El ventilador médico, como parte importante del equipo médico, ha evolucionado gradualmente desde una simple herramienta de ventilación asistida hasta un dispositivo altamente inteligente con múltiples funciones y modos después de años de investigación, desarrollo e innovación.
La "Biblia • Génesis" dice que Dios creó al hombre de barro y sopló vida en sus fosas nasales, para que el hombre obtuviera vida. Según la investigación, el "Génesis" se originó en el "Antiguo Testamento" hebreo escrito alrededor del año 1000 a.C., que tiene una historia de más de 3.000 años. La gente de aquella época se había dado cuenta claramente de la importancia de respirar.
Varias civilizaciones antiguas del mundo han concedido gran importancia a la respiración. En nuestra China, Zhuangzi en el Período de los Reinos Combatientes (alrededor de 369 a. C. - alrededor de 286 a. C.) tenía un método de preservación de la salud de "exhalar y respirar, exhalar lo viejo y absorber lo nuevo" ("Zhuangzi · Deliberado"). También existen métodos de respiración especiales en el yoga indio.
El médico belga Andreas Vesalius fue el primero en estudiar científicamente la respiración. Era un médico famoso en ese momento y sirvió como médico real del rey y del Papa. También fue uno de los fundadores de la anatomía. Estudió cuidadosamente la estructura de los pulmones y la laringe y describió en detalle el mecanismo de producción del sonido.
Fue el español Miguel Servet quien descubrió por primera vez los alvéolos. El padre de Miguel Servet era un funcionario del gobierno y provenía de una familia acomodada. Comenzó a estudiar Derecho, durante los cuales también estudió Teología, y posteriormente se trasladó a París para estudiar Medicina.
En aquel momento, las religiones en Europa afrontaban grandes cambios. Juan Calvino creó una nueva secta fatalista, que se enfrentó a la tradicional teoría de la Trinidad del Vaticano, y los dos bandos ya estaban en guerra.
Servet cree que no existe la Trinidad en la Biblia y aboga por el monoteísmo. Escribió dos artículos críticos y mantuvo correspondencia con Kelvin. Pero Kelvin pensó que su pensamiento estaba fuera de línea con el suyo y que era una alternativa peligrosa.
En 1553, la Santa Sede lo arrestó y lo juzgó públicamente. Gracias a la ayuda de sus amigos, escapó sin "pruebas suficientes". Huyó a la ciudad protestante de Kelvin en busca de refugio, pero fue arrestado y encarcelado, torturado y finalmente quemado en público. Las generaciones posteriores lo respetaron como el fundador de la secta monoteísta.
En sus escritos, Servet describió los alvéolos (de aproximadamente 0,2 mm de diámetro) que son difíciles de ver a simple vista. Pero como sus escritos eran principalmente teológicos, sus observaciones sobre los alvéolos no fueron notadas hasta más de cien años después.
El médico italiano Realdo Colombo también descubrió los alvéolos en el mismo período. Sucedió a Andreas Vesalius como profesor de anatomía en la Universidad de Padua en Italia, fundada en 1222 y una de las primeras universidades del mundo.
Colombo describió cuidadosamente la estructura de los pulmones y los alvéolos, pero no logró descubrir el mecanismo de la respiración.
Colombo también descubrió la ley de la fricción: cuando un objeto pesado se mueve en un avión, el coeficiente de fricción es igual a la relación entre el empuje y la presión. Esta ley es una de las leyes fundamentales en la ingeniería mecánica.
En 1628, el médico británico William Harvey descubrió la circulación sanguínea, pero no logró descubrir la relación entre la circulación sanguínea y la respiración.
El famoso Robert Hooke también estudió la respiración. Hizo un experimento con animales:
Coloque la tráquea del perro en un frasco que pueda ventilarse o cerrarse. Sus experimentos demostraron que incluso sin respirar, el aire que fluía a través de la tráquea podía sustentar la vida, pero la ausencia de aire fresco era fatal.
A mediados del siglo XVIII, se aclaró la estructura de los pulmones y se descubrió el oxígeno. Pero todavía nadie ha descifrado el secreto de la respiración.
Hasta 1904, el científico danés Christian Bohr estudió la fisiología de los peces junto con su director de doctorado. Descubrieron que la cantidad de oxígeno en la vejiga natatoria era mucho mayor que en los vasos sanguíneos de los peces.
