Asistencia Respiratoria

Su hermana, la famosa mezzosoprano Pauline Viardot, ofreció este divertido relato de estas primeras investigaciones con los despojos que conseguía en las carnicerías y mataderos:

" Un día trabajando Manuel con las válvulas reguladoras de pollos, ovejas y vacas, colocó un fuelle en las tráqueas de los animales y sopló fuerte. ¡Cielos! Los pollos comenzaron a cloquear, los de oveja a balar, y los toros rugían, casi como en vida"

Sin embargo y a pesar de su empeño, no podían explicarlo todo y se propuso estudiar la disposición y estructura de las fibras musculares de la laringe humana. Para ello Ideó un "espejito laríngeo" con el que poder observar su propio aparato fonador mientras cantaba.

La idea surgió durante un paseo, al observar los reflejos que aparecían en los cristales de unos escaparates de París. La solución estaba en combinar pequeños espejos aprovechando la luz del sol. Él mismo, entusiasmado por el hallazgo, relata este momento.

"Corrí inmediatamente a casa del instrumentista Charrière y le dije que quería un pequeño espejo montado en un largo mango de alambre: Charrière me enseñó al instante un espejillo de dentista que había construido en 1851 para exponerlo en Londres. El tal espejito respondía al que yo había visto in mente y lo compré en seis francos. Fui corriendo a un almacén, donde adquirí un espejo de mano de los corrientes.

Impaciente por comenzar mi experiencia, llegué a casa, templé el espejillo en agua caliente para que no se empañase y lo introduje en la boca hasta apoyarlo en la campanilla. Abierta completamente la boca, dirigí con el espejo de mano un rayo de sol al espejillo que tenía en el gañote. En el acto vi mi glotis abierta y debajo una gran porción de mi traquea. La sensación que experimenté fue indescriptible". En 1855, fue cuando García logró ver el interior de su propia laringe con el espejo de dentista y estudiar sus movimientos durante el proceso del canto. Desde entonces, García es considerado el inventor del laringoscopio.

Sus observaciones con el espejito laríngeo durante la fonación fueron recogidas en un artículo titulado “Observations of the human voice ”. García se interesaba sobre todo en su investigación de la laringe por su uso en el canto operístico, sin dejar de lado la higiene vocal y los aspectos médicos. Por ello recibió el título de doctor honorario de la Universidad de Königsberg, además de otros reconocimientos internacionales.

Los prestigiosos otorrinolaringólogos Ludwing Türck y Johann N. Czermak, validaron y aplicaron el descubrimiento de Manuel García a la patología faringolaríngea, dando lugar así al nacimiento de la Laringología.

En 1924 la Academia de Medicina de Madrid le realizó un homenaje en el que el Dr. Tapia dijo sobre el laringoscopio de Manuel García "El invento no sólo dio origen a una rama importante de la ciencia médica, sino que ha salvado innumerables vidas y aliviado a infinito número de enfermos".

Como maestro de canto, García es considerado el principal teórico y observador del estilo operístico del bel canto. Gracias a su larga vida (vivió hasta los 101 años) pudo enseñar a cantantes que siguieron activos hasta la segunda guerra mundial. Su alumna más destacada fue la soprano sueca Jenny Lind.

Falleció el 1 de julio de 1906 en Crikelwood (cerca de Londres) en su residencia «Mon abri», y fue enterrado en el cementerio contiguo a la iglesia de St. Edward, en Suttonplace, próximo a Woking.

Siglos de aciertos y errores en el entendimiento de la fisiología pulmonar fueron la base para el desarrollo de los primeros aparatos de ventilación artificial. En los pasados cien años, desde que la humanidad avanzó hacia el sostén artificial del pulmón, el progreso fue vertiginoso. La asistencia respiratoria mecánica a presión negativa, inicialmente, dominó la tecnología de la época, y los "pulmones de acero" ("pulmotor") en las graves epidemias de poliomielitis, fueron los protagonistas. Pronto la historia demostró la infalibilidad de aquellos. En la ciudad de Copenhague, en Dinamarca, los sucesos relacionados con la epidemia de poliomielitis de 1952, modificaron la historia, y la asistencia respiratoria mecánica a presión positiva empezó a ganar la batalla en la insuficiencia respiratoria.

