Технические средства борьбы с заболеванием, вызванным коронавирусом COVID-19

Содержание
[-]

***

Что такое ИВЛ, и как она спасает жизни при заражении коронавирусом?

Многим больным пневмонией COVID-19 нужна искусственная вентиляция легких. Как работают аппараты ИВЛ, и почему их остро не хватает во времена пандемии коронавируса.

Заболевание COVID-19 поражает преимущественно нижние дыхательные пути, и у 20% людей, зараженных вирусом SARS-CoV-2, он проникает глубоко в легкие. При этом состояние больного быстро становится критическим, и самых тяжелых пациентов необходимо срочно поместить в отделение интенсивной терапии и подключить к аппаратам искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

В Италии и Испании - странах, наиболее пострадавших от коронавируса, - больницы часто не справляются с наплывом пациентов: мест в отделениях интенсивной терапии с "вентиляторами", как медики называют ИВЛ, не хватает, поэтому врачам иногда приходится делать выбор в пользу тех, у кого больше шансов выжить.

Когда нужна искусственная вентиляция легких?

Искусственная вентиляция необходима в тех случаях, когда легкие больше не могут вдыхать достаточно кислорода и выдыхать собравшийся в них углекислый газ. В этом случае аппараты ИВЛ берут на себя функции дыхательной системы.

Своевременное подключение к "вентилятору" максимально увеличивает шансы на выживание. Если человека, который перестал дышать, не подключить к аппарату ИВЛ, его внутренние органы перестают снабжаться кислородом. Вскоре после этого перестает биться сердце, прекращается кровоснабжение, и в течение нескольких минут пациент умирает.

Как работают аппараты ИВЛ?

Принцип, по которому работают аппараты ИВЛ, называется вентиляцией с положительным давлением. Они закачивают насыщенный кислородом воздух в легкие и откачивают из них жидкость. Звучит просто, но в действительности это сложный процесс. Современные аппараты ИВЛ обладают множеством различных режимов вентиляции легких, которые используются в зависимости от конкретной ситуации.

При вентиляции с контролируемым давлением (Pressure Controlled Ventilation, PCV) аппарат ИВЛ (респиратор) создает в дыхательных путях и альвеолах легких определенный уровень давления с тем, чтобы они могли поглощать как можно больше кислорода. Как только давление достигает установленного максимального предела, начинается режим выдоха. Таким образом, респиратор берет на себя весь процесс дыхания пациента.

Что чувствуют пациенты под аппаратами ИВЛ?

Существуют два вида искусственной вентиляции легких: инвазивная и неинвазивная. При неинвазивном искусственном дыхании на лицо пациента надевается плотно прилегающая маска, через которую воздух с помощью аппарата ИВЛ поступает в легкие. В этом случае у человека сохраняются все естественные функции дыхательных путей.

Чтобы провести инвазивную вентиляцию легких, пациенту делают интубацию - вставляют в трахею трубку через нос или рот. В некоторых случаях проводится хирургическая операция, которая называется трахеотомия: врач делает в нижней части шеи небольшой надрез, вскрывающий трахею, в него вводится трубка, а затем к ней подключается аппарат ИВЛ.

Люди, подключенные к "вентиляторам", не могут ни говорить, ни есть, ни пить: их приходится искусственно кормить через трубку. Поскольку инвазивная вентиляция легких, помимо всего, еще и довольно болезненна, пациентов обычно вводят в искусственную кому при помощи анестезии.

Почему не хватает аппаратов ИВЛ?

На фоне стремительного распространения коронавируса спрос на аппараты ИВЛ по всему миру резко возрос. Число мест в отделениях интенсивной терапии в большинстве стран не рассчитано на постоянно увеличивающийся поток больных, одновременно нуждающихся в искусственной вентиляции легких.

При этом современные высокотехнологичные аппараты ИВЛ, стоимость которых порой достигает 50 тысяч евро, невозможно приобрести в кратчайшие сроки. В мире существует всего несколько производителей аппаратов ИВЛ и устройств ЭКМО - экстракорпоральной мембранной оксигенации, способных обогащать кровь кислородом, иными словами, работать, как искусственные легкие.

