アレックス・ジェンドラー
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16世紀 フラマン人医師の アンドレアス・ヴェサリウスは 呼吸困難な動物を 延命する方法を説明しました 気管にチューブを挿入し 肺に空気を送る方法です 1555年 この治療法は それほど評価されていませんでした しかし今日ではヴェサリウスの論文は 人工呼吸器に関する 最初の記述として認められています 現代医学では 非常に重要な医療処置です

人工呼吸器の価値を 理解するためには どのように呼吸器系が動くのか 知っておく必要があります 横隔膜を収縮し 胸腔を広げることで 私たちは呼吸しています こうすることで空気を取り込み 肺胞が膨らみます 何百万もの空気嚢が 肺の中にあるのです これらの小さな風船は 血液で満たされた毛細血管に囲まれています この血液は膨張した肺胞から 酸素を吸収し 二酸化炭素を残します 横隔膜が緩んだ時に 二酸化炭素は酸素やその他のガスと共に 吐き出されます

呼吸器系が正常に動いている場合 このプロセスは自動的に起こります しかし、呼吸器系はさまざまな状況で 遮断され得るのです 睡眠時無呼吸吸症候群は 横隔膜の筋肉の収縮を止めます ぜんそくは酸素を遮断する 気道の炎症を起こし得ます また バクテリアやウイルス感染が よく引き起こす肺炎は 肺胞自体を攻撃します 侵入した病原体は肺細胞を破壊し 致命的な炎症の発症ともなる 免疫反応を引き起こし 胸水が溜まります

こういった状況で 肺は正常に機能できなくなります しかし 人工呼吸器は このプロセスの代わりとなって 呼吸器系が機能しない時に 酸素を体内に取り込みます こういった機械は 狭窄した気道を避けて 損傷した肺がより酸素を拡散できるように 酸素の豊富な空気を運びます

人工呼吸器の動作方法は主に2つあります— 陽圧換気療法によって患者の肺に 空気を送る方法 または陰圧換気療法によって 空気を吸い込ませる方法です 19世紀末期 人工呼吸器の技術として 広く陰圧換気療法が注目されていました 自然な呼吸に近く 均等に肺に空気を行き渡らせられます このために医者は患者の体の周りを 木箱か密室で覆って密閉しました 空気は密閉空間から吸い出されて 気圧が下がり 患者の胸腔を より簡単に広げられます 1928年 医師たちは 可動式の金属製器具を開発しました これには電気モータで動くポンプが ついています この機械は鉄の肺として知られており 20世紀半ばにかけて 病院の必需品となりました

しかし これは最もコンパクトな 陰圧式の設計とはいえ 患者の行動を厳しく制限し 介護者の接触を妨げました このため 1960年代には 陽圧換気療法への移行が病院で進みました 軽症の場合 非侵襲的に処置できます 口と鼻にフェイスマスクを装着し 圧縮空気で満たすことで 患者の気道に空気を送ります しかし重症の場合には 呼吸プロセス全体を引き継ぐ器具が 必要です チューブが患者の器官に挿入され 直接肺へと空気が送り込まれます バルブと分岐したパイプで 吸入と排出ができるように 循環できる形を作ります 最新の人工呼吸器には コンピューターシステムが組み込まれており 患者の呼吸を監視し 空気の流れを調節できるようになりました

こういった機械は 標準的治療法として使われておらず むしろ最終手段とされています 圧縮空気の流入に耐えるには きつい鎮静薬の投与が必要で 人工呼吸器の繰り返しは 長期的な肺の損傷にも繋がりかねません しかし 極限状況では 人工呼吸器は 生と死を左右するものとなり得るのです そしてCOVID-19の パンデミックのような状況は 私たちの想像以上にこれが 不可欠であることを示しています なぜならば現在のモデルは 大きく 高価で 操作には厳しい訓練が求められ ほとんどの病院に少ししかないからです 通常の状況であれば これで十分かもしれませんが

緊急事態では限られた呼吸器が うまく行き渡りません より安価で携帯しやすい人工呼吸器が 世界で至急必要とされています この命を救う技術を 迅速に生産し 流通させる方法も