Pablo Romero-Ávila, Carlos Márquez-Espinós y Juan Rafael Cabrera-Afonso

Rev. méd. Chile vol.148 no.6 Santiago jun. 2020

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872020000600822

La ventilación mecánica (VM) es una forma de ventilación artificial que emplea un aparato para suplir o colaborar en la respiración de una persona. Se utiliza en pacientes sometidos a anestesia general, en pacientes con alteraciones graves de la oxigenación, y en pacientes con alteraciones de la ventilación, ya sea de origen muscular, neurológico o respiratorio. Los orígenes de la VM son muy remotos. En este artículo vamos a describir su desarrollo histórico hasta 1952, fecha que marca el inicio de la ventilación mecánica tal y como la conocemos en la actualidad, tras un predominio de la ventilación mecánica de presión negativa. Asimismo, llegados a esta fecha, retrocederemos en el tiempo para analizar los factores que contribuyeron a la toma de decisión que puso fin a esta hegemonía.

Siglo XVIII: auge de la Reanimación y desarrollo de la ventilación mecánica

Durante el siglo XVIII, el ahogamiento se convirtió en un importante problema médico, y durante la segunda mitad del siglo se fundaron en Europa varias sociedades para promover la recuperación de las personas aparentemente ahogadas. La profundización en el conocimiento de la fisiología respiratoria contribuyó a que, en 1740, la Académie des Sciences de París aleccionara que la respiración boca a boca era el método más adecuado para la reanimación de estas personas. En esta época, la primera experiencia reportada de restablecimiento vital en humanos a través del boca a boca la hizo en 1744 el cirujano escocés William Tossach (1700-1771), relatando el éxito de esta maniobra en la asistencia a James Blair, un minero sofocado víctima de un incendio.

Otro aparato destacado fue el sistema de ventilación portátil diseñado por el obstetra francés François Chaussier (1746-1828), en 1780. Dicho sistema estaba formado por una bolsa reservorio, y una mascarilla facial con sistema de sellado para compensar la pérdida de aire cuando se ventilaba con fuelles a través de la boca.

En 1790, Han Courtois introdujo el sistema pistón-cilindro en sustitución de los fuelles. Este avance tecnológico fue muy bien acogido, y su uso se fue extendiendo. No obstante, los avances en VPP se acompañaron de una serie de complicaciones asociadas, como el manejo inadecuado de las secreciones y las infecciones concomitantes.

Posteriormente, en 1864, el estadounidense Alfred E. Jones patentó el primer “tank respirator” en América. El modelo era muy parecido al descrito por Dalziel. Una década más tarde, Eugène Woillez (1811-1882), médico francés, construyó un pulmón artificial al que llamó “Spirophore”, presentándolo en París en 1876. Este pulmón estaba compuesto por un cilindro donde se introducía al paciente acostado, con la cabeza fuera apoyada en un soporte. A nivel del cuello se colocaba un manguito de goma a modo de sellado para que el habitáculo quedara estanco. Se considera el prototipo de pulmón de acero.

Siglo XX: Impulso de la cirugía torácica y victoria en Copenhague

Durante la primera mitad del s. XX continuó el predominio de la VPN, y se desarrollaron y perfeccionaron diferentes modelos y variantes.

Una de estas variantes fueron los respiradores de tipo coraza, los cuales cubrían únicamente la caja torácica.

Entre ellos podemos destacar el biomotor de Eissenmenger, fabricado en 1904 y patentado en 1927.

Sobre el biomotor se inspiraron otros modelos como el “Shalin-Stille cuirass” (1930), o el “Burstall Jacket” (1937).

Otra variante fueron las cámaras de vacío o de presión negativa, como la presentada por Ernest Ferdinand Sauerbruch (1875-1951) en 1904, en el Congreso de la Sociedad Alemana de Cirugía, celebrado en Berlín.

Pero, quizás, la variante más icónica y representativa de la VPN fueron los pulmones de acero. En 1928, el ingeniero Philip Drinker (1894-1972), y el fisiólogo Agussiz Shaw (1886-1940), desarrollaron el primer respirador de presión negativa para uso prolongado en Estados Unidos. Este respirador, que pasó a conocerse como pulmón de acero, fue diseñado para poder ofrecer soporte ventilatorio a los pacientes afectados de poliomielitis.

