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En general, todos los respiradores existentes están compuestos por los mismos bloques funcionales. Lo que cambia de uno a otro es la tecnología utilizada para implementarlos. Tales bloques pueden observarse en el siguiente gráfico, en el que puede hacer click sobre las distintas partes para obtener una descripción acerca de las mismas.
Este sistema es el encargado de tomar las órdenes provenientes del operador, procesarlas y transformarlas en acciones concretas por parte del respirador. Es también el encargado de tomar y procesar la información enviada por los sensores, manejar las alarmas, decidir el uso de un sistema ventilatorio de respaldo, etc. En resumen, gobierna todas las acciones del equipo. En los respiradores de primera generación el sistema de control está formado por elementos neumáticos, con todas las limitaciones que ello significa. En la generación siguiente se transformó en un conjunto de elementos electrónicos discretos, para convertirse finalmente en las potentes unidades actuales que contienen uno o más microprocesadores. Los sistemas de control de los equipos microprocesados manejan el funcionamiento de la unidad siguiendo las instrucciones que el fabricante colocó en memorias ROM. Así, ante cada situación que pueda presentarse durante el funcionamiento del equipo, el sistema de control debe tener una indicación de cómo responder. Volver al diagrama
Aunque compuesto en general por un conjunto de válvulas, reguladores de presión, restricciones, etc., el elemento fundamental del sistema de provisión de gases es aquel que maneja el flujo, volumen, tiempo y/o presión de cada ciclo respiratorio.
En los respiradores de segunda generación uno de los sistemas más difundidos es el constituido por un fuelle que se encuentra dentro de una cámara. El gas que será entregado al paciente ingresa al fuelle, donde se mide su volumen. Durante la inspiración se presuriza el espacio entre el fuelle y las paredes de la cámara, impulsándose el gas hacia el circuito paciente. Modificando la velocidad de compresión de la cámara varía el valor del flujo inspiratorio. Este dispositivo de control de volumen ha caído prácticamente en desuso, con excepción de los respiradores de anestesia, donde este sistema ha mostrado ser muy apropiado por razones de seguridad vinculadas con el uso de gases anestésicos inflamables.
Aún se utiliza, sin embargo, otro dispositivo que, al igual que el sistema de fuelle, actúa por control de volumen. Se trata del sistema de pistón. En éste, un pistón se desplaza dentro de un cilindro. El recorrido del pistón, durante la toma de gas previa a la inspiración, determina el volumen que se entregará al paciente. Un sistema de biela-manivela, gobernado por un motor eléctrico, acciona el pistón tanto durante la toma de gas como en la entrega al paciente durante la inspiración. En la actualidad este sistema es utilizado en respiradores de uso domiciliario (Life Care PLV-100, Puritan Bennett 2801).
En los respiradores de cuidados intensivos de última generación, el más difundido de los sistemas de provisión de gases es el que contiene solenoides proporcionales. Estos dispositivos pueden controlar el flujo de gas suministrado variando de manera muy precisa la apertura del orificio de ingreso de gas. Los solenoides proporcionales del respirador 7200 de Puritan Bennett, por ejemplo, tienen un orificio de algo más de 0.7 mm. Variando la corriente entregada al bobinado del solenoide, se modifica la posición de la compuerta que gradúa el paso de gas por ese orificio. Esta compuerta puede ocupar más de 4000 posiciones distintas, regulando de esta manera el flujo de gas que pasa por el orificio con gran precisión. Así, el flujo de gas que pasa por el solenoide es proporcional a la corriente que se le entrega, de acuerdo con lo establecido por el sistema de control microprocesado. Algunos respiradores utilizan dos solenoides proporcionales (uno para aire y otro para oxígeno), mientra que otros utilizan sólo uno, colocado después de un mezclador aire-oxígeno. Los equipos que utilizan dos solenoides proporcionales no necesitan mezclador.
Los respiradores más conocidos que utilizan solenoides proporcionales del tipo descripto son el Evita de Dräger, el Veolar de Hamilton, el Siemens 300 y el citado 7200 de Puritan Bennett. Respiradores como el Bird 8400 y el Bear 1000 usan solenoides proporcionales pero asociados con un motor paso a paso que controla la apertura del orificio de paso de gas.
