How do ventilators work? - Alex Gendler

Fordító: Nikolett Kovács Lektor: Zsuzsa Viola

In the 16th century, Flemish physician Andreas Vesalius

A 16. században Andreas Vesalius flamand orvos leírta,

described how a suffocating animal could be kept alive

hogyan lehet egy fuldokló állatot életben tartani

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

egy cső beillesztésével a légcsőbe, majd levegővel felfújva a tüdőt.

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

1555-ben ez az eljárás nem kapott sok elismerést.

But today, Vesalius’s treatise is recognized

De manapság Vesalius tanulmányát

as the first description of mechanical ventilation—

a gépi lélegeztetés első leírásaként ismerik el –

a crucial practice in modern medicine.

amely létfontosságú eljárás a modern orvostudományban.

To appreciate the value of ventilation,

Hogy értékeljük a lélegeztetés fontosságát,

we need to understand how the respiratory system works.

meg kell értenünk, hogyan működik a légzőrendszer.

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

Légzéskor a rekeszizom összehúzásával megnöveljük a mellüreg térfogatát.

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

Ez lehetővé teszi a levegő beáramlását, felfújva a léghólyagokat –

millions of small sacs inside our lungs.

a tüdőnkben lévő milliónyi kis zsákot.

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

Ezeket az apró léggömböket vérrel töltött hajszálerek hálója veszi körbe.

This blood absorbs oxygen from the inflated alveoli

A vér felveszi az oxigént a felfújt léghólyagokból,

and leaves behind carbon dioxide.

és szén-dioxidot ad le.

When the diaphragm is relaxed,

Amikor a rekeszizom ellazul,

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

a szén-dioxidot kilélegezzük oxigén és egyéb gázok keverékével együtt.

When our respiratory systems are working correctly,

Amikor a légzőrendszerünk rendesen működik,

this process happens automatically.

ez a folyamat automatikusan megtörténik.

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

De a légzőrendszert különféle körülmények zavarhatják meg.

Sleep apnea stops diaphragm muscles from contracting.

Az alvási apnoe megakadályozza a rekeszizom összehúzódását.

Asthma can lead to inflamed airways which obstruct oxygen.

Az asztma gyulladt légutakhoz vezethet, amelyek elzárják az oxigén útját.

And pneumonia, often triggered by bacterial or viral infections,

És a tüdőgyulladás, amelyet gyakran bakteriális vagy vírusfertőzések okoznak,

attacks the alveoli themselves.

magukat a léghólyagokat támadja meg.

Invading pathogens kill lung cells,

A behatoló kórokozók tüdősejteket pusztítanak el,

triggering an immune response that can cause lethal inflammation

ezzel immunválaszt váltanak ki, ami halálos gyulladást

and fluid buildup.

és folyadékfelhalmozódást okozhat.

All these situations render the lungs unable to function normally.

Ezekben a helyzetekben a tüdő nem tud rendesen működni.

But mechanical ventilators take over the process,

De a mechanikus lélegeztetők átveszik a folyamatot,

getting oxygen into the body when the respiratory system cannot.

oxigént juttatnak a testbe, amikor a légzőrendszer nem képes erre.

These machines can bypass constricted airways,

Ezek a gépek kikerülik a leszűkült légutakat,

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

és oxigéndús levegőt juttatnak a sérült tüdőbe, hogy az több oxigénhez juthasson.

There are two main ways ventilators can work—

A lélegeztetőgépek működésének két fő módja van:

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

vagy pozitív nyomású lélegeztetéssel pumpálnak levegőt a páciens tüdejébe,

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

vagy negatív nyomású lélegeztetéssel engedik a levegő passzív beáramlását.

In the late 19th century,

A 19. század végén

ventilation techniques largely focused on negative pressure,

a lélegeztetési technikák nagyrészt a negatív nyomásra támaszkodtak,

which closely approximates natural breathing

amely hasonlít a természetes légzéshez,

and provides an even distribution of air in the lungs.

és ezért biztosítja a levegő egyenletes eloszlását a tüdőben.

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

Ennek elérése érdekében az orvosok szorosan körülzárták a beteg testét,

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

bezárva őket egy fadobozba vagy egy speciálisan lezárt szobába.

Air was then pumped out of the chamber,

Ezután a levegőt kiszivattyúzták a kamrából,

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

csökkentve ezzel a légnyomást, és lehetővé téve,

to expand more easily.

hogy a beteg mellkasa könnyebben kitáguljon.

In 1928, doctors developed a portable, metal device

1928-ban az orvosok kifejlesztettek egy hordozható fémeszközt,

with pumps powered by an electric motor.

amit elektromos motorral meghajtott szivattyúval szereltek fel.

This machine, known as the iron lung,

A vastüdő néven ismert gép

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

a 20. század közepén a kórházak felszerelésének része volt.

However, even the most compact negative pressure designs

Azonban még a legkompaktabb negatív nyomásos modellek is

heavily restricted a patient’s movement

erősen korlátozták a beteg mozgását,

and obstructed access for caregivers.

és akadályozták az ápolók számára a hozzáférést.

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

Ezért az 1960-as években a kórházak pozitív nyomású lélegeztetésre váltottak.

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

Enyhébb esetekben ezt noninvazív módon is meg lehet tenni.

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

Gyakran arcmaszkot illesztenek a száj és az orr fölé,

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

és túlnyomásos levegővel töltik meg, ami bejut a páciens légútjaiba.

But more severe circumstances

De a súlyosabb eseteknél

require a device that takes over the entire breathing process.

olyan eszközre van szükség, amely a teljes légzési folyamatot átveszi.

A tube is inserted into the patient’s trachea

Egy tubust helyeznek a beteg légcsövébe,

to pump air directly into the lungs,

hogy közvetlenül a tüdőbe pumpálhassanak levegőt

with a series of valves and branching pipes

szelepek és elágazó csövek sorával,

forming a circuit for inhalation and exhalation.

létrehozva a belégzés és kilégzés körforgását.

In most modern ventilators,

A modern lélegeztetőgépekben

an embedded computer system

beépített számítógépes rendszer teszi lehetővé

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

a beteg légzésfelügyeletét és a légáram beállítását.

These machines aren’t used as a standard treatment,

Ezeket a gépeket nem alapértelmezett kezelésként használják,

but rather, as a last resort.

hanem inkább utolsó mentsvárként.

Enduring this influx of pressurized air requires heavy sedation,

A túlnyomásos levegő beáramlásának elviselése erős nyugtatókat igényel,

and repeated ventilation can cause long-term lung damage.

és az ismételt lélegeztetés hosszú távú tüdőkárosodást okozhat.

But in extreme situations,

De extrém helyzetekben

ventilators can be the difference between life and death.

a lélegeztetőgépek jelenthetik a különbséget élet és halál között.

And events like the COVID-19 pandemic

A COVID-19 járványhoz hasonló események megmutatták,

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

hogy még inkább nélkülözhetetlenek, mint gondoltuk.

Because current models are bulky, expensive,

Mivel a jelenlegi modellek nagyok és drágák,

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

és működtetésük átfogó képzést igényel, a legtöbb kórházban csak kevés van.

This may be enough under normal circumstances,

Ez talán elég normál körülmények között,

but during emergencies, this limited cache is stretched thin.

de vészhelyzetekben ez a korlátozott készlet kevés lehet.

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

Sürgősen szükség lenne több olcsó

és hordozható lélegeztetőgépre a világban,

as well as a faster means of producing and distributing

és arra, hogy felgyorsítsuk

ennek az életmentő technológiának a gyártását és forgalmazását.

this life-saving technology.