Más tarde, en 1931, Jack Emerson (1906-1997) construyó una versión del pulmón de acero más económica y eficiente, denominada Emerson Respirator. Los pulmones de acero y los respiradores de tipo coraza dominaron el ámbito de la Reanimación para las enfermedades respiratorias en la primera mitad del siglo XX. Se les adisionó un sistema de espejo para que el paciente pudiera ver su entorno.

Durante la epidemia de poliomielitis de Copenhague de 1952, Björn Ibsen (1915-2007), un médico danés, convenció al jefe médico del “Blegdam Hospital”, Henri Cai Alexander Lassen (1900-1974), para realizar traqueostomía y ventilación manual con presión positiva, en los pacientes con afectación respiratoria. La idea resultó todo un éxito, y la mortalidad cayó espectacularmente de la noche a la mañana.

Pero ¿Qué llevó a Ibsen a tener esta maravillosa idea?

¿Cómo se le ocurrió aplicar VPP, cuando la modalidad imperante en reanimación respiratoria era la VPN? Retrocedamos en el tiempo.

Análisis de los factores que influyeron en el desarrollo de la VPP

Con la introducción de la anestesia inhalatoria en 1846 por parte de W.T.G. Morton (1819-1868), la cirugía progresó a un ritmo vertiginoso, y comenzaron a aparecer las diferentes especialidades quirúrgicas. Sin embargo, la cirugía torácica presentaba un problema inherente: la apertura de la pleura provocaba el colapso del pulmón expuesto por neumotórax, dando lugar a la aparición de respiración paradójica y problemas hemodinámicos.

Para solventar este problema, Sauerbruch construyó su cámara de presión negativa, dentro de la cual se podía llevar a cabo la cirugía de la cavidad torácica sin el colapso del pulmón. Los buenos resultados obtenidos hicieron que Sauerbruch viajara a EE. UU. y varios países europeos, para promocionar su cámara de presión diferencial. Sin embargo, esta cámara resultaba costosa y engorrosa, y había otra corriente que tenía planteamientos opuestos para solucionar este problema.

Théodore-Marin Tuffier (1857-1929) Louis y Louis Hallion (1857-1929), dos cirujanos franceses, realizaron con éxito cirugías experimentales en perros bajo VPP e intubación laringotraqueal, por lo que propusieron en 1896 la insuflación de aire a través de la laringe o tráquea, para conseguir la distensión del pulmón. Los resultados positivos en animales los animó a introducir la ventilación artificial intraoperatoria en humanos, hecho que fue posible gracias al dominio que poseían tanto de la fisiología respiratoria, como de la regulación de la anestesia inhalatoria durante la ventilación artificial.

Un año más tarde, Herbet M.N. Milton (1856-1921) publicó en la revista The Lancet un trabajo titulado Mediastinal Surgery, en el que ponía de manifiesto la necesidad de la VPP para el abordaje de la cavidad torácica, considerada como una “terra incógnita”.

El potencial beneficio de la ventilación artificial en cirugía torácica fue vislumbrado también por Rudolph Matas (1860-1957), cirujano de Nueva Orleans de origen español. Matas estaba convencido de que, mediante el uso de la respiración artificial, la cirugía intratorácica podría lograrse con éxito. Esto llevó Matas, en colaboración con John Smythe, a diseñar un nuevo dispositivo basado en el aparato de Fell-O'Dwyer, con el que podía ventilar al paciente con VPP, y administrar oxígeno o cloroformo durante la respiración artificial.

Ante este panorama, Lassen decidió llamar a Ibsen para conocer su punto de vista como anestesiólogo. Ibsen había aprendido en Boston que la retención de dióxido de carbono causaba hipertensión y sudoración, y reconoció estos síntomas en los pacientes de poliomielitis. Los pacientes estaban muriendo por insuficiencia respiratoria, y no por insuficiencia renal como se pensaba. Fue entonces cuando Ibsen propuso el tratamiento con VPP, y Lassen, que al principio se mostró escéptico, accedió cuando Ibsen demostró su eficacia en una niña de 12 años afectada de parálisis bulbar, y que se estaba ahogando con sus propias secreciones.

