V razmahu epidemije Covid-19 je v Italiji prišlo do pomanjkanja respiratorjev, ki so nujni za bolnike, ki zaradi koronavirusa potrebujejo intenzivno zdravljenje. Da do podobnega scenarija ne bi prišlo tudi v Sloveniji, je po več vzporednih poteh sredi marca nastajala iniciativa Slovenski respirator. Izredno kratek čas razvoja, omejena dobavljivost komponent in uvedba izrednih razmer so bile ovire, ki pa se jih nekatere razvojne skupine niso ustrašile. Strokovnjaki so v kratkem času razvili več prototipov medicinskih ventilatorjev. Po besedah Tomislava Mirkovića, vodje zdravniške ekipe, ki je v Medicinskem simulacijskem centru UKC-ja Ljubljana testirala prototipe, so ekipe opravile neverjetno delo, ob morebitnem večjem izbruhu novega koronavirusa v Sloveniji pa bomo lahko bolj pripravljeni.

Po petkovem novem krogu testiranj so štiri prototipe ventilatorjev predstavili tudi novinarjem. "Da smo v tako kratkem času Slovenci vseh strok stopili skupaj in naredili take izdelke, je verjetno nekaj neponovljivega," je ob tem dejal generalni direktor Univerzitetnega kliničnega centra Ljubljana Janez Poklukar. Po njegovih besedah bi jih lahko uporabili, če v zdravstvu obstoječih aparatur ne bi bilo dovolj za vse bolnike, ki bi jih potrebovali. Kot je dejal Mirković, bomo v Sloveniji ob morebitnem novem večjem izbruhu bolezni lahko bolj pripravljeni in ne bo strahu, da bi bolniki umirali, ker ne bo ventilatorjev. Predstavljeni prototipi so si po Mirkovićevih besedah med sabo različni, pred uporabo v zdravstvu pa je treba dobiti še ustrezne certifikate. A je ocenil, da bi bilo to, če ne bi bilo birokratskih zadržkov, izvedljivo v kratkem času.

Marjan Rihar z Gospodarske zbornice Slovenije je pojasnil, da se je vse začelo pred dobrim mesecem in pol. Na zbornici so vzpostavili stičišče za povezovanje razvojnih skupin, podjetij, ustanov in posameznikov, ki bi sodelovali pri razvoju prototipa poenostavljenega ventilatorja in nato v morebitnem procesu industrializacije. "V dveh tednih je bilo ogromno interesa. Prijavilo se je 170 posameznikov, skupin in podjetij," je povedal Rihar. Ali bo prišlo do njihove industrijske proizvodnje, pa je po Riharjevih besedah odvisno tudi od interesa razvojnih skupin, ki bi prav gotovo morale nekaj vlagati same. Prizadevajo pa si, da bi dobili namenska sredstva v okviru protikoronske zakonodaje, poskušali pa se bodo povezati še z drugimi, tudi zunaj Slovenije.

Hiter odziv Fakultete za elektrotehniko

Ena izmed spontanih iniciativ se je porodila tudi na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, in sicer na pobudo profesorja Marka Topiča, ki se je 16. marca predčasno vrnil z gostovanja v ZDA. Le uro in pol po njegovem pristanku so se sodelavci na Katedri za elektroniko odločili, da gredo v izvedljivostno študijo in razvoj čim bolj preprostega ventilatorja.

Vlada je 22. marca objavila zahteve za profesionalne ventilatorje, ki so bili podlaga za Slovenski respirator, s katerim je pozvala ustanove in podjetja z ustreznim znanjem in kompetencami, da v sodelovanju z UKC-jem Ljubljana razvijejo medicinski ventilator. Medicinske ventilatorje je bilo namreč ob izbruhu epidemije skoraj nemogoče dobiti, pa tudi dobavni roki so bili predolgi. Pozivu se je odzvala tudi Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. Z veliko vnemo so skupaj z industrijskimi partnerji začeli delo in razvoj medicinskega ventilatorja, ki so ga poimenovali FEspirator.

"Zavedali smo se tveganj in nevarnosti epidemije, ki je bila v eksponentni fazi rasti. Potrebe po medicinskih ventilatorjih bi lahko šle v tisoče kosov, ki jih Slovenija ni imela," je povedal Topič in pojasnil, da so izvedljivostno študijo spisali praktično v enem dnevu. "Glede na razpoložljivi čas, ki smo ga ocenili na največ en mesec, in omejitev pri dobavljivosti opreme smo se odločili za opremo, ki je že v Sloveniji. Naš koncept je temeljil na uporabi ročnih ventilatorjev BVM, ki jih imajo bolnice in zdravstveni domovi na zalogi. Razvijemo lahko elektroniko, krmilja, senzoriko in dodamo nadzor, a brez medicinske podpore, tako zdravniške kot tehnične, ne bo šlo," je pojasnil Topič. Z vključitvijo Bojana Kontestabila, specialista anesteziologije in reanimatologije v Kliničnem centru Ljubljana, se je razvojni ekipa obogatil z medicinskim znanjem in uporabniškimi zahtevami iz prakse.

"Če rešimo eno življenje, je ves trud poplačan"

Poleg Marka Topiča, ki je pobudnik, ima pri projektu pomembno vlogo tudi profesor Marko Jankovec, ki je v ekipo vključil tudi svoje študente. V neverjetno hitrem času so se povezali s številnimi slovenskimi podjetji, ki so brez omahovanja izkazali pomoč in sodelovanje. "Ekipa Fakultete za elektrotehniko je medicinski ventilator od 25. marca do prvega testiranja, ki je bilo na UKC-ju Ljubljana 10. aprila, razvijala dobesedno dan in noč, brez odmora," je povedal Jankovec in dodal, da je večina sodelujočih delala od doma, na fakulteto pa so prihajali po potrebi.

