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progettare 430 MAGGIO 2020 27 del laboratorio spagnolo Ciemat e altri ancora da Polonia, Germania e Regno Unito”. “Lo sviluppo iniziale - prosegue Fioril- lo - è statopossibilegrazie all’ospitalità del centro di assistenza tecnica per respiratori di Sapio Life, un’azienda del bergamasco, dove hanno avuto luogo i primissimi test di funzionalità dell’idea progettuale. L’industrializza- zione è stata avviata da Elemaster col contributo di AZ Pneumatica, Saturn Magnetic, Bel Power Europe eNuclear Instruments”. Quanto al supporto delle industrie al progetto, la ricercatrice precisa: “In Italia, con Elemaster capofila, parte- cipano anche Hitachi Rail, oltre a Leo- nardo e Magnaghi, che aderiscono in collaborazione con CeSMA, il Centro servizi metrologici avanzati dell’Uni- versità di Napoli Federico II. All’estero sono state contattate aziende canadesi e statunitensi in stretto coordinamen- to con quelle italiane, allo scopo di sviluppare una valida catena di pro- duzione, inclusi approvvigionamento e distribuzione, capace di ridurre i tempi e migliorare la probabilità di economie di scala”. In cosa consiste l’MVM “Trae ispirazione dal ventilatore di Manley - spiega la ricercatrice - il cui principio risiede nella possibilità di uti- lizzare la pressione del gas disponibile in ospedale come forza motrice per la ventilazione polmonare. La ventilazio- ne pressometrica garantisce il miglio- re trattamento per i pazienti Covid-19. Il sistema è connesso direttamente a una linea di ossigeno pressurizzato o aria compressa ad uso medicale, e si basa sulla regolazione del flusso per fornire al paziente aria medicale, ossi- geno o una miscela dei due, alla pres- sione necessaria al trattamento clini- co. La regolazione della pressione alla fine del ciclo respiratorio è effettuata utilizzando una valvola che permette di impostare il valore minimo di po- sitive end-expiratory pressure (Peep). Un’altra valvola di sicurezza, connessa al tratto che va verso il paziente du- rante l’inspirazione, impedisce che la pressione che arriva al paziente superi il valore massimo impostato”. Scendendo nei dettagli tecnici, Fio- rillo ci spiega: “L’MVM è costituito da elettrovalvole pneumatiche, con un design meccanico essenziale che si avvale di pochi componenti pron- tamente disponibili sul mercato al costo di poche centinaia di euro. Le modalità di operazione sono due: la ventilazione a pressione controllata e la ventilazione con supportopressorio, triggerata dal paziente. Il sistema di controllo effettua la supervisione del ciclo respiratorio e l’attuazione delle valvole in ingresso e uscita sulla base del ciclo programmato e delle letture di sensori di pressione differenziale opportunamente collocati in punti di- versi dell’apparato”. “Il cuore del sistema - prosegue - è dunque la scheda elettronica che ef- fettua il controllo. Essa deve inoltre generare gli allarmi necessari, fornire l’interfaccia grafica utente (GUI) e vi- sualizzare i parametri di sistema su un display LCD. Nella versione attuale queste funzioni sono implementate su un microcontrollore ESP32, una scheda custom di controllo e una u- MVM: il ruolo del CNR “Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) - dice Marco Tardocchi, ricercatore e coordinatore del contributo del CNR - con gli Istituti Istp e Stiima di Milano si è prontamente attivato per fornire il proprio contributo a MVM, grazie al know-how nella tecnologia dei sistemi gas e nel loro controllo in tempo reale. Ricercatori CNR in sinergia con colleghi e dottorandi dell’Università di Milano-Bicocca e dell’Infn hanno lavorato con lunghi turni di misura, anche durante le vacanze pasquali, alla fase di caratterizzazione del prototipo presso l’azienda Elemaster di Lomagna, capofila del gruppo di aziende coinvolte”. Altri ricercatori in modalità ‘smart work- ing’ hanno contribuito a identificare le componenti fondamentali del sistema quali le valvole pneumatiche ed i sensori, e hanno avuto il ruolo fondamentale di interfaccia tra il mondo delle ricerche e le aziende coinvolte. Da un punto di vista tecnico - prosegue Tardocchi - un sistema di ventilazione polmonare come quello del progetto del professor Cristiano Galbiati, non può semplicemente pompare ossigeno nei polmoni di un paziente. Un accurato ed avanzato sistema di controllo e feedback elettronico/meccanico deve garantire in ogni istante il giusto flusso di aria in inspirazione ed espirazione, mantenendo la pressione nei polmoni al giusto valore entro margini di sicurezza molto stretti. L’azienda Nuclear Instruments, che da anni collabora con il CNR, ha implementato la scheda elettronica ed il firmware per il feedback e controllo del ventilatore. Il gruppo Camozzi che già ha collaborato e collabora con CNR ha, in collaborazione con AZ Pneumatica e Saturn, fornito le soluzioni per l’attuazione pneumatica e coordinerà lo sviluppo di soluzioni dedicate”. A che punto siamo? “Il lavoro di squadra - si compiace Tardocchi - ha pagato e in brevissimo tempo il prototipo di ventilatore funzionante è stato realizzato da Elemaster e messo in prova nei laboratori diretti dal Prof. Giuseppe Foti del dipartimento di Medicina dell’Università di Milano-Bicocca, con l’aiuto degli stessi straordinari anestesisti impegnati in prima linea nei reparti di terapia intensiva. All’ospedale San Gerardo di Monza è infatti disponibile un avanzato simulatore elettromeccanico capace di riprodurre le caratteristiche (volume, pressione, movimento) dei polmoni di un paziente affetto da Covid-19. Il coinvolgimento del CNR non si arresterà con la realizzazione dei primi esemplari di serie, approntati per fare fronte all’emergenza. Ci si propone di partecipare, insieme alle numerose altre università ed enti di ricerca coinvolte, all’ulteriore sviluppo e ottimizzazione del ventilatore polmonare, migliorandone il suo funzionamento anche grazie al feedback fondamentale che verrà dal personale medico”.