Uma equipe de pesquisadores da Universidade e Medicina Johns Hopkins construiu um sistema roba³tico que dara¡ a  equipe médica a capacidade de operar ventiladores e outras ma¡quinas de cabeceira de fora de salas de tratamento intensivo de pacientes com doenças infecciosas como COVID-19.

O sistema ainda estãosendo testado, mas testes iniciais - incluindo um recentemente destacado pelo NBC Nightly News - demonstraram como ele poderia ser implantado para ajudar hospitais a preservar equipamentos de proteção, limitar a exposição da equipe ao COVID-19 e fornecer mais tempo para o trabalho cla­nico.

O rápido desenvolvimento da invenção desde seu ini­cio em mara§o demonstra a capacidade dos pesquisadores de roba³tica da Whiting School of Engineering da universidade e da equipe cla­nica respirata³ria do Johns Hopkins Hospital para trabalharem juntos para resolver um dos problemas de tratamento mais incômodos que surgem com a pandemia.

"Quando a crise começou a ficar muito severa, comea§amos a pensar no que podera­amos fazer para ajudar", disse o professor de roba³tica Russel Taylor , especialista em medicina intervencionista integrada por computador e orquestrou o esfora§o. “Uma das necessidades que surgiram muito claramente foi o desafio de cuidar dos pacientes em ventiladores em unidades de terapia intensiva”.

Sajid H. Manzoor, diretor de terapia respirata³ria de adultos do Hospital Johns Hopkins, viu esses desafios em primeira ma£o e endossou o conceito desde o ina­cio.

"Dois dos desafios mais difa­ceis que enfrentamos no pico do COVID-19 foram o pessoal e o PPE", disse Manzoor.

A necessidade foi identificada durante sessaµes de brainstorming de mara§o com pesquisadores de roba³tica e equipe médica da Johns Hopkins e da Universidade de Maryland. Os participantes diagnosticaram vários gargalos para fornecer cuidados que poderiam se beneficiar de soluções roba³ticas, incluindo testes de pacientes, desinfecção e limpeza e operação de ventiladores em salas de UTI.

A pandemia estimulou uma onda de pacientes de terapia intensiva altamente infecciosos que exigiam ventiladores, bombas de infusão e outros equipamentos. O tratamento de tais pacientes exige que o pessoal do hospital coloque e tire o equipamento de proteção toda vez que entrar e sair dos quartos, mesmo para pequenos ajustes nas ma¡quinas. O processo queima atravanãs de suprimentos limitados de equipamentos de proteção individual. Tambanãm desperdia§a tempo e pessoal valiosos, pois o procedimento requer uma pessoa adicional para auxiliar na troca de aventais, luvas, máscaras e outros equipamentos.

Ajustes de rotina normalmente levam apenas alguns minutos dentro de uma sala. Mas colocar e remover o equipamento acrescentou mais seis minutos ao processo, disse Jonathan Cope, um terapeuta respirata³rio que ajudou no projeto. Fazer isso 10 vezes em um aºnico turno rouba uma hora inteira que poderia ter sido gasta no atendimento ao paciente, disse ele.

"Este sistema de controle remoto seráum multiplicador de força para nossos médicos de linha de frente", disse Cope. "Ser capaz de economizar tempo para fornecer mais cuidados a mais pacientes rendera¡ enormes dividendos quando enfrentarmos grandes picos de pacientes durante as pandemias."

O sistema pode não estar pronto a tempo para ajudar a lidar especificamente com COVID-19, mas seráútil para lidar com outras doenças infecciosas.

"a‰ prontamente aparente que a necessidade de tais recursos de operação remota não se limita a um aºnico surto de doena§a, como o COVID-19", afirma um pedido de patente feito pela Johns Hopkins Technology Ventures .

O processo conta­nuo de desenvolvimento do dispositivo roba³tico começou em mara§o e envolveu experiência em várias disciplinas - ciência da computação, engenharia meca¢nica, terapia respirata³ria - espalhadas entre professores, alunos e funciona¡rios da Universidade de Maryland, Johns Hopkins Medicine e Johns Hopkins University's Laborata³rio de Sensoriamento Computacional e Roba³tica da Escola de Badejo.

Durante uma sessão de brainstorming de mara§o organizada pelo professor de ciência da computação Gregory Hager , pesquisadores e médicos de ambas as universidades examinaram vários tópicos, mas rapidamente perceberam a necessidade urgente de uma opção de controle remoto expressa por Sarah Murthi e Manzoor, do Shock Trauma Center da Universidade de Maryland.

O estudante da UM, Misha Khrenov - trabalhando com o professor de engenharia meca¢nica Axel Krieger , que se juntou a  Johns Hopkins em 1º de julho - e o cientista pesquisador da LCSR da Johns Hopkins, Bala¡zs P. Va¡gva¶lgyi, construa­ram o prota³tipo funcional com a ajuda de seus colegas da LCSR Anton Deguet, Peter Kazanzides e Taylor.

Durante um teste recente na Unidade de Biocontenção do Hospital Johns Hopkins , Cope usou um tablet com tela de toque em uma sala separada para alterar a porcentagem e o volume de oxigaªnio fornecido por um ventilador com tela de toque conectado a um manequim em uma sala adjacente.

O dispositivo roba³tico éafixado a  tela do ventilador com uma barra horizontal presa na borda superior. A barra serve como uma trilha fixa para o movimento de ida e volta de duas barras verticais finas que se estendem por toda a altura da tela. Conforme as barras verticais varrem a tela, uma caneta que ela carrega se move para cima e para baixo de acordo com os comandos, semelhante a como uma ferramenta de desenho do Etch A Sketch édirecionada ao longo de um eixo XY. Uma ca¢mera conectada a  barra superior envia uma imagem da tela para o tablet do operador.

"Alguns anos atrás, teria parecido loucura controlar o equipamento de suporte a  vida remotamente", disse Cope. "Mas não tendo em conta o ambiente atual. Ha¡ uma necessidade enorme disso. Com certeza vai acabar no ambiente da UTI nos pra³ximos anos."