How do ventilators work? - Alex Gendler

Translator: Yusra Hashm Reviewer: Daban Q Jaff

In the 16th century, Flemish physician Andreas Vesalius

لەسەدەی شازدەیەمدا، پزیشکی فەلەمەنگی ئەندریاس ڤیسالیوس

described how a suffocating animal could be kept alive

وەسفی ئاژەڵی خنکێنەری کرد کە چۆن لە ژیانیان بەردەوام دەبن

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

لەڕێگەی تیوبێکەوەیە بۆ خستنەناو بۆری هەوا و بە فوتێکردنی هەوا بۆ سییەکانی ئەچێت

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

لە ساڵی ١٥٥٥، هیچ ستایشێکی زۆر بۆ ئەو کردارەی نەهات.

But today, Vesalius’s treatise is recognized

بەڵام ئەمرۆ، زانستنامەی ڤیسالیوس دانی پێداندراوە

as the first description of mechanical ventilation—

کە وەکو یەکەمین وەسفکردنە لە میکانیکی هەوا گؤڕین —

a crucial practice in modern medicine.

ڕاهێنانێکی گرنگ بوو لە تازەگەری پزیشکی

To appreciate the value of ventilation,

وەکو ڕێزگرتنێک بۆ نرخاندن لەو کارە،

we need to understand how the respiratory system works.

پێویستە تێبگەین لە چۆنیەتی کارکردنی سیستەمی تایبەت بە هەناسەدان.

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

ئێمە هەناسە وەردەگرین بەهۆی بچووکبوونەوەی ناوپەنچکمان، بۆشایی سنگمان فراوان دەبێت.

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

ئەمەش ڕێگە دەدات هەوا یەکسان بێت، فوکردن بە سیکڵدانۆچکەکەکان —

millions of small sacs inside our lungs.

ملیۆنەها تورەگەی بچووک لە ناوەوەی سییەکانن.

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

هەریەک لەم باڵۆنە بچووکانە دەوردراون بە تۆڕێک ملوولەی پڕلە خوێن.

This blood absorbs oxygen from the inflated alveoli

ئەم خوێنە ئۆکسجین هەڵدەمژێ لە ڕێگەی سیکڵدانۆچکەی ئاوساو

and leaves behind carbon dioxide.

و دوانۆکسیدی کاربۆن لە دوای خۆی جێدەهێڵێت.

When the diaphragm is relaxed,

لەم کاتەش ناوپەنچک پشووی داوە،

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

دوانۆکسیدی کاربۆن هەڵم و گاز دەردەدات لەگەڵ تێکەڵەیەک لە ئۆکسجین و گازەکانی تر.

When our respiratory systems are working correctly,

لەم کاتەدا سیستەمی هەناسەدانمان بە تەواوی کاردەکات،

this process happens automatically.

ئەم کردارە ئۆتۆماتیکیانە ڕوودەدەن.

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

بەڵام سیستەمی هەناسەدان بەگوێرەی مەرجی هەمەجۆرین و ڕێگریکەرن.

Sleep apnea stops diaphragm muscles from contracting.

هەناسە لە کاتی خەو دەوەستێت لە ئەنجامی کە لە پێکهاتووی پەردەی دڵن.

Asthma can lead to inflamed airways which obstruct oxygen.

تەنگەنەفەسی توانای ڕابەریکردنی دەبێ بۆ هەوای گڕگرتوو کە ڕێگری ئۆکسجینن.

And pneumonia, often triggered by bacterial or viral infections,

و ئاوسانی سییەکان، زۆرجار بەھۆی بەکتریایی یان هەوکردنی ڤایرۆسی دەبێت،

attacks the alveoli themselves.

کە هەر خۆیان ھێرش دەکەنە سەر سیکڵدانۆچکەکان.

