Jak działają respiratory? - Alex Gendler

Zobacz całą lekcję na: https://ed.ted.com/lessons/how-do-ventilators-work-alex-gendler

W XVI wieku lekarz Andreas Wersaliusz opisał, że duszące się zwierzę można utrzymać przy życiu przez włożenie rurki do tchawicy i wypełnianie płuc powietrzem przez dmuchanie. Dziś traktat Weraliusza jest uważany za pierwszy opis wentylacji mechanicznej - istotnej praktyki w nowoczesnej medycynie. Jak działają nowoczesne respiratory? Alex Gendler wyjaśnia tę ratującą życie technologię.

Lekcja: Alex Gendler, reżyseria: Artrake Studio

W XVI wieku flamandzki lekarz
Andreas Wersaliusz

stwierdził, że duszące się zwierzę
można podtrzymywać przy życiu

przez wprowadzenie rurki do tchawicy,
i wypełnianie płuc przez dmuchanie.

W 1555 roku ta metoda
nie przyniosła mu dużego uznania,

ale dziś traktat naukowy Wersaliusza

uchodzi za pierwszy opis
wentylacji mechanicznej,

kluczowej praktyki
w nowoczesnej medycynie.

By docenić wartość wentylacji,

trzeba zrozumieć,
jak działa system oddechowy.

Oddech to skurcze przepony,

powodujące rozszerzanie się
klatki piersiowej,

co umożliwia zassanie powietrza
i wypełnienia pęcherzyków płucnych,

milionów małych woreczków wewnątrz płuc.

Każdy z baloników otacza siateczka
kapilar wypełnionych krwią.

Krew ta absorbuje tlen
z wypełnionych pęcherzyków płucnych

i pozostawia w nich dwutlenek węgla.

Gdy przepona jest rozluźniona,

wydychamy CO2 z mieszaniną
tlenu i innych gazów.

Kiedy układ oddechowy działa prawidłowo,

ten proces zachodzi automatycznie.

Lecz działanie układu oddechowego
mogą zakłócić liczne choroby.

Zespół bezdechu sennego
powstrzymuje skurcze przepony.

Astma może prowadzić do zapalenia
dróg oddechowych, co blokuje dostęp tlenu.

A zapalenie płuc, często spowodowane
infekcją bakteryjną lub wirusową,

atakuje same pęcherzyki płucne.

Patogeny te zabijają komórki płuc,

pobudzając reakcję immunologiczną,
która może powodować śmiertelne zapalenie

i nagromadzenie się płynów.

Wszystkie te sytuacje sprawiają,
że płuca nie mogą normalnie funkcjonować.

Wentylacja mechaniczna
przejmuje na siebie ten proces,

dostarczając tlen do organizmu,
gdy układ oddechowy nie może tego zrobić.

Maszyny mogą ominąć
zwężone drogi oddechowe

i dostarczyć wysoko natlenowane powietrze,
zastępując uszkodzone płuca

Respirator może działać na dwa sposoby:

napełnia płuca pacjenta powietrzem
przez wentylację nadciśnieniową

lub pozwala na jego bierny przepływ
przez wentylację podciśnieniową.

Pod koniec XIX wieku

techniki wentylacyjne skupiały się
głównie na podciśnieniu,

które jest zbliżone
do naturalnego oddychania

i zapewnia równomierną
dystrybucję powietrza w płucach.

Aby to osiągnąć, lekarze tworzyli
szczelną izolację wokół ciała pacjenta,

zamykając go w drewnianym pudle
lub specjalnie zaplombowanym pokoju.

Następnie z pomieszczenia
wypompowywano powietrze,

obniżając ciśnienie i umożliwiając
jamom klatki piersiowej pacjenta

łatwiejsze rozszerzanie.

W 1928 roku lekarze stworzyli
przenośne, metalowe urządzenie

z pompami zasilanymi
przez silnik elektryczny.

Maszyna ta, znana jako żelazne płuco,

została stałym wyposażeniem
szpitali w połowie XX wieku.

Jednakże nawet najbardziej przenośne
projekty wentylatorów podciśnieniowych

bardzo ograniczały ruchy pacjenta

i utrudniały dostęp
lekarzom i pielęgniarkom.

W latach 60. szpitale przeszły
na wentylację nadciśnieniową.

W łagodniejszych przypadkach
można ją zastosować nieinwazyjnie.

Często na usta i nos nakłada się maskę

i napełniana powietrzem pod ciśnieniem,
które przesuwa się do płuc pacjenta.

Poważniejsze przypadki jednak

wymagają urządzenia,
które przejmuje cały proces oddychania.

Rurka trafia do tchawicy pacjenta,

by bezpośrednio wypełniać
płuca powietrzem

dzięki szeregowi zaworów
i rozgałęzionych przewodów

tworzących obwód
do wdychania i wydychania.

W większości nowoczesnych respiratorów

wbudowany system komputerowy

umożliwia monitorowanie oddechu pacjenta
i regulację przepływu powietrza.

Maszyny te nie należą
do standardowych form leczenia

- używa się ich tylko w ostateczności.

Stały napływ powietrza pod ciśnieniem
wymaga silnego znieczulenia,

a częste wentylacje mogą
spowodować długotrwałe uszkodzenie płuc.

Jednak w ekstremalnych sytuacjach

respirator to sprawa życia i śmierci.

Wydarzenia takie jak pandemia COVID-19

pokazały, że respiratory są jeszcze
bardziej niezbędne, niż sądzono.

Aktualne modele są masywne, drogie

a obsługa wymaga obszernego szkolenia,

więc wiele szpitali ma ich tylko kilka.

Taka ilość może wystarczyć
w normalnych okolicznościach,

ale w czasie nagłych wypadków
ledwo wystarczają.

Świat pilnie potrzebuje więcej
tanich i przenośnych respiratorów,

jak również szybszych metod
produkcji i dystrybucji

tej ratującej życie technologii.