[OPINION] Respiradores por presión son los más sencillos

Este texto ha sido enviado por Kronopia, para recomendar donde poner el foco, basándose en su experiencia con respiradores.

Buenos días,

He manejado respiradores durante mucho tiempo y quisiera aportar algunos comentarios. He visto mucha actividad bastante dispersa. Bajo mi punto de vista convendría centrarse en pocos proyectos factibles. 

Pienso que se están invirtiendo muchos esfuerzos tratando de resolver problemas inexistentes o que están resueltos. 

El distress respiratorio como el producido por covid-19 es probablemente lo más grave que le puede ocurrir a un pulmón y además en esta enfermedad la evolución es muy lenta, de modo que el paciente pasará en promedio, si no fallece, de 21 a 28 días conectado a un respirador. Esas permanencias tan prolongadas son posibles gracias a la sofisticación de los respiradores actuales. Intentar emular esas características con un diseño improvisado de emergencia no va a ser posible. Sin embargo la necesidad de respiradores actualmente no se ciñe a los pacientes con coronavirus. Antes de ahora había (y hay) en este país algo menos de 5000, respiradores en unidades de críticos (UVI y Reanimación) para atender pacientes que requieren ventilación mecánica. Este número se está ampliando algo con la puesta en funcionamiento de respiradores de repuesto y/o en desuso pero funcionantes. 

• El aumento del coronavirus podría ocupar (con una rotación muy larga) todos los respiradores dejando sin opción a otros pacientes que precisan ventilación mecánica (accidentados, neurológicos, ictus, infartos, etc.) por lo que disponer de cualquier respirador en estas circunstancias conseguiría salvar vidas. 

• No todos los pacientes generales van a necesitar ventilación mecánica prolongada como los distress por coronavirus. Muchos postoperados van a necesitarlo menos de una semana, incluso dos o tres días. No precisarían de un sofisticado respirador con varios modos de ventilación, programas de destete, respiración parcialmente asistida, etc. 

• La necesidad de ventilación mecánica por presión, la más útil en el coronavirus permite recurrir a respiradores por presión, los más simples. No es necesario diseñar sistemas que compriman bolsas tipo AMBU. 

• Los respiradores por presión funcionaron desde sus inicios sin necesidad siquiera de motores, compresores, ni electricidad. Sin más fuente de energía que la presión del propio oxígeno del circuito general o desde una bombona. 

• No así los respiradores que ventilan “por volumen” en los que suele haber una concertina elástica graduable que al ser comprimida suministra un volumen fijo. Mecánicamente más complejos. 

• En pulmones sanos la ventilación se prefiere a veces suministrando un volumen adecuado al pulmón del paciente para asegurar la oxigenación. 

• El pulmón en el coronavirus está muy afectado, inflamado y su volumen muy disminuído por lo que administrar un volumen fijo puede dañar al pulmón por sobrepasar la presión que puede soportar (barotrauma) que daña aún más el pulmón. Por eso se ventilan “por presión”, donde lo que se regula es la presión máxima suministrada, para no dañarlo más. 

• Un pulmón sano puede ser ventilado indistintamente por volumen o por presión y de hecho durante muchos años la ventilación mecánica fue por presión. La ventilación volumétrica fue un avance posterior. 

Resumiendo un poco: 

• En la situación actual cualquier respirador, por volumen o por presión salvará vidas. 

• Un respirador por presión es mucho más sencillo que uno volumétrico. 

• Un respirador por presión servirá para distress por coronavirus (aunque por la gravedad del caso y la larga evolución será mejor si dispone de un respirador moderno de los que están en uso. 

• Un respirador por presión servirá también para muchos de los pacientes necesitados por ventilación mecánica no coronavirus. 

• La fabricación de un ventilador por presión se presenta a mi entender como de elección. 

• Es posible construir ventiladores por presión sin motores, compresores e incluso sin circuitos eléctricos. Han existido durante años. 

• Solo hace falta una fuente de oxígeno a presión, como la que existe en todos los hospitales, que puede ser sustituida incluso por bombonas de O2. (La mezcla con aire para no suministrar O2 al 100 % se resolvía tomando aire ambiente por un tubo Venturi regulable, aunque si simplifica la construcción tampoco sería una pega aire comprimido (en los hospitales hay aire comprimido médico centralizado, como el O2) 

Por otra parte hay cosas que no merecen ser abordadas: 

1. Suministro de O2 y Aire comprimido: los hospitales tienen conducciones centralizadas. En 

instalaciones de emergencia → bombonas 

2. Regulación de los gases de entrada: no hay que perder un minuto en esto. Existen rotámetros 

o caudalímetros de sobra en todos los hospitales. Todos hemos visto algún paciente con oxígeno en una planta y nos hemos fijado en un tubo de vidrio con una bolita dentro y una llave. Eso controla el flujo del gas. 

