Железное легкое (англ. iron lung) — это специальная герметичная барокамера для искусственной вентиляции легких пациентов, которые потеряли способность контролировать дыхательные мышцы из-за болезней, таких как полиомиелит и ботулизм, или воздействия некоторых ядов.
Принцип работы железного легкого основан на физиологии дыхания. Люди, как и большинство млекопитающих, дышат дыханием с отрицательным давлением. Во время вдоха грудная клетка расширяется и диафрагма сжимается, расширяя грудную полость, что приводит к к снижению давления воздуха внутри легких (оно становится отрицательным по отношению к атмосфере), и воздух попадает из атмосферы в легкие. Когда диафрагма расслабляется, происходит обратное, и человек выдыхает. Если человек теряет способность контролировать мышцы, задействованные в дыхании, он не может нормально дышать, и ему требуется искусственная вентиляция легких.
Человек, использующий железное легкое, помещается в центральную камеру цилиндрического стального барабана. Отверстие, позволяющее голове и шее оставаться снаружи, затем закрывается при помощи специального воротника, образуя герметичный отсек, закрывающий все тело пациента. В камере установлены насосы, работающие от электродвигателя, которые периодически уменьшают и увеличивают давление воздуха в камере и, следовательно, в груди человека. Когда давление в камере ниже, чем в легких, легкие расширяются, и воздух попадает в них, а когда давление в камере повышается, воздух удаляется из легких. Чтобы пациент видел, что происходит вокруг, над его головой закреплено зеркало.
Первые аппараты искусственной вентиляции легких, работающие по принципу отрицательного давления, появились в XIX веке. В 1928 году американцы Филипп Дринкер и Луи Шоу-младший, профессора промышленной гигиены в Гарвардской школе общественного здравоохранения разработали первое железное легкое, которое стало широко применяться в больницах. Первое клиническое испытание «респиратора Дринкера» состоялось 12 октября 1928 года в Бостонской детской больнице в США. Восьмилетнюю девочку, которая из-за дыхательной недостаточности, возникшей на фоне полиомиелита, была на грани гибели, поместили в камеру респиратора. Уже через минуту она начала полноценно дышать.
Различные изобретатели пытались модернизировать респиратор Дринкера, который был эффективным, но чрезвычайно дорогим и громоздким. Одной из самых известных модификаций было железное легкое Эмерсона, оснащенное выдвигающейся кроватью и портальными окнами, через которые медперсонал мог поправлять пациенту простыни и перекладывать его. Дринкер и Гарвардский университет подали в суд на Эмерсона, но проиграли дело: так как Эмерсон сумел доказать, что Дринкер полностью спроектировал устройство по более ранним наработкам других ученых, его патенты были признаны недействительными.
В 1937 году в Австралии эпидемия полиомиелита — вирусного заболевания, вызывающего паралич — потребовала большого количества вентиляционных аппаратов. Департамент здравоохранения Южной Австралии обратился к биомедицинским инженерам, братьям Эдварду и Дону Босам (англ. Both) с просьбой разработать дешевый и компактный аналог респиратора Дринкера. Они сконструировали респиратор из фанеры, который работал аналогично устройству Дринкера, с добавлением двухклапанной конструкции, обеспечивающей персоналу доступ к телу пациента. Их устройство стоило в десятки раз дешевле и подходило для домашнего использования.
Ряды железных легких заполнили палаты больниц США в разгар вспышек полиомиелита в 1940-х и 1950-х годах, помогая детям и некоторым взрослым дышать. Из-за массовой потребности в искусственной вентиляции легких были придуманы специальные многоместные барокамеры. Эти устройства продлили жизнь многим людям. У одних паралич со временем прошел, и они смогли дышать самостоятельно, а кто-то использует барокамеру большую часть жизни.
Программы вакцинации от полиомиелита практически искоренили новые случаи эпидемий в развитых странах. Появились современные аппараты искусственной вентиляции легких; широко используется интубация трахеи и трахеостомия, поэтому железное легкое исчезло из современной медицины. Но некоторым пациентам до сих пор приходится дышать с помощью устаревшей громоздкой барокамеры из-за противопоказаний к постоянному использованию более современных аппаратов. В 2017 году пресса сообщала о трех оставшихся в живых людях, которые до сих пор постоянно пользуются этим устройством. Многие компоненты барокамеры, такие как герметичный воротник, быстро изнашиваются, но купить эту редкую деталь с каждым годом все сложнее и сложнее. Кроме того, любое отключение электричества ставит под угрозу жизнь пациента, который не может дышать самостоятельно.