quarta-feira , junho 3 2020

Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?

Compartilhe

Enquanto os EUA e o resto do mundo lutam desesperadamente para lidar com a pandemia do COVID-19 , os hospitais enfrentam uma escassez crítica de ventiladores, os dispositivos de cabeceira que ajudam pacientes com dificuldade em respirar por conta própria.

Os hospitais dos EUA têm cerca de 160.000 ventiladores, com outros 12.700 disponíveis no Estoque Estratégico Nacional do governo federal, informou o New York Times em 18 de março de 2020. Mas teme-se que não haja nem perto o suficiente para lidar com todas as pessoas que poderiam ficar seriamente doentes.

Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?
Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?

De repente, tudo isso concentrou a atenção em um equipamento médico que a maioria de nós provavelmente não pensou muito, assim como não pensamos na própria respiração. Mas para alguém que não consegue entrar ar nos pulmões, o dispositivo – que varia de US $ 25.000 a US $ 50.000, de acordo com o Washington Post – pode ser um salva-vidas.

Como funcionam os ventiladores?

Os ventiladores ajudam os pacientes com várias condições diferentes. “Eles podem ser usados ​​para ajudar as pessoas a respirar durante cirurgias de rotina sob anestesia ou também quando os pacientes estão doentes e têm dificuldade em respirar devido à doença”, explica o Dr. Paul F. Currier, diretor da Unidade de Cuidados Agudos Respiratórios da Divisão de Pneumologia e Critical Care no Massachusetts General Hospital , via e-mail. 

O que é o Coronavirus

Uma pequena proporção de pessoas infectadas com COVID-19 pode desenvolver inflamação nos pulmões. “Uma proporção ainda menor desses pacientes pode desenvolver insuficiência respiratória que é melhor tratada com um ventilador”.

“Pense nos pulmões como um balão elástico”, diz Kenneth Lutchen , reitor da Faculdade de Engenharia e professor de engenharia biomédica da Universidade de Boston (BU), por e-mail. “Você pode expandir o balão fazendo com que a pressão na abertura (boca) seja maior do que a pressão do outro lado. Normalmente, respiramos fazendo nossos músculos expandir o peito, o que diminui a pressão ao redor dos pulmões dentro do corpo, para que os pulmões se expandem.

“Mas se os pulmões se enchem de líquido ou ficam altamente inflamados – os quais podem ocorrer no coronavírus – as pressões negativas que ocorrem com a respiração normal não são suficientes para expandir os pulmões o suficiente e resultam em troca insuficiente de O2 e CO2”, Lutchen continuou. 

“A alternativa é então” empurrar “o ar para os pulmões usando um ventilador que cria uma pressão positiva na boca – a entrada no tubo de intubação – grande o suficiente para empurrar e sair ar fresco o suficiente a cada respiração. Felizmente, isso pode manter os níveis de O2 e CO2 no sangue estão próximos do normal até que a inflamação e o acúmulo de líquidos diminuam e a pessoa possa respirar por conta própria novamente “.

Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?
Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?

O dispositivo mecânico quadrado com um display digital na parte superior geralmente fica em um carrinho ao lado da cama. Como explica o site do Instituto Nacional do Coração, Pulmão e Sangue , o paciente é conectado ao dispositivo por um tubo de respiração inserido pelo nariz ou boca pela garganta, que é mantido no lugar por uma fita ou uma cinta que se encaixa ao redor do dispositivo. cabeça. 

Conheça a Virologista que Descobriu o primeiro CoronaVirus

O tubo nas vias aéreas pode causar algum desconforto e também afeta a capacidade do paciente de falar ou comer. É por isso que a equipe de atendimento pode inserir outro tubo na veia para alimentar os nutrientes do paciente, ou – se a pessoa permanecer no ventilador por um longo tempo – inserir um tubo de alimentação nasogástrica que vá diretamente para o estômago ou intestino delgado através uma abertura criada cirurgicamente.

Ventilador
Este diagrama descreve o design básico e a função de um ventilador respiratório.

Ter um tubo na garganta não é exatamente agradável, mas é importante. “Sem intubação, várias coisas podem ameaçar a capacidade do ventilador de fazer seu trabalho”, explica Lutchen. “Talvez o mais importante seja que, se o ventilador soprar pela boca, o volume liberado pode não entrar no pulmão. Alguns deles podem vazar pelo nariz – que está conectado à boca – ou alguns podem acabar expandindo as bochechas. da pessoa em vez de entrar no pulmão “.

O papel do terapeuta respiratório

Para que tudo funcione, os hospitais dependem da experiência de profissionais altamente treinados, denominados terapeutas respiratórios. “O terapeuta respiratório determina as configurações apropriadas para atender às necessidades respiratórias do paciente com base na condição da doença subjacente”, explica Timothy R. Myers, terapeuta respiratório e diretor comercial da Associação Americana de Cuidados Respiratórios , por e-mail. “A partir desse ponto, eles fornecem monitoramento e avaliação constantes e modificam o cenário à medida que a condição do paciente melhora ou piora. Isso inclui monitoramento e medidas não invasivos da análise do sangue para verificar os níveis de oxigênio e dióxido de carbono”.

Isso requer muita gestão cuidadosa, porque os pulmões são bem complicados, explica Myers. Embora seja útil pensar nos pulmões como um balão para fins ilustrativos, na realidade eles são “mais como uma rede de milhões de balões que precisam transferir gases entre os pulmões e o sistema circulatório. Quando os pulmões estão danificados ou doentes, cada pulmão e os milhões de balões requerem entrada e saída de gás de maneira diferente do que quando saudáveis. Cada paciente é único. “

Como funcionam os ventiladores? Por que eles são tão críticos para a pandemia de COVID-19?

Nos últimos anos, houve alguns avanços na forma como os ventiladores são usados. “A pesquisa mostrou que o uso de baixo tamanho da respiração e baixas pressões melhora os resultados”, explica Currier. “Além disso, pacientes com insuficiência respiratória grave podem, às vezes, ficar de bruços enquanto estão no ventilador, um processo chamado posicionamento propenso, que geralmente pode melhorar seus níveis de oxigênio. Finalmente, para alguns pacientes cujos níveis de oxigênio permanecem baixos, apesar de estarem em um ventilador , eles podem receber oxigenação por membrana extra-corporal (ECMO) em alguns centros muito especializados. Essa terapia altamente intensiva pode circular o sangue fora do corpo para fornecer oxigênio adicional “.

A pesquisa de Lutchen se concentra no desenvolvimento de ventiladores mecânicos mais seguros. “Inicialmente, o ventilador está trabalhando para salvar uma vida, mantendo os níveis adequados de O2 e CO2”, diz ele. “Mas isso é feito empurrando o ar e expondo o pulmão a pressões anormais, geralmente maiores para ajudar a expandir um pulmão mais rígido e / ou mais estreito. Além disso, um ventilador é programado para fornecer a mesma respiração toda vez que a respiração normal varia um pouco respiração a respiração e periodicamente respiramos profundamente.Se você precisar permanecer em um ventilador por um longo período de tempo, existe o risco de grandes pressões repetitivas causar Lesão Pulmonar Induzida por Ventilador (VILI), o que poderia facilitar a Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (ARDS). Agora, o ventilador talvez não consiga mais fornecer troca suficiente de O2 e CO2 “.

É por isso que Lutchen está trabalhando com a investigadora principal Bela Suki , professora de engenharia biomédica da BU, em um conceito chamado ventilação variável, no qual o ventilador fornece respirações variáveis ​​semelhantes a um padrão de respiração natural, para evitar pressões anormais repetitivas no mesmo local quando uma pessoa respira. “Há alguma evidência em animais de que essa abordagem é menos provável de levar à VILI e pode facilitar a recuperação da SDRA”, diz Lutchen. “Mas a abordagem ainda não foi testada em humanos”.

A atualização atual

Com a atual escassez de ventiladores, os fabricantes estão aumentando a produção. A Medtronic, uma das maiores fabricantes mundiais de ventiladores, está se preparando para dobrar sua produção, adicionando turnos para manter sua fábrica irlandesa funcionando o tempo todo, escreveu um representante da Medtronic à HowStuffWorks.

Mas os fabricantes enfrentam um desafio no aumento da produção, porque os ventiladores devem ser construídos com muito cuidado. “Como se trata de dispositivos que salvam ao vivo, aplicam-se padrões muito altos em termos de garantia de qualidade”, afirma o fabricante suíço Hamilton Medical AG, por email.

AGORA ISSO É INTERESSANTE

Embora os ventiladores modernos existam apenas desde a década de 1950, o conceito de fornecer ar mecanicamente a um paciente através da inserção de um tubo foi descrito pela primeira vez por Andreas Vesalius, um belga que era professor na Universidade de Pádua, em 1543, de acordo com este artigo. artigo sobre a história da ventilação de Arthur S. Slutsky no American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.

Deixe uma resposta