Сегодня искусственная вентиляция лёгких (ИВЛ) ассоциируется у нас с высокотехнологичными аппаратами, способными отслеживать десятки параметров и автоматически подстраиваться под состояние пациента. Однако история респираторной поддержки началась не с электроники и даже не с электричества — первым ИВЛ был абсолютно ручным, и, как ни удивительно, его аналоги используются до сих пор.
Как появилась необходимость в ИВЛ?
Потребность в аппаратной поддержке дыхания возникла в медицине очень давно и была связана с тем, что самостоятельное дыхание человека может нарушиться по самым разным причинам. При тяжёлых инфекциях, пневмониях, отравлениях токсичными веществами, травмах грудной клетки или дыхательных путей, а также при ряде неврологических заболеваний пациенты часто теряли способность полноценно дышать. Организм в таких ситуациях быстро страдает от нехватки кислорода, а промедление с оказанием помощи может привести к необратимым последствиям.Складывалась парадоксальная ситуация: человек мог быть излечим от основной болезни, но погибал просто из-за того, что не мог самостоятельно вдохнуть. Поэтому врачи разных эпох пытались найти способы искусственно поддержать дыхание — от “дыхания рот-в-рот” до разнообразных методов механической стимуляции легких.
Особенно остро эта проблема встала в XX веке, когда человечество столкнулось с массовыми эпидемиями, поражающими дыхательную систему, в частности, с полиомиелитом. Эта инфекция часто приводила к параличу дыхательных мышц у детей и взрослых — и тысячи пациентов нуждались в искусственном способе вентиляции легких. В те годы традиционная медицина ещё не имела в распоряжении надежных автоматических аппаратов ИВЛ, и врачи, чтобы спасти людей, вынуждены были использовать самые разные, в том числе первобытные и ручные, устройства.
Какой была самая первая форма ИВЛ?
Один из первых аппаратов — ручные мехи и баллоныВдохновившись кузнечными мехами, медики стали использовать bellows — специальные мехи, с помощью которых воздух нагнетался через нос или рот пациента. Для этого часто использовали жесткую трубку или маску, плотно прилегавшую к лицу. При сжатии мехов — как у камина или кузнеца — воздух под давлением поступал в дыхательные пути.
Затем конструкцию усовершенствовали: вместо мехов применяли кожаные или резиновые баллоны. Эти баллоны были снабжены примитивными обратными клапанами, предотвращавшими обратный ток воздуха, и гибкой трубкой. Операция была полностью ручной — каждый вдох и выдох обеспечивал сам врач или ассистент, ритмично сжимая баллон и отпуская его.
Позже, ближе к концу XIX века, с развитием наркоза и анестезиологии, для поддержания дыхания пациента во время хирургических операций стали применять ручные ингаляционные мешки, которые позволяли одновременно подавать наркозный газ и кислород, а также контролировать дыхательные движения. Эти мешки тоже были кожаными или резиновыми и требовали постоянного ручного сжатия.
Появление механических аппаратов: Draeger Pulmotor
Серьёзным шагом вперёд в истории искусственной вентиляции лёгких стало изобретение первого в мире портативного механического респиратора — аппарата Pulmotor. В 1907 году немецкая компания Drägerwerk представила Pulmotor, который стал первым коммерчески успешным устройством для аппаратной вентиляции дыхательных путей.Pulmotor был разработан инженером Бернхардом Дрегером и врачом Фридрихом Шорлем, и изначально предназначался для спасения утонувших и пострадавших от газа в промышленных авариях.
Как работал Pulmotor?
Pulmotor был относительно компактным (по меркам начала ХХ века) аппаратом, работавшим за счёт подачи сжатого воздуха или кислорода из баллона через сложную систему клапанов и трубок. Управляемый вручную или автоматически, он подавал поток воздуха в лёгкие пациента, а затем создавал отрицательное давление, чтобы помогать выдоху. Этот цикл повторялся до восстановления самостоятельного дыхания или окончания реанимационных мероприятий.Pulmotor приобрёл широкое распространение по всему миру, в частности, его устанавливали на борту пожарных машин, в каретах скорой помощи и шахтах. Он был незаменим при промышленном травматизме, утоплениях, отравлениях угарным газом, поражениях электрическим током.
Однако у Pulmotor были и недостатки — точность и безопасность вентиляции оставляли желать лучшего: отсутствовал контроль за параметрами давления и объёма, возникал риск повреждения лёгких из-за избыточного давления ("баротравмы"). Тем не менее, именно с Pulmotor начался путь к созданию современных автоматических аппаратов ИВЛ.