В настоящее время эти компании максимально увеличили свои производственные мощности, однако они испытывают сложности с поставками - в том числе, расходных материалов, таких как дыхательные трубки и канюли. Проблемы с уходом за пациентами с тяжелыми симптомами COVID-19 и их лечением могут возникнуть и из-за нехватки квалифицированного персонала, способного работать с аппаратами ИВЛ в отделениях интенсивной терапии.

Как выглядит ситуация с ИВЛ в Германии? 

В Германии места в отделениях интенсивной терапии - так называемые "реанимационные койки", оснащенные аппаратами ИВЛ, есть в 1160 больницах. Всего по стране таких "коек" - около 28 тысяч. Это означает, что с учетом общего числа населения, составляющего примерно 80 млн человек, в ФРГ на 100 тысяч жителей приходится примерно 34 койко-мест. Это намного выше среднего уровня в Европе. Так, в Италии с населением около 60 млн человек на 100 тысяч жителей приходится 12 "реанимационных коек". В Нидерландах это число еще меньше - всего 7 мест на 100 тысяч человек. Примерно такая же ситуация и в скандинавских странах.

Стоит также отметить, что в связи с резким увеличением числа больных пневмонией COVID-19 многие больницы в Германии в настоящее время отказались от большинства плановых операций. Это решение позволяет обеспечить пациентов с тяжелыми симптомами коронавирусной инфекции дополнительными аппаратами искусственной вентиляции легких из операционных. Кроме того, сейчас принимаются все меры, чтобы как можно скорее увеличить число аппаратов ИВЛ.

Авторы: Александер Фройнд, Марина Барановская   

https://p.dw.com/p/3aDgJ

***

Чем может помочь смартфон в борьбе с эпидемией коронавируса?

Немецкие программисты разрабатывают приложение, позволяющее предупреждать владельцев смартфонов об их возможном заражении, сохраняя в тайне и их личные данные, и носителя инфекции.

Эпидемия коронавируса по-прежнему ширится в Германии с пугающей скоростью, хотя кривая роста и стала чуть менее крутой. Тот факт, что число инфицированных теперь удваивается раз в пять дней, а не как прежде каждые три, - слабое утешение. Считается, что снизить скорость распространения вируса SARS-CoV-2 можно было бы с помощью более массового и более точного тестирования.

Проблема в том, что, во-первых, мощности лабораторий ограничены, а, во-вторых, имеет смысл тестировать только тех, кто вообще мог заразиться, то есть имел контакт с заболевшим, но сам при этом остается бессимптомным. Выход в Германии видят в применении специального приложения к смартфону, позволяющего определить круг лиц, которые приближались к установленному позднее носителю коронавируса.

Азиатские методы геолокации Германии не подходят

В Германии внимательно изучили методы геолокации, которые применяют в этих целях в некоторых странах Азии - Китае, Тайване, Гонконге, Сингапуре, Южной Корее. Опыт большинства таких стран в ФРГ, где крайне придирчиво следят за соблюдением тайны личных данных, неприменим.

На Тайване, например, власти используют координаты геолокации конкретных смартфонов для установления местонахождения потенциально инфицированного человека и наблюдения за соблюдением им домашнего карантина. Нарушителю режима грозит штраф в 30 000 евро и огласка его имени. В Сингапуре и Гонконге с помощью данных личных смартфонов также следят за соблюдением карантина, а еще восстанавливают схему передвижения их владельцев и публикуют адреса домов, в которых находятся посаженные в карантин.

Больше подходит для Германии опыт Южной Кореи, в которой жители делятся данными геолокации своих смартфонов на добровольной основе. В этой стране удалось резко замедлить темп распространения коронавируса, не прибегая к переводу общественной и экономической жизни в коматозное состояние.

