Новація 16:58 04 Тра 2020

Кисневий концентратор своїми руками. Як київські хакери запустили виробництво обладнання для регіонів

Україна приречена на технологічний прорив у виробництві медичного обладнання, вважає команда волонтерів хакерспейсу HackLab. "Рубрика" дізналась, чому, і чим важливий кисневий концентратор

English version here

Пандемія коронавірусу змусила всіх нас змінюватись та пристосовуватись до нових реалій. Це стосується і технологічного процесу в сучасній Україні, який зараз може отримати нове дихання. Власне, так вважає голова київського хакерспейсу HackLab Артем Синицин. У своїй майстерні ініціативна команда робить кисневий концентратор, який може допомогти з киснем у регіонах України та вирішити на місці проблему без звернень у центр.

Коли все почалось і що стало спусковим гачком

Все почалось з того, що один із учасників хакерспейсу Олександр Лебедєв зателефонував на початку пандемії та сказав, що хакерспейсу як комьюніті треба долучитися до боротьби з коронавірусом. На той момент ніхто не знав, як розвиватиметься ситуація, і ми повинні були взяти ініціативу.

Спочатку була ідея розробити ШВЛ, але після консультації з лікарями ми зрозуміли, що проблем набагато більше, і проблема наявності апаратів ШВЛ є тільки однією з них. Багато спеціалістів сходилися на тому, що головна проблема — у потребі кисню для кисневої терапії.

Спусковим гачком став "піковий" резонанс у нашій спільноті, що виникнув після того, як ми озвучили ідею долучитись хакерспейсом до медичних проблем. Ми спілкувалися із медичним персоналом, розробниками медичного обладнання, їздили у відділ анестезіології Інституту Раку і вивчали потреби, що є на місцях. Наприклад з тих що ми почули це: потреба у кисні, у зволожувачах повітря, є проблеми з перехідниками для апаратів. З цього переліку ми обрали одну та почали над нею працювати.

Що таке киснева терапія у боротьбі з Covid-19

Вірусна пневмонія вражає легені та людині стає важко дихати. Найменш інвазивна терапія при цьому — підмішати до повітря, яким дихає пацієнт, кисень, щоб кров легеням легше ним насичувалась. Для цього просто ставиться маска, туди подається концентрований кисень. Маска не щільна, тому людина в цьому стані має мати змогу дихати сама. Якщо людина тиждень пролежить з такою терапією, то може одужати. Звичайно, якщо організм має змогу боротись із вірусом. Це називається киснева терапія.

Штучна вентиляція легень (ШВЛ) — це останній рубіж, коли людина вже задихається і не може дихати сама. Це — хірургічне втручання, інтубація. Під надлишковим тиском повітря, насичене киснем подається напряму через трубку. Це складна операція, багато лікарів каже, що є ризики зараження і такого втручання намагаються уникати і залишати пацієнта на кисневій терапії скільки це можливо.

Кисень потрібен в обох випадках: і за терапії, і за встановлення ШВЛ. Головна проблема полягає в тому, де його брати. На одного пацієнта треба в день приблизно 1 балон кисню. В центральних лікарнях його виробляють централізовано на кріогенній станції у великій кількості. У віддалених регіонах кисень возять автівками. Якщо пацієнтів буде 100, то щодня треба стільки ж балонів для кисневої терапії. Тому доставка кисню — це велика логістична проблема, вирішити таку проблему допомагає кисневий концентратор.

Як він працює

Кисень вже є в повітрі, але його концентрація складає 21 відсоток. Решта — азот. Ідея цих пристроїв у тому, щоб "прибрати" азот з повітря за допомогою процеса адсорбції на речовинах, що називаються цеолітами, залишивши тільки кисень. На виході таких пристроїв зазвичай отримають 90-93 відсотків кисню.

Концентратор, порівняно із кисневим балоном має низку переваг:

все, що треба для його роботи це розетка
працює 24/7
не прив'язаний до інфраструктури кріогених станції

Ідея проекту

У такі стислі терміни важко зробити пристрій, який буде сертифікований та відповідатиме всім вимогам та стандартам. Саме наш пристрій використовується у критичних випадках: або людину залишити без кисню, або з нашим пристроєм.

Також у команді ми розуміли, що потужностей нашого хакерспейсу недостатньо для організації повноцінного виробництва. Тому ми вирішили йти по принципу Open Source — розробити відкриту документацію на пристрій і забезпечити поширення експертизи повторення нашого проєкту локальними групами інженерів чи інших мейкерських спільнот. Документація і конструкція максимально прості і доступні, тому за наявності всіх комплектуючих його можна зібрати за день, якщо збиратиме одна людина.

Проблемна частина цього процесу — поставка комплектуючих і цеоліту, який складно дістати. Виробники цеоліту постачають до 200 кг, а на один апарат треба приблизно 2 кг. Допомога треба з поставкою цеоліту, який ми зможемо надати іншим мейкерськими спільнотами, щоб вони могли робити це на місцях. Ми плануємо надавати менторську допомогу по процесу.

Що треба знати будь-якій мейкерській спільноті для збірки кисневого концентратору

вивчити документацію та зв'язатися з Hacklab — Kyiv Hackerspace
3D принтер і навички 3D друку
базовий столярний інструмент
базові навички у пайці
цеоліт

Де брати кошти на проекти

Ініціатива повністю волонтерська, всі учасники, які займаються проектом, не отримують фінансової винагороди. Єдине, що ми отримали — це грантова допомога від міжнародного фонду "Відродження" у розмірі 50 тисяч гривень. Це стосується купівлі комплектуючих матеріалів, також люди відгукувались та надавали нам фінансову допомогу, на що ми також купували комплектуючі.

Скільки людей у команді

Проект багатошаровий, проте є головна частина, яка складається з 3-4 людей. Також до нас приєднуються на part-time волонтери, які займаються конкретними маленькими завданнями. Це допомагає у розробці проекту. Можна сказати, що команда складається з приблизно півтора десятка людей.

Звідки надходить допомога

Здебільшого через соціальні мережі — Фейсбук, сарафанне радіо, у нас є внутрішній чат у хакерспейсі, де ми висвітлювали і казали, що нам потрібна допомога і нам її надавали. Люди, які раніше не були в команді, стали під час пандемії активніші.

Covid-19 став каталізатором для технічного прогресу у медичному обладнанні

Хвилі коронавірусу прогнозують і восени. Ми хочемо зібрати групу локальних ком'юніті, які матимуть експертизу збирати такі пристрої, щоб у разі критичних навантажень на медичну систему швидко активізуватись та постачати кисневі концентратори до лікарень.

Також наша мета у цьому проєкті — напрацювання інженерної експертизи у розробці медичного обладнання. Зараз дуже мало робиться у цьому напрямку, більшість апаратів на ринку це імпортна техніка. Тому треба використовувати виклики, що склалися у зв'язку з епідемією як стимул до розробки власних рішень, якомога більше локалізованих в Україні.