호흡의 사업: 인공호흡기를 만들려면 무엇이 필요합니까? 누가 할 수 있습니까?

인공 호흡기를 만드는 데 무엇이 필요하며 누가 할 수 있습니까? 전염병이 잠재적으로 의료 시스템을 압도하기 전에 인도가 그러한 대규모 확장을 달성하기 위해 극복해야 하는 장애물은 무엇입니까?

호흡의 사업: 인공호흡기를 만드는 데 무엇이 필요하며 누가 할 수 있습니까?

함부르크-에펜도르프 대학 의료 센터의 호흡기 시스템. 수요는 전 세계적으로 높습니다. 수입 감소는 인도 제조업체에 추가적인 부담을 줍니다. (로이터 사진)

인도가 새로운 코로나바이러스의 지역사회 확산과 병원 입원 급증에 대비함에 따라 정부는 인공호흡기 용량을 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 많은 수의 인공호흡기가 곧 필요할 수 있으며 철도 소유의 ICF(Integral Coach Factory)는 기계를 역설계하려고 시도했습니다. 이 라인에 대한 경험이 없는 민간 부문 자동차 제조업체들도 대세에 올랐다.

인공호흡기란 무엇이며 발병 시 왜 중요한가요?

인공호흡기(또는 인공호흡기)는 환자가 스스로 호흡할 수 없을 때 호흡을 돕는 기계 장치입니다. 병원에는 인공호흡기에 사용되는 산소와 같은 가스 공급 시스템이 있습니다.

인공호흡기는 압축된 가스(산소)를 다른 가스와 혼합합니다(일반적으로 우리가 호흡하는 것은 대기 중 21%의 산소이기 때문입니다). 뭄바이의 한 대형 병원 중환자실에서 일하는 전문가는 이렇게 하면 환자의 폐에 필요한 양의 산소를 인위적으로 밀어 넣어 공기를 빼낼 수 있다고 말했습니다. COVID-19로 환자는 때때로 간질성 폐렴에 걸립니다. 이 바이러스는 세기관지라고 하는 폐 내부의 공기 통로에 염증을 일으켜 이 부위와 공기가 전달되는 작은 주머니인 폐포에 염증을 일으킵니다. 모든 염증은 공기가 들어오거나 나갈 수 없음을 의미합니다.

폐에서 공기 교환을 위한 공간이 감소함에 따라 환자는 호흡하기 위해 더 열심히 일해야 하며 이는 무한정 불가능할 수 있습니다. 환자는 분당 40-45(호흡)의 속도로 호흡할 수 없으며 생명을 유지할 것으로 기대합니다. 이 시점에서 인공호흡기는 환자에게 더 높은 비율로 산소를 공급하여 환자의 폐를 쉬게 합니다. 전문가는 그렇지 않으면 실패했을 시스템을 지원하여 환자가 스스로 치유할 수 있는 시간을 허용한다고 말했습니다.

인도에는 인공 호흡기가 충분합니까?

인도의 주립 병원에는 현재 14,220개의 ICU 인공호흡기가 있습니다. 또한 COVID-19 환자 관리를 전담하는 정부(및 일부 민간) 병원에는 약 6,000개의 인공호흡기가 있습니다.

월요일 현재 인도의 확진자는 1,251명으로 전 세계 총 722만 명 중 극히 일부에 불과하지만 감염자 수는 현재보다 더 빠르게 증가할 수밖에 없다. ICMR(Indian Council of Medical Research)의 Raman R Gangakhedkar 박사를 비롯한 과학자들의 최근 수학적 모델링에 따르면 감염되어 집중 치료를 받는 환자의 약 절반은 기계 환기가 필요합니다. 싱크탱크인 Brookings India는 이 모델과 기타 데이터를 사용하여 최악의 경우 5월 15일까지 인도에 100만~220만 개의 인공호흡기가 필요할 수 있다고 추정했습니다.

델리 아폴로 병원의 호흡기 의학 및 중환자 치료 수석 컨설턴트인 Dr. Rajesh Chawla는 이용 가능성에 대해 낙관적이라고 말했습니다. 우리의 모든 집중 치료사들과 이야기를 하자면, 현재로서는 인공호흡기를 필요로 하는 환자가 거의 없기 때문에 인공호흡기가 부족하지 않습니다. 대부분은 산소에 있습니다. 이것은 아마도 다른(비-COVID-19) 환자가 엄청나게 감소했기 때문일 것이라고 Chawla 박사는 말했습니다. 이탈리아(월요일까지 거의 98,000명의 감염과 11,000명의 사망자가 발생한)와 같은 상황에서는 모든 국가에 문제가 있습니다. 그러나 현재로서는 (인도의 상황) 괜찮아 보입니다.

Apollo Group은 전국적으로 약 1,000개의 인공호흡기를 보유하고 있으며 대부분이 사용 중입니다.

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인공 호흡기를 만들려면 무엇이 필요합니까?

다양한 유형의 인공호흡기는 다양한 모드로 공기를 공급합니다. Max 인공호흡기를 만드는 AB Industries의 Ashok Patel CEO는 구성 요소가 유형에 따라 다를 것이라고 말했습니다.

인공호흡기를 만들기 위해서는 인공호흡기의 임상적 측면과 이를 사용하는 의사의 요구사항에 대한 핵심 지식이 있어야 합니다. 그런 다음 이러한 요구 사항을 필요한 출력을 달성할 수 있는 엔지니어링 구성 요소로 변환해야 한다고 그는 말했습니다. 인공 호흡기는 소프트웨어와 전자 제품뿐만 아니라 가스를 처리하는 공압 기술의 조합입니다. 또한 안전 표준을 준수해야 하며 장치가 오작동하는 경우 환자의 위험을 최소화하는 메커니즘을 포함해야 합니다.

2020년 3월 27일 아르헨티나 부에노스아이레스에서 직원이 코로나바이러스 질병(COVID-19)의 확산으로 호흡기 시스템에서 작업하고 있습니다. (Reuters Photo: Agustin Marcarian)

공기를 전달하는 데 사용되는 메커니즘(흐름 전달 메커니즘)에 따라 인공호흡기는 벨로우즈 구동 또는 피스톤 인공호흡기, 터빈 인공호흡기 및 외부 압축 공기 구동 인공호흡기의 세 가지 주요 분류가 있다고 Patel은 말했습니다.

ICU 환경에서 공압식 외부 압축 공기 구동 인공호흡기는 COVID-19 환자에게 이상적입니다. 터빈 환풍기는 덜 효과적이기는 하지만 차선책입니다. 구성 요소가 더 적고 확장이 더 쉬울 것이라고 Patel은 말했습니다. COVID-19 환자의 폐는 상대적으로 뻣뻣하고 기도가 부어 있습니다. 저유량 가스는 도움이 되지 않습니다. 더 높은 압력과 높은 흐름이 필요할 것이라고 그는 말했습니다. 아이디어는 적시에 치료하여 폐 세포가 영구적으로 손상되지 않도록 하는 것입니다.

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인도의 인공호흡기 용량을 늘리려면 무엇이 필요할까요?

업계 소식통에 따르면 인도에서 사용되는 인공호흡기의 약 10%만이 인도에서 제조됩니다. 모든 곳에서 수요가 급증했음에도 팬데믹은 글로벌 공급망에 영향을 미쳤습니다. 수입이 둔화되면서 이제 생산량을 늘릴 수 있는 능력이 제한된 인도 제조업체의 부담이 커졌습니다.

인도 제조업체의 데이터는 지금부터 한 달에 약 6,000개의 인공호흡기를 만질 수 있는 총 월간 용량을 예상합니다. AB Industries와 같은 회사는 앞으로 2개월 동안 월 생산량을 약 350-400개로 늘릴 수 있다고 말합니다. 100,000개의 인공호흡기를 제조할 계획이라고 주장한 Bengaluru에 기반을 둔 Skanray Technologies는 현재 한 배치에서 5,000개만 제작할 수 있는 능력을 보유하고 있습니다. 나머지 생산은 협업을 통해 이루어져야 합니다.

읽기 | 인공 호흡기가 충분하지 않아 PSU와 기업에서 생산을 늘리기 시작합니다.

원료 문제도 있다. AB Industries의 Patel에 따르면 인공호흡기의 물리적 구성 요소 중 최소 40%는 미국, 중국, 프랑스 및 독일과 같은 국가에서 수입됩니다. 여기에는 센서 및 디스플레이와 같은 몇 가지 중요한 구성 요소가 포함됩니다. (상자 참조)

Skanray 전무이사 Vishwaprasad Alva는 다음과 같이 말했습니다: 일반적인 상황에서 정부에는 '라이브' 모드로 인공호흡기를 저장하고 실행 및 모니터링하는 전염병 및 재난 관리실이 있습니다. 우리 정부는 그들과 많은 소통과 회의에도 불구하고 이것을 하지 않았습니다. 우리는 2012-13년부터 그들과 이야기를 나누었습니다. 이전 정부도 그렇게 하지 않았다.

코로나바이러스 감염증(COVID-19)의 확산이 계속되는 가운데 2020년 3월 25일 독일 함부르크에 있는 함부르크-에펜도르프 대학 의료 센터의 중환자실에서 의사들이 호흡기 시스템에 대한 지침을 받고 있습니다. (출처: Axel Heimken/Pool via Reuters)

그렇다면 지금 상황을 해결하기 위해 어떤 조치를 취하고 있습니까?

국방부 산하 PSU인 Bharat Electronics Ltd(BEL)는 30,000개의 인공호흡기를 제조하는 과정에 있습니다. 보건부 PSU HLL Lifecare Ltd는 20,000에 대한 입찰을 시작했습니다. Train 18을 제작한 ICF Chennai는 인공호흡기 제조를 시도하고 있습니다.

민간 부문에서 Skanray는 인공호흡기 설계를 단순화하기 위해 BEL 및 Mahindra & Mahindra와 협력하고 있으며 Tata와도 협력을 시작할 수 있습니다. 설계를 단순화하면 수입 부품 소싱과 같은 장애물을 극복하는 데 도움이 됩니다. 마루티 스즈키 인디아(Maruti Suzuki India)는 노이다(Noida)에 기반을 둔 AgVa Healthcare와 월 생산량을 10,000개로 빠르게 확장하기로 했다고 발표했습니다.

센서 및 디스플레이와 같은 수입 전자 부품에 대한 대안을 찾기 위한 실험도 진행 중입니다. 디스플레이를 없앨 수 있습니다. Skanray의 Alva는 버튼 없이 총체적이고 단순한 사용자 인터페이스로 이동할 수 있으며 디스플레이 없이 프로그래밍할 수 있다고 말했습니다. 그는 처음부터 제품을 설계하는 Tata와 M&M이 이와 같은 응급 상황에서 의료 목적으로 사용할 수 있는 특정 자동차 부품을 찾을 수 있다고 말했습니다.

Skanray와 협력자들은 이러한 인공호흡기를 출시하는 데 5-6주의 일정을 예상하고 있습니다. 정부가 취하고 있는 조치로… 곡선을 평평하게 만들 수 있습니다. 그는 자신에게 준비할 시간을 줄 수 있다고 말했다.

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