現代医学における人工呼吸の重要性

要約

人工呼吸は、睡眠時無呼吸症候群、喘息、肺炎などの様々な状態によって通常の呼吸機能を果たせなくなった人々を助ける重要な医療行為です。フランドルの医師アンドレアス・ヴェサリウスは、16世紀に最初の人工呼吸法を記述しました。これは、動物の気管にチューブを挿入して空気を吹き込むことで肺を膨張させる方法でした。現代の人工呼吸器は、狭窄した気道を迂回し、高酸素濃度の空気を供給するために、陽圧換気法または陰圧換気法を使用します。人工呼吸は最後の手段であるにもかかわらず、COVID-19パンデミックなどの緊急事態では必須となっています。しかし、多くの病院は、訓練が必要で重く高価な機器の供給に限界があります。世界は、低コストで携帯可能な人工呼吸器と、それらを配布・生産するためのより迅速な手段が必要です。

呼吸器系はどのように機能するか？

私たちの呼吸器系の主な機能は、体に酸素を供給し、二酸化炭素を除去することです。このプロセスは、横隔膜を収縮させることから始まり、胸腔を膨らませて肺胞に空気を入れます。これらの小さな袋は、酸素を吸収し、二酸化炭素を放出する血液で満たされた毛細血管に囲まれています。横隔膜を緩めると、二酸化炭素などのガスと共に呼気が出ます。このプロセスは、呼吸器系が正常に機能する場合に自動的に行われるはずです。

呼吸器系に影響を与える状態は何か？

残念ながら、睡眠時無呼吸症候群は横隔膜筋肉の収縮を止め、酸素を妨げます。喘息は、炎症を起こした気道が酸素の流れを妨げます。細菌またはウイルス感染によって引き起こされる肺炎は、肺胞を攻撃して肺細胞の死、致命的な炎症、および液体の蓄積を引き起こします。

人工呼吸器はどのように機能するか？

呼吸器系が正常に機能しない場合、人工呼吸器が呼吸を代行します。これらの機器は、狭窄した気道を迂回し、ダメージを受けた肺がより多くの酸素を拡散するのを助けるために、高酸素濃度の空気を供給することができます。これらの機器は、患者の肺に空気を陽圧的に送り込むか、陰圧的に吸い出すことで機能します。

陽圧換気法

軽症の場合、非侵襲的換気法は、患者の気道に空気を送り込むために鼻と口に圧力をかけたマスクを装着することで行われます。しかし、重症の場合は、呼吸全体を代行する装置が必要です。この方法では、患者の気管に挿入されたチューブで、吸気と呼気のためのバルブと分岐パイプの回路を備えた肺に直接空気を送り込みます。

陰圧換気法

19世紀後半には、自然な呼吸に近づけ、肺に均等に空気を供給するために、陰圧に焦点を当てた換気法が開発されました。これは、患者の体に密着する密封された木製の箱や特別に密閉された部屋に入れて、空気を室外に排出して気圧を下げ、患者の胸腔を簡単に拡張させることで実現されました。

現代の人工呼吸器

現代の人工呼吸器には、医療専門家が患者の呼吸を監視し、空気の流れを調整できるコンピューターシステムが組み込まれています。しかし、人工呼吸は命を救うことができますが、使用中には強い鎮静が必要であり、繰り返し使用すると長期的な肺の損傷を引き起こす可能性があります。

結論

COVID-19パンデミックは、人工呼吸が以前にも増して重要であることを示しています。しかし、多くの病院は、訓練が必要で重く高価な機器の供給に限界があります。世界は、低コストで携帯可能な人工呼吸器と、それらを配布・生産するためのより迅速な手段が必要です。人工呼吸は最後の手段であるにもかかわらず、その重要性は過小評価できません。