Железные легкие что это
Ученые создали современное «железное легкое» на случай дефицита аппаратов ИВЛ
Ученые создали современное «железное легкое» на случай дефицита аппаратов ИВЛ. Устройство, впервые созданное в XVII веке, активно использовалось во время эпидемии полиомиелита в XX веке, — а его современное исполнение поможет врачам справиться с пандемией COVID-19. Об этом говорится в работе ученых из Уорикского университета и Королевского национального госпиталя, опубликованной на сайте компании Marshall Aerospace & Defense Group.
Читайте «Хайтек» в
В классической форме железное легкое представляет собой воздухонепроницаемую цилиндрическую капсулу, в которую помещается большая часть тела человека. Голова пациента при этом находится снаружи.
Внутри камеры давление попеременно то понижается, то повышается. Это позволяет легким наполняться воздухом, а пациенту выдыхать, не задействуя мышцы дыхательной системы.
«Железное легкое» приобрело широкую популярность в 1950-х годах во время эпидемии полиомиелита в США. При этом заболевании из-за повреждений спинного мозга пациенты оказывались парализованными, а устройство поддерживало легкие — вплоть до того момента, пока паралич не пройдет или пациент не умрет.
Теперь международная группа ученых совместно с компанией Marshall Aerospace & Defense Group доработала устройство. Оно получило название Exovent — его прототип уже прошел предварительные испытания и в ближайшее время будет протестирован в двух британских отделениях интенсивной терапии, где лежат пациенты, заболевшие COVID-19.
Исследователи отмечают, что в современном виде «железное легкое» не требует сложной настройки и постоянного присутствия квалифицированного медперсонала, как в случае с аппаратами искусственной вентиляции. Устройство устанавливается только на грудную клетку пациента — это позволяет ему есть, пить, разговаривать и двигаться. Также устройство улучшает работу сердца на 25% по сравнению с обычными аппаратами ИВЛ.
Кроме того, устройство не использует сжатый кислород, а для его создания не требуются специальные детали — все компоненты Exovent уже доступны на рынке.
Методика высоко-поточной оксигенотерапии
Принцип действия основан на том, что аппарат создает воздушный поток с помощью встроенного компрессора, который увлажняется до 100% относительной влажности и в комбинации с кислородом подается в дыхательные пути пациента при температуре 37 %С. В результате, при использовании прибора уменьшается активность воспаления в дыхательных путях, улучшается мукоцилиарный клиренс, улучшается экспекторация мокроты, уменьшается интенсивность кашля, регрессируют явления дыхательной недостаточности. Повышается уровень вентиляции в слабо вентилируемых участках легких и поддерживается слабо-положительное давление в дыхательных путях.
Более стабильный поток кислорода, эффект вымывания углекислого газа, генерация положительного давления в дыхательных путях и эффективная гидратация введенного газа являются основными механизмами, обеспечивающими больший комфорт и переносимость данной методикик пациентом, а также более эффективные оксигенация и улучшение дыхания с меньшим количеством одышки. Все эти факторы значительно улучшают усвоение кислорода организмом.
Пациент может использовать аппарат с помощью носового интерфейса Optiflow™, сохраняя способность разговаривать, принимать пищу, дышать ртом и др. непосредственно во время терапии.
В ряде случаев, применение данной методики позволяет избежать перевода пациента на ИВЛ. Аппарат так же может использоваться для перевода пациентов со сложных режимов вентиляции на обычную кислородную терапию, в т. ч. с наложенной трахеостомой.
Данная методика позволяет оптимизировать лечебный процесс пациентов с дыхательной недостаточностью и соответствовать современным научным тенденциям в плане повышения безопасности лечебного процесса.
Жизнь в «железном легком»: уникальные истории людей, которых невозможно вылечить
Медики всего мира борются с полиомиелитом, опасным заболеванием, которое приводит к поражению центральной нервной системы и параличу мышц. Вакцина против полиомиелита была изобретена в 1950-х, постепенно удалось победить болезнь почти полностью. Если в 1980-х ежегодно заболевали до 350 тысяч человек, то в 2016-м было зарегистрировано только 37 случаев. При этом те, кто заразился полиомиелитом в детстве, страдают до сих пор. И вылечить их невозможно.
