機械的換気の理解：アンドレアス・ヴェサリウスから現代まで

要約

機械的換気は、呼吸器系が正常に機能できない場合に患者が呼吸するのを助ける、現代医学における重要な手法です。睡眠時無呼吸症候群、喘息、肺炎などのさまざまな状態で呼吸器系が中断されることがあります。機械的換気器は、呼吸器系が機能しないときに体内に酸素を送り込むために呼吸過程を代替します。換気器には、陽圧換気によって患者の肺に空気を送り込む方法と、陰圧換気によって空気を受動的に吸引する方法の2つの主な方法があります。極端な状況では、換気器は生死を分けることがあります。しかし、現在のモデルは大型で高価であり、操作には広範なトレーニングが必要なため、世界はより低コストで携帯可能な換気器が急務となっています。

呼吸器系

機械的換気の価値を理解するには、呼吸器系がどのように機能するかを理解する必要があります。私たちは、横隔膜を収縮させることで呼吸します。これにより、胸腔が拡大し、空気が吸い込まれ、肺の内部にある何百万もの小さな袋である肺胞が膨らみます。それぞれの小さな風船は、血管の網に囲まれています。この血液は、膨らんだ肺胞から酸素を吸収し、二酸化炭素を残します。横隔膜が緩むと、二酸化炭素は酸素や他の気体と混合して呼気されます。

中断された呼吸器系

睡眠時無呼吸症候群、喘息、肺炎などのさまざまな状態で呼吸器系が中断されることがあります。睡眠時無呼吸症候群は、横隔膜の筋肉の収縮を停止させます。喘息は、酸素を妨げる炎症を引き起こすことがあります。細菌やウイルス感染が原因で引き起こされる肺炎は、肺胞自体を攻撃します。侵入する病原体は肺細胞を殺し、致命的な炎症と液体の蓄積を引き起こす免疫反応を引き起こします。これらの状況では、肺は正常に機能できなくなります。

早期の換気技術

16世紀に、フランドルの医師アンドレアス・ヴェサリウスは、窒息する動物を生きたまま保つ方法として、気管にチューブを挿入し、肺を膨らませるために空気を吹き込む方法を説明しました。1550年には、この手順はあまり評価されませんでした。しかし、現在では、ヴェサリウスの論文が機械的換気の最初の記述として認められています。