3. El hospital ya tiene la forma de suministrar un flujo de O2 o de Aire medicinal y aspiración. 

4. Gases de salida. Eso está resuelto y tampoco merece dedicarse a ello. Todos los respiradores 

de los hospitales recogen herméticamente los gases de deshecho, tanto en unidades de críticos como en quirófanos a través de conducciones de aspiración centralizadas. Los gases de quirófano llevan gases que no pueden respirar el personal de la intervención y en las unidades de críticos con frecuencia los gases de salida de los respiradores están infectados. Todo eso está ya resuelto. 

Habría que centrarse, y no es poco, en la construcción del respirador. 

Te indico algunos modelos de respiradores por presión antiguos que no precisaban electricidad, compresores, etc. En todos ellos la fuente de energía era la presión del O2 de la conducción. 

El respirador Takaoka de 1951 llamaba la atención incluso entonces, era un respirador de bolsillo. Solo se usaba para traslados, porque era tan simple que apenas tenía mecanismos de seguridad. Eran básicamente dos válvulas, inspiratoria y espiratoria en un artilugio que cabía en la mano. Solo te lo envío como curiosidad para que veas como un mecanismo tan sencillo permitía ciclar partiendo solo de O2 a presión y dos válvulas. El respirador Boyle Cyclator funcionó durante años como respirador de quirófano. Solo se alimentaba de la conducción de O2 y su funcionamiento era simplemente valvular. Sin circuitos ni electricidad. Fue un respirador muy extendido en la sanidad española. Podrían quedar aún en funcionamiento en alguna clínica veterinaria, por ejemplo, o arrumbados en algún sitio. Respirador Bird. Una maravilla de minimalismo. Sin electricidad, el soporte era el propio tubo de O2. Era un aparato fiable que igual servía para un traslado que para ser usado en las UCI de hace cuarenta años para intubaciones más prolongadas (varios días). 

El funcionamiento de los respiradores por presión se basaba en unas válvulas muy precisas, robustas, regulables, esterilizables y seguras que hacían el corazón del sistema. Lamentablemente no creo que pudieran ser reproducibles por impresora 3D por su precisión y calidad de materiales 

Pero en cambio tal vez pudieran ser sustituídas hoy día por electroválvulas controladas por un sistema electrónico sencillo, tipo Arduino y algunos sensores pudiendo fabricarse con 3D los conductos internos, soportes, conexiones entre las piezas, carcasa, etc. 

Básicamente: Partiendo de un flujo de O2 a presión, suministrado por el hospital, elaborar un mecanismo con una válvula de entrada que limite la presión de alimentación a unos 60 cmH2O seguiría hasta una válvula regulable desde 20 a 50 cmH2O que sería la presión a suministrar al paciente en la inspiración de modo que al alcanzar esa presión cierre la válvula de entrada y abra la de salida, permitiendo la espiración; el ciclo se repetiría cerrando la válvula de salida y abriendo la de entrada. Se podría intercalar una bolsa (ya existen y están fabricadas, incluso desechables) en el circuito inspiratorio para amortiguar los picos de presión y una válvula en el circuito espiratorio para frenar la espiración si se desea mantener una PEEP (presión positiva residual al final de la espiración). Tener acceso a cualquier respirador antiguo por presión lo facilitaría todo. Preferiblemente antiguo porque posteriormente se fueron añadiendo muchas características que no modifican lo esencial. 

* (Ventiladores y respiradores se refieren a lo mismo. Antes se llamaban respiradores, los fabricantes comenzaron a llamar ventiladores a los nuevos respiradores, con muchas funciones y tipos de respiración mecánica automática, asistida, parcialmente asistida, programas de destete de respirador, etc. En los hospitales se les llama indistintamente, coloquialmente: el respi). 

No soy técnico, no estoy en activo y lamento no disponer de los esquemas detallados del funcionamiento de estos aparatos pero sé que con la tecnología actual podrían fabricarse si pudiésemos disponer, por ejemplo, de un Bird y ver su funcionamiento interno. El resultado podría ser un Bird muy mejorado en seguridad y prestaciones si se aplica una electrónica sencilla y electroválvulas de corte con sensores. Algo que entonces no había. Espero haber aportado algo. Sobre todo a evitar esfuerzos en idear mecanismos que no son necesarios por estar ya resueltos y no ser deficitarios. Pienso que se puede fusilar un respirador por presión sin problemas de patentes porque el circuito de circulación de gases es obligado, y si los componentes no son las precisas válvulas mecánicas originales (que serían difícilmente reproducibles ahora sin maquinaria y diseños muy específicos) y se sustituyen por electroválvulas, seguras, y un circuito electrónico muy simple no habría problemas de patentes. Espero haber contribuido en algo. No tengo redes sociales. En lo que sepa y pueda contribuir lo haré gustoso en mi correo electrónico. kronopia@protonmail.com 

Muchas gracias. Un saludo. 