Единственный источник и носитель инфекции — человек. Зачастую зрительно нельзя определить, что человек болен. Заболевания регистрируют в любом возрасте, однако чаще всего у детей до пяти лет. Обычно у ребенка заболевание протекает в легкой форме с повышенной температурой и без поражения нервной системы. Малыш может почувствовать недомогание, слабость, головную боль или боль в горле.
В течение 1-3 дней больной выздоравливает, однако у 1% пациентов болезнь прогрессирует, а не отступает. При осложнениях может появиться паралитическая форма, которая чаще всего бывает у пациентов с иммунодефицитом, у детей с ослабленным организмом и у не имеющих иммунитета к полиовирусам беременных.
— Никто, кто помнит 1950-е годы, с точки зрения полиомиелита, не хочет вернуться туда и снова оказаться в этой ситуации, — рассказывает директор фонда Билла и Мелинды Гейтс по борьбе с полиомиелитом Джей Венгер
Снизить смертность удалось с помощью использования «железных легких» — аппарата вентиляции легких за счет создания отрицательного давления на грудь. В Нью-Йорке благодаря этому изобретению с 1915 года по 1955 год смертей стало в 10 раз меньше. Внутри аппарата меняется давление, что позволяет легким наполняться воздухом и выдыхать, не задействуя мышцы дыхательной системы. «Железное легкое» спасло немало жизней: иногда паралич проходил, и дыхательные мышцы восстанавливались. Так, актриса Миа Фэрроу в детстве столкнулась с этой болезнью. Около 9 месяцев она лечилась в «железном легком» и смогла вернуться к нормальной жизни, а затем стала бороться за профилактику полиомиелита и вакцинацию.
Однако не всем это удалось. Издание Gizmodo поговорило с Мартой Лиллард и еще двумя пережившими полиомиелит людьми, которые до сих пор живут с этим аппаратом.
Марта Лиллард
Когда Марта Лиллард была ребенком, полиомиелит был самым страшным кошмаром каждого из родителей. Эпидемия в США была в 1952 году, за год до заражения Марты. В то время было зарегистрировано около 58 000 случаев.
Опасным заболеванием она заразилась, когда ей исполнилось 5 лет. Через 9 дней после дня рождения у нее так сильно болела шея, что она не могла подняться с постели. После диагностики было выявлено инфекционное заболевание.
С детства Марта мечтала стать балериной, но ее мечте не суждено было сбыться.
— Я думаю теперь о своей жизни как о балете. Я должна балансировать. Это феноменальная энергия, которую я должна использовать, чтобы координировать все в моей жизни, — рассказывает Марта.
Сейчас Марте Лиллард 69 лет. У женщины изогнута спина от сколиоза, которую она не может прооперировать для исправления проблемы. Все дело в том, что больные полиомиелитом могут не очнуться после наркоза.
У Лиллард практически не работают органы дыхательной системы — ей тяжело дышать. Днем она пользуется аппаратом для вентиляции легких с положительным давлением. Конструкция похожа на маску, которая сама доставляет в легкие воздух и за счет разницы в давлении обеспечивает вдох и выдох. Стоит отметить, что этот аппарат подходит не для всех пациентов и может привести к развитию других заболеваний, поэтому половину своего времени женщина проводит в «железном легком», где всё тело кроме головы находится в камере. Над камерой — зеркало, чтобы Лиллард могла видеть, что происходит вокруг нее.
Аппарат Марты несколько раз ремонтировался и изменялся. Её дед смастерил для камеры устройство, позволяющее закрыться без посторонней помощи. Мотор, понижающий давление в камере, меняли больше десяти раз. Однако чаще всего требуют замены воротники, которые только пару месяцев могут удерживать воздух. Раньше они стоили несколько долларов, а сейчас целую сотню. Если их не будет в продаже, Марта не сможет дышать. Также Лиллард может умереть при отключении электричества, если не сработает генератор, сообщает Gizmodo.
Марта — одна из нескольких американцев, кто все еще живет с «железным легким». В 2015 году СМИ писали, что таких людей не осталось, но это не так. 70-летний Пол Александр из Далласа практически живет в «железном легком». Несмотря на это, мужчина научился пользоваться компьютером: он нажимает кнопки и водит по тачпаду специальным стилусом с ручкой, которую держит во рту.
Пол Александр
Его «железное легкое» находится в центре гостиной, которая завешана наградами, фотографиями семьи.