Жители Южной Кореи, однако, отнюдь не столь щепетильны в вопросах охраны личных данных, как немцы. И власти Германии понимают, что добровольно участвовать в каких бы то ни было технологических схемах контроля за распространением инфекции граждане страны будут, только имея гарантии сохранения анонимности. Над таким решением сейчас и трудятся эксперты двух немецких институтов - имени Роберта Коха  (Robert-Koch-Institut) и имени Генриха Герца (Heinrich-Hertz-Institut).

Они разрабатывают специальное приложение, которое использует технологию ближней связи Bluetooth, превращающей любой смартфон в приемник и передатчик одновременно. Смартфон с таким приложением и включенным Bluetooth сканирует окружение, определяя наличие других смартфонов в небольшом радиусе.

Приложение генерирует и периодически меняет идентификационный номер (ID), по которому самого владельца смартфона вычислить невозможно. Когда два таких смартфона оказываются какое-то время на расстоянии ближе, чем пара метров друг от друга - например, по соседству в автобусе, вагоне метро или в очереди в кассу супермаркета - они обмениваются такими номерами, сохраня их поначалу только в своей памяти в течение двух недель. Ведут, своего рода, дневник контактов.

Если позднее владелец одного из смартфонов оказывается инфицированным и вносит в приложение соответствующую информацию, ID автоматически поступает на сервер, к которому имеют доступ только эти два института. При этом имя, номер телефона и прочие личные данные человека остаются анонимными.

Информация на сервере позволяет расшифровать ID всех прочих приложений на смартфонах, находившихся некоторое время вблизи того, чей владелец оказался инфицированным. На эти приложения и поступает сигнал тревоги с уведомлением о возможном заражении, а также рекомендацией сдать мазок на анализ и сесть на карантин. Но сами владельцы смартфонов с такими приложениями по-прежнему остаются анонимными.

Использование технологии Bluetooth считается намного более надежным вариантом, чем геолокация с применением данных с вышек сотовой связи, поскольку в зоне действия одной такой антенны могут находится два телефона на расстоянии и в 50 метров - абсолютно безопасном с точки зрения передачи вируса.

Охрана личных данных превыше всего

Министр юстиции ФРГ Кристине Ламбрехт (Christine Lambrecht) в принципе поддерживает идею использования такого антикоронавирусного приложения к смартфонам, но настаивает на выполнении целого ряда требований.

„Важно, чтобы при этом соблюдались нормы правового государства, - заявила она. - Это значит, во-первых, что тем самым действительно можно спасать жизни людей, а, во-вторых, должны соблюдаться все права граждан, чего можно достичь только добровольностью использования такого приложения".

На необходимость строго соблюдения принципа охраны личных данных обращает внимание и сопредседатель фракции оппозиционных "зеленых" Катрин Гёринг-Эккард (Katrin Göring-Eckardt): "Должно быть совершенно ясно, что никто не может ни за мной проследить, ни я не могу установить, больна ли моя соседка по дому".

Число тестов на коронавирус будет увеличено

Но у уполномоченного правительства Германии по охране личных данных социал-демократа Ульриха Кельбера (Ulrich Kelber), похоже, нет принципиальных возражений против разработки двух институтов. Охрана здоровья и сохранение тайны личных данных, по его словам, не противоречат друг другу. Так, децентрализованное хранение данных о контактах на самих смартфонах, указал он, гарантирует, что никто не сможет узнать, где человек был и с кем встречался. В любом случае, ведомство Кельбера будет сопровождать введение нового приложения, которое будет готово, обещают эксперты, в первой декаде апреля.

Его установка на смартфоны будет добровольной, но вице-канцлер Олаф Шольц (Olaf Scholz) не сомневается, что подавляющее большинство жителей Германии воспользуются такой возможностью. "Я исхожу из того, что так поступит практически каждый, - заявил Шольц, - и тогда это сработает".