Invading pathogens kill lung cells,

بەکتریاکەش خانەکە داگیردەکات و خانەی سییەکان دەکوژێت،

triggering an immune response that can cause lethal inflammation

وەڵامدانەوەی بەرگری خانەکە دەوروژێنێت و ئەمەش دەبێتە هۆی هەوکردنی کوشندە

and fluid buildup.

و دروست بوونی شلگاز.

All these situations render the lungs unable to function normally.

هەموو ئەو کردارانەی سییەکان دەیکات بێ توانایە بۆ گەڕانەوەی کرداری ئاسایی.

But mechanical ventilators take over the process,

بەڵام میکانیکی هەواگۆڕین دەست بەسەر سیستەمەکەدا دەگرێ،

getting oxygen into the body when the respiratory system cannot.

ئۆکسجین دەبەخشێتەوە جەستە لەو کاتەی سیستەمی هەناسەدان توانای ئەوەی نییە.

These machines can bypass constricted airways,

ئەو ئامێرە دەتوانێ ڕێگری بکات لە تەنگبوونی هەوا،

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

و گەیاندن و بڵاوبوونەوەی ئۆکسجینی زۆر بۆ سییەکان بۆ ڕزگارکردنی لە هەر زەرەرێک.

There are two main ways ventilators can work—

دوو ڕێگەی سەرەکی هەواگۆڕین هەیە کە بتوانن کاربکەن —

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

هەوا تێکردنە بۆ سییەکانی نەخۆش و بەناو پەستانی هەوای ئەرێنی،

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

یان ڕێگەدانی هەوا بە سستی بۆ یەکسانبوونی پەستانی نەرێنی و هەواگۆڕینەوەی.

In the late 19th century,

لەکۆتای سەدەی نۆزدە،

ventilation techniques largely focused on negative pressure,

تەکنیکی هەواگۆڕین زۆر سەرنجی دەخستە سەرپەستانی نەرێنی،

which closely approximates natural breathing

کە بەوردی سەرنجی بدەین هەناسەدانی سروشتی

and provides an even distribution of air in the lungs.

و دابین کردنی ئاراستەی هەوا وەک یەکە بۆ سییەکان.

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

بۆ ئەمەش، پزیشکەکان ئیستیلێکی توندیان دروست کرد بۆ داپۆشینی جەستەی نەخۆشەک،

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

و یان کەسەکە دەخەینە ناو سندوقێکی داری یان داخستنی لە ژورێکی تایبەتی.

Air was then pumped out of the chamber,

پاشان هەوا تێکردن بۆ دەرەوەی ژووری نوستنەکە،

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

و کەمکردنەوەی پەستانی هەوا، کە ڕێگە بە بۆشایی سنگی نەخۆشەکە دەدات

to expand more easily.

بە ئاسانی و زیاتر بڵاوبێتەوە.

In 1928, doctors developed a portable, metal device

لەساڵی ١٩٢٨، پزیشکەکان گەشەیان بە ئامێرێکی کانزایی کرد، کە دەتوانرا بگوازرێتەوە

with pumps powered by an electric motor.

لەگەڵ توانای هەبوونی بەخشینی هەوای هەبێ بەهۆی مۆتۆڕی کارەباییەکەی.

This machine, known as the iron lung,

ئەو ئامێرە، وەک ئاسنی سییەکان ناسرابوو،

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

کە لە ناوەراستی سەدەی ٢٠ ەم وایلێهاتبوو لە هەموو نەخۆشخانەکان بوونی هەبێت.

However, even the most compact negative pressure designs

هەرچۆنێک بووبێت، زۆرترین ڕێکەوتنەکان لەسەر شێوەی پەستانی نەرێنی بوون

heavily restricted a patient’s movement

کە جووڵەی نەخۆشەکە سنورداربوو بە قورسی دەیتوانی جووڵە بکات

and obstructed access for caregivers.

و ڕێگریکەر بوو لە نزیکبوونەوە و بایەخپێدان بە نەخۆشەکە.

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

لە ساڵی١٩٦٠ەکان نەخۆشخانەکان ڕابەرییەکیان کرد بە گۆڕینی هەواگۆڕین بە پەستانی ئەرێنی.

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

ئەم بارودۆخە هێواشە، بەبێ بوونی پزیشکی دەتواندرا ئەنجام بدرێت.

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

زیاتر، دەمامکێکی دەم وچاو شیاوبوو لەسەر دەم و لووتی،

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

بە هۆی پڕبوونی هەوای پەستینراو کە هەوا گۆڕین بە نەخۆش دەکات.

But more severe circumstances

بەڵام سەختر لەم بارودۆخانە

require a device that takes over the entire breathing process.

پێویستی بە ئامێرێکە بۆ دەست بەسەرداگرتنی تەواوی قۆناخەکانی هەناسادان.

A tube is inserted into the patient’s trachea

لوولەیەک دەخەینە ناوەوەی بۆڕی هەوای نەخۆشەکە

to pump air directly into the lungs,

بۆ ئەوەی هەوا بەتەواوی بچێت بۆ سییەکانی،

with a series of valves and branching pipes

لەگەڵ زنجیرەیەک لە دەمەوانە و لوولەی لقدار

forming a circuit for inhalation and exhalation.

کە سوڕێک پێک دێنن بۆ هەناسە وەرگرتن و هەناسە دانەوە.

In most modern ventilators,

تازەترین شێوازی هەواگۆڕینە،

an embedded computer system

کە دەخرێتە ناو سیستەمێک لە شێوەی ئەلیکترۆنی

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

ڕێگەدەدەن بە چاودێریکردنی هەناسەی نەخۆش و ڕێکخستنی جوڵەی هەوای.

These machines aren’t used as a standard treatment,

ئەو ئامێرە وەک چارەسەر لە کاتی ئاسایی بەکارنایێت،

but rather, as a last resort.

بەڵام تاڕادەیەک ، وەک گەڕانەوەیەکە بۆ شێوازی پێشووی.

Enduring this influx of pressurized air requires heavy sedation,

بۆ بەهێزکردنی لێشاوێک لە پەستانی هەوا پێویستی بە هێمنکەرەوەیەکی قورس هەیە،

and repeated ventilation can cause long-term lung damage.

و دووبارە هەواگۆڕینەوە دەتوانێت ببێتە هۆی درێژی لە ماوەکە و زیانگەیاندن بە سییەکان.

But in extreme situations,

بەڵام کۆتایی ئەم بارودۆخەش،

ventilators can be the difference between life and death.

دەتوانێ ببێتە هۆی مانەوە لە نێوان ژیان و مردن.

And events like the COVID-19 pandemic

و ڕووداوێک وەک و پەتای کۆڤید ١٩

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

زیاتر لە پێویست دەمانبینی وەک ئەوەی بیرمان لێدەکردەوە.

Because current models are bulky, expensive,

چونکە نموونەی بەکارهاتووی گەورە، و گران بوو،

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

و پێویستی بە مەشقێکی فراوانە بۆ خستنەکار لە زۆربەی نەخۆشخانەکان کەم بەکاردەهات.

This may be enough under normal circumstances,

لەوانەیە ئەوەندەش بەس بووبێت لە ژێر ئەم بارودۆخە ئاساییە،

but during emergencies, this limited cache is stretched thin.

بەڵام لەماوەی بارودۆخێکی لەناکاودا، حەشارگە دیاریکراوەکان فراوانیان کەم دەبوو.

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

جیهان پێویستی بەمە دەبێ نە تێچووەکی کەمتر و هەڵگرتنی،

as well as a faster means of producing and distributing

هەروەها خێراترین ڕێگا بۆ بڵاوبوونەوە و بەرهەم هێنانی

this life-saving technology.

ئەوەیە کە تەکنەلۆجیا پاشەکەوت بکەین لە ژیاندا.