Из школьного курса анатомии вы помните механику дыхательных движений млекопитающих на примере человека. У каждого из нас есть упругая куполообразная мышца, отделяющая грудную полость от брюшной - диафрагма, при сокращении которой она становится более плоской и заставляет, как поршень, засасывать воздух в лёгкие.
А помимо этого есть наружные и внутренние межрёберные мышцы, при попеременном сокращении которых грудная клетка поднимается и опускается, меняя объём, что также заставляет воздух входить и выходить из лёгких.
Однако порой работа этих мышц затрудняется или вовсе прекращается. Такое происходит, например, при поражении организма различными ядами курареподобного действия - так называют группу химических веществ, действующий на мышцы расслабляюще (так называемые миорелаксанты). Поражённый ими человек перестаёт дышать, поскольку диафрагма и межрёберные мышцы отказываются сокращаться, и попросту умирает от недостатка кислорода.
Но бывают и другие ситуации, когда человеку физически сложно совершать дыхательные движения. Например, при COVID, полиомиелите, туберкулёзе, ботулизме, отравлении барбитуратами и пр.
В этом случае есть два варианта, как помочь болезному: в одном случае его интубируют, то есть вставляют трубку в трахею и принудительно подают в лёгкие дыхательную смесь, имитируя дыхательные движения, либо заставляют грудную полость (и, соответственно, лёгкие) периодически менять объём. И вот каким интересным способом.
Представьте себе ёмкость, типа бочки или цилиндра, куда помещают больного, оставляя наружи только его голову. При этом очень важно обеспечить герметизацию в районе шеи, чтобы внутри цилиндра можно было менять давление. После чего именно так и поступают - то есть начинают с помощью специальной мембраны и/или насоса то повышать, то понижать это давление. А поскольку голова человека, как я сказал, остаётся наружи, воздухо сам собой засасывается в лёгкие и выходит обратно.
Это устройство называется ЛЁГКИМИ ЭМЕРСОНА, а призвано оно помочь как раз тем, кто потерял контроль над собственными мышцами или не может дышать по другой причине.
Ещё его называют "аппаратом искусственной вентиляции лёгких" (ИВЛ), и его кое-где используют до сих пор, особенно во времена ковидной пандемии. Что особо ценно, тут нет чего-то невероятно сложного, сплошная механика, позволяющая менять кривизну мембраны, практически, вручную (в условиях отключения электричества это тем более замечательно). Но, конечно, лучше использовать мотор и привлечь к делу умную аппаратуру, которая бы измеряла уровень кислорода в крови и подстраивала под него режим дыхательных движений.
Саму идею подобного аппарата предложил в далёком 1670 году британский химик, врач и физиолог Джон Мэйоу. В качестве мембраны он использовал мочевой пузырь коровы. В 1832 году аналогичное устройство создал тоже британец - врач Джон Дэлзил. Потом в 1876 году во Франции доктор Вуалезел предложил что-то похожее под название "Спирофор" (с ручным приводом), а в 1918 году - доктор Стюарт из ЮАР, его конструкция была похожа на ящик, который герметизировался глиной, а мехи приводились в движения моторчиком.
В 1928 году американцы Филип Дринкер и Луи Шоу широко применяли собственный вариант "железных лёгких", чтобы лечить пациентов, отравившихся угарным газом.
А самую распространённую модель разработал в 1931 году американский изобретатель Джон Хейвен Эмерсон. И хотя потом появились многие другие, усовершенствованные варианты, изделие называется ЛЁГКИМИ ЭМЕРСОНА. Аппарат очень хорошо себя показал во время вспышек полиомиелита в 1940-х и 1950-х годах в Британский империи. Его достоинством было то, что пациент в цилиндре лежал с полным комфортом, на кровати, которую по необходимости можно было вместе с ним оперативно извлечь оттуда.
Кстати, Дринкер судился с Эмерсоном, посчитав, что тот украл у них идею. Однако Эмерсон заявил, что Дринкер сам использовал идеи и конструкции, которые были известны и до него, поэтому ничего особо авторского в его изобретении нет. В итоге тот проиграл, и его патенты на "железные лёгкие" были признаны недействительными.
...Вы не поверите, но в мире были люди таким устройством пользовались всю жизнь. Например, Марта Лиллард из США находилась в таком цилиндре с 1953 по 2021 годы, а её соотечественник Пол Александр вообще был прикован к железному легкому в течение 72 лет, начиная с шестилетнего возраста, и скончался лишь в этом году.
Но, справедливости ради, надо отметить, что сегодня данное устройство почти не используется, и его заменили более компактными изделиями, нагнетающими воздух прямо в трахею.
Джон Хейвен Эмерсон (5 февраля 1906 – 4 февраля 1997) - американский изобретатель биомедицинских устройств, предназначенных именно для облегчении дыхания.
Родился в Нью-Йорке, в семье доктора, комиссара здравоохранения. Среди его родственников было много знаменитостей: брат, Роберт Эмерсон, был биологом, который обнаружил, что у растений есть два центра фотосинтеза (вспомните ЭФФЕКТ ЭМЕРСОНА). Дядя, Максфилд Пэрриш, был известным иллюстратором. Двоюродный брат Бартрам Келли - крупным конструктором военных вертолетов для Bell Aircraft и Bell Helicopter.
Когда Джону исполнилось 22, он купил механическую мастерскую и на её базе создал исследовательскую аппаратуру для профессоров и исследователей медицинских школ района Бостона. В последующие годы там он произвел множество изобретений - АППАРАТ БАРКРОФТА - ВАРБУРГА для исследования тканевого дыхания, новый тип микроманипулятора, который был ценен в ранних исследованиях физиологии, кислородную палатку с улучшенной системой охлаждения, усовершенствовал БАРОСПИРАТОР ТУНБЕРГА, автоматический реаниматор, плевральный всасывающий насос для послеоперационной торакальной хирургии, насос Emerson Postop, который широко используется до сих пор, и пр. Также он занимался разработкой клапанов для полета на большой высоте и снаряжения для подводного плавания для военно-морского флота США.
А в конце двадцатого века он участвовал в разработке "Аппарата от кашля с инсуффлятором" - устройства для облегчения удаления секрета у пациентов с нервно-мышечными заболеваниями.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!