Но для того, чтобы приложение к смартфонам действительно оказалось действенным средством ограничения скорости распространения коронавирусной инфекции, требуется не только готовность жителей Германии установить его на свои смартфоны, но и наращивание лабораторного потенциала. Ведь человек, получивший на свой телефон сигнал тревоги, должен иметь возможность быстро пройти тест, он едва ли согласится просто так из-за подозрения отправиться на две недели в домашний карантин.

Автор: Никита Жолквер

https://p.dw.com/p/3aGcB

***

Как искусственный интеллект помогает справиться с эпидемией

В то время как новые штаммы вируса распространяются по планете, на борьбу с COVID-19 призван искусственный интеллект.

Роботы в Поднебесной проверяют первичные симптомы, берут анализы, проводят дезинфекцию, отлавливают людей с температурой, развозят по домам продукты и лекарства. В Таиланде умные машины с технологией 5G следят и ухаживают за зараженными пациентами, снижая нагрузку на медперсонал.

Красивая легенда о том, как роботы пришли на помощь людям и спасли миллионы от заражения, обрела вполне очертаемые формы. Путь развития повсеместного внедрения искусственного интеллекта показал отличные результаты в Китае.

А зеленый код — иди

Прорывным технологическим решением китайцев стали QR-коды, их ввели популярные месседжер WeChat и интернет-ритейлер Alibaba Group. Во многом благодаря этому удалось приостановить темп заражения — программы отслеживают перемещение носителя смартфона в метро, автобусе или такси и информируют о контактах с пассажиром, как только появляются данные о новом заболевшем. Вход в общественный транспорт осуществляется исключительно посредством QR-кода, где система синхронизирует ID с номером транспортного средства, временем посадки и пассажирами поблизости. Alibaba ввел систему кодов с цветовой кодировкой, которая сообщает человеку, стоит ли ему уходить на карантин. Только обладатели зеленого кода могут свободно передвигаться по городу. Владельцы желтого кода должны остаться дома на неделю, а с красным отправиться на карантин на две недели. Поисковая система Baidu запустила сервис, где с врачом можно проконсультироваться в режиме онлайн.

Первые ласточки

В то время как робототехники трудились над системой распознавания речи, самыми востребованными в период всемирной эпидемии оказались сервисные роботы, способные помогать врачам и выполнять несложные задачи.

В одной из больниц Гуанчжоу роботы доставляют больным лекарства и еду, собирают постельное белье и мусор. Они легко обходят препятствия, сами открывают двери и даже поднимаются на лифте.

Кроме того, могут считывать карты, планировать оптимальный маршрут передвижения и создавать базу данных всех пациентов. В Бангкоке специалисты инженерного и медицинского факультетов Университета Чулалонгкорн создали нескольких роботов, которые с помощью 5G обеспечивают между пациентом и врачом видеосвязь высокого разрешения, что помогает минимизировать контакты здоровых людей с инфицированными. Разработчики говорят, роботов можно быстро усовершенствовать, они научатся измерять артериальное давление, делать ЭКГ и передавать результаты обследований лечащему доктору.

Медицинская долина

От индустриального производства к цифровому двигается и наша страна, правда весьма неспешно. Вот что в борьбе с коронавирусом мы уже успели сделать в части технических достижений. Российская компания по проектированию умных машин анонсировала ботов для проведения экспресс-опроса жителей о первых симптомах вируса, а также взятия биоматериала, измерения уровня сахара и объема легких. Нет, мы не надеемся встретить говорящего «Бэймакса» в региональных поликлиниках, но совершенно ясно, что цифровая медицина и в нашей стране будет активно развиваться.

«Ситуация с вирусом даст толчок к созданию новых устройств,— считает Андрей Долгирев, замдиректора Центра "Фаблаб" в Санкт-Петербургском политехническом университете,— но и сейчас медицинские лаборатории снабжены по последнему слову техники. Трудности робототехников часто в том, что технологии убежали далеко вперед от современного бизнеса. Мы можем делать все, но многое уже производят в Китае». По его словам, связь между мейкерами-изобретателями из Фаблабов и крупными производителями растет, приходят новые умные головы, перенимают опыт старшего поколения. «На рынке много запросов, например актуальна потребность в роботах, обучающих врачей, как правило, интерны делают их сами, покупать за рубежом невыгодно»,— добавляет Долгирев.