Александр заболел полиомиелитом в 1952 году, когда ему было всего 6 лет. В этом возрасте у него была парализована шея, однако позднее он смог поступить на юриста в Техасский университет. Затем он представлял клиентов, сидя в инвалидной коляске, до тех пор, пока ему не стало хуже. Из-за ухудшения здоровья у него не было возможности продолжать работу, потому что он почти всё время проводил в «железном легком».
В 2015 году друг Александра выложил видео в Сеть с рассказом о больном. Мужчина искал инженера, который смог бы отремонтировать респиратор. На помощь пришёл Брэди Ричардс, который починил устройство.
Мона Рэндольф
Мона Рэндольф заболела полиомиелитом в 1956 году, когда ей было 20 лет. Она лежала в «железном легком» почти год, затем забыла о нем на 20 лет. Болезнь нагрянула второй раз, когда Мона заразилась бронхиальной инфекцией. Врачи посоветовали ей вернуться к «железному легкому». Расходы на лечение и поддержание аппарата сопоставимы с покупкой нового автомобиля. У Рэндольф тоже не раз ломалось «железное легкое». Его восстановлением занимались близкие и родные люди.
— Когда дети спрашивают, что случилось со мной, я отвечаю им, что нервные окончания, которые давали сигнал моим мышцам что делать, были повреждены вирусом, — сказала Мона.
Полиомиелит — очень заразная болезнь, которая может вызвать паралич ног, рук и респираторных мышц.
— Вирус полиомиелита — это серебряная пуля, предназначенная для уничтожения определенных частей мозга. Но сегодня родители понятия не имеют, какой был полиомиелит, поэтому трудно убедить кого-то, что жизнь подвержена риску, если они отказываются от вакцинации, — сказал клинический психофизиолог и директор Международного центра полиомиелита Ричард Бруно.
Последние из «железных лёгких» Статьи редакции
История трёх человек — в молодости они заразились тяжёлой болезнью и провели большую часть жизни в капсуле, которая дышит за них.
28 ноября 2017 года американские и китайские IT-специалисты пообещали помочь 69-летней Марте Лиллард, которая не может самостоятельно дышать. Для этого она использует старый и громоздкий прибор «железные лёгкие»: человек ложится внутрь капсулы, и она как бы дышит за него. Сейчас детали для машины почти невозможно найти, поэтому активисты хотят изготовить их на 3D-принтере и подарить женщине.
Вероятно, Лиллард — одна из трёх человек, которые до сих пор используют необычное и старое изобретение. Эти люди стали жертвами эпидемии полиомиелита, и провели большую часть жизни внутри капсулы. Они не могут свободно передвигаться, комфортно общаться или поменять устройство жизнеобеспечения, находясь в постоянном страхе его поломки. О цене, которую платят владельцы «железных лёгких» за возможность жить с опасной болезнью, рассказало издание Gizmodo.
Марта Лиллард проводит половину каждого дня в приборе, по виду напоминающим подводную капсулу. Это изобретение из середины 20-го века с помощью поршня и внутреннего давления наполняет её лёгкие воздухом, а в это время её голова лежит на мягкой подушке снаружи. Она может лишь смотреть по сторонам, ожидая, когда легкие восстановятся.
В 2013 году некоммерческая организация по борьбе с полиомиелитом PHI предположила, что в США живёт от шести до девяти людей с прибором «железные лёгкие». Но теперь врачи не уверены, сколько заболевших ещё живы. Лиллард действительно может оказаться одной из трёх последних, ведь из-за старости устройства жизнеобеспечения выходят из строя.
69-летняя Лиллард живёт одна, её капсула спаяна из двух «железных лёгких». Один прибор она получила от медицинской организации March of Dimes ещё в детстве. Другой приобрела у незнакомца в Юте — он просил за устройство 25 тысяч долларов, но Лиллард сторговалась до 8000 долларов. Финальная модель весит 290 килограммов, а в длину достигает около 220 сантиметров.
Когда женщина не внутри прибора, она дышит через портативный механический вентилятор, который «проталкивает» воздух в лёгкие. Если Лиллард простужается, ей нужно провести целый день в «железных лёгких», чтобы внутренние органы справились с нагрузкой. Она в шутку называет себя «человеческой батарейкой», потому что ежедневно ей требуется подзарядка. Но если ночью, пока женщина спит в капсуле, в доме отключится свет, она задохнётся — у старой техники нет автономного питания.
Женщина заразилась полиомиелитом в 1953 году на вечеринке в честь своего пятилетия. Незадолго до этого она хотела пойти в школу танцев, которая только открылась в городе, и исполнить свое желание — стать балериной. Этого не случилось. Теперь спина Лиллард ноет от сколиоза, потому что в детстве врачи отказались делать ей операцию на позвоночнике. Они решили, что девочка всё равно скоро умрёт от полиомиелита. А когда Лиллард стала старше, специалисты объяснили, что под анестезией она может перестать дышать.
В 1950-х годах американские врачи не были готовы к удару неизученной болезни. Полиомиелит передаётся через рот с водой или пищей, которую загрязнили фекалии заражённого человека. Несмотря на характерность этого способа, недуг стремительно распространился по США. В основном он поражает детей до 5 лет, вызывая у заболевших паралич конечностей или дыхательных путей. Лекарства не существует, только вакцина.
В 1952 году в США прошла самая тяжёлая эпидемия полиомиелита. Тогда заболели около 58 тысяч человек, больше 21 тысячи парализовало до конца жизни, а 3145 человек умерли. Единственным способом выживания были «железные лёгкие». Они находились в крупных больницах по стране, а рядом с пациентами всегда находились медсестры. Если отключалось электричество, они должны были поддерживать жизнь заболевшего портативным устройством.
То время, что медсестра вставала со стула и подходила к кровати, казалось вечностью, потому что ты не дышишь. Ты просто лежал и слышал, как бьётся сердце, и это было ужасно. Единственный звук, который ты мог издавать, когда не дышал, это цоканье языком. Эта чёрная комната (палата с больными полиомиелитом — прим. TJ) звучала как сплошное «цок-цок-цок». И все медсестры успокаивали пациентов — «Ещё секундочку, скоро ты снова сможешь дышать».
В 1955 году в США появилась вакцина, изготовленная вирусологом Джонасом Солком. Число заболевших стремительно сократилось, но к 1988 году в мире оставалось 350 тысяч инфицированных. После совместной работы правительств разных стран это число также резко сократилось — в 2016 году специалисты зафиксировали лишь 37 случаев заболевания.
«Дайте воздуху выйти из ваших лёгких и позвольте машине дышать за вас. Представьте, как бы это было бы приятно, если бы однажды вы устали дышать самостоятельно», — описывает Лиллард ощущения от прибора. Он полностью контролирует весь процесс, поэтому даже если пользователь закроет рот, воздух продолжит поступать через нос или минуя губы.
На момент массового производства «железные лёгкие» считались очень надёжными. Теперь же оставшиеся приборы работают с перебоями. Однажды у Лиллард сломался рычаг, открывающий люк внутрь капсулы. Женщина выбралась только благодаря домработнице, а через пару часов поломку исправил местный мастер. Лиллард отмечает — без помощи капсулы она может умереть за несколько часов, поэтому рабочему пришлось действовать оперативно.
В 2008 году в своем аппарате задохнулась жительница Мемфиса Дайан Оделл. Во время грозы в доме отключился свет, а с этим и «железные лёгкие». Отец и двоюродный брат женщины попытались вручную подавать воздух в капсулу, но не смогли повторить отточенный ритм машины.
Тот самый люк, который некогда запер Лиллард внутри капсулы, продолжает её беспокоить. Механизм не предназначен для долгого использования, поэтому изначально детали для него продавали за пять долларов. Теперь спрос на запчасти минимален, и цена составляет уже 200 долларов. Два раза Лиллард покупала механизм у компании Respironics, принадлежащий холдингу Philips. Но в третий раз фирма отказалась продать женщине запчасть, сославшись на то, что на складе осталось только десять экземпляров.
28 ноября 2017 года у Лиллард появилась надежда. О её судьбе узнала китайский IT-специалист Наоми Ву, которая вызвалась изготовить нужные детали на 3D-принтере. С ней вскоре связались другие активисты, в том числе из США. Для создания точной схемы запчасти активисты хотят либо изучить деталь у женщины дома, либо попросить чертежи у Philips.
Как и Лиллард, 70-летний житель Техаса Пол Александр проводит большую часть времени в «железных лёгких». В его гостиной висят различные дипломы об образовании, награды и фотографии с семьёй. Когда он «подзаряжается» в капсуле, то печатает или отвечает на сообщения в телефоне с помощью ручки. Он привязывает её конец к палке, которую держит во рту.
Вопреки болезни, Александр закончил Техасский университет и стал адвокатом. Он не стеснялся своего состояния и перевёз в комнату в общежитии прибор для жизнеобеспечения. После этого мужчина стал местной звездой — студентам хотелось взглянуть на необычную капсулу. На судебные слушания американец брал портативное устройство дыхания и выступал в инвалидном кресле.
В 2015 году Александр также столкнулся с неполадками в работе «железных лёгких». Благодаря освещению в интернете и в СМИ ему предложил помощь руководитель отдела в британской компании по независимой экспертизе Intertek Брэди Ричардс. Он бесплатно модернизировал прибор.
Хотя полиомиелит в основном поражает детей, в 1956 году его жертвой стала 20-летняя Мона Рэндольф из Миссури. Она была профессиональной пианисткой и планировала свадьбу. Сейчас 81-летняя женщина живёт с другим мужем, с которым познакомилась в 1980-х годах.
Медицинская страховка супругов не покрывает покупку новых деталей для «жёлтой субмарины», как называет прибор Мона. Её 63-летний муж Марк долгие годы работал инженером, а теперь занимается программированием. Вместе с кузеном жены, лётным механиком, он тратит большую часть средств на починку «железных лёгких». «Медицинские траты сравнимы с покупкой нового автомобиля каждый год. Но куда ещё мне тратить деньги, если не на Мону?», — поинтересовался Марк.
Эмфизема легких
Эмфизема легких связана с нарушением газообмена и патологическим расширением воздушных пространств на фоне значительных морфологических изменений в тканях альвеол. Указанные причины дают характерный внешний вид легких: они раздуваются, приобретают бледный оттенок, края округлены, эластичность тканей снижена. Возможно образование в бронхах пробок со слизистым или гнойным содержимым.
Причины
Факторы, способные вызвать указанное заболевание условно делят на две группы:
Симптомы
Большинство симптомов эмфиземы легких связаны с одышкой и кашлем с мокротой, которые вызваны патологическими изменениями в тканях легких.
Часто по признакам эмфиземы легких можно судить о характере заболевания:
Осложнения эмфиземы легких
Быстрое прогрессирование заболевания на фоне отсутствия лечения может стать причиной серьезных осложнений. Это:
Методы диагностики
Поставить пациенту точный диагноз позволяют:
Дополнительным методом диагностики эмфиземы легких является анализ крови, по которому можно отследить наличие воспалительного процесса в организме и его интенсивность.
Набор необходимых диагностических мероприятий зависит от состояния конкретного пациента и необходимости в детализации картины его здоровья.
Лечение
В перечень основных задач лечебного курса при эмфиземе легких входят исключение осложнений, устранение инфекционного процесса и его симптомов, восстановление нормальной функции легких и дыхательных путей. Поэтому при разработке курса лечения предпочтение отдается следующим группам препаратов:
Профилактические меры
В числе основных рекомендаций для снижения риска развития заболевания:
Вопросы и ответы
Как лечится эмфизема легких?
Пациентам с эмфиземой показан консервативный курс лечения, который позволяет справиться с симптомами, обеспечить нормальное функционирование дыхательных путей и исключить возможные осложнения. Продолжительность лечения зависит от тяжести состояния пациента и симптоматической картины. Возможна корректировка выбранной ранее тактики в сторону дополнения или отмены некоторых из принимаемых препаратов.
Лечится ли эмфизема легких?
Говорить о шансах на излечение заболевания можно только на основании результатов исследований и своевременности обращения за медицинской помощью. На ранних стадиях можно почти полностью устранить признаки патологии и вернуть пациенту возможность полноценно дышать. В запущенных случаях при многочисленных осложнениях справиться с заболеванием без последствий не удастся.
Какой основной симптом эмфиземы легких?
На заболевание указывают одышка после физической нагрузки или без нее (на поздних стадиях), а также кашель с большим объемом мокроты с гнойным или слизистым содержимым. Прочие симптомы – хрипы и свисты, выпячивание грудной клетки, отечность и опухание лица – могут меняться в зависимости от характера патологии.
Не нашли ответа на свой вопрос?
Наши специалисты готовы проконсультировать вас по телефону: