How do ventilators work? - Alex Gendler

Traductor: Sue-Helen Zúñiga Rojas Revisor: Lorenzo Valencia

In the 16th century, Flemish physician Andreas Vesalius

En el siglo XVI, el médico flamenco Andreas Vesalius

described how a suffocating animal could be kept alive

describió cómo un animal asfixiado podía mantenerse vivo

by inserting a tube into its trachea and blowing air to inflate its lungs.

al insertar un tubo en su tráquea y soplando aire para inflar sus pulmones.

In 1555, this procedure didn’t warrant much acclaim.

En 1555, este procedimiento no fue muy aclamado.

But today, Vesalius’s treatise is recognized

Pero hoy, el tratado de Vesalius es reconocido

as the first description of mechanical ventilation—

como la primera descripción de la ventilación mecánica,

a crucial practice in modern medicine.

una práctica crucial en la medicina moderna.

To appreciate the value of ventilation,

Para apreciar el valor de la ventilación,

we need to understand how the respiratory system works.

necesitamos entender cómo funciona el sistema respiratorio.

We breathe by contracting our diaphragms, which expands our chest cavities.

Respiramos contrayendo el diafragma, que expande la cavidad torácica.

This allows air to be drawn in, inflating the alveoli—

Esto permite que entre aire, inflando los alvéolos,

millions of small sacs inside our lungs.

esos millones de pequeños sacos dentro de nuestros pulmones.

Each of these tiny balloons is surrounded by a mesh of blood-filled capillaries.

Cada uno de estos globos está rodeado por capilares llenos de sangre.

This blood absorbs oxygen from the inflated alveoli

Esta sangre absorbe oxígeno de los alvéolos inflados

and leaves behind carbon dioxide.

y deja atrás el dióxido de carbono.

When the diaphragm is relaxed,

Cuando el diafragma se relaja,

the CO2 is exhaled alongside a mix of oxygen and other gases.

el CO2 se exhala junto con una mezcla de oxígeno y otros gases.

When our respiratory systems are working correctly,

Cuando nuestros sistemas respiratorios funcionan correctamente,

this process happens automatically.

este proceso ocurre automáticamente.

But the respiratory system can be interrupted by a variety of conditions.

Pero el sistema respiratorio puede ser interrumpido por varias condiciones.

Sleep apnea stops diaphragm muscles from contracting.

La apnea del sueño detiene la contracción de los músculos del diafragma.

Asthma can lead to inflamed airways which obstruct oxygen.

El asma inflama las vías respiratorias obstruyendo el paso de oxígeno.

And pneumonia, often triggered by bacterial or viral infections,

Y la neumonía, a menudo provocada por infecciones bacterianas o virales,

attacks the alveoli themselves.

ataca a los alvéolos.

Invading pathogens kill lung cells,

Los patógenos invasores matan las células pulmonares,

triggering an immune response that can cause lethal inflammation

desencadenando una respuesta inmune que puede causar una inflamación letal

and fluid buildup.

y acumulación de líquido.

All these situations render the lungs unable to function normally.

Estas situaciones hacen que los pulmones no funcionen normalmente.

But mechanical ventilators take over the process,

Pero los ventiladores mecánicos se hacen cargo del proceso

getting oxygen into the body when the respiratory system cannot.

y llevan oxígeno al cuerpo cuando el sistema respiratorio no puede.

These machines can bypass constricted airways,

Estas máquinas circunvalan las vías respiratorias constreñidas

and deliver highly oxygenated air to help damaged lungs diffuse more oxygen.

y entregan aire muy oxigenado para ayudar a los pulmones dañados a difundir oxígeno.

There are two main ways ventilators can work—

Hay dos formas principales en que los ventiladores funcionan:

pumping air into the patient’s lungs through positive pressure ventilation,

bombeando aire a los pulmones mediante ventilación con presión positiva,

or allowing air to be passively drawn in through negative pressure ventilation.

o dejando que se aspire pasivamente mediante ventilación con presión negativa.