"Sam sem bil na fakulteti vsakodnevno, sestavljal in testiral napravo, pošiljal razne dele po pošti kolegom, da so lahko razvijali doma. Eni so delali do poznih nočnih ur, drugi potem nadaljevali navsezgodaj zjutraj do večera in se tako menjavali, da smo delali praktično 24 ur na dan," je potek dela opisal Jankovec in pohvalil ekipo, ki je po njegovih besedah pokazala ekipni duh in zagnanost, brez katerih jim poleg ustreznega znanja in zunanjih partnerjev ne bi uspelo razviti ustreznega prototipa. "Ves čas nas je gnala misel na to, da če rešimo eno življenje, je ves naš trud poplačan," je o razvoju prototipa medicinskega ventilatorja povedal Jankovec.

30 ljudi in več kot 1000 ur dela

Poleg sedmih sodelavcev Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko UL FE (LPVO) je pri razvoju sodelovalo tudi šest študentov elektrotehnike, ki so pomagali pri začetnem testiranju strojne opreme in programiranju, prevzeli pa so tudi izris celotnega 3D-dizajna naprave po navodilih mentorjev. Pri izbiri ustreznega motorja je pomagal profesor Damijan Miljavec iz Laboratorija za električne stroje na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Laboratorij za meritve v procesnem strojništvu s Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani pa je sodeloval pri umeritvi senzorja pretoka.

Potreben material in izdelavo mehanskega dela ventilatorja so prispevali tudi partnerji iz različnih slovenskih in tudi tujih podjetij s podjetjem ZAXCSS na čelu, kjer sta Igor Stražišnik in Aljaž Žavrlan prevzela celotno izvedbo mehanskega dela naprave. Pri razvoju FEspiratorja je tako sodelovalo več kot 30 ljudi, ki so skupaj za razvoj prvega prototipa namenili več kot 1000 ur.

Prototipe ventilatorjev so testirali na lutki

Prvo testiranje prototipov je na simulacijski lutki potekalo v petek, 10. aprila, na UKC-ju Ljubljana. Poleg skupine Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani sta ventilator razvijali še skupina Janeza Pirca s sodelavci iz podjetja Fotona in skupina podjetja Lotrič Meroslovje pod okriljem Tehnološkega parka Ljubljana. Vse tri skupine so prikazale delujoče prototipe z izredno inovativnostjo, ki jo je strokovna komisija ljubljanskega kliničnega centra skozi štiri faze testiranja ovrednotila in določila termin dokončnega testiranja prototipov čez 14 dni. Ne glede na to, da so se skupine predstavile vsaka z drugačno rešitvijo, so pri razvoju med sabo sodelovale.

Anesteziolog Bojan Kontestabile, ki je z razvojniki intenzivno sodeloval ves čas, je povedal: "O pobudi fakultete sem prebral v spletnih novicah. Seveda je to moje področje in takoj sem se pri kolegih pozanimal, kdo sodeluje pri teh projektih. Mlajša kolega sta že pomagala drugim ekipam, tako da sem se takoj odločil in vzpostavil stik s profesorjem Topičem in sodelovanje je takoj steklo. Z velikim medsebojnim spoštovanjem smo se lotili projekta, pri katerem smo bili že na začetku dva tedna v zaostanku." Kot je pojasnil Kontestabile, je ekipi pripravil uvodno predavanje, kjer jim je razložil teorijo, predvsem pa poudaril zavedanje, da ne delajo samo stroja za napihovanje, ampak da je cilj z napravo zdraviti ljudi.

"FEspirator izkazuje praktično vse funkcionalnosti profesionalnih ventilatorjev"

Ekipa Fakultete za elektrotehniko UL je na drugem testiranju v kliničnem centru v petek, 24. aprila, preizkusila že drugi, izpopolnjeni prototip FEspiratorja. "Koncept z mehanskim ventilatorjem je zaradi preprostosti sprva vzbujal dvome, a razvojna ekipa Fakultete za elektrotehniko s partnerji je v mesecu dni uspela s svojim prototipom," je po preizkušanju povedal vodja strokovne komisije Tomislav Mirković ter dodal, da je navdušen nad angažmajem vseh sodelujočih in uspešnim razvojem v tako kratkem času.

Po Mirkovićevi oceni je FEspirator v celoti izpolnil testirane cilje in izkazuje praktično vse funkcionalnosti profesionalnih ventilatorjev. "Nisem si mogel misliti, da iz predihalnega balona, ki je srčika tega ventilatorja, lahko narediš ventilator, ki dosega v grobem vse funkcionalnosti profesionalnih ventilatorjev. Če bi ocenjeval z ocenami od 1 do 10, je to za FEspirator sigurno ocena 11," je FEspirator dejal Mirković.

Razviti prototip FEspiratorja odlikujejo inovativne rešitve in napredni algoritmi za številne funkcionalnosti, značilne za profesionalne medicinske ventilatorje. Med drugim hitra in natančna regulacija tlaka, samodejno zaznavanje vdiha in večstopenjsko alarmiranje. S tem naprava presega raven pripomočka pri dihanju in se približuje profesionalnim medicinskim ventilatorjem. Naprava je tako že zdaj pripravljena za reševanje življenj v morebitnih izrednih razmerah pandemije.