Respirador artificial para niños
Un ventilador mecánico o respirador es una máquina especial que ayuda a las personas a respirar cuando sus pulmones no pueden hacerlo por sí solos. Imagina que es como un asistente que mueve el aire dentro y fuera de tus pulmones. Esto es muy útil para quienes tienen problemas para respirar, ya sea por poco tiempo o por una condición de salud más duradera. El aire que da el ventilador a menudo tiene más oxígeno de lo normal.
Estos aparatos se usan principalmente en los hospitales, sobre todo en las unidades de cuidados intensivos (UCI), que son áreas donde se cuida a pacientes muy delicados. También hay ventiladores más pequeños que se pueden usar en ambulancias, en emergencias o incluso en casa. Las máquinas que se usan en las operaciones para la anestesia también son un tipo de ventilador.
Existen dos tipos principales de ventiladores:
- No invasivos: Se usan para problemas de respiración menos graves. El paciente usa una mascarilla que se ajusta a la boca y la nariz, y la máquina le ayuda a respirar.
- Invasivos: Se utilizan en casos más serios. Para estos, se necesita un tubo que se coloca en la tráquea (el conducto por donde pasa el aire a los pulmones). Cuando una persona tiene este tubo, no puede hablar, lo que hace más difícil comunicarse.
Contenido
¿Cómo funciona un ventilador mecánico?
Un ventilador moderno, que ayuda a empujar el aire hacia los pulmones, tiene varias partes importantes que se revisan con frecuencia:
- Un motor o un sistema que comprime el aire.
- Fuentes de aire y oxígeno.
- Un conjunto de válvulas y tubos.
- Un circuito que conecta la máquina al paciente.
La función principal del ventilador es mover el aire hacia los pulmones y sacarlo, reemplazando la respiración natural. Los ventiladores de hoy en día funcionan de forma automática. Sin embargo, si no hay uno disponible, se puede ayudar a una persona a respirar usando una mascarilla con una bolsa especial o haciendo la ventilación a mano.
El ventilador toma aire y lo comprime varias veces por minuto para enviarlo al paciente. A menudo, este aire se mezcla con oxígeno. Si el ventilador usa un motor, este empuja el aire a través de la máquina, y una válvula especial ajusta la presión según lo que necesite el paciente. Cuando el aire se libera, el paciente exhala de forma natural gracias a la elasticidad de sus pulmones, y el aire sale por una válvula que solo permite el paso en una dirección. La cantidad de oxígeno en el aire que se respira se puede ajustar, desde el 21% (aire normal) hasta el 100% (oxígeno puro).
Los ventiladores también tienen sistemas que vigilan la salud del paciente (como la presión, el volumen de aire y el flujo) y el propio funcionamiento del ventilador (por ejemplo, si hay fugas de aire o fallos de energía). También suelen tener baterías de emergencia y tanques de oxígeno. Los ventiladores más nuevos usan computadoras para controlar el aire.
Los ventiladores modernos son controlados por sistemas electrónicos que permiten ajustar con mucha precisión cómo se entrega el aire, haciendo que la respiración sea más cómoda para el paciente. En algunos países, hay especialistas que se encargan de ajustar estos valores, mientras que otros técnicos se ocupan del mantenimiento de las máquinas.
El circuito que conecta el ventilador al paciente suele tener tres tubos de plástico ligeros y resistentes, cada uno con una función diferente (por ejemplo, para el aire que entra, para medir la presión del paciente y para el aire que sale).
Los métodos no invasivos, que son para pacientes que solo necesitan ayuda para respirar mientras duermen o descansan, usan principalmente una mascarilla nasal. Los métodos invasivos requieren un tubo. Si un paciente va a necesitar el ventilador por mucho tiempo, a veces se le coloca un tubo especial en la tráquea (traqueostomía), que es más cómodo que un tubo por la boca o la nariz. Como son máquinas muy importantes, los profesionales de la salud deben supervisar los ventiladores constantemente.
El ventilador mecánico: una máquina vital
El ventilador mecánico es considerado uno de los equipos más importantes en un hospital. Si una persona no puede respirar por sí misma, su vida corre peligro. De la misma manera, si un ventilador falla, también puede ser muy peligroso para el paciente. Por eso, los ventiladores médicos se clasifican como "sistemas vitales". Esta clasificación significa que se deben tomar todas las precauciones para que sean muy confiables y para que haya suficientes máquinas disponibles para atender a todas las personas que las necesiten.
Generalmente, los hospitales tienen sistemas de respaldo. Por ejemplo, si se va la luz, algunos ventiladores pueden funcionar con baterías o permitir la respiración manual. También pueden tener válvulas de seguridad que se abren para que el paciente pueda respirar aire del ambiente si el ventilador deja de funcionar, evitando que se asfixie. Algunos sistemas también tienen tanques de gas comprimido o compresores de aire para seguir funcionando si hay un corte de energía o un problema con el oxígeno.
¿Cómo han evolucionado los ventiladores a lo largo del tiempo?
La idea de ayudar a las personas a respirar artificialmente es muy antigua. Se dice que el médico Andrés Vesalio hizo la primera ventilación mecánica en el año 1543.
En 1907, una empresa alemana llamada Dräger creó el Pulmotor, un ventilador que usaba oxígeno o aire comprimido. Se usaba para reanimar a bomberos y policías, pero no en los hospitales.
Un gran avance llegó en 1928 con el famoso pulmón de acero, una máquina grande que ayudaba a respirar a las personas con polio sin necesidad de tubos dentro del cuerpo.
En 1949, John Emerson desarrolló un ventilador para la anestesia. A partir de los años 50, los ventiladores se usaron cada vez más en las operaciones y en las unidades de cuidados intensivos. La necesidad de tratar a los pacientes con polio y el uso de anestesia (que a veces paraliza los músculos de la respiración) impulsaron el desarrollo de estas máquinas.
Al principio, los motores eléctricos de los ventiladores eran un problema en los quirófanos porque podían causar explosiones con los gases anestésicos. Por eso, en 1952, Roger Manley, de un hospital en Londres, creó un ventilador que funcionaba solo con gas comprimido, sin electricidad. Este modelo fue muy popular en Europa por 40 años. Era muy simple: el gas empujaba una bolsa que luego bajaba por su propio peso, metiendo aire en los pulmones del paciente. Era una máquina muy resistente y ayudó a que se usaran más las técnicas de ventilación con presión.
En 1955, Forrest Bird lanzó en Estados Unidos el Bird Universal Medical Respirator. Era una pequeña caja verde que se hizo muy común en los hospitales. Era neumático, lo que significaba que no necesitaba electricidad para funcionar.
En 1971, apareció el ventilador SERVO 900. Era electrónico, pequeño, silencioso y muy eficiente. Permitía ajustar con mucha precisión la cantidad de aire y oxígeno que recibía el paciente.
En 1979, Industrias Sechrist presentó su Modelo 500A, diseñado para usarse en cámaras especiales de alta presión.
A principios de los años 80, Dräger lanzó el respirador EV-A, que usaba microprocesadores para controlar el flujo de aire y compensar fugas. Las bolsas de aire fueron reemplazadas por válvulas controladas electrónicamente.
La tendencia siguiente fue crear ventiladores más versátiles. En 1991, el ventilador SERVO 300 podía usarse para pacientes de todas las edades, desde recién nacidos hasta adultos. Esto significó que los hospitales necesitaban menos tipos diferentes de ventiladores en sus UCI. En 2001, el SERVO-i ofreció aún más adaptabilidad.
Ventiladores para recién nacidos
Cuando se necesita ayudar a respirar a bebés y recién nacidos, se usan ventiladores especiales que los protegen de presiones demasiado altas en sus vías respiratorias. El primer ventilador adaptado para ellos fue el Baby Pulmotor de Drägerwerke. En 1975, el modelo Babylog 1 se hizo muy popular. Los primeros ventiladores diseñados solo para recién nacidos se crearon a finales de los años 80. El Babylog 8000, lanzado en 1989, fue el primero diseñado exclusivamente para bebés y prematuros, permitiendo una ventilación muy suave gracias a sus válvulas digitales y medición precisa del flujo. Aunque hoy en día hay ventiladores que sirven para todas las edades, se siguen fabricando modelos específicos para recién nacidos, como el Babylog 8000 plus.
Coraza de ventilación bifásica
La coraza de ventilación bifásica (BCV) es un método de ventilación donde el paciente usa una especie de armadura en la parte superior del cuerpo. Esta coraza está conectada a una bomba que controla activamente tanto la fase en la que se inhala aire como la fase en la que se exhala. Es como una versión mejorada del antiguo pulmón de acero. Fue desarrollada por el Dr. Zamir Hayek.
La importancia de los ventiladores durante la pandemia de COVID-19
Durante la pandemia de COVID-19, hubo una gran necesidad de ventiladores médicos. Muchos pacientes con problemas respiratorios graves y neumonías llegaban a los hospitales y a las unidades de cuidados intensivos, y necesitaban estas máquinas para sobrevivir. Muchos sistemas de salud se vieron superados, y no había suficientes ventiladores para todos.
Ante esta situación, surgieron muchas iniciativas de universidades, empresas de tecnología y otras compañías para aumentar la producción de ventiladores. Algunas empresas existentes fabricaron más, y otras crearon nuevos diseños de ventiladores para hospitales, incluso usando impresión 3D.
Ventiladores de código abierto
Un ventilador de código abierto es un tipo de ventilador diseñado para situaciones de emergencia. Su diseño es público y se puede usar libremente, y sus piezas son fáciles de conseguir o se pueden fabricar con hardware libre. Los diseños pueden ser copias mejoradas de otros aparatos o creaciones totalmente nuevas. Las piezas especiales que son difíciles de encontrar o caras pueden imprimirse en 3D.
Un primer intento fue el Ventilador Pandemic, creado alrededor de 2008, pensando en una posible pandemia de gripe. Se le llamó así porque era un "respirador de último recurso".
Durante la pandemia de coronavirus de 2019-2020, se inició un gran esfuerzo mundial de diseño. Un proyecto llamado Hackaday buscó soluciones para la escasez de ventiladores.
El 20 de marzo de 2020, el Servicio de Salud de Irlanda empezó a revisar estos diseños. En Colombia, se está probando un prototipo.
Una empresa polaca, Urbicum, informó que probó con éxito un prototipo de código abierto impreso en 3D llamado VentilAid. Sus creadores lo describen como un dispositivo para usar solo si no hay equipos profesionales. El diseño está disponible para todos. El primer prototipo de Ventilaid necesita aire comprimido para funcionar.
El 21 de marzo de 2020, el New England Complex Systems Institute (NECSI) comenzó a hacer una lista de diseños de código abierto en desarrollo. Este proyecto considera la facilidad de fabricación, la seguridad médica y la necesidad de tratar a pacientes en diferentes condiciones. El NECSI cuenta con científicos de universidades importantes que entienden sobre pandemias, medicina y sistemas.
Galería de imágenes
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Ventilador mecánico o respirador «Evita4» de la marca Dräger en una Unidad de cuidados intensivos.
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Unidad de cuidados intensivos (UCI) de un hospital con los ventiladores mecánicos al lado de las camas.
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Véase también
En inglés: Ventilator Facts for Kids