Entonces, ¿adónde se fue el oxígeno?
Bohr realizó una profunda investigación y propuso el efecto Bohr: la descomposición del oxígeno está relacionada con la concentración de dióxido de carbono y el pH del ambiente. Este importante hallazgo vincula la inhalación de oxígeno de los animales con la exhalación de dióxido de carbono. Bohr es guapo y su hijo Niels Bohr es el fundador de la mecánica cuántica y ganó el Premio Nobel en 1922.
Su nieto Aage Bohr descubrió las leyes del movimiento de las partículas y ganó el Premio Nobel en 1975.
En 1908, Christian Boll volvió a enseñar en la Universidad de Copenhague, Dinamarca. Contrató al científico danés August Krogh. Crowe, hijo de un carpintero de barcos, estudió medicina y fisiología en la Universidad de Copenhague. La esposa de Krogh, Marie Jorgensen Krogh, era compañera de clase suya. Mary tuvo nueve hermanos, pero sólo cuatro sobrevivieron hasta la edad adulta. Entonces decidió estudiar medicina. Crowe y su esposa compartían los mismos objetivos, jugaron en armonía e hicieron muchas contribuciones destacadas.
Bajo la tutela de Ball, Crowe comenzó a estudiar el intercambio de gases en el cuerpo humano y el flujo de oxígeno por todo el cuerpo. Descubrió que el flujo de oxígeno está regulado por capilares. Cuando el cuerpo está en reposo, muchos capilares se cierran; Durante el ejercicio, los capilares se abren, lo que permite que llegue más oxígeno a los músculos. Este descubrimiento completa el ciclo del oxígeno y el dióxido de carbono en el cuerpo humano.
En 1914, Mary demostró además que el mecanismo de transporte de oxígeno descubierto por Crowe era suficiente para mantener el metabolismo del cuerpo en una amplia variedad de condiciones.
Crowe ganó el Premio Nobel en 1920.
En 1922, cuando los Cuervos visitaron Canadá, notaron la insulina recién descubierta. Mary padecía diabetes tipo 2, por lo que inmediatamente compraron la patente para la producción y venta de insulina en Europa. Después de regresar a Dinamarca, Crowe fundó la empresa con sus amigos. La empresa sigue funcionando con éxito, beneficiando a Mary y a innumerables pacientes diabéticos de por vida.
Hoy tenemos una comprensión clara del principio de la respiración. La respiración humana está dominada por el sistema de control automático de la corteza cerebral (control voluntario) y también se ve afectada por otros receptores (receptores), que incluyen:
Sistema nervioso respiratorio (que actúa a través de la médula, la protuberancia y la columna);
· Receptores de estiramiento pulmonar;
Receptores de estímulo en los pulmones y la tráquea;
· Receptores musculares y articulares;
Receptores bioquímicos centrales (respuesta a aumentos de dióxido de carbono (CO₂ ↑), iones de hidrógeno (H⁺ ↑));
Receptores bioquímicos periféricos (respuesta a la disminución de oxígeno (O₂ ↓), aumento de dióxido de carbono (CO₂ ↑), aumento de iones de hidrógeno (H⁺ ↑));
·Otros receptores sensoriales y emocionales, otra percepción sensorial incluye dolor, frío y calor, etc. Las emociones incluyen felicidad, ira, miedo, excitación, ideas subjetivas, etc. Todos estos receptores actúan a través del hipotálamo.
El sistema respiratorio incluye la tráquea, los pulmones y la cavidad torácica. Los pulmones están encerrados en la pleura y el diafragma de la cavidad torácica. La caja torácica incluye el tórax, el esternón, las vértebras torácicas, las costillas y los músculos intercostales. La pleura está conectada a los músculos intercostales, con la cavidad pleural y el saco pleural en el medio.
El proceso respiratorio se divide en tres pasos:
En el primer paso, el sistema nervioso impulsa los músculos intercostales para expandir la cavidad torácica y los pulmones se expanden en consecuencia, creando una presión negativa para aspirar aire fresco.