Dräger Pulmotor
Настоящий прорыв: изобретение мешка Амбу
В 1956 году датский анестезиолог Хеннинг Рубен совершил настоящий прорыв в области экстренной респираторной помощи, создав самовозвращающийся резиновый мешок — устройство, ставшее прообразом современного “мешка Амбу” (точное название — Ambu bag, от “Artificial Manual Breathing Unit”). Это простое и надёжное изобретение быстро приобрело широкое распространение во всём мире благодаря своей эффективности в самых разных условиях.Мешок Амбу внес принципиальные новшества:
- При сжатии мешка специалист вручную нагнетал воздух (или кислород) в дыхательные пути пациента — затем мешок самопроизвольно возвращался в исходную форму, позволяя проводить вентиляцию ритмично и без больших усилий.
- Встроенная система односторонних клапанов предотвращала обратный ток выдыхаемого воздуха, защищая медика и обеспечивая безопасность пациента.
- Устройство оказалось портативным, лёгким, недорогим и не зависело от источников питания, что позволяло использовать его не только в операционной, но и в машине скорой помощи, на месте происшествия, в полевых и чрезвычайных ситуациях.
Преимущества “мешка Амбу” стали очевидны:
- Нет необходимости в сложной подготовке или подключении к электроэнергии.
- Лёгкость использования позволяла быстро приступить к вентиляции — даже медработнику с минимальной подготовкой.
- Амбу-рисунок быстро вошёл в стандарт экстренной помощи: при остановке дыхания, остановке сердца, утоплениях, тяжёлых отравлениях, травмах, судорогах и других критических состояниях мешок Амбу нередко становился “последней соломинкой”, даря пациенту драгоценные минуты до прибытия в больницу.
Ручной ИВЛ в эпоху эпидемий
Особенно ярко роль ручных способов искусственной вентиляции лёгких проявилась во время тяжёлых инфекционных катастроф середины XX века, когда мир столкнулся с крупными эпидемиями полиомиелита. Полиомиелит зачастую поражал дыхательные мышцы и приводил к быстрому развитию остановки дыхания — больные, особенно дети, становились полностью зависимы от внешней вентиляции.Легендарные “железные лёгкие” — массивные барокамеры, создающие вокруг тела пациента переменное давление и таким образом обеспечивающие дыхательные движения — были изобретены ещё в 1920-х годах и использовались во многих странах. Однако это оборудование было крайне дорогим, занимало много места и требовало специально оборудованных палат. В разгар массовых вспышек полиомиелита таких аппаратов катастрофически не хватало — сотни и тысячи заболевших не могли на них рассчитывать.
В этой ситуации на помощь приходили простейшие ручные методы. В палаты и коридоры больниц набирались добровольцы — родители, медсёстры, студенты-медики. Сутками, сменяя друг друга, они вручную обеспечивали искусственное дыхание, используя резиновые баллоны, мешки, мехи и даже самодельные устройства.
Особенно важно это было для детей, у которых паралич дыхательных мышц развивался молниеносно. Десятки, а иногда и сотни человек, работая в постоянном ритме, вручную "накачивали вдохи", охраняя детей от неминуемой гибели.
Массовое применение «железных легких» во время эпидемии полиомиелита
Зачем ручной мешок используется сейчас?
Современный ручной мешок для искусственного дыхания — это пример того, как простота и надежность остаются вне времени. Как и его исторический предшественник, он незаменим в самых сложных и непредсказуемых ситуациях: там, где нет доступа к электричеству, в чрезвычайных обстоятельствах, на догоспитальном этапе, во время экстренной транспортировки пациентов, при массовых травмах или катастрофах, а также при внезапном отказе или поломке сложной аппаратуры.Этот скромный, с виду примитивный аксессуар — настоящий универсальный солдат медицины. Мешки Амбу (Ambu bag) входят в стандартную комплектацию бригад “скорой помощи”, экстренных служб, пожарных расчетов и подразделений военной медицины по всему миру. Именно с его помощью часто удаётся поддерживать дыхание пациента в критически важные минуты до поступления в больницу. Каждый врач-реаниматолог, любой анестезиолог или медработник, связанный с интенсивной терапией, в совершенстве владеет навыками ручной вентиляции через мешок. Именно эти умения нередко становятся определяющими при спасении жизни. Амбу-аппараты — обязательная часть всех наборов первой помощи, экстренных катастрофических и полевых комплектов, их выдают на учениях МЧС и армейским медикам. Без этого устройства невозможно представить реанимацию вне больничных стен.
Мешок Амбу. 1 — гибкая лицевая (носоротовая) маска из мягкой резины или силикона. 2 — увлажнитель, испаритель. 3 — мягкий мешок, наполняемый воздухом, снабжённый односторонними клапанами