تحويل أقنعة الغطس إلى أجهزة تنفس صناعي على يد مهندسين في مؤسسة قطر

الدوحة، قطر، ×× يوليو، 2020: قبل بضعة شهور، وفيما كانت جائحة "كوفيد-19" قد بدأت بتغير وجه العالم كما نعرفه، لم يقف المجتمع العلمي عاجزًا أمام إمكانية أن تتحول هذه الجائحة إلى تحدٍ كبير يفوق توقعاتنا. فيما انخرط المجتمع الطبي في مواجهة الأزمة الصحية الناجمة عن هذه الجائحة، دخلت فِرق من المهندسين والباحثين أيضًا في سباق مع الزمن لدعم الجهود المبذولة لمكافحتها.

فقد قام فريق من الأساتذة ومهندسي المختبرات في جامعة تكساس إي أند إم في قطر بتنسيق الجهود وحشد الموارد لتطوير أقنعة للوجه وصمامات وأدوات أخرى للمساعدة في مكافحة الفيروس التاجي كورونا "كوفيد-19"، وكان أحد هذه النماذج الأولية هو قناع الغطس الذي يمكن تحويله إلى جهاز تنفس باستخدام محوّل وعبر توصيله بأجهزة التنفس في المستشفيات، أو استخدامه بديلًا للكمامات الطبية N-95 التي تستخدم على نطاق واسع.

كانت إحدى الشركات الإيطالية الناشئة هي أول من باشرت بتنفيذ هذا النموذج، عبر استخدامها أقنعة الغطس التي تقوم بتصنيعها شركة ديكاثلون، وهي شركة أدوات رياضية، وتعديلها على نحو يتيح ربطها بأجهزة التنفس الصناعي. قاد كلٌ من الدكتور مروان خريشة، والدكتور ياسر الحميدي، من برنامج الهندسة الميكانيكية في جامعة تكساس إي أند إم في قطر، الجهود التي استهدفت تصميم وتطوير نسخ مماثلة من هذا النموذج في قطر، مستعينين في ذلك بالمعلومات المتاحة عبر المصادر المفتوحة في شبكة الإنترنت. وقد تولى قطاع البحث والتطوير والابتكار في مؤسسة قطر مهمة توفير هذه الأقنعة التي تبرعت بها ديكاثلون للفريق الهندسي حتى يقوم بتعديلها.

تمكن الفريق المختص في الجامعة الشريكة لمؤسسة قطر من تصميم نسخة أفضل هندسيًا استنادًا إلى المفهوم المتاح عبر المصدر المفتوح، مستخدمًا أجهزة التصنيع وآلات الطباعة ثلاثية الأبعاد المتوفرة في مختبراتهم. كان الهدف هو إعادة استخدام أقنعة الغطس المتاحة عبر توصيلها بمحوّلات وصمامات لاستخدامها كأجهزة تنفس صناعي غير جراحية.

فيما يتعلق بالمرضى الذين يواجهون صعوبات تنفسية، تم الاستعانة بأنبوب يتم إدخاله في القصبة الهوائية. وباستخدام المحول الذي تم تصمميه داخل الجامعة والمتصل بقناع الغطس، يمكن التخلّي عن الإجراء الجراحي تمامًا.

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن هذه الأقنعة مرشحًا وصمامًا لضغط نهاية الزفير الإيجابي (PEEP) والتي قام الفريق بتعديلها، لضمان أن يكون تسرب الهواء الملوث ضئيلًا أو معدومًا بمجرد وضعها من قبل المريض المصاب بـ"كوفيد-19"، وذلك للحفاظ على مستويات الضغط الإيجابي داخل الرئتين ومن ثم حماية المرضى من الفشل الرئوي. يمكن لذلك أن يقلل بدرجة كبيرة من المخاطر التي يتعرض لها العاملون في مجال الرعاية الصحية الذين يقدمون الخدمات العلاجية لمرضى "كوفيد-19"، وأن يجعلها ذلك خيارًا جيدًا للعاملين في الرعاية الصحية نظرُا لأنه يقلل من احتمالية إصابتهم بالفيروس.

بعد أن قامت جامعة تكساس إي أند إم في قطر بالفعل بتسليم المئات من أقنعة الوجه المعدّلة إلى كل من مؤسسة قطر والهلال الأحمر القطري، سلّمت الجامعة أيضًا نماذج أولية لمحولات قناع الغطس لمؤسسة حمد الطبية فيما إذا رأت حاجة لاستخدامها. كما يجري العمل حاليًا على ابتكارات أخرى مثل غرف لعزل المرضى وأدوات لفتح الأبواب دون استخدام اليدين للجمهور ولا سيما بعد اتجاه دول العالم الآن لاستئناف الأنشطة والأعمال.

في هذا الإطار، قال الدكتور خريشة، أستاذ ورئيس برنامج الهندسة الميكانيكية لدى جامعة تكساس إي أند إم في قطر: في مؤسسة نسعى دائمًا إلى تعزيز الابتكار والتطوير، كما أننا جاهزون لتقديم المساعدة في مثل

هذه الظروف المضطربة. لذلك قمنا بتصنيع محولات وصمامات وتعديل الأقنعة بشكل استباقي. لحسن الحظ أن الوضع الصحي في قطر تم التعامل معه بشكل جيد منذ البداية، مما جعلنا لسنا بحاجة لاستخدامها. ولكن إذا أتيحت الفرصة لاستخدامها لمساعدة الدول التي بحاجة إليها ولا تزال تواجه ارتفاعًا في أعداد الإصابات الجديدة، فإنه يسعدنا ذلك بكل تأكيد وفق أي توجيهات رسمية".

بدوره، قال الدكتور الحميدي، مدير المختبرات في قسم الهندسة الميكانيكية، في الجامعة: "أعتقد أن هذه هي المرة الأولى التي نبذل فيها جهدًا كبيرًا في تطوير جهاز ما آملين ألا نستخدمه أبدًا". منذ بداية تفشي الفيروس حصل الدكتور الحميدي وفريقه على تصاريح معينة أتاحت لهم العمل في مختبرات جامعة تكساس إي أند إم في قطر لاستكمال نماذجهم الأولية.

أضاف الدكتور خريشة: "بصفتنا كلية هندسة، فإننا نمتلك القدرة على تصميم وتطوير وتصنيع عدد من الابتكارات التي يمكن أن تساعد في مثل هذه الحالة، ونشعر بالامتنان لإتاحة الفرصة لنا لدعم المجتمع الطبي خلال هذه الظروف".