Otro sistema, capaz de controlar el flujo inspiratorio aún cuando la presión varía, es el de los motores paso a paso que controlan una válvula de tijeras. La presión del gas y la posición de la válvula determinan el flujo inspiratorio. Este sistema se emplea en el Servo 900 de Siemens.
Los sistemas comentados no son los únicos disponibles en la actualidad; hay equipos que utilizan distintas restricciones variables y otros que combinan un conjunto de válvulas de dos posiciones para controlar el flujo inspiratorio. Volver al diagrama
Los sistemas modernos de ventilación están dotados de sensores de flujo y presión que permiten controlar con gran exactitud su funcionamiento interno, asegurándose de que parámetros tales como volumen, frecuencia y presión en la vía aérea sean los normales teniendo en cuenta el modo ventilatorio y demás valores programados por el usuario. Esta característica hace a los respiradores mucho más seguros para el paciente, dado que es sumamente difícil que algo falle en el aparato sin que éste de aviso al usuario o active alguno de los sistemas de seguridad.
La mayor parte de los respiradores están provistos de sensores de presión de estado sólido. Los típicamente utilizados tienen una precisión de +/- [0.1 cm de agua + 3% del valor de la lectura]. Esto significa que cuando se programa un valor de presión de 5 cm de agua, el rango de medición real es de 4.75-5.25 cm de agua. Sin embargo, esta precisión en la medición de presiones es bastante menor cuando el sensor funciona integrado al sistema de monitoreo del respirador.
En cuanto a los sensores de flujo, los fabricantes han optado por distintos dispositivos, cuyos principios de funcionamiento y principales ventajas y desventajas podrá observarlos haciendo click aquí.
Esta es la sección de la máquina que emplea el operador para dar sus órdenes al sistema de control. A su vez, es la que utiliza el propio respirador para informar al usuario. Probablemente sea éste el aspecto más revolucionario introducido por los respiradores de última generación. Las generaciones previas permitían la comunicación en un solo sentido (del operador al equipo), y era inexistente o muy elemental la información que el equipo ofrecía al operador. En los equipos modernos el sistema de control procesa la información que proviene del sistema de monitoreo y la entrega al usuario con un formato simple. Éste puede entonces comparar los resultados obtenidos con aquellos que esperaba obtener al programar el aparato, y a partir de esa operación, reprogramar la ventilación del paciente.
Probablemente lo único que se puede criticar a las interfases de los respiradores de cuidados críticos de última generación sea el aumento de su complejidad. Displays, gran cantidad de teclas, pantallas con información alfanumérica y gráfica son comunes en este tipo de unidades. Volver al diagrama
Habitualmente denominada circuito paciente, es la que resulta más familiar a los usuarios. Sin embargo, es también la que produce la mayor parte de las complicaciones operativas, ya que en ella suelen producirse pérdidas, desconexiones, errores en el armado, etc.
Las funciones de esta interfase son:
Probablemente uno de los puntos más criticables de los respiradores de generaciones anteriores sea su incapacidad de comunicar al operador la presencia de fallas. Peor aún, en la mayor parte de esos equipos resulta difícil reconocer el origen de aquellas fallas o eventos que sí son reconocidos por la unidad. De esta manera, el operador se encuentra frecuentemente con situaciones de alarma sin poder precisar qué las produce.
Este problema fue solucionado en los equipos de última generación merced del agregado de más alarmas; este hecho, aunque paradójico, es fácil de comprender si se considera que con anterioridad una misma alarma podía ser activada ante la presencia de una variada gama de situaciones. Las máquinas actuales poseen más alarmas, pero éstas son mucho más específicas, de manera que permiten al usuario identificar rápidamente su origen y, de resultar ello posible, realizar las correcciones necesarias.
Las situaciones de alarma no necesariamente se presentan ante fallas del respirador, también pueden ocurrir en caso de que determinado parámetro ventilatorio del paciente varíe de tal manera que supere el valor umbral prefijado por el operador.
Así, por ejemplo, si el paciente está respirando en forma espontánea y por alguna causa aumenta su frecuencia respiratoria por encima del límite prefijado, el equipo dará aviso al operador.
Asociados a ciertos valores de alarma se encuentran algunos modos ventilatorios de seguridad. Éstos varían de un equipo a otro, pero básicamente pueden ser descriptos como modos ventilatorios alternativos que actúan en caso de que el paciente curse un período de apnea o haya una falla en el suministro de gas o electricidad de la unidad.
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