En el segundo paso, el aire fresco se mezcla con la sangre en los alvéolos, envía oxígeno a la sangre y luego envía la sangre rica en oxígeno a todo el cuerpo a través del corazón a través de la sangre arterial, y luego libera oxígeno a través de los capilares para suministran diversos tejidos y órganos. El dióxido de carbono producido por el metabolismo de diversos tejidos y órganos es absorbido por los capilares para formar sangre con alto contenido de dióxido de carbono, que regresa al corazón y los pulmones a través de las venas, y finalmente el dióxido de carbono en la sangre se absorbe y precipita. por los alvéolos.
En el tercer paso, el sistema nervioso impulsa los músculos intercostales para restaurar los pulmones a su forma original, exprimir el aire y expulsar el gas rico en dióxido de carbono de los alvéolos.
Los humanos respiramos entre 12 y 20 veces por minuto. Esta frecuencia es similar a la de las olas del océano. Por eso, cuando caminamos por la playa y escuchamos el sonido de las olas, resonará en nuestro corazón y nos sentiremos especialmente cómodos.
El sistema respiratorio funciona día y noche, día tras día, año tras año, ya sea sentado, acostado, corriendo, saltando, comiendo, bebiendo, despertando, sintiéndose excitado, generalmente es capaz de autorregularse bien. Pero también hay momentos de enfermedad. Hay varios tipos de enfermedades pulmonares, incluidas
Enfermedad pulmonar infecciosa (infección bacteriana, infección viral, infección por hongos, etc.);
·Enfermedades relacionadas con la contaminación del aire y el tabaquismo;
Enfermedades relacionadas con el trabajo;
· Enfermedades relacionadas con el sistema inmunológico;
・Enfermedades relacionadas con la herencia;
Tumores de pulmón, etc.
Cuando está enfermo, necesita descansar, tomar medicamentos, ponerse una inyección o incluso someterse a una operación. Cuando la afección es grave y resulta difícil respirar espontáneamente, se debe utilizar un ventilador (la vida es muy tenaz y el paciente puede retirarse gradualmente del ventilador después de superar las dificultades y retomar lentamente la respiración espontánea).
En la década de 1930, la polio era una epidemia en Estados Unidos. La mayoría de las víctimas eran niños, dijo el presidente estadounidense Franklin Roosevelt. Como resultado, muchos pacientes experimentan parálisis del sistema respiratorio.
Para salvar a estos pacientes, la Escuela de Medicina de Harvard inventó el ventilador de "pulmón de hierro". El ventilador es una caja metálica rectangular en la que se acuesta el paciente, dejando sólo la cabeza expuesta. El ventilador tiene dos bombas de aire al vacío, una para bombear aire y otra para inflar, de modo que la presión dentro de la caja se expande y relaja como el proceso de respiración. Durante los siguientes 30 años, el pulmón de acero se convirtió en uno de los principales tratamientos para la polio.
En 1939, la Fundación Nacional contra la Polio comenzó a distribuir pulmones de hierro a gran escala, a un precio de aproximadamente 1.500 dólares cada uno (el precio promedio de una casa en ese momento).
Los ventiladores actuales utilizan tubos para suministrar y extraer aire directamente al sistema respiratorio. El ventilador se divide en dos pasos: inhalación y descarga. Durante la inhalación, la bomba de vacío expulsa aire fresco, que es empujado a través de la válvula inspiratoria hacia una cámara con humedad controlada y luego al paciente, momento en el que se cierra la válvula espiratoria. Al descargar, la bomba de vacío bombea aire, pero la válvula de succión está cerrada y el gas exhalado por el paciente se descarga a través de la válvula de descarga y el filtro. Los ventiladores también suelen controlar la respiración y los latidos del corazón y ajustar la presión del aire y la velocidad de inhalación y exhalación.
Desde el brote del nuevo coronavirus Covid-19 en todo el mundo, los ventiladores se han utilizado ampliamente y han salvado innumerables vidas.
La historia del desarrollo de los ventiladores médicos ha demostrado plenamente el poder de la innovación en tecnología médica. Desde el sencillo dispositivo mecánico inicial hasta los productos de alta tecnología inteligentes y conectados en red de hoy en día, los ventiladores médicos han evolucionado y crecido constantemente en el camino hacia salvar las vidas de pacientes críticamente enfermos. Se cree que con el avance continuo de la tecnología, los ventiladores médicos seguirán trayendo más sorpresas y esperanzas a la industria médica en el futuro.
