SARS-CoV-2 – tłumaczą naukowcy. Pracownicy dwóch wydziałów PŚ: Automatyki, Elektroniki i Informatyki oraz Inżynierii Środowiska i Energetyki wykonali obliczenia, na podstawie których wyznaczyli teoretyczny rozkład przestrzenny natężenia promieniowania UVC w urządzeniu. Pomiar natężenia promieniowania pozwolił określić minimalny czas ekspozycji filtrów Hepa na promieniowanie, tak aby skutecznie dezaktywować cząstki zawierające patogen, i ograniczyć maksymalny czas ekspozycji, którego przekroczenie mogłoby spowodować trwałą degradację filtrów.

Wykonana z dostępnych na rynku podzespołów komora sterylizacyjna jest testowana na oddziale Obserwacyjno-Zakaźnym i Hepatologii Szpitala Specjalistycznego nr 1 w Bytomiu.

Inicjatorem pomysłu jest dziekan Wydziału AEI prof. Joanna Polańska, zespół naukowców powołał dr hab. inż. Wojciech Kierat, a za projekt mechaniczny odpowiedzialny jest dr inż. Piotr Koper.

Śląscy inżynierowie zaprojektowali również i wykonali modele przejściówek łączących maski do nurkowania z filtrami Hepa, dzięki czemu można je wykorzystać jako maski ochronne dla personelu medycznego.

Twoja twarz jest gorąca

Podwyższona temperatura ciała to jeden z głównych symptomów zakażenia koronawirusami. Problem w tym, że w zależności od fazy i przebiegu choroby, wysoka gorączka może pojawić się dopiero w ciężkich przypadkach, natomiast w lżejszych postaciach możliwy jest łagodny wzrost temperatury, który łatwo można zlekceważyć lub przeoczyć.

Inżynierowie z Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej wraz z polskimi naukowcami z medyczno-technologicznej spółki Milton Essex SA opracowują system, który dzięki zastosowaniu termowizji automatycznie wykryje symptomy zakażenia wirusem SARS-COV2. System FACE-COV™, wykorzystując dane przesyłane do zewnętrznych systemów biometrycznych, będzie mógł również identyfikować osoby zarażone.

Bramka diagnostyczna z prostym markerem gorączkowym umożliwi kierowanie ruchem osób potencjalnie zakażonych w przestrzeni publicznej i obiektach strategicznych: budynkach, portach lotniczych, dworcach, halach, a także pacjentów w izbach przyjęć, którzy mogą być kierowani odpowiednio do korytarzy „czystych” i „infekcyjnych”.

Naukowcy z zespołu pracującego pod kierunkiem płk. prof. Krzysztofa Kopczyńskiego uważają, że gdyby tego typu systemy, o dużej dokładności pomiarowej i możliwościach identyfikacyjnych, były od początku epidemii zainstalowane na chińskich i europejskich lotniskach, to nie doszłoby do tak masowego przekraczania granic przez osoby zarażone.

Większość podobnych rozwiązań oferowanych obecnie na rynku, a zwłaszcza importowanych z krajów azjatyckich, mało precyzyjnie mierzy temperaturę ciała i nie zawsze jest w stanie poprawnie wykryć gorączkę, poza tym nie generują one danych biometrycznych.

FACE-COV™ nie jest kolejną, robioną ad hoc adaptacją zwykłej kamery termowizyjnej, lecz – jak informują jego twórcy – „stanowi kompletny, wyspecjalizowany system o charakterystyce biomedycznej, bazujący na technice stosowanej dotąd w aplikacjach wojskowych i wykorzystujący sztuczną inteligencję, dzięki czemu zapewnia dużą precyzję i szybkość pomiaru”.

System FACE-COV™ powstaje z sensorów mikrobolometrycznych produkowanych w Unii Europejskiej na podstawie wcześniejszych badań klinicznych prowadzonych w Wojskowym Instytucie Medycznym pod kierunkiem Prof. Kariny Jahnz-Różyk. Transfer technologii o zastosowaniu dotąd głównie wojskowym do medycyny pozwoli szybko uruchomić prace wdrożeniowe – rozwiązanie powinno być gotowe w ciągu kilku miesięcy.

oprac. if

MILTON ESSEX SA wspólnie z inżynierami z IOE WAT złożyła w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju wniosek o rozszerzenie zakresu realizowanego w ramach „Ścieżki dla Mazowsza” medycznego Projektu FOTONICA (Fully Automated Optoelectronical System for Noninvasive Imaging in Clinical Applications) – „Sztuczna Inteligencja wspomagająca zaawansowane rozwiązania fotoniczne w automatycznych diagnostycznych systemach medycznych”

 

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl