Y Drindod Dewi Sant yn cydweithredu â phartneriaid diwydiant i ddatblygu system cymorth anadlu i helpu'r GIG i frwydro yn erbyn Covid-19


14.05.2020

Mae grŵp o beirianwyr ym Mhrifysgol Cymru Y Drindod Dewi Sant (PCDDS) wedi bod yn rhan o’r gwaith i ddatblygu system cymorth resbiradol jet Venturi hynod effeithlon wedi’i argraffu mewn 3D.  Daeth tîm y prosiect at ei gilydd yn dilyn galwadau gan Lywodraeth Cymru a diwydiant i ddatblygu datrysiadau CPAP wedi’u gweithgynhyrchu’n gyflym i gynorthwyo cleifion SARS-CoV-2 gydag anawsterau anadlu.

A group of engineers at University of Wales Trinity Saint David (UWTSD) have been involved in the rapid development of a highly efficient 3D printed jet Venturi based respiratory support system.

Arweinir y tîm (a gynullwyd ychydig dros fis yn ôl) gan Mr Graham Howe a Mr Luca Pagano o MADECymru ynghyd â’r Athro Peter Charlton, Mr Richard Morgan a Mr John Hughes o’r Ysgol Peirianneg. Casglodd y tîm staff oedd â phrofiad ym meysydd peirianneg, ffiseg a gweithgynhyrchu cyflym, gan dynnu hefyd ar arbenigedd John Hughes – un o fyfyrwyr peirianneg israddedig blwyddyn olaf PCDDS i gynnal modelu cyfriannol hanfodol.

Daeth y datrysiad yn sgil asesu ac ailymweld â gwaith prosiect Ôl-raddedig a wnaed yn yr Ysgol Peirianneg (PCDDS) oedd yn amlinellu potensial effaith Venturi mewn cymwysiadau therapi nwy. Yn dilyn ymgynghori gyda nifer o weithwyr gofal iechyd proffesiynol a grwpiau diwydiant, nodwyd mai’r brif her i therapi nwy SARS-CoV-2 oedd y lefel uchel o ddefnydd o ocsigen. Y rheswm am y galw uchel yw’r nifer o gleifion gweithredol ac yn sgil hynny, y lefel isel o ocsigen sydd ar gael oherwydd gorlwytho’r seilwaith a cholledion a achosir gan offer aneffeithlon. Felly, defnydd o ocsigen oedd y prif baramedr a reolwyd yn yr holl broses optimeiddio/modelu.

Gall effaith Venturi, a ganfyddir gan fwyaf yn yr hyn a elwir yn alldaflwyr jet Venturi (a ddefnyddir mewn systemau hydrolig/nwy) arwain at lusgiant hylif neu nwy eilaidd o ganlyniad i geometreg chwistrell wedi’i optimeiddio o ble mae hylif symudol yn llifo. Yn y bôn, pan gaiff yr wyddoniaeth hon ei chyfuno gyda’r geometregau ffisegol cywir caniateir cyflenwad o gyfuniadau o aer / ocsigen gwasgeddedig dan reolaeth i’r claf drwy gysylltu’r llinell ocsigen sydd ar gael mewn ysbytai; heb fod angen unrhyw gyflenwad trydan.

Cynhaliwyd y dilysiad arbrofol cyntaf yn Ysbyty Singleton (Abertawe) ar 6 Mai. Roedd y profion a gynhaliwyd yn gyfle i’r tîm gymharu perfformiad prototeipiau ffisegol â’r modelau dadansoddol a chyfrfiannol a ddefnyddiwyd yn flaenorol i ddylunio ac optimeiddio geometreg y system. Roedd y prawf dilysu hwn yn arwyddo bod y system yn gallu cyflenwi 40% a 65% FiO2 (Ffracsiwn o Ocsigen a Fewnanadlwyd) yn eu tro ar 2 a 6 litr y funud o lif cyfaint ocsigen. Mae canlyniadau’r profion hyn wedi profi y bydd ffurfweddiad o’r fath yn gallu perfformio’n well na’r rhan fwyaf o ddyfeisiau CPAP (pwysedd aer positif parhaus) presennol ac mae systemau Venturi yn dangos potensial i gyflenwi 24%FiO2 gyda llai nag 1 litr y funud o lif cyfaint ocsigen.

Prif ethos y tîm oedd datblygu datrysiad sy’n hygyrch i awdurdodau iechyd o bob gwlad sydd mewn angen, felly, o safbwynt gweithgynhyrchu, mae’r tîm eisoes wedi datblygu nifer o ddatrysiadau pwrpasol gwahanol. Mae nifer o opsiynau cyfosod yn bosibl, a all fod yn gysylltwyr cylched meddygol parod neu system lawn wedi’i hargraffu 3D (dyma’r prototeip sy’n cael ei brofi ar hyn o bryd). Mae’r holl opsiynau hyn yn rhyngweithio gyda’r claf gan ddefnyddio mwgwd anaesthesia parod cost isel y gellir ei addasu ac sydd ar gael yn rhwydd ac a ddelir yn ei le â brês 3D wedi’i argraffu. Mae’n bosibl y gallai’r prototeip cwbl weithredol wedi’i argraffu 3D fel mae’n sefyll fod yn ddyfais i’w lawrlwytho ac y gellir ei gweithredu’n syth, yn unrhyw le drwy’r byd. A’r cyfan am gost o £5/6 o ddeunyddiau.

Gyda hwn yn gymorth i gynnal bywyd, mae’r system yn gallu rhyngweithio gyda Falfiau PEEP a Hidlwyr Feiraol safonol i ddiogelu cleifion a gweithwyr.

Roedd cwblhau prototeipiau cyn-gynhyrchu’n llwyddiannus yn bosibl diolch i arbenigedd a chymorth mewn gweithgynhyrchu adiol a gynigwyd gan CBM a’r dadansoddiad goddefiad gwyriad NDT&E Radiograffeg-CT gan Ganolfan Technoleg Cymru TWI.

Mae’r system lawn bellach yn cael dadansoddiad modd methu ac effaith helaeth ynghyd â phrofion pellach.

Dywedodd Graham Howe Prif Gymrawd Ymchwil (Gweithgynhyrchu Uwch) yn y Drindod Dewi Sant: “Mae wedi bod yn brofiad heriol, ond gwerth chweil, i weithio gyda thîm amlddisgyblaethol o Beirianwyr o’r Brifysgol, pob un yn dod â’i arbenigedd ei hun i yrru datblygiad y ddyfais hon. Rydym hefyd wedi cael cefnogaeth wych gan ein partneriaid diwydiannol hirsefydlog, hebddynt, ni allem fod wedi cwblhau'r gwaith hwn. Mae'r prosiect hwn wedi dangos yr hyn y gellir ei gyflawni pan fydd sefydliadau'n dod at ei gilydd er budd cenedlaethol a gobeithiwn y bydd y ddyfais hon yn helpu i gefnogi'r gwaith gwych y mae staff rheng flaen y GIG yn ei wneud i drin cleifion Coronafeirws (Covid-19). "

A group of engineers at University of Wales Trinity Saint David (UWTSD) have been involved in the rapid development of a highly efficient 3D printed jet Venturi based respiratory support system.

Gwybodaeth Bellach

Rebecca Davies

Swyddog Gweithredol Cysylltiadau â’r Wasg a’r Cyfryngau

Executive Press and Media Relations Officer

Cyfathrebu Corfforaethol a Chysylltiadau Cyhoeddus

Corporate Communications and PR

Tel: 01792 483695

Mobile: 07384 467071

Email: Rebecca.Davies@uwtsd.ac.uk