Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Bagaimana melindungi petugas kesehatan dari COVID-19 – ScienceDaily


Penyebaran cepat COVID-19 membuat rumah sakit kewalahan yang tidak mampu menghadapi peningkatan jumlah pasien, banyak yang membutuhkan ventilator dan perawatan kritis lainnya. Kondisi seperti itu dapat membahayakan pekerja medis. Sekarang para peneliti sedang mempelajari metode untuk meningkatkan keamanan dan kemanjuran rumah sakit selama pandemi.

Kekurangan ventilator yang menyelamatkan nyawa, yang masing-masing biasanya berharga sekitar $ 30.000, sangat menghantam rumah sakit.

“Dengan membangun ventilator yang sederhana dan murah, kami dapat membantu meringankan beban bagi staf medis,” kata Mohamed Amine Abassi, seorang mahasiswa PhD di bidang mekanika fluida.

Berdasarkan prototipe yang dirancang oleh penasihatnya, profesor teknik Xiaofeng Liu, Abassi mempelopori upaya dengan rekan-rekannya dari Universitas Negeri San Diego dan Universitas California San Diego untuk membuat perangkat semacam itu dari komponen yang sudah tersedia – tabung plastik, katup tekanan, pelembab udara. – dan pasokan udara. Kemudian mereka mengujinya.

Hasil awal yang dibagikan pada Pertemuan Tahunan ke-73 Divisi Dinamika Fluida American Physical Society menunjukkan bahwa ventilator memenuhi persyaratan penting yang ditetapkan oleh Food and Drug Administration. Ini sepenuhnya dapat dikontrol pada tiga parameter – tekanan udara, waktu inspirasi, dan Tekanan Ekspirasi Akhir Positif (PEEP) – dengan rencana untuk lebih banyak kontrol dalam pengerjaan.

Abassi dan Liu memperkirakan bahwa ventilator tidak hanya membantu rumah sakit di Amerika Serikat tetapi juga di negara berkembang dan daerah pedesaan dengan infrastruktur medis terbatas. “Jika mereka bisa membangunnya di rumah, mereka bisa menggunakannya,” kata Abassi. “Dan Anda dapat membuat banyak ventilator ini dalam waktu yang sangat singkat.”

Pasien yang menggunakan ventilator yang memiliki beberapa kondisi paru yang relevan dengan COVID-19 dengan penyakit paru-paru kronis yang mendasari akan sering menerima obat-obatan seperti albuterol melalui selang endotrakeal. Perawatan ini melemaskan otot-otot bronkial dan meningkatkan aliran udara ke saluran udara paru-paru yang menyempit.

Sebuah kelompok dari Lehigh University dan University of Arkansas for Medical Sciences mencari metode yang paling efektif untuk pemberian albuterol melalui ventilator.

Ariel Berlinski dan kelompoknya melakukan eksperimen karakterisasi aerosol di Universitas Arkansas. Rahul Rajendran dari Lehigh menggunakan hasil tersebut untuk menyelidiki pengiriman obat melalui perhitungan.

“Tujuan penelitian adalah untuk mengevaluasi efisiensi pemberian obat ketika jenis nebulizer dan penempatannya bervariasi di sirkuit ventilator,” kata Arindam Banerjee, anggota kelompok dan profesor Lehigh di bidang teknik mesin dan mekanik.

Para peneliti menemukan bahwa nebulizer mesh bergetar (bukan jet) yang ditempatkan di sisi kering humidifier memberikan dosis tertinggi ke paru-paru. Pemberian albuterol melalui intubasi bekerja paling efektif untuk partikel yang lebih kecil, sedangkan pemberian oral lebih efisien untuk partikel yang lebih besar.

“Hasil kami sangat penting untuk perawatan berbasis ventilator mekanis,” kata Banerjee.

Bahkan dalam keadaan optimal, petugas kesehatan masih berisiko tertular COVID-19. Alat pernapasan baru dapat mengurangi aerosol yang dihembuskan, yang diketahui dapat menularkan virus penyebab penyakit.

Peneliti dari Liberty University dan Vapotherm bertanya-tanya bagaimana perawatan pernapasan umum akan memengaruhi emisi aerosol. Jadi mereka memutuskan untuk menguji desain yang diusulkan untuk masker wajah PVC yang terhubung ke hisap, menambahkan kanula insuflasi hidung berkecepatan tinggi – jenis perangkat tabung yang menyalurkan oksigen ke hidung.

Kemudian, dengan masukan dari ahli medis, mereka membuat model kamar rumah sakit dengan dua pasien dan empat pengasuh menggunakan teknik komputasi yang sangat canggih. Menurut model mereka, ketika pasien memakai peralatan baru, lebih sedikit partikel yang mencapai petugas kesehatan.

“Ini merupakan cara yang murah untuk mengurangi penyebaran penularan melalui udara menggunakan persediaan yang biasa ditemukan di kamar rumah sakit,” kata kandidat PhD teknik Reid Prichard. “Ini akan tetap menjadi alat penting bahkan setelah pandemi selesai.”

Kelompok lain dari University of South Florida, dipimpin oleh mahasiswa PhD teknik mesin Anthony Perez, sedang menyelidiki apa yang terjadi pada kontaminan aerosol yang dikeluarkan pasien ke ruang isolasi rumah sakit – dan seberapa cepat kontaminan meninggalkan ruangan.

“Karena banyak rumah sakit mencapai kapasitas, memastikan ruang rumah sakit aman untuk dimasuki setelah prosedur yang menghasilkan aerosol – atau setelah pemindahan pasien sebelumnya sehingga petugas kebersihan dapat mempersiapkan ruangan – membutuhkan waktu istirahat yang signifikan,” kata Perez.

Menurut para peneliti, rekomendasi ventilasi Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit mengasumsikan aerosol yang mengandung patogen tercampur sempurna di dalam ruangan. Dengan menggunakan simulasi numerik, kelompok tersebut menemukan bahwa kondisi pencampuran yang tidak sempurna secara signifikan memengaruhi seberapa cepat ventilasi menghilangkan patogen dari ruangan.

“Ini mengejutkan dan agak mengkhawatirkan bahwa standar untuk sanitasi udara didasarkan pada apa yang dianggap banyak orang sebagai kalkulasi back-of-an-envelope,” kata Perez.

Simulasi menunjukkan kontaminan aerosol dapat bertahan di “zona mati” selama sekitar 10 menit di ruang isolasi rumah sakit biasa. Sementara itu, “korsleting” mengeluarkan beberapa paket kontaminan dengan cepat sebelum dapat menyebar.

“Penelitian kami menggambarkan perlunya kerangka kerja yang lebih akurat, namun murah, untuk memprediksi konsentrasi aerosol di ruang rumah sakit yang sewenang-wenang, terutama dalam menilai tingkat paparan petugas kesehatan,” kata Perez.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney