Respiraţia este un proces fiziologic fundamental, prin intermediul căruia organismele vii realizează schimbul de oxigen și dioxid de carbon cu mediul înconjurător. Oxigenul din aerul inspirat ajunge la nivelul celulelor, fiind esenţial mai ales pentru creier. Dioxidul de carbon, rezultatul proceselor metabolice, este eliminat prin intermediul expiraţiei.

Ca medic pe ambulanţă, am văzut, în cele două decenii de activitate, foarte mulţi pacienţi care se sufocau. Această senzaţie, numită și dispnee, este o consecinţă a lipsei de aer sau a unei afectări a ritmului mișcărilor respiratorii. Ea poate să varieze de la o formă ușoară, temporară, până la una gravă, de lungă durată.

Ventilaţia mecanică este indicată în situaţia în care ventilaţia spontană a pacientului nu este corespunzătoare menţinerii  vieţii.

Majoritatea situaţiilor cu dificultăţi de respiraţie sunt cauzate de afecţiuni pulmonare sau cardiace. Aceasta pentru că plămânii și inima sunt organele interne implicate în transportul de oxigen la ţesuturi și în eliminarea dioxidului de carbon. Sufocarea poate fi asociată cu hipoxie sau hipoxemie – un aport insuficient de oxigen pentru organism. Rolul echipei medicale chemate la faţa locului este de a administra oxigen suplimentar și de a ameliora simptomele, de-a dreptul dramatice în unele cazuri.

Hipoxia – nu mai mult de două-trei minute

Când pacientul este găsit inconștient, trebuie iniţiate de urgenţă măsurile de resuscitare cardio-pulmonară. Creierul uman nu suportă mai mult de două-trei minute de hipoxie. Perioada de timp după care mai este posibilă resuscitarea cardio-pulmonară variază în funcţie de vârstă, sex, diverse boli ale organismului, dar și de împrejurarea care a determinat evenimentul declanșator.

Când un pacient își pierde starea de conștienţă este esenţial ca salvatorul să reacţioneze corect pentru a-i salva viaţa. Pacientul care a fost resuscitat corespunzător, conform protocoalelor medicale, necesită asigurarea suportului circulator și ventilator. Primul, prin instituirea unei perfuzii venoase de reechilibrare, iar cel de-al doilea, prin oxigenoterapie. Dacă pacientul nu respiră singur, trebuie intubat. Aceasta este o procedură standard care  implică introducerea unui tub flexibil din plastic în căile respiratorii ale pacientului. De preferinţă, după resuscitare, tubul este atașat la un ventilator mecanic.

Ventilaţia mecanică este o procedură medicală prin care se susţine sau se înlocuiește respiraţia spontană. Prin aceasta se urmărește preluarea controlului asupra respiraţiei pacientului. Practic, ventilatorul pompează un amestec de aer și oxigen în interiorul plămânilor pacientului, pentru a-i sprijini acestuia diversele procese metabolice vitale. 

Ventilaţia mecanică este folosită în afecţiunile pulmonare acute, în stopul respirator, în bronhopneumopatia cronică obstructivă, în acidoza respiratorie, în stările de  hipoxemie,  atunci când presiunea parţială arterială a oxigenului scade sub limita admisă. Mai este folosită în insuficienţa cardiacă congestivă, în septicemie sau în afecţiunile neurologice, cum ar fi scleroza amiotrofică  laterală sau distrofia musculară.

Riscurile ventilaţiei mecanice

Unul dintre riscurile ventilaţiei mecanice este barotrauma, care include pneumotoraxul, emfizemul subcutanat, difuziunea aerului în mediastin sau în peritoneu. Alt risc care poate fi luat în considerare este atrofia diafragmului. Pe lângă Unităţile de Primiri Urgenţe și secţiile de terapie intensivă, astăzi sunt dotate cu ventilatoare sofisticate și ambulanţele de resuscitare și terapie intensivă mobilă. Numai că ventilatoarele din componenţa acestor ambulanţe au un aspect particular, o carcasă care le face rezistente la intemperii. Ele sunt concepute pentru a fi utilizate în medii dificile sau în medii cu resurse limitate.

Ventilatoarele mecanice portabile au funcţii complexe și sunt extrem de durabile. Utilizatorii lor, însă, trebuie să efectueze training­uri periodice de reîmprospătare a noţiunilor tehnice și medicale în domeniu. Astfel, ei își îmbunătăţesc performanţele și își menţin abilităţile necesare salvării vieţilor omenești aflate în pericol vital iminent.

Sistem complex portabil

Ventilaţia unui pacient începe în momentul atașării circuitului de respiraţie. Pictograma meniului aparatului evidenţiază opţiunile care se pot selecta în scopul configurării sale. Afișajul cu cristale lichide este suficient de vizibil, indiferent de intensitatea luminoasă din celula sanitară a ambulanţei. În plus, aparatul dispune și de o serie de alarme cu prioritate absolută active. Datorită acestui dispozitiv medical impresionant a putut fi gestionată multitudinea de cazuri cu infecţie COVID-19, ajutându-i pe foarte mulţi pacienţi să supravieţuiască cumplitei pandemii.

 Nu în ultimul rând, aparatul dispune și de un pulsoximetru, conceput pentru monitorizarea continuă neinvazivă a saturaţiei cu oxigen a hemoglobinei arteriale. Cu acesta se poate determina și pulsul. Așadar, ventilatorul mecanic portabil este un sistem complex, autonom, care poate funcţiona cu sau fără sursă de oxigen. Dispune și de acumulatori Li-ion care asigură o funcţionare îndelungată. De menţionat este și protecţia biologică și chimică, posibilă datorită filtrelor de care dispune.

Ventilatorul mecanic portabil din dotarea ambulanţelor este un produs de cea mai înaltă calitate, cu un software performant încorporat în sistem. Compresorul intern al acestuia permite utilizarea aerului ambiant, acţionând ca o supapă antiasfixiere. Oxigenul furnizat din tub este de înaltă presiune, având 280-600 kPa. După pornirea dispozitivului și după finalizarea testului de verificare, ventilatorul așteaptă ca utilizatorul să selecteze o configuraţie, după care începe să funcţioneze. 

Ulterior, efectuează o monitorizare continuă pentru detectarea stărilor de alarmă. Corpul uman trebuie menţinut în echilibru, adică în starea de homeostazie. Schimbul de gaze de la nivelul plămânilor se face în doar 0,75 secunde, datorită diferenţei de presiune dintre dioxidul de carbon și oxigen. Această clasă de dispozitive medicale este extrem de performantă. Oferă un ajutor inteligent, dar funcţionează după parametrii stabiliţi de cei care deţin logica priceperii principiului de funcţionare. De aceea, este absolut necesar să dispunem de abilitatea de a lua deciziile optime în situaţii dificile.

Evoluţia ventilatorului mecanic

Andreas Vesalius, un om de știinţă din Belgia, a aflat la mijlocul secolului al XVI-lea, mai precis în anul 1556, că deschiderea cavităţii toracice ar prăbuși efectiv funcţia plămânilor. Obișnuind să disece experimental carcasele unor animale, a introdus în traheea cobaiului un tub rigid (tulpina goală a unei plante) și a suflat aer. A observat nu numai că plămânii nu s-au prăbușit, dar și că inima și-a reluat bătăile obișnuite. 

 Astfel, Andreas Vesalius a descoperit că ventilaţia pulmonară joacă un rol important în menţinerea funcţiei cardiace. Practic, el a inventat atunci cea mai veche metodă de ventilaţie artificială. Ulterior, altcineva a folosit un burduf pentru a ventila tubul introdus în gura pacientului, salvând cu succes viaţa unui pacient aflat la graniţa dintre viaţă și moarte.

Tehnologia de ventilaţie a lui Vesalius a trecut de-a lungul timpului printr-o lungă perioadă de experimente pe animale. Pe scară largă, la oameni, această tehnologie a fost utilizată începând cu a doua jumătate a secolului  al XVIII-lea. În anul 1774,  doctorul William Tossach a folosit respiraţia artificială „gură la gură” pentru a salva un pacient care a fost sufocat de fum. 

Savanţii din Occident nu erau însă mulţumiţi de respiraţia artificială. În anul 1776, dr. John Hunter a proiectat un „ventilator” mai primitiv, cu două burdufuri. Unul dintre acestea pompa aerul în plămâni, iar celălalt pompa aerul din plămâni.  Experimentele pe animale din anul 1827 au dus la concluzia că ventilaţia burdufului ar putea provoca un pneumotorax fatal.

Platoșa care realiza presiune negativă

La sfârșitul secolului al XIX-lea, cercetătorii din domeniu au descoperit că atunci când suprafaţa toracelui este expusă la presiuni negative, presiunea din alveolele pulmonare devine mai mică decât cea a aerului atmosferic. Astfel, aerul din atmosferă „curge” automat în organism. Acesta a fost începutul proiectării de ventilatoare cu presiune negativă. Astfel, s-a realizat ventilatorul de tip „platoșă”, care realiza o presiune negativă. Acest dispozitiv inovator acoperea doar abdomenul superior și pieptul pacientului.

În anul 1928, cercetătorii James Shaw și Philip Drinker au proiectat la Harvard „plămânul de fier”, un dispozitiv de respiraţie care învăluia întregul corp al omului. Ulterior, în lume a izbucnit epidemia de poliomielită. Această boală a înregistrat, în anul 1950, cel mai mare număr de cazuri, provocând o deteriorare a centrului respirator din trunchiul cerebral și grave tulburări ale mișcărilor respiratorii. „Plămânul de fier” era însă voluminos, dificil de dezinfectat și ineficient la pacienţii cu hipovolemie.

Fabricate cu senzor de flux

În anul 1952 a izbucnit la Copenhaga un focar impresionant de poliomielită. Anestezistul Bjørn Ibsen a analizat trupurile neînsufleţite și rezultatele autopsiei celor decedaţi. A concluzionat atunci că principala cauză a morţii pacienţilor era ventilaţia insuficientă. De asemenea, a observat că, efectuând o incizie la nivelul traheei, ar putea aplica pacientului așa-numita „ventilaţie cu presiune pozitivă”. A început din acel moment o epocă nouă în domeniul medical.

În zilele noastre se știe că ventilaţia artificială este o metodă de asistare și de stimulare a respiraţiei, datorită căreia se produce schimbul de gaze din organism prin ventilaţie pulmonară. Dispozitivul este destinat pacienţilor incapabili să respire singuri. Acesta este absolut necesar atunci când bolnavul este în comă sau în timpul intervenţiilor chirurgicale cu anestezie generală. Metoda este de asistare mecanică sau de înlocuire a respiraţiei spontane.

Ventilaţia mecanică este denumită „invazivă” atunci când implică orice instrument care pătrunde prin gură (de exemplu, sonda endotraheală) sau prin piele (de exemplu, tubul de traheostomie, introdus în regiunea anterioară a gâtului). Pacientul este în aceste cazuri inconștient sau anesteziat în prealabil cu medicaţie sedativă. Rolul acestui tip de medicaţie este de a asigura tolerarea tubului. 

Ventilatoarele mecanice din zilele noastre nu necesită efort din partea operatorului. Ele sunt controlate computerizat sau pneumatic. Aparatele dispun din fabricaţie de un senzor de flux. Setările sale depind de fiziopatologia bolnavului ventilat, de interacţiunea dintre pacient și ventilator și mecanica respiratorie.