How do ventilators work? - Alex Gendler

Traducteur: Nathalie Pegoli Relecteur: eric vautier

In the 16th century, Flemish physician Andreas Vesalius

Au 16ème siècle, le médecin flamand Andreas Vesalius

described how a suffocating animal could be kept alive

décrit comment un animal suffocant peut être maintenu en vie

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

en insérant un tube dans sa trachée

et en soufflant de l’air pour gonfler ses poumons.

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

En 1555, cette procédure ne reçut pas beaucoup d’éloges.

But today, Vesalius’s treatise is recognized

Mais aujourd'hui, le traité de Vesalius est reconnu

as the first description of mechanical ventilation—

comme la première description de ventilation mécanique,

a crucial practice in modern medicine.

une pratique cruciale dans la médicine moderne.

To appreciate the value of ventilation,

Pour apprécier la valeur de la ventilation,

we need to understand how the respiratory system works.

il faut comprendre comment fonctionne le système respiratoire.

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

On respire en contractant nos diaphragmes, ce qui élargit nos cavités thoraciques.

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

Cela permet à l’air d’être aspiré, gonflant les alvéoles

millions of small sacs inside our lungs.

des millions de petits sacs dans nos poumons.

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

Chacun de ces petits ballons est entouré

d’un maillage de capillaires remplis de sang.

This blood absorbs oxygen from the inflated alveoli

Ce sang absorbe l’oxygène des alvéoles gonflées

and leaves behind carbon dioxide.

et laisse du dioxyde de carbone.

When the diaphragm is relaxed,

Quand le diaphragme est détendu,

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

le CO2 est expiré avec un mélange d’oxygène et d’autres gaz.

When our respiratory systems are working correctly,

Quand nos systèmes respiratoires fonctionnent correctement,

this process happens automatically.

ce processus se produit automatiquement.

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

Mais le système respiratoire peut être interrompu par une variété de conditions.

Sleep apnea stops diaphragm muscles from contracting.

L’apnée du sommeil empêche les muscles du diaphragme de se contracter.

Asthma can lead to inflamed airways which obstruct oxygen.

L’asthme entraîne une inflammation des voies respiratoires qui obstrue l’oxygène.

And pneumonia, often triggered by bacterial or viral infections,

Et la pneumonie, souvent provoquée par des infections virales et bactériennes,

attacks the alveoli themselves.

affecte les alvéoles elles-mêmes.

Invading pathogens kill lung cells,

Les pathogènes envahissants tuent les cellules pulmonaires,

triggering an immune response that can cause lethal inflammation

provoquant une réponse immunitaire qui peut causer une inflammation létale

and fluid buildup.

et l'accumulation de liquide.

All these situations render the lungs unable to function normally.

Tout cela rend les poumons incapables de fonctionner correctement.

But mechanical ventilators take over the process,

Mais les ventilateurs mécaniques prennent le contrôle,

getting oxygen into the body when the respiratory system cannot.

amenant l'oxygène à l'intérieur du corps quand le système respiratoire ne peut pas.

These machines can bypass constricted airways,

Ces machines peuvent contourner les voies respiratoires serrées,

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

et distribuer de l'air fortement oxygéné pour aider les poumons endommagés

à diffuser plus d'oxygène.

There are two main ways ventilators can work—

Il existe deux façons dont les ventilateurs peuvent fonctionner -

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

pomper de l'air dans les poumons à travers l'aération par surpression,

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

ou en permettant à l'air d'être aspiré passivement à travers

la ventilation à pression négative,

In the late 19th century,

À la fin du XIXe siècle,

ventilation techniques largely focused on negative pressure,

les techniques de ventilation étaient axées

sur la ventilation à pression négative,

which closely approximates natural breathing

qui est très proche de la respiration naturelle

and provides an even distribution of air in the lungs.

et assure une répartition uniforme de l'air dans les poumons.

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

Pour y parvenir, les médecins ont créé un joint étanche autour du corps du patient,

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

soit en les entourant dans une boîte en bois soit dans une pièce scellée.

Air was then pumped out of the chamber,

Ensuite l'air était pompé hors de la pièce,

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

en baissant la pression de l'air, et permettant à la cavité thoracique

to expand more easily.

de se dilater plus facilement.

In 1928, doctors developed a portable, metal device

En 1928, les médecins développèrent un dispositif métallique portable

with pumps powered by an electric motor.

avec des pompes alimenté par un moteur electrique.

This machine, known as the iron lung,

Cette machine, connue sous le nom de poumon d'acier,

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

est restée un équipement d'hôpital jusqu'au milieu du XXe siècle.

However, even the most compact negative pressure designs

Toutefois, même les modèles à pression négative plus compacts

heavily restricted a patient’s movement

limitaient fortement les mouvements du patient

and obstructed access for caregivers.

et entravaient l'accès au personnel soignant.

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

Cela amena les hôpitaux dans les années 60

à passer à la ventilation à pression positive.

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

Pour les cas légers, ça peut être fait de manière non invasive.

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

Souvent, un masque est placé sur la bouche et le nez,

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

et remplie d'air comprimé qui va dans les voies respiratoires du patient.

But more severe circumstances

Mais des circonstances plus graves

require a device that takes over the entire breathing process.

exigent un appareil qui prenne entièrement le contrôle du processus de respiration.

A tube is inserted into the patient’s trachea

Un tube est inséré dans la trachée du patient

to pump air directly into the lungs,

pour pomper l'air directement dans les poumons,

with a series of valves and branching pipes

avec un ensemble de valves et de tuyaux

forming a circuit for inhalation and exhalation.

qui créent un circuit d'inspiration et d'expiration.

In most modern ventilators,

Dans les ventilateurs plus modernes, un système informatique intégré

an embedded computer system

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

permet de surveiller la respiration du patient et régler le flux d'air.

These machines aren’t used as a standard treatment,

Ces machines ne sont pas utilisées comme traitement de référence,

but rather, as a last resort.

mais plutôt comme dernier recours.

Enduring this influx of pressurized air requires heavy sedation,

Endurer cet afflux d'air comprimé exige une forte sédation,

and repeated ventilation can cause long-term lung damage.

et une ventilation répétée peut provoquer des dommages à long terme aux poumons.

But in extreme situations,

Mais dans les cas extrêmes,

ventilators can be the difference between life and death.

les ventilateurs peuvent être la différence entre la vie et la mort.

And events like the COVID-19 pandemic

Et des événements comme la pandémie de COVID-19

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

ont démontré qu'ils sont encore plus essentiels qu'on ne le pensait.

Because current models are bulky, expensive,

Car les modèles courants sont encombrants et coûteux,

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

et nécessite une formation poussée pour opérer,

la plupart des hôpitaux n'en ont que quelques-uns.

This may be enough under normal circumstances,

Cela peut être suffisant dans des circonstances ordinaires,

but during emergencies, this limited cache is stretched thin.

mais en situation d'urgence, cette quantité limitée n'est pas suffisante.

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

Le monde a un besoin urgent de ventilateurs portables et à bas coût,

as well as a faster means of producing and distributing

ainsi que des méthodes pour produire et distribuer plus rapidement

this life-saving technology.

cette technologie vitale.