Dykrebreather-teknik har använts för att rädda liv på intensivvårdspatienter – tack vare dykaren Martin Stanton, VD för Vobster Quay inlandsdykplats i Somerset.
Den första beställningen på 1000 av hans 3CPAP-ventilatorer har just lagts av NHS för att hjälpa patienter med svåra andningssvårigheter.
Stanton kom på idén att tillämpa den hundraåriga principen om att återvinna syre genom att använda en rebreather – som först användes av sjödykare under första världskriget – på NIV-enheten (Non Invasive Ventilation) som är så viktig inom intensivvård på sjukhus enheter.
Sådana ventilatorer används för cirka 60 % av patienterna med akut lunginflammation – den främsta anledningen till att Covid-19-patienter blir inlagda på sjukhus – såväl som andra tillstånd som akut influensa. Men när sjukhus började rapportera brist på ventilatorer och syre för patienter under pandemins tidiga dagar, började Stanton hitta en lösning.
En mjukvaruingenjör till sitt yrke, och som tidigare ägt och drivit Vobster Marine Systems (VMS), hade han redan många års erfarenhet av design och tillverkning av rebreathers under bältet.
"Vad 3CPAP gör som är annorlunda - och det är verkligen en första - är att få en rebreather att utföra CPAP," sa Stanton Divernet. CPAP står för Continuous Positive Airway Pressure. "De syrebesparande egenskaperna hos en rebreather är väl förstått, men tricket är: hur bibehåller du både andningsbar volym och tryck automatiskt?
"På en rebreather är det enkelt att lägga till volym – vi använder vanligtvis en ADV [Automatic Diluent Valve]. Men att bli av med det är svårare. Vi som dykare ventilerar i allmänhet ut volymen genom näsan eller munnen.
"Vi kan inte förvänta oss att en patient gör det, och faktiskt under CPAP är detta omöjligt eftersom du bär en förseglad mask. Så den första uppfinningen, som jag patenterade, var en automatisk volymkontrollventil som bibehåller den ideala volymen i andningsslingan.”
Upprätthålla trycket
Stantons andra utmaning var att hitta ett sätt att upprätthålla trycket i enheten. "CPAP kräver att vi applicerar ett konstant tryck i luftvägarna, men en rebreather fungerar vid omgivande tryck," förklarade han. "Så jag var tvungen att utveckla ett sätt att generera tryck över omgivningen, men inom ett slutet system.
"Det var inte så illa, och med hjälp av regeringskansliet och några vänner hade jag ett system igång i april 2020.
"Men trycket måste hålla sig så nära målet som möjligt under hela andningscykeln, men när du andas in och ut måste du ha ett sätt att ändra det tillförda trycket i realtid, för att kompensera för förändringarna i levererat tryck. ” Stanton säger att han hade fulländat den aspekten av systemet i januari 2021.
Resultatet, hans lätt transporterbara 3CPAP-ventilator, har en sodalimbehållare fäst för att återvinna det utandade syret och kostar cirka £3,300 12,000 – en enorm besparing jämfört med £70 XNUMX kostnaden för en typisk VCXNUMX ICU-ventilator.
Den syrebesparing som krävs är också markerad. Ett standard CPAP-system kan använda 50 liter syre per minut, vilket, med en genomsnittlig leveranshastighet för allmänna sjukhus i Storbritannien på cirka 3,000 60 liter per minut, tillåter endast XNUMX patienter att behandlas.
"Med ett rebreatherbaserat system kan vi behandla över 1,000 300", sa Stanton. "Detta är relevant, eftersom det genomsnittliga sjukhuset i Storbritannien har 400-XNUMX bäddar, och om du överskrider gränserna för syrgassystemet tenderar det att stängas av - vilket lämnar patienterna utan syre alls."
Behandling var som helst
En NHS-rapport i slutet av 2021 visade att CPAP minskade sannolikheten för att en patient skulle intuberas med 18 % och förbättrade resultatet för dem som behövde intuberas med cirka 16 %, sa Stanton. Chanserna att överleva intubation för patienter med akut lunginflammation är runt 50-50.
En ytterligare fördel med 3CPAP är att den till och med kan köras på en syrgaskoncentrator, som vanligtvis används på vårdhem för att leverera O2 till patienter med låga volymer men kan användas i en klinisk miljö endast i samband med en rebreather.
"Detta tillåter oss att ge denna livräddande behandling var som helst, så länge vi har sodalime för att ta bort CO2, och makt”, sa Stanton. "Sodalime är fortfarande en förbrukningsvara, men det är mycket lättare att transportera än högtryckssyre."
Regulatorisk testning av 3CPAP är nästan klar, sade han, med brittiska patientförsök som ska starta i augusti. Efter att ha slutfört NHS-ordern kommer ansökningar att börja för de olika certifieringar som behövs för att exportera 3CPAP.
Det nya systemet "har den mycket verkliga potentialen att tillåta akut CPAP att levereras med syrekoncentratorer, under transport och i länder där syretillförseln är begränsad", säger Medical Devices Testing Evaluation Centre.
Stanton, som ställde ut produkten förra veckan på Cheltenham Science Festival, tilldelades £130,000 XNUMX i utvecklingsfinansiering av Innovate UK och Millfield Medical Electronics.
Även på Divernet: Vägledning avslappnad på Post-Covid Scuba, Divers & Covid: En läkare behöver din hjälp
