Искусственная вентиляция легких сегодня – важнейшая часть интенсивной терапии, позволяющая лечить пациентов, находящихся в критическом состоянии. Но так было не всегда: в течение долгого времени попытки респираторной поддержки были бесполезны, малоэффективны и даже опасны для жизни. Рассказываем о самых важных этапах развития ИВЛ и объясняем, на что способны современные приборы.
Меха для камина и качающиеся кровати
Наиболее ранние документы, в которых описаны первые попытки использования искусственной вентиляции легких для реанимации и поддержания жизни пациентов, относятся к XVI веку. Подобные процедуры – так называемую экспираторную поддержку – проводили Парацельс и Везалий, применяя для этих целей не специально созданные приборы, а то, что было под рукой – например, меха для раздувания огня в печи. В одних случаях этот способ действительно помогал спасать в жизни, в других же – особенно когда речь шла о детях – был смертельно опасен, так как слишком интенсивное раздувание нередко приводило к разрыву легких. В жизни Везалия успех реанимационных мероприятий и вовсе сыграл злую шутку – пациент, признанный мертвым, неожиданно очнулся во время вскрытия. Врачебная ошибка была осуждена инквизицией и стала поводом отправить врачевателя в паломничество для искупления грехов.
Меха для раздувания огня в XVI-XVII веках оставались единственным инструментом, применяемым для ИВЛ. Некоторые врачи предпринимали попытки модифицировать их для медицинских целей, другие же использовали их «как есть», дополняя лишь трубками для облегчения вентиляции легких. Чуть позже экспираторные способы попробовали заменить ручными методами – для поддержания дыхания пробовали давить руками на грудную клетку и живот, а также использовать специально сконструированные качающиеся кровати.
Но и о нагнетании кислорода прямо в легкие не забыли. Бороться с самым главным осложнением – разрывом легких из-за слишком большого объема воздуха – научились в первой половине XIX века, когда француз Жