미국과 전 세계가 COVID-19 유행병 에 대처하기 위해 필사적으로 출격함에 따라 병원은 스스로 호흡이 어려운 환자를 돕는 침대 옆 장치 인 인공 호흡기의 심각한 부족에 직면 해 있습니다.
미국 병원에는 약 160,000 개의 인공 호흡기가 있으며, 연방 정부의 국가 전략 비축 파일에서 12,700 개를 사용할 수 있다고 New York Times는 2020 년 3 월 18 일에 보도 했습니다. 그러나 중병에 걸릴 수있는 모든 사람들을 감당할 수있을만큼 가까운 곳은 없을 것입니다. 바이러스 .
이 모든 것이 갑자기 호흡 자체에 대해 생각하는 것보다 더 많이 생각하지 않았던 의료 장비에 갑자기주의를 집중 시켰습니다. 그러나 폐에 공기를 넣을 수없는 사람에게는 워싱턴 포스트 에 따르면 25,000 달러에서 50,000 달러에 이르는 가격대의 장치 가 생명의 은인이 될 수 있습니다.
인공 호흡기는 어떻게 작동합니까?
인공 호흡기는 다양한 상태에있는 환자를 지원합니다. "마취하에 일상적인 수술을하는 동안 또는 환자가 질병으로 인해 아플 때 호흡 곤란을 겪을 때 사람들의 호흡을 돕는 데 사용할 수 있습니다."라고 폐부 호흡기 급성 치료 부서의 이사 인 Paul F. Currier 박사는 설명합니다. 및 메사추세츠 종합 병원의 중환자 치료 ( 이메일을 통해). COVID-19에 감염된 소수의 사람들 은 폐에 염증을 일으킬 수 있습니다. "더 적은 비율의이 환자들은 인공 호흡기로 가장 잘 치료되는 호흡 부전을 일으킬 수 있습니다."
"폐를 탄력있는 풍선으로 생각하라"고 공과 대학 학장이자 보스턴 대학 (BU) 의 생물 의학 공학 교수 인 Kenneth Lutchen 은 이메일을 통해 말했다. "개구부 (입)의 압력을 반대쪽의 압력보다 크게하면 풍선을 확장 할 수 있습니다. 일반적으로 우리는 근육이 가슴을 확장하여 체내 폐 주변의 압력을 낮추어 풍선을 팽창시킬 수 있습니다. 폐가 확장됩니다.
그러나 폐가 체액으로 가득 차거나 매우 염증이 생기면 (두 가지 모두 코로나 바이러스에서 발생할 수 있음) 정상적인 호흡으로 발생하는 음압이 폐를 충분히 확장하기에 충분하지 않으며 불충분 한 O2 및 CO2 교환이 발생합니다.”라고 Lutchen 계속됩니다. "그런 다음 대안은 입 (삽관 튜브의 입구)에 양압을 생성하는 인공 호흡기를 사용하여 공기를 폐로 '밀어 넣는'것입니다. 이는 호흡 할 때마다 신선한 공기를 충분히 밀어 넣을 수있을만큼 큰 크기입니다. 염증과 체액 축적이 가라 앉고 사람이 스스로 다시 숨을 쉴 수있을 때까지 혈액의 O2와 CO2 수치는 정상에 가깝습니다. "
상단에 디지털 디스플레이가있는 박스형 기계 장치는 일반적으로 침대 옆 카트에 있습니다. 는 AS 국립 심장, 폐 및 혈액 연구소 웹 사이트 설명, 환자는 테이프 나 끈로 고정되어있는 목 아래로 자신의 코 또는 입을 통해 삽입 된 것 호흡 튜브에 의해 장치에 연결되어 그 주위에 적합 머리. 기도의 관은 약간의 불편 함을 유발할 수 있으며 또한 환자의 말이나 식사 능력에 영향을줍니다. 이것이 치료팀이 환자의 영양분을 공급하기 위해 정맥에 다른 튜브를 삽입하거나, 환자가 오랫동안 인공 호흡기를 사용할 예정인 경우, 위 또는 소장으로 직접 연결되는 비위 영양 관을 삽입하는 이유입니다. 외과 적으로 만들어진 개구부.
목구멍에 튜브를 넣는 것이 즐겁지는 않지만 중요합니다. Lutchen은 "삽관없이 몇 가지 요인이 인공 호흡기의 기능을 위협 할 수 있습니다."라고 설명합니다. "아마도 가장 중요한 것은 인공 호흡기가 입으로 불어 넣어지면 전달 된 볼륨이 모두 폐로 들어 가지 않을 수 있다는 것입니다. 일부는 입과 연결된 코에서 새어 나오거나 일부는 결국 볼을 확장시킬 수 있습니다. 폐로 들어가는 것이 아니라 사람의
호흡기 치료사의 역할
이 모든 것이 작동하도록 병원은 호흡기 치료사라고하는 고도로 훈련 된 전문가의 전문 지식에 의존합니다. "호흡기 치료사는 기저 질환 상태에 따라 환자의 호흡 요구 사항에 맞는 적절한 설정을 결정합니다."라고 미국 호흡기 치료 협회 (American Association for Respiratory Care) 의 최고 비즈니스 책임자이자 호흡 치료사 인 Timothy R. Myers는 설명합니다 . "그 시점부터 환자의 상태가 개선되거나 악화됨에 따라 지속적인 모니터링 및 평가를 제공하고 설정을 수정합니다. 여기에는 산소 및 이산화탄소 수준을 확인하기위한 혈액 분석의 비 침습적 모니터링 및 측정이 포함됩니다."
이것은 폐가 매우 복잡하기 때문에 많은 신중한 관리가 필요하다고 Myers는 설명합니다. 설명을 위해 폐를 풍선으로 생각하는 것이 유용하지만 실제로는 "폐와 순환계 사이에 가스를 전달해야하는 수백만 개의 풍선 네트워크와 비슷합니다. 폐가 손상되거나 병에 걸리면 각 폐와 수백만 개의 풍선은 건강 할 때와는 다르게 가스가 들어오고 나가야합니다. 각 환자는 고유합니다. "
최근 몇 년 동안 인공 호흡기를 사용하는 방법이 일부 발전했습니다. Currier는 "연구에 따르면 낮은 호흡 크기와 낮은 압력을 사용하면 결과가 향상되는 것으로 나타났습니다. "또한 심각한 호흡 부전이있는 환자는 종종 인공 호흡기를 사용하는 동안 위장을 켤 수 있습니다. 이는 종종 산소 수준을 향상시킬 수있는 엎드린 자세라고하는 과정입니다. 마지막으로 인공 호흡기를 사용하더라도 산소 수준이 낮게 유지되는 일부 환자의 경우 , 그들은 일부 매우 전문화 된 센터에서 체외 막 산소화 (ECMO) 를받을 수 있습니다.이 고도로 집중적 인 치료는 혈액을 신체 외부로 순환시켜 추가 산소를 공급할 수 있습니다. "
Lutchen의 연구는보다 안전한 기계식 인공 호흡기를 개발하는 데 중점을 둡니다. "처음에는 인공 호흡기가 적절한 O2 및 CO2 수준을 유지하여 생명을 구하기 위해 노력하고 있습니다."라고 그는 말합니다. "그러나 이것은 공기를 안으로 밀어 넣고 비정상적인 압력, 종종 더 뻣뻣한 및 / 또는 더 좁은 폐를 확장하는 데 도움이되는 더 큰 압력에 노출함으로써 이루어집니다. 또한 인공 호흡기는 정상적인 호흡이 조금씩 다를 때마다 똑같은 호흡을 제공하도록 프로그래밍되어 있습니다. 인공 호흡기를 장시간 사용해야하는 경우 급성 호흡 곤란 증후군을 촉진 할 수 있는 인공 호흡기 유발 폐 손상 (VILI) 을 유발 하는 반복적 인 큰 압력의 위험이 있습니다. (ARDS) .이제 인공 호흡기는 더 이상 충분한 O2 및 CO2 교환을 제공하지 못할 수 있습니다. "
이것이 바로 Lutchen이 BU의 생물 의학 공학 교수 인 Bela Suki 와 함께 인공 호흡기가 자연 호흡 패턴과 유사한 가변 호흡을 전달하여 동일한 위치에서 반복적 인 비정상 압력을 방지하는 가변 환기라는 개념에 대해 연구하는 이유 입니다. 사람이 숨을 쉰다. Lutchen은 "이 접근법이 VILI로 이어질 가능성이 적고 ARDS로부터 회복을 촉진 할 수 있다는 몇 가지 증거가 동물에 있습니다"라고 말합니다. "그러나이 접근법은 아직 인간에게 테스트되지 않았습니다."
현재 램프 업
현재 인공 호흡기 부족으로 제조업체는 생산량을 늘리고 있습니다. 세계의 주요 인공 호흡기 제조업체 중 하나 인 메드 트로닉은 아일랜드 제조 공장을 24 시간 가동하기 위해 교대 근무를 추가하여 출력을 두 배로 늘리고 있다고 메드 트로닉 회사 관계자는.
그러나 인공 호흡기를 세 심하게 제작해야하기 때문에 제조업체는 생산량을 늘리는 데 어려움을 겪고 있습니다. 스위스에 본사를 둔 제조업체 인 Hamilton Medical AG는 이메일을 통해 "이것들은 실시간 저장 장치이므로 품질 보증 측면에서 매우 높은 기준이 적용됩니다."라고 말합니다.
이제 흥미 롭 네요
현대 송풍기 만 1950 년대부터 사용되어 왔지만, 기계적 튜브를 삽입하여 환자에 공기를 제공하는 개념이 처음에있어서, 안드레아스 베살리우스 다시 1543 파두 교수이었다 벨기에하여 설명한 본 American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine에서 Arthur S. Slutsky의 인공 호흡 역사에 관한 기사 .