Referencias:

https://es.bimedis.com/a-item/ventiladores-bird-mark-7-1567351 (He intentado contactar con el vendedor, sin resultado)

http://www.medicinaintensiva.com.br/takaoka-kentaro.htm 

Extraído de: https://www.slideshare.net/BioCritic/tema-3-tcnicas-ventilacin-mecnica 


Comentarios

  • Muy interesante, a mi tambien me ha llamado mucho la atencion los diseños con balones, existiendo directamente sistemas de aire a presión y todos los recursos en los hospitales, aunque sean hospitales de campaña. La fuerza está asegurada (La propia presion del oxigeno).

    Esas imagenes que mandas son las tipicas de las regulaciones neumaticas, en las que gracias a la fuerza del aire a presión se realizaba todo el control. Basicamente unos muellecitos, agujas de regulacion y unas membranas.

    Creo que puede ser muy interesante recuperar esta aportación historica.

    Como indicas, la ventaja hoy en dia, la tenemos en la monitorización. controlamos todas las constantes.


  • Creo que la opinión de elsatch es muy acertada   , yo estoy a unos meses de la jubilacion  y conozco de primera mano la electónica y las válvulas proporcionales , sensores , y todo lo necesario para hacer un respirador  , es mas , fabrico algo parecido para controlar el gas  en robots  de slodadura  y considero que es un disparate el intentar desarrollar y fabricar un equipo complejo electrónico en semanas  y que además funcione .  Sobre todo sin tener una idea funcional ,  un desarrollo de fabricación ni una experiencia previa . Tengan en cuenta  que ya es un reto muy importante solo copiar ( y luego fabricar ) uno solo de los aparatos  sencillos , cuanto mas  si le metemos algo de tecnología  , entonces el fracaso (o la perdida de tiempo) está asegurada . No quiero echar por tierra los esfuerzos que se están haciendo  pero hay que ser realistas .  yo pido unas EV proporcionales muy estandar a un fabricante europeo  para mis aparatos y me tardan un mes  porque ahora no almacena stock nadie  , me las hacen exprofeso  , ¿sigo ?...

    Bueno , bajando a la tierra , ELSTCH has usado alguna vez un DRAGER CF800  , lo puedes ver en :
    https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%20508/methods-generating-positive

    ES un aparato pasivo  de presion PEEP  ,  a mi me parece despues de leerme mucha documentacion médica ( y sigo en ello )  que es  algo factible  y lo mas indicado para el tipo de pacientes y la situacion tan perentoria que tenemos .,
    Incluso fabricar una pequeña serie de aparatos  que tengan un  funcionamiento similar al CF800   de forma rápida  no es sencillo  , ya que no hay industria nacional de casi nada ,  aunque parezca increible amigos  ... porque nos hemos acostumbrado en Europa a no fabricar  tan apenas  , ya que es mas barato comprarlo en China .
    Por ejemplo ; ¿donde compro un sencillo rotámetro de 30 lit/min de O2 rápidamente ? y 100?  ... de China   ... ponte a la cola y enséñame el maletín , es triste ,¿ verdad ? tal vez algún día se haga un libro sobre esto ...

    Bueno , pues a pesar de todo lo voy a intentar , de momento yo solo , no necesito  mas que ciertos componentes que me faltan vengan de China .. pero me vendría muy bien las experiencia de alguien que haya usado el equipo al que me refiero y me de  su opinion  , la tuya elsatch desde luego me ha parecido estupenda y centrada  , la aprecio en lo que vale. 
    Saludos cordiales de Fernando Jimenez  ,
    te paso mi correo por si quieres comunicar algo 
    vigilaweld@gmail.com

  • Hola Fernando, puedo colaborar contigo, mas en la parte electronica y control, de neumatica tengo conceptos generales.

    creo que puede ser una opción interesante, aunque la realidad, como indicas, todo viene de china y conseguir casi cualquier cosa ahora es complicado, mas cuando ponemos en riesgo a los trabajadores de transporte en los portes.

    Esta tarde te envio correo.




  • hola rlopezmarcos  ,gracias por tu ofrecimiento , lo tendré en cuenta  ,  ya se que esta opcion de un aparato  de presion PEEP  CF800  como el que me refiero tiene muchas limitaciones  y no cumple todas las condiciones técnicas  que se han expuesto en este foro   , pero es lo que mas rápido se puede  hacer  y que por los comentarios últimos  que he leido en el foro  en la parte correspondiente a las condiciones técnicas de un respirador  percibo  que puede solucionar el problema a numerosos pacientes  a los que ni AMBU ni mascarilla  de oxigeno sin presion son suficientes , es una ayuda mas que cada vez mas personas implicadas en esto  visualizamos  como  buena  solucion más mientras  no se disponga de un respirador totalmente controlado   con todas  las opciones  , y por lo menos no les haremos mucho daño .
    Si alguien que haya usado el DRAGER  CF800  nos puede ofrecer  su opinion estaría sumamente agradecido . Saludos 
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