Битва робототехников

В институтах автоматизации и робототехники по всему миру активно обсуждают варианты ускорения развития сектора цифровой медицины. Рынок растет на 30 процентов ежегодно и, по данным Global Market Insights, к 2025 году составит более 500 млрд долларов.

Человечество впервые кончиками пальцев ощутило потребность в умных ботах, беспилотниках, дронах, призванных безопасно и быстро доставлять продукты, исследовать территорию, оценивать риски, проводить дезинфекцию, исключать объекты заражения из толпы. То, что раньше мы отдавали на откуп промышленным производствам, стало жизненно необходимо сейчас.

На международной выставке потребительской электроники CES-2020 в Лас-Вегасе эксперты индустрии сошлись во мнении: роботы постепенно придут туда, где человеку работать опасно, грязно или скучно. ИИ уже умеет диагностировать онкологию, внутричерепные кровотечения, инсульты, трещины и многое другое, а также собирать и анализировать большие данные для повышения эффективности лечения. Еще недавно фантастикой казались «носимые устройства» для контроля показателей здоровья в домашних условиях. Роботы для диагностики, профилактики, дезинфекции и лечения — для одних настоящее, для других будущее. Но уже точно не футуристическое. В условиях эпидемии роботы, без сомнения, выживут. Да и мы постараемся.

Автор: Ольга Копцева

https://www.kommersant.ru/doc/4300546

***

Русские медицинские роботы успешно борются с коронавирусом. Но… в Южной Африке и Мексике

Крупнейшая южноафриканская компания в области организации здравоохранения, Netcare, объявила во вторник, что она расширяет закупки высокоэффективных медицинских роботов российского производства для обеззараживания воздуха и поверхностей помещений в своих медицинских учреждениях в качестве одной из мер по предотвращению распространения инфекций.

«Netcare долгое время делает упор на профилактику инфекций в своих медицинских учреждениях для пресечения распространенности высокоинфекционных вирусов, таких как коронавирусы и так называемые супербаги», — сказал исполнительный директор Netcare Фридланд. «В результате еще в конце 2017 года мы начали приобретать в России суперэффективных роботов, уничтожающих микробы, чтобы обеспечивать наши существующие комплексные меры по дезинфекции».

Ричард Фридланд добавил, что русские медицинские роботы показали впечатляющие результаты по профилактике инфекций и борьбе с ними на международном уровне, а также во время испытаний в больницах Netcare в 2017 году. В настоящее время Netcare обладает 28 установками, работающими на 22 объектах компании, и в ближайшие пару недель увеличит их число еще на 14 роботов. Профессор Фридланд не скрывает, что распространение новой коронавирусной болезни 2019 года (Covid-19) в Южной Африке вызвало всплеск общественного интереса к профилактическим мерам медицинских работников по сдерживанию инфекций, в частности Covid-19, в медицинских учреждениях, и в последнее время технологии для антивирусной профилактики и контроля в больницах находятся в фокус внимания как профессиональной среды, так и властей.

Ультрафиолетовые роботы Yanex производства НПП «Мелитта» (русская классификация УИКб-01-«Альфа»), развернутые в больницах Netcare, предназначены для проведения экстренной и плановой дезинфекции помещений всех классов чистоты и категорий, включая «чистые» помещения, и используют ударные дозы ультрафиолетового излучения (ксенон) для уничтожения вирусов, бактерий и грибковых спор в течение нескольких минут.

Установка включает в себя два основных компонента: моноблок компактного размера, оснащенный четырьмя колёсами для удобной транспортировки одним человеком; и блок дистанционного управления, работающий по радиоканалу и предназначенный для включения и экстренного управления установкой оператором из безопасного места, находящегося вне обрабатываемого помещения. Каждый робот, развернутый в средствах Netcare, подключен к облаку, и установки генерируют полные отчеты обо всех своих действиях, которые хранятся в единой компьютерной базе. Соответствующие заинтересованные службы в больницах и административный персонал, включая власти, могут отслеживать действия каждого робота в режиме реального времени и получать полные отчеты в любое время.

Старший клинический консультант Netcare, доктор Кэролайн Масло, сказала о русских медицинских роботах следующее: «Используя роботов в различных условиях в учреждениях Netcare, мы обнаружили, что технология соответствовала впечатляющим результатам, проверенным в независимых международных исследованиях, которые поддерживают этот метод дезинфекции… роботы Yanex, произведенные в России, неоднократно доказывали свою эффективность и действенность, и эта форма дезинфекции особенно полезна против бактерий, устойчивых к антибиотикам, и вирусов, таких как Covid-19, которые он легко уничтожает», — сказал Масло. ,

Исследования показали, что система способна уничтожить впечатляющие 99,90% микробов на поверхностях, подверженных непосредственному заражающему прикосновению, и 99,99% микробов в воздухе. Технология полностью нетоксична, хотя дезинфицируемая область должна быть освобождена во время цикла работы робота, так как человеческие глаза чувствительны к ультрафиолетовому излучению такой мощности. При этом ультрафиолетовое излучение робота не приводит к появлению каких-либо остаточных излучений или потенциально вредных побочных выбросов, что означает, что он безопасен для использования даже в самых чувствительных средах, таких как отделения интенсивной терапии новорожденных. И здесь важен другой значимый параметр работы робота «Альфа» — беспрецедентно высокая скорость обеззараживания.

«Тщательная дезинфекция помещения, такого как комната, может быть выполнена всего за минуту, что означает минимальное нарушение работы в больничных зонах, а роботов можно использовать 24 часа в сутки. Также доступна более компактная и мобильная версия, которая складывается в портфель и используется Netcare в службе скорой помощи и при выезде на внешние объекты для быстрой дезинфекции дорожных и воздушных машин скорой помощи и транспортных средств скорой помощи».

Кроме того, специалисты отмечают, что технология роботов Yanex не требует воды во время работы, что делает ее оптимальной для полевого использования по сравнению с другими формами интенсивной дезинфекции.

За несколько часов до того, как президент Сирил Рамафоза объявил о 21-дневном карантине, в стране было зафиксировано первое массовое увеличение числа случаев заболевания Covid-19 с 274 в воскресенье до 402 в понедельник. Во вторник министр здравоохранения Южной Африки Звели Мхизе объявил, что число инфекций увеличилось до 554 подтвержденных случаев.

На этой же неделе появилась информация о еще более широком использовании русских роботов УИКб-01-«Альфа» — в Мексике. Власти Канкуна, неформальной столицы полуострова Юкатан в муниципалитете Бенито Хуарес, объявили о начале массовой санация общественных мест в противодействии коронавирусу.

Доктор Херардо Рейес Перес де Селис из компании Medstent подтвердил, что они начали с дезинфекции в больницах Кинтана-Роо с использованием установок Yanex в больнице общего профиля Jesús Kumate Rodríguez в Канкуне. Компания Medstent объявила, что уже обладает «парком» из более чем ста русских роботов «Альфа».

Что касается России, то у авторов нет информации о роботах УИКб-01-«Альфа» в медицинских учреждениях России. Нам известно лишь, что некоторое время назад такая установка была в трансплантологической операционной НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского и в одном из отделений Российского научного центра хирургии им. академика Б. В. Петровского в Москве.

Автор: Александр Шпунт

https://regnum.ru/news/society/2895463.html


Об авторе
[-]

Автор: Никита Жолквер, Ольга Копцева, Александр Шпунт

Источник: p.dw.com

Добавил:   venjamin.tolstonog


Дата публикации: 03.04.2020. Просмотров: 43

Комментарии
[-]
Ваши данные: *  
Имя:

Комментарий: *  
Прикрепить файл  
 


zagluwka
advanced
Отправить
На главную
Beta