In the late 19th century,

A finales del siglo XIX,

ventilation techniques largely focused on negative pressure,

las técnicas de ventilación se centraron principalmente en la presión negativa,

which closely approximates natural breathing

que se aproxima mucho a la respiración natural

and provides an even distribution of air in the lungs.

y proporciona una distribución uniforme del aire en los pulmones.

To achieve this, doctors created a tight seal around the patient’s body,

Para esto, los médicos crearon un sello hermético alrededor del cuerpo,

either by enclosing them in a wooden box or a specially sealed room.

ya sea encerrándolo en una caja de madera o en una habitación especialmente sellada.

Air was then pumped out of the chamber,

Luego se bombardea aire fuera de la cámara,

decreasing air pressure, and allowing the patient’s chest cavity

disminuyendo la presión del aire y dejando que la cavidad torácica del paciente

to expand more easily.

se expandiera más fácilmente.

In 1928, doctors developed a portable, metal device

En 1928, los médicos desarrollaron un dispositivo portátil de metal

with pumps powered by an electric motor.

con bombas alimentadas por un motor eléctrico.

This machine, known as the iron lung,

Esta máquina, conocida como el pulmón de hierro,

became a fixture in hospitals through the mid-20th century.

se convirtió en un aparato esencial en los hospitales

hasta mediados del siglo XX.

However, even the most compact negative pressure designs

Sin embargo, incluso los diseños de presión negativa más compactos

heavily restricted a patient’s movement

restringieron el movimiento de un paciente

and obstructed access for caregivers.

y obstruyeron el acceso de los cuidadores.

This led hospitals in the 1960’s to shift towards positive pressure ventilation.

En la década 1960 los hospitales optaron por la ventilación con presión positiva.

For milder cases, this can be done non-invasively.

Para casos más leves, esto se puede hacer de manera no invasiva.

Often, a facemask is fitted over the mouth and nose,

A menudo, se coloca una mascarilla sobre la boca y la nariz,

and filled with pressurized air which moves into the patient’s airway.

y se llena de aire a presión que se mueve hacia las vías respiratorias del paciente.

But more severe circumstances

Pero circunstancias más severas

require a device that takes over the entire breathing process.

requieren un dispositivo que se haga cargo de todo el proceso de respiración.

A tube is inserted into the patient’s trachea

Se inserta un tubo en la tráquea del paciente

to pump air directly into the lungs,

para bombear aire directamente a los pulmones,

with a series of valves and branching pipes

con una serie de válvulas y tuberías ramificadas

forming a circuit for inhalation and exhalation.

formando un circuito de inhalación y exhalación.

En la mayoría de los ventiladores modernos,

In most modern ventilators,

an embedded computer system

un sistema informático integrado

allows for monitoring the patient’s breathing and adjusting the airflow.

permite controlar la respiración del paciente y ajustar el flujo de aire.

These machines aren’t used as a standard treatment,

Estas máquinas no se utilizan como tratamiento estándar,

but rather, as a last resort.

sino como último recurso.

Enduring this influx of pressurized air requires heavy sedation,

Aguantar esta afluencia de aire a presión requiere sedación profunda,

and repeated ventilation can cause long-term lung damage.

y ventilación repetida que puede causar daño pulmonar a largo plazo.

But in extreme situations,

Pero en situaciones extremas,

ventilators can be the difference between life and death.

los ventiladores pueden ser la diferencia entre la vida y la muerte.

And events like the COVID-19 pandemic

Y eventos como la pandemia de COVID-19

have shown that they’re even more essential than we thought.

han demostrado que son aún más esenciales de lo que pensábamos.

Because current models are bulky, expensive,

Debido a que los modelos actuales son voluminosos, caros

and require extensive training to operate, most hospitals only have a few in supply.

y requieren capacitación para funcionar, los hospitales solo tienen unos pocos.

This may be enough under normal circumstances,

Esto puede ser suficiente en circunstancias normales,

but during emergencies, this limited cache is stretched thin.

pero durante las emergencias, este depósito limitado no da abasto.

The world urgently needs more low-cost and portable ventilators,

El mundo necesita urgentemente más ventiladores portátiles y de bajo costo,

as well as a faster means of producing and distributing

así como un medio más rápido de producir y distribuir

this life-saving technology.

esta tecnología que salva vidas.