現代医療における人工呼吸器の歴史と重要性

要約

人工呼吸器は、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呼吸器系が正常に機能しなくなった場合に、命を救うために欠かせない現代医療の重要な実践です。本記事では、呼吸器系の仕組み、人工呼吸器の仕組み、16世紀から現代までの人工呼吸器の歴史について説明します。また、COVID-19パンデミックのような緊急事態において、より低コストでポータブルな人工呼吸器が必要であることを強調しています。

呼吸器系

人工呼吸器の価値を理解するためには、呼吸器系の仕組み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をします。これにより胸腔が広がり、空気が吸い込まれ、肺内の数百万の小さな袋である肺胞が膨らみます。これらの小さな風船は、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、CO2が吐き出され、酸素と他の気体の混合物が吐き出されます。

呼吸器系の障害

睡眠時無呼吸症候群、喘息、肺炎などの状態によって、呼吸器系は正常に機能しなくなることがあります。しかし、人工呼吸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ことができます。これらの機械は、収縮した気道を迂回して、高濃度の酸素を送り込むことができ、損傷した肺がより多くの酸素を拡散するのを助けることができます。

人工呼吸器の歴史

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、窒息している動物に気管にチューブを挿入して肺を膨らませることで生命を維持する方法を説明しました。当時、この手順はあまり評価されていませんでした。しかし、今日、ヴェサリウスの論文は、人工呼吸器の最初の説明として認められています。

陽圧換気

人工呼吸器が機能する方法は、陽圧換気によって患者の肺に空気を送り込む方法と、負圧換気によって空気を自然に吸い込む方法の2つがあります。19世紀後半には、負圧換気に焦点を当てた換気技術が主流でした。これは自然な呼吸に近く、肺内の空気の均等な分布を提供します。しかし、1960年代には、陽圧換気にシフトし、患者の気管に挿入されたチューブで肺に直接空気を送り込むことができるようになりました。

非侵襲的陽圧換気

軽度の場合には、非侵襲的陽圧換気が行われます。通常、口と鼻にフェイスマスクを装着し、圧力をかけた空気が患者の気道に流れます。

侵襲的陽圧換気

しかし、より重度の場合には、呼吸全体を引き継ぐ装置が必要です。チューブを患者の気管に挿入し、吸入と呼気のためのバルブと分岐管の系列を形成します。

現代の人工呼吸器

ほとんどの現代の人工呼吸器には、埋め込み式コンピューターシステムがあり、患者の呼吸を監視し、空気の流れを調整することができます。これらの機械は、標準的な治療として使用されるのではなく、最後の手段として使用されます。この圧力の高い空気の流入に耐えるには、重度の鎮静が必要であり、繰り返しの人工呼吸は長期的な肺の損傷を引き起こす可能性があります。