Al comenzar a tratar a los pacientes con VPP, la mortalidad se redujo drásticamente, del 87% aproximadamente, al 40%. Al final de la epidemia, alrededor de 1.500 estudiantes habían proporcionado ventilación manual durante unas 165.000 horas. Debido al desafío logístico que representó esta epidemia, se diseñaron las primeras Unidades de Cuidados Intensivos como las que conocemos en la actualidad.

Este hecho determinó el triunfo de la VPP sobre la VPN, y marcó un antes y un después en la historia de la VM, y de la medicina en general. A partir de aquí se desarrollaron nuevas generaciones de ventiladores con tecnologías cada vez más sofisticadas, así como nuevas modalidades de ventilación, convirtiéndose la VM en uno de los pilares de los Cuidados Intensivos; se implantó de forma definitiva la VPP a nivel intraoperatorio, lo que llevó a los distintos fabricantes a incorporar el ventilador en la máquina de anestesia y, por último, se convirtió en una herramienta multidisciplinar, sobre todo tras la introducción de la VMNI con presión positiva por Delaubier y Rideau en 1987.

Corolario

La VM moderna tiene su punto de partida en 1952, al conseguir la VPP, durante la epidemia de poliomielitis de Copenhague, mejores resultados que la VPN en términos de morbimortalidad. Hasta ese momento, la VPN era la modalidad dominante como forma de ventilación artificial, ya que la VPP había quedado desprestigiada después de relacionarse con el barotraumatismo pulmonar. Sin embargo, múltiples factores contribuyeron a que la VPP se desarrollara en el ámbito quirúrgico. La cámara de Sauerbruch, diseñada para hacer frente al neumotórax asociado a la cirugía torácica, aunque ofrecía buenos resultados, precisaba de instalaciones que resultaban costosas y aparatosas. Varios estudios realizados en Francia, Estados Unidos y Suecia respaldaban el uso de la VPP en este tipo de cirugías. Además, la introducción en 1942 de los relajantes musculares en la práctica quirúrgica, favoreció la incorporación de la VPP en otro tipo de intervenciones. De esta forma, a inicios de la década de 1950, algunos anestesiólogos estaban familiarizados con el uso de la VPP. Björn Ibsen, que se había especializado en el Hospital General de Massachussets, formaba parte de esta escuela. Por este motivo, cuando se solicitó su ayuda en esta situación límite en la que los carísimos e insuficientes pulmones de acero eran incapaces de hacer frente a este desafío, su idea fue enseñar al resto de la comunidad médica de su hospital algo que él hacía habitualmente en las “salas de operaciones”, y esta idea cambió la historia.

Desde la década de 1950, una enorme cantidad de ventiladores se han fabricado para el uso diario. Esto fue acompañado a lo largo de la década de 1960, de un aumento significativo tanto en el número de pacientes que recibían ventilación mecánica como en las patologías que los llevaba a requerir este tipo de asistencia.

A partir de entonces, la lista de dispositivos para la ventilación mecánica creció exponencialmente hasta adaptarse a los modernos respiradores microprocesados computarizados, usados actualmente en las unidades de terapia intensiva, que tienen como fundamento de acción la entrega de aire al pulmón a presión positiva a través de un tubo endotraqueal o traqueostomía.

Ayer como hoy, la idea de sostener la vida de un paciente críticamente enfermo por medio de la sustitución de su función pulmonar, fue y es un desafío. Siglos de avances, a veces algo tortuosos, en el entendimiento de la fisiología pulmonar y cardíaca fueron la base para que en los últimos cien años se avanzara vertiginosamente en el desarrollo de la asistencia respiratoria artificial, entendida como lo que es, un puente hasta que la recuperación de los enfermos tome de vuelta el mando de la iniciativa y autonomía respiratoria. Actualmente adaptados a las necesidades respiratorias de los pacientes, los respiradores fueron hace pocas décadas atrás, herméticas cajas de metal donde el paciente debía acostumbrarse, por difícil que eso fuera, al ritmo marcado por el ventilador.

El futuro en la ventilación artificial es imprevisible, en algún momento y en algún lugar, puede ser que de una observación casual o de una desesperada situación de emergencia sanitaria, asome un nuevo concepto en ventilación, que le muestre al mundo el camino a seguir.