В 16 веке фламандский врач Андреас Везалиус описал, как можно спасти удушенное животное: трубка вставляется в трахею и продувается воздух, чтобы надуть легкие.
В 1555 году эта процедура не заслуживала особого признания. Но сегодня трактат Везалия признан как первое описание механической вентиляции легких. Чтобы оценить ценность вентиляции легких, нам нужно понять, как работает дыхательная система.
Мы дышим, сжимая наши диафрагмы, что расширяет наши грудные полости. Это позволяет втягивать воздух, раздувая альвеолы (миллионы маленьких мешочков в наших легких). Каждый из этих крошечных шариков окружен сеткой заполненных кровью капилляров.
Эта кровь поглощает кислород из раздутых альвеол и оставляет позади углекислый газ. Когда диафрагма расслаблена, CO2 выделяется вместе со смесью кислорода и других газов. Когда наши дыхательные системы работают правильно, этот процесс происходит автоматически.
Но дыхательная система может быть прервана различными условиями. Апноэ во сне останавливает сокращение мышц диафрагмы. Астма может привести к воспаленным дыхательным путям, которые препятствуют образованию кислорода. И пневмония, часто вызванная бактериальными или вирусными инфекциями, атакует сами альвеолы.
Инвазивные патогены убивают клетки легких, вызывая иммунный ответ, который может вызвать летальное воспаление и накопление жидкости. Все эти ситуации делают легкие неспособными нормально функционировать. Но механические вентиляторы принимают процесс, получать кислород в организм, когда дыхательная система не может.
Эти машины могут обходить сжатые дыхательные пути, и доставлять сильно насыщенный кислородом воздух, чтобы помочь поврежденным легким распространять больше кислорода.
Есть два основных способа работы вентиляторов:
1. нагнетание воздуха в легкие пациента с помощью вентиляции с положительным давлением.
2. или позволяя воздуху пассивно всасываться через вентиляцию с отрицательным давлением.
В конце 19 века техника вентиляции в основном была ориентирована на отрицательное давление, который близко приближается к естественному дыханию и обеспечивает равномерное распределение воздуха в легких. Чтобы добиться этого, врачи создали плотную печать вокруг тела пациента, либо заключив их в деревянный ящик, либо в специально запечатанную комнату. Воздух затем был откачан из камеры, снижение давления воздуха и разрешение грудной полости пациента расширить легче.
В 1928 году врачи разработали переносное металлическое устройство с насосами, приводимыми в действие электродвигателем. Эта машина, известная как железное легкое, стало неотъемлемой частью больниц в середине 20-го века.
Тем не менее, даже самые компактные конструкции с отрицательным давлением сильно ограничены движения пациента и затрудненный доступ для лиц, обеспечивающих уход. Это привело к тому, что в 1960-х годах больницы перешли на вентиляцию с положительным давлением.
Для более легких случаев это можно сделать неинвазивно. Часто маска для лица надевается на рот и нос, и заполнен сжатым воздухом, который поступает в дыхательные пути пациента. Но более суровые обстоятельства требуется устройство, которое берет на себя весь процесс дыхания.
Трубка вводится в трахею пациента накачивать воздух прямо в легкие, с рядом клапанов и патрубков формирование контура для вдоха и выдоха.
В большинстве современных вентиляторов, встроенная компьютерная система позволяет контролировать дыхание пациента и регулировать поток воздуха.
Эти машины не используются в качестве стандартного лечения, скорее, в крайнем случае. Выдерживание этого притока сжатого воздуха требует сильной седации, и повторная вентиляция может вызвать долговременное повреждение легких. Но в экстремальных ситуациях они могут быть разницей между жизнью и смертью.
И такие события, как пандемия COVID-19 показали, что они даже важнее, чем мы думали. Потому что современные модели громоздки, дороги, и требуют обширного обучения для работы, большинство больниц имеют только несколько поставок. Этого может быть достаточно при нормальных обстоятельствах, но во время чрезвычайных ситуаций этот ограниченный кэш растягивается.
