Conferentie over de bestrijding van COVID-19: een initiatief van de Arduino-community

Op 2 april 2020 organiseerde Arduino een online-conferentie over open-source medische apparatuur en met name de apparatuur die nodig is voor de bestrijding van COVID-19 of het Coronavirus. Na een algemene inleiding door David Cuartielles (mede-oprichter van Arduino) werd het virtuele podium betreden door Robert L. Read van Public Invention, die het onderwerp van open-source beademingsapparaten en ondersteunende beademing introduceerde bij de Arduino-community. Hij houdt een lijst van bekende projecten op GitHub bij.

Beademingsapparaten zijn complex

Zoals snel duidelijk werd, zijn beademingsapparaten complex. Hoewel het technisch niet al te moeilijk lijkt om lucht in de longen van een patiënt te pompen, moet de luchtstroom zeer nauwkeurig worden geregeld om schade aan de longen te voorkomen. De luchtstroom moet een curve volgen die qua vorm lijkt op de warmtecurves van een reflow-oven of die welke worden geproduceerd door omhullende-generatoren die in (analoge) synthesizers worden toegepast. Het is niet gemakkelijk om dit met gemakkelijk verkrijgbare onderdelen voor elkaar te krijgen, terwijl zakventielmaskers (Bag Valve Masks, BVM, ook bekend als Ambu-bags) soms moeilijk verkrijgbaar zijn.

Naast een nauwkeurig gecontroleerde luchtstroom – luchtdrukmeting is een andere uitdaging – heeft een beademingsapparaat robuuste mechanische onderdelen nodig, zoals buizen en filters, en niet in de laatste plaats goedkeuring en certificering uit de medische wereld...

Een van de projecten met veel nabouwpotentieel is AmboVent, waarvoor een Arduino Nano wordt gebruikt.

Twee tracks

De conferentie volgde vanaf dat moment twee tracks: enerzijds de beademingsapparatuur en anderzijds andere open-source medische apparatuur.

Track 1. Arduino-compatibele beademingsapparaten

Hier werden korte presentaties gegeven door mensen van over de hele wereld. Verschillende mensen gingen in op de problemen bij het pompen van lucht, en er werden enkele best wel ingenieuze oplossingen getoond. Een oplossing die mij aansprak, ook al leek die niet bijzonder haalbaar, was de ReaMima, omdat ik alle vereiste onderdelen voorradig heb. Dit project gebruikt water om lucht te pompen. Het Braziliaanse OpenVentilator- project gebruikt geen Ambu-bags als luchtreservoir omdat die moeilijk verkrijgbaar zijn.

Juridische en certificeringsproblemen

Het tweede gedeelte van track 1, gemodereerd door César García Sáez (https://foro.coronavirusmakers.org/) behandelde problemen in verband met juridische voorschriften voor medische apparatuur. Er zijn voorschriften, normen en standaarden voor bijvoorbeeld het filteren en de kwaliteit van de lucht die door een ventilator wordt gepompt. Bovendien kunnen de eisen per regio en per land verschillen.

Het komt erop neer dat het medisch personeel zo vroeg mogelijk bij het project moet worden betrokken. Uiteraard zijn ook goede documentatie en handleidingen nodig. De apparatuur moet gehomologeerd zijn (toch?) en uiteraard voldoen aan de CE-, FCC- en soortgelijke voorschriften.

Track 2. Andere Arduino-compatibele medische hulpmiddelen

Track 2 (gemodereerd door Alessandro Ranellucci) betrof alle zaken die geen beademingsapparatuur waren. Projecten varieerden van AI op edge-devices (DeepC) tot zuurstofconcentrators, en van oximeters tot maskers van koffiefilters of (als ze complexer waren) 3D-geprinte maskers.

De FHIReButton adresseert het probleem van het beheer van beschikbare middelen, bijvoorbeeld intensive-care-units (IC’s) of bedden. De middelen zijn verspreid en het kan een uitdaging zijn om snel een beschikbare IC te vinden. Deze IoT-knop signaleert de beschikbaarheid van een hulpmiddel op een online-platform door simpelweg een schakelaar om te zetten.

Technologische en productie-uitdagingen

Track 2, nu gemodereerd door Dario Pennisi, behandelde daarna problemen met betrekking tot het ontwerpen en vervolgens produceren van medische apparatuur. Naast de voor de hand liggende zaken als robuustheid en veiligheidseisen, moet worden voorkomen dat iedereen dezelfde onderdelen gebruikt, omdat dit snel tot logistieke problemen kan leiden. Iets anders waar niet-gespecialiseerde medische ontwikkelaars zich bewust van moeten zijn, is dat draadloze technologieën niet echt worden gewaardeerd in ziekenhuizen, en dat elk databyte aan data uit een medisch instrument moet worden beschouwd als privacygevoelig.

Een overzicht voor de Arduino-community

Al met al meer dan 7 uur (3,5 uur per track) aan interessante projecten en ideeën. Kant-en-klare oplossingen kwamen hier natuurlijk niet uit voort, maar het was een fraai overzicht van wat mensen over de hele wereld proberen te doen om ons leven te verbeteren – op dit moment om het Coronavirus te bestrijden, maar ook in de toekomst.

Track 1 is ook live uitgezonden op YouTube; u kunt het hier bekijken.

Track 2 is ook op YouTube te vinden.