Zaburzenia oddechowe to częste problemy. Różny jest oczywiście stopień ich nasilenia. Czasami związane są jedynie z dużym wysiłkiem fizycznym, innym razem uniemożliwiają spoczynkowe funkcjonowanie chorego i wówczas konieczne jest wspomaganie wentylacji. Pierwszym z urządzeń skonstruowanym w tym celu było żelazne płuco.

Czym jest żelazne płuco?

Jest to w zasadzie respirator generujący podciśnienie. Wygląda jak metalowa tuba, wewnątrz niej zamontowana jest leżanka dla chorego, który w pozycji leżącej zostaje zamknięty w środku, jednak jego głowa pozostaje na zewnątrz. Pierwsze żelazne płuco zostało stworzone przez Phillipa Drinkera i Louisa Shawa w 1928 roku. Zastosowano je u dziecka i odniosło spektakularny sukces. Żelazne płuca rozpowszechniły się bardzo w latach 50. i 60. dwudziestego wieku, gdyż okazały się ratunkiem dla tysięcy osób chorujących na polio. Wskutek tej choroby wirusowej może dochodzić do porażenia mięśni, w tym mięśni międzyżebrowych i przepony, odpowiadających za proces oddechowy. Dzięki umieszczaniu chorych w sztucznych płucach możliwe było ich przeżycie. Powstawały nawet specjalne oddziały szpitalne, które zamiast łóżek na salach miały kilkanaście sztucznych respiratorów w postaci żelaznych płuc.

Zobacz film:  Oddychanie przeponowe – ćwiczenia i zalety. Oddychanie przeponowe przy nerwicy

Mechanizm oddychania i działania żelaznego płuca

Mechanizm wymiany oddechowej jest podstawą utrzymującą organizm przy życiu i umożliwiającą odżywienie i funkcjonowanie narządów. Wentylacja płuc jest możliwa dzięki podciśnieniu powstającemu w klatce piersiowej. W trakcie wdechu najważniejszym mięśniem jest przepona, która poprzez skurcz obniża się. Poza tym dochodzi do rozszerzenia się klatki piersiowej poprzez właściwości rozciągliwe mięśni oddechowych. Dzięki temu zwiększa się pojemność klatki piersiowej, co jednocześnie wywołuje spadek ciśnienia w jej wnętrzu, a to generuje przepływ powietrza do płuc. 

Wydech jest odruchem biernym, gdyż skurczone mięśnie ulegają relaksacji i warunki anatomiczne wracają do początkowych. Zdarza się, że w wydechu również biorą udział mięśnie oddechowe, zwłaszcza jeżeli jest on nasilony. Zatem do prawidłowego funkcjonowania mechanizmu wdech-wydech, będącego podstawą wymiany gazowej, niezbędna jest właściwa praca mięśni oddechowych oraz ich prawidłowe unerwienie. W przypadku zaburzeń działania mięśni pojawia się duszność i niewydolność oddechowa. 

Jedną z metod prowadzenia wentylacji w sytuacji nieprawidłowej funkcji mięśni oddechowych jest żelazne płuco. Osoba wymagająca wspomagania oddechowego umieszczana jest wewnątrz specjalnego cylindra, którego podstawowym budulcem jest stal. Wewnątrz cylindra znajduje się leżanka, pacjent kładzie się na niej, kopuła jest zamykana, a na zewnątrz pozostaje głowa i szyja, która przechodzi przez specjalny otwór, zlokalizowany w końcowej części cylindra (w tzw. drzwiach). W ten sposób tworzy się oddzielna przestrzeń, w której można zmieniać ciśnienie. W momencie obniżenia ciśnienia wewnątrz cylindra dochodzi do wdechu, przy wzroście ciśnienia wykonywany jest wydech. To imituje mechanizm naturalnej wentylacji oddechowej. Można zatem powiedzieć, że żelazne płuco jest respiratorem, który umożliwia nieinwazyjną (nie wymaga zaintubowania chorego) wentylację.

Na filmie zobaczycie, jak wygląda leczenie pacjentów z zapaleniem płuc:

Zastosowanie żelaznego płuca kiedyś i teraz

Żelazne płuca mają obecnie bardzo małe zastosowanie. Chociaż ich działanie jest skuteczne, są bardzo duże, niewygodne, ciężkie i transport pacjenta wraz z takim urządzeniem jest trudny i kosztowny. Poza tym ze względu na swoje rozmiary w szpitalu konieczne jest dodatkowe pomieszczenie dla takiego chorego. Pacjent żyjący ze sztucznym płucem w domu również wymaga miejsca do ustawienia urządzenia. Współczesne respiratory głównie generują nadciśnienie, co bardziej odzwierciedla naturalne procesy oddechowe. Poza tym są małe, lekkie i przenośne, a zatem wygoda zarówno w szpitalnym, jak i domowym użyciu, jest większa.

Żelazne płuca i prawdziwy rozkwit ich użycia nastąpił w latach 50. i 60. dwudziestego wieku. Wiązało się to z ogromną liczbą pacjentów chorujących i borykających się z powikłaniami choroby Heinego-Medina. Polio to bardzo groźna wirusowa choroba, która obecnie zdarza się rzadko. Spadek zachorowalności związany jest z wprowadzeniem skutecznej szczepionki, która jest uwzględniona w kalendarzu szczepień obowiązkowych. Przed erą szczepionki choroba była prawdziwą zmorą, gdyż dziesiątkowała dzieci. Jednym ze skutków polio jest niewydolność oddechowa wskutek uszkodzenia ośrodka oddechowego w mózgu i niewłaściwej kontroli mięśni oddechowych. W związku z tym przy polio leczenie za pomocą sztucznego płuca stawało się jedyną szansą na utrzymanie chorego przy życiu.

Bibliografia:

1. Zbigniew Rybicki: Intensywna Terapia. Gdańsk: Novus Orbis, 1994.