A 16. században Andreas Vesalius flamand orvos leírta,
hogyan lehet egy fuldokló állatot életben tartani
egy cső beillesztésével a légcsőbe, majd levegővel felfújva a tüdőt.
1555-ben ez az eljárás nem kapott sok elismerést.
De manapság Vesalius tanulmányát
a gépi lélegeztetés első leírásaként ismerik el –
amely létfontosságú eljárás a modern orvostudományban.
Hogy értékeljük a lélegeztetés fontosságát,
meg kell értenünk, hogyan működik a légzőrendszer.
Légzéskor a rekeszizom összehúzásával megnöveljük a mellüreg térfogatát.
Ez lehetővé teszi a levegő beáramlását, felfújva a léghólyagokat –
a tüdőnkben lévő milliónyi kis zsákot.
Ezeket az apró léggömböket vérrel töltött hajszálerek hálója veszi körbe.
A vér felveszi az oxigént a felfújt léghólyagokból,
és szén-dioxidot ad le.
Amikor a rekeszizom ellazul,
a szén-dioxidot kilélegezzük oxigén és egyéb gázok keverékével együtt.
Amikor a légzőrendszerünk rendesen működik,
ez a folyamat automatikusan megtörténik.
De a légzőrendszert különféle körülmények zavarhatják meg.
Az alvási apnoe megakadályozza a rekeszizom összehúzódását.
Az asztma gyulladt légutakhoz vezethet, amelyek elzárják az oxigén útját.
És a tüdőgyulladás, amelyet gyakran bakteriális vagy vírusfertőzések okoznak,
magukat a léghólyagokat támadja meg.
A behatoló kórokozók tüdősejteket pusztítanak el,
ezzel immunválaszt váltanak ki, ami halálos gyulladást
és folyadékfelhalmozódást okozhat.
Ezekben a helyzetekben a tüdő nem tud rendesen működni.
De a mechanikus lélegeztetők átveszik a folyamatot,
oxigént juttatnak a testbe, amikor a légzőrendszer nem képes erre.
Ezek a gépek kikerülik a leszűkült légutakat,
és oxigéndús levegőt juttatnak a sérült tüdőbe, hogy az több oxigénhez juthasson.
A lélegeztetőgépek működésének két fő módja van:
vagy pozitív nyomású lélegeztetéssel pumpálnak levegőt a páciens tüdejébe,
vagy negatív nyomású lélegeztetéssel engedik a levegő passzív beáramlását.
A 19. század végén
a lélegeztetési technikák nagyrészt a negatív nyomásra támaszkodtak,
amely hasonlít a természetes légzéshez,
és ezért biztosítja a levegő egyenletes eloszlását a tüdőben.
Ennek elérése érdekében az orvosok szorosan körülzárták a beteg testét,
bezárva őket egy fadobozba vagy egy speciálisan lezárt szobába.
Ezután a levegőt kiszivattyúzták a kamrából,
csökkentve ezzel a légnyomást, és lehetővé téve,
hogy a beteg mellkasa könnyebben kitáguljon.
1928-ban az orvosok kifejlesztettek egy hordozható fémeszközt,
amit elektromos motorral meghajtott szivattyúval szereltek fel.
A vastüdő néven ismert gép
a 20. század közepén a kórházak felszerelésének része volt.
Azonban még a legkompaktabb negatív nyomásos modellek is
erősen korlátozták a beteg mozgását,
és akadályozták az ápolók számára a hozzáférést.
Ezért az 1960-as években a kórházak pozitív nyomású lélegeztetésre váltottak.
Enyhébb esetekben ezt noninvazív módon is meg lehet tenni.
Gyakran arcmaszkot illesztenek a száj és az orr fölé,
és túlnyomásos levegővel töltik meg, ami bejut a páciens légútjaiba.
De a súlyosabb eseteknél
olyan eszközre van szükség, amely a teljes légzési folyamatot átveszi.
Egy tubust helyeznek a beteg légcsövébe,
hogy közvetlenül a tüdőbe pumpálhassanak levegőt
szelepek és elágazó csövek sorával,
létrehozva a belégzés és kilégzés körforgását.
A modern lélegeztetőgépekben
beépített számítógépes rendszer teszi lehetővé
a beteg légzésfelügyeletét és a légáram beállítását.
Ezeket a gépeket nem alapértelmezett kezelésként használják,
hanem inkább utolsó mentsvárként.
A túlnyomásos levegő beáramlásának elviselése erős nyugtatókat igényel,
és az ismételt lélegeztetés hosszú távú tüdőkárosodást okozhat.
De extrém helyzetekben
a lélegeztetőgépek jelenthetik a különbséget élet és halál között.
A COVID-19 járványhoz hasonló események megmutatták,
hogy még inkább nélkülözhetetlenek, mint gondoltuk.
Mivel a jelenlegi modellek nagyok és drágák,
és működtetésük átfogó képzést igényel, a legtöbb kórházban csak kevés van.
Ez talán elég normál körülmények között,
de vészhelyzetekben ez a korlátozott készlet kevés lehet.
Sürgősen szükség lenne több olcsó
és hordozható lélegeztetőgépre a világban,
és arra, hogy felgyorsítsuk
ennek az életmentő technológiának a gyártását és forgalmazását.