Hlavní navigace

Tomáš Kapler (CoroVent): Na ventilátory chceme napsat „Powered by Czech heart“

Autor: CoroVent
Jak vznikal unikátní český plicní ventilátor, který má pomáhat pacientům s COVID-19? Mluvili jsme s projektovým manažerem, který s nápadem přišel a projekt koordinuje. Uvnitř: PODCAST.
David Slížek
Doba čtení: 13 minut

Sdílet

Byl to hackathon, který netrval dva dny, ale měsíc. Někdy jsme celou noc nespali nebo jsme nechodili domů a spali v laboratoři, vzpomíná na první měsíc projektu CoroVent autor myšlenky a projektový manažer Tomáš Kapler

Unikátní plicní ventilátor pro pacienty s těžkým průběhem infekce COVID-19 vznikl ve spolupráci iniciativy COVID19CZ, Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT a soukromých firem. Tým teď čeká na výsledky posledních testů, a pokud budou v pořádku, mohla by se už brzy v Třebíči rozjet jeho sériová výroba.

Jak nápad vznikl, proč český projekt uspěl dříve než pokusy velkých firem, jako je třeba americká Tesla, nebo jak se inženýři potýkají s tím, že jim někdo vykupuje potřebné součástky? Také o tom jsme s Tomášem Kaplerem mluvili v rozhovoru pro Lupu. Část nabízíme v textové podobě, celý si pak můžete poslechnout ve formě podcastu:

Jak ses dostal k tomu, že děláš ventilátory? Jak to vzniklo?

Začalo to před měsícem, kdy jsem brouzdal internetem a narazil jsem na model ventilátoru z MIT, který nějací studenti vymysleli asi před deseti lety. Měl být za asi sto dolarů pro Afriku, pro chudé země. Napsal jsem na Facebook: nebylo by fajn je začít vyrábět? Neřešilo by to problém s COVID-19? 

Časem jsem byl vyveden z omylu. Ne, že by to byl úplný nesmysl, ale jde o řešení typu ambuvak, plastový vak, jehož stlačováním se vhání vzduch do pusy, jen k němu přidali motorek. Ambuvak používají v zásadě záchranáři například v sanitce, ale nedokáže pomoci pacientům s COVID-19, kteří leží v nemocnici, jsou v umělém spánku, intubovaní a sami už nedokážou vůbec dýchat. Ti potřebují odlišný přístroj, který se pohybuje v úplně jiných kategoriích. 

Takže jsem to dal na Facebook a shodou náhod snad ve stejný den vznikala skupina COVID19CZ, kde jsem byl jedním ze zakládajících členů, a tak jsem to navrhl jako jeden z projektů. Přes další lidi jsme se pak dostali k profesoru Karlu Roubíkovi z Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT. Dostal jsem na něj telefon a zavolal jsem mu.

A řekl jsi: já o tom vůbec nic nevím, ale chtěl bych vyvinout opensourcový ventilátor, který by byl za týden hotový a dal se vyrábět. Tak nějak?

Nějak podobně (smích). Dlouho se živím přesvědčováním lidí, takže jsem ho nějakým způsobem přesvědčil. On navíc předtím odjel na vlastní „karanténu“ na hory, odkud celou dobu pracuje a my mu tam posíláme tiskárnu a další věci, aby se projektu mohl naplno věnovat.


Autor: CoroVent

Jaká tedy byla jeho první reakce?

Překvapivě mě neposlal někam. Myšlenka se mu líbila. Ve světě jsou i jiné týmy, které na ventilátorech v posledním měsíci začaly dělat. Většina si všimla toho projektu MIT a začala pracovat na něm. 

My jsme na rozdíl od nich od začátku říkali, že naším cílem není mít levný ventilátor, peníze v této situaci v zásadě nejsou problém, problém je, že ventilátorů potřebujeme hodně a že musí umět ochránit pacienty s COVID-19. Proto jsme teď mnohem dál než všichni ostatní, protože už několik týdnů řešíme jinou úlohu, než řešili oni. 

Panu profesorovi jsem vysvětloval, co chceme udělat, a jemu se to líbilo. Na jeho fakultě dělají se studenty ventilátory v podstatě každý rok. Mají Non-conventional Ventilatory Team (NVT), ve kterém se akademicky zamýšlejí nad tím, jaké by mohly ventilátory být. Na fakultě se také zabývají ventilátory běžných komerčních firem, takže tento úkol řeší už vlastně 25 let. Dávalo tedy smysl, že mohou své zkušenosti využít. 

Řekl, že to zkusí promyslet a probrat s kolegy, a druhý den se mi ozval s tím, že o tom mluvil i s lékaři, včetně největších kapacit v oboru, a že se radil i se svými kolegy a že se jim to líbí a chtěli by do toho jít. Měl ale podmínky. Aby věděl, že to bude mít smysl a že to nebude vyhozený čas všech těchto odborníků, chtěl, abychom nejdřív sehnali souhlas státu, že když něco takového vyvineme, bude to moci být i nasazeno. 

Nám se podařilo ten předběžný souhlas sehnat. Evropská unie vydala 13. března doporučení vládám, aby pro medicínské účely schvalovaly i nemedicínská zařízení, pakliže budou „lepší než nic“, a my se na něm také svezli. Spolupráce mohla začít.

Můžeš nějak i pro laika popsat, jak tedy ventilátor funguje a o jak složitý přístroj se jedná? Já si to na začátku opravdu představoval jako plastovou nádobu, kterou periodicky něco mačká. Takhle jednoduché to ale rozhodně není.

Není a s naším ventilátorem to nemá vlastně nic společného. CoroVent je prakticky profesionální ventilátor, jenom je zjednodušený, má jen jeden režim – jmenuje se objemově řízená ventilace – který je vhodný pro pacienty s touto specifickou chorobou. Neumí spoustu dalších režimů, které umí ventilátory za milion. 

Není tam žádný pytlík, jsou tam ventily, čidla, trubičky, manometry a elektronika, která to všechno řídí. Je to profi ventilátor, uzpůsobený tak, aby ho uměli ovládat doktoři – rozhraní je udělané tak, aby mu rozuměli, ukazuje stejná čísla, na která jsou zvyklí z jiných ventilátorů. Mimochodem, další velký rozměr celého problému je, že kromě nedostatku ventilátorů je také nedostatek lidí, kteří by je dokázali ovládat. Běžný ventilátor dnes potřebuje na obsluhu pro 24hodinovou směnu na jednoho pacienta celkem šest lidí.


Autor: Tomáš Kapler

Prototyp CoroVentu s podpisy členů vývojového týmu

Ještě se vrátím k jedné věci – profesionální ventilátor se všemi možnými režimy opravdu stojí milion korun?

Stojí milion v době, kdy je jich na trhu dostatek. Ty nejlevnější ventilátory, které jsou na krátkodobé použití v sanitkách a nejsou vhodné pro náš účel, běžně stojí od 50 tisíc do 200 tisíc korun. Pak jsou ventilátory, které už dokážou zachránit covidové pacienty, a ty v normálních dobách stojí od půl milionu do 1,2 milionu Kč. 

Momentálně ale byl ventilátor, který dřív stál 5 tisíc dolarů, za týden k dostání za 10 tisíc a teď se prodává třeba za 40 tisíc USD. A stejně nejsou. Američani vytáhli bilion dolarů a skupují všechno, co je na trhu. Pro nás je proto dnes největší problém sehnat součástky. Třeba předminulou středu přišel na sklad člověk z Ameriky a skoupil 500 tisíc manomentrů. A to je pro nás problém, protože když chceme vyrábět tisíce nebo desítky tisíc kusů, potřebujeme tyhle věci skladem.

Vy jste každopádně cenu oproti tomu milionu výrazně snížili. Za kolik CoroVent vyrobíte?

Když jsme to původně spočítali podle cen od dodavatelů, včetně množstevních slev, vycházelo nám to zhruba na 100 tisíc korun. Kvůli tomu masivnímu skupování ale časem přestaly veškeré množstevní slevy existovat. V tuto chvíli jsme nákladově jen za materiál na nějakých 150 tisících korunách, což je tedy předpokládaná cena pro české nemocnice a český trh. 

Předpokládáme ale, že nějaké množství, které lidé zainvestovali v crowdfundingové kampani, případně jestli nás nějak podpoří vláda, budeme dodávat zadarmo. A pro zahraničí, když ještě započítáme překlady, úpravy – protože ve skoro každé zemi třeba používají jiné koncovky, na které se ventilátor v nemocnicích napojuje na kyslík a vzduch – to vyjde asi na 220 tisíc Kč, plus minus.

Jak jste cenu dokázali takhle srazit? Je to tím, že CoroVent umí jen ten jeden režim? Nebo jste objevili způsob, jak nahradit součástky něčím levnějším?

Platí obojí. Největší rozdíl je v tom, že nepoužíváme medicinální díly. Ty se vyrábějí ve specializovaných izolovaných provozech, všichni tam chodí v bílých pláštích a rouškách a podobně. Navíc každý přístroj poté musí projít certifikací, která trvá šest měsíců až rok a půl. Obecně vývoj takového ventilátoru trvá 3 až 6 let. My jsme měli vyvinuto za týden – ale bylo to tím, že jsme mohli stavět na 25 letech zkušeností. A druhá věc je, že jsme použili součástky, které jsou původně určené pro jiný průmysl. CoroVent obsahuje díly, které se používají například v klimatizacích, „běžně dostupná“ čidla, manometry a ventily. To je ten největší rozdíl.

Jak jste ty součástky hledali? Někdo vyrazil do hobbymarketu a procházel regály?

Děláš si srandu, ale první věc, kterou jsem kupoval, byl instalační ventil v jedné pražské firmě. Nakonec jsme zjistili, že není vhodný, protože průtoky vzduchu a vody se od sebe liší. Ale zkoušeli jsme všechno možné. Nakonec jsme se dostali k výrobcům profi ventilů a díky celé situaci jsme se probojovali až k jejich generálním ředitelům nebo majitelům, u kterých díly objednáváme. V zásadě jde o firmy, které ventily a čidla pro ventilátory vyrábějí, ale my od nich bereme nemedicinální řady. 

S tím souvisí otázka, proč vlastně nemůžou současní výrobci ventilátorů desetinásobně zvýšit výrobu. Oni používají součástky, které jsou na míru vyrobené pro konkrétní ventilátor, a naprostá většina dílů je zcela unikátní. A tam prostě nejde razantním způsobem zvýšit výrobu. Zatímco my používáme ventily, které se používají napříč mnoha odvětvími a jejich výroba je už v základu kapacitně mnohem větší. My se teď soustředíme na to, aby ta kapacita šla nám.

Situace je taková, že projekty řady týmů, které se pokoušely něco dělat, nevyšly nebo jsou ve značném skluzu. Máme dokonce zprávy z Anglie, že jeden projekt je vyšetřovaný policií, protože si za dotace, které jeho majitelé dostali, koupili jachty. Dodavatelé nám volají a jsou trochu nervózní, protože jim tyhle týmy ruší objednávky, a my jim musíme posílat pořád nová videa, že CoroVent opravdu funguje.

A co Tesla, která koncem března oznámila, že pracuje na svém ventilátoru? I Elon Musk se spletl?

Máme zprávy, že i Tesla k tomu přistupuje špatně. Nejsem odborník, ale podle našich zpráv bylo těch chybných přístupů několik. Jeden byl ten „ambuvak“, druhý spočíval v tom, že někdo rozebral současný ventilátor a pak jej nějaký inženýr dal znovu dohromady z jiných dílů, což prostě nefunguje. Při konstrukci se řeší opravdu neuvěřitelné věci, musí to dělat biomedicínští inženýři, kteří se tomu nějakou dobu věnují, aby chápali to, co se tam děje. 

Tomáš Kapler při podpisu na prototyp CoroVentu
Autor: Zbyněk Pecák

Tomáš Kapler při podpisu na prototyp CoroVentu

Ventily, které se třeba v autě pohnou několikrát za hodinu, se ve ventilátoru pohnou při každém nádechu a výdechu, a najednou to, že ventil má několik milisekund zpoždění, nebo že se za dobu své životnosti může pohnout desetimilionkrát, nestačí, protože by vydržel jenom týden. Čidlo nebo ventil musí zvládnout desítky nebo stovky milionů zapnutí či sepnutí a musí být velmi přesné ve velmi specifickém rozmezí tlaků, aby ventilátor opravdu fungoval.

Pokud jsem se dobře díval, vy i na webu uvádíte, že CoroVent je provizorní řešení a že to není plnohodnotný ventilátor. Chápu správně, že to je kvůli tomu, že je určen jen pro jeden účel, tedy pomoc pacientům s COVID-19?

Je to tak. Je pro pacienty s tímto typem onemocnění – stejně by byl třeba pro SARS a podobně. V nemocnicích může být používán v průběhu krize, a pakliže krize skončí, nebude mít odpovídající zkoušky, takže se bude muset dát do skladu, kde může čekat dalších pět let, než přijde třeba další SARS. Při designu jsme na to mysleli, takže ty bedny jsou dělané tak, aby se daly skládat na sebe, a mají baterie, které vydrží roky a nezničí se.

Na začátku jste říkali, že CoroVent bude open source. Co to znamená? Bude veškerá dokumentace otevřená všem?

To je hodně složité téma. Původní myšlenka byla, že ventilátor uděláme jako open source a s tím do toho většina z nás šla. Jenže časem se ukázalo, že to není dobrá cesta. Jakmile bychom to udělali, všichni by nám skoupili potřebné díly. 

Druhá věc je, že se pohybujeme v rozmezí miliwattů a mililitrů, a když se ventilátor udělá jen trochu špatně, tak pacient umře. Díky tomu, že jsme vymysleli i celý logistický proces a sehnali jsme výrobce a továrny, jsme teď schopní ventilátorů vyrábět několik set až tisícovku denně, a jsme tak schopní pokrýt poptávku dostatečně sami. Ale pokud by třeba byla potřeba produkovat je pro USA v Americe, z jejich vlastních dílů, jsme na to připraveni a poskytneme jim veškerou součinnost. 

Kdybychom všechno dali jako open source, vedlo by to ve finále k tomu, že by bylo méně ventilátorů v dostatečné kvalitě, aby zachraňovaly pacienty. Nebo by nedejbože na nějakém ventilátoru bylo napsáno „Designed by CoroVent“ nebo „Designed by Faculty of biomedical engineering“ a ve finále tam někdo dal nějaký jiný ventil, protože by ho měl zrovna v šuplíku, a ono by to někoho zabilo. To si prostě nemůžeme dovolit. 

Nakonec jsme tedy open source stáhli. Některé části jsme už ale zveřejnili, na webu třeba je veškerý návrh z Fakulty biomedicínského inženýrství, ale nepublikovali jsme třeba jednotlivé díly, které používáme, to by byl fakt problém. Opravdu se nám stalo, že nějakého dílu bylo na skladě 200 tisíc a druhý den už nebyl žádný, protože všechny někdo skoupil.

Boj o součástky teď asi dává logiku, když jsou ventilátory nedostatkovým zbožím.

Mně by vůbec nevadilo, kdyby o součástky mezi sebou bojovalo několik týmů, které ventilátor vyvíjejí. To je naprosto regulérní byznys a je to v pořádku. Problém je ale v tom, že USA vzaly bilion dolarů a řekly „skupujte všecko, z čeho by se v budoucnu dalo něco použít“. Takže nakoupili tamhle 500 tisíc manomentrů, tamhle 200 tisíc ventilů, ale nemají nikoho, kdo by ten ventil někam zabudoval. Paradoxně tím způsobují, že bude míň ventilátorů a víc mrtvých. My nemáme problém Americe dodat do dvou měsíců 50 tisíc ventilátorů, ale musíme k tomu mít díly.

Víš určitě, že součástky skupují zástupci USA? Nejde třeba o překupníky, kteří doufají, že vám pak díly prodají za vyšší ceny?

Je dost možné, že jsou u některých dílů i nějací překupníci, ale u těch příkladů, které jsem zmiňoval, tak to opravdu víme, že byla Amerika, že to byli General Motors.

Zkoušeli jste je oslovit, aby vám díly neskupovali, že jim ventilátory vyrobíte?

Někdy první týden jsem psal na Twitteru Elonu Muskovi, ale neodpověděl mi. Takže pokud ho někdo znáte, napište mu, ať se netrápí, že mu rádi pomůžeme (smích). Nám skutečně nejde o byznys, všichni v projektu děláme zadarmo, jde o to zachránit lidi. Ale druhý rozměr, který v tom vidíme, je velká příležitost pro český průmysl. Nejde jen o firmy, které vyrábí ventilátory a díly – a my se snažíme, aby jich co nejvíc bylo českých. Chtěli bychom na bedny s CoroVenty napsat „Powered by Czech heart“ a s tím jít do světa, aby bylo vidět, co jsou Češi schopní udělat.

V nejbližších dnech se má ve společnosti MICo v Třebíči rozjet sériová výroba. Jak složité bylo najít firmu, která bude CoroVent vyrábět?

Byla to vlastně strašně veliká náhoda. Karel Roubík a jeho tým mi na začátku řekli: dejte nám čas nad tím chvíli dumat. Tak nad tím pár dní dumali a pak mi jeden den volal a říkal, super, už víme, jak na to, a teď potřebuju, abys mi sehnal lidi, kteří by to mohli vyrábět, a zítra ráno v deset si společně zavoláme. To bylo v devět hodin večer (smích). 

Prošel jsem všechny možné maily a informace, které jsem už předtím začal shánět, a shodou okolností jsem našel dvě klíčové firmy a obě byly perfektní zásah: jak firma MICo, která je faktickým výrobcem CoroVentu, tak firma Beckhoff, která dělá elektroniku, ovládací panel. Obě byly schopné být druhý den ráno na tom callu a začít to dávat dohromady. 

Ono existuje hodně firem, které by dokázaly ty věci dělat, ale problém je dostat se v nich ke klíčovým osobám, které pomůžou všechno uvést do provozu a nechtějí, abys jim dopředu složil 50 milionů, jen aby se tím někdo začal zabývat. Pro výrobu řídících jednotek jsme například uvažovali o jedné ještě větší mezinárodní firmě, ale trvalo nám dva týdny, než jsme se dostali z úrovně lidí, na které jsem já měl kontakty, na úroveň lidí, kteří jsou schopní něco rozhodnout. Bylo mezi nimi asi šest úrovní manažerů manažerů manažerů. 

MMkrize_Majerik

A ve firmě MICo jsem od prvního dne mluvil s generálním ředitelem a druhý den s majitelem a v Beckhoffu s generálním ředitelem české pobočky, který zavolal majiteli. A od obou jsme měli absolutní podporu, daly do toho dokonce svoje peníze, aby se to rozběhlo. Daly všanc svoje peníze, lidi, všechno.

Jaký je o CoroVent zájem v cizině? Jakou podporu má projekt od státu? A jak chce tým ventilátor dále rozvíjet? Poslechněte si celý rozhovor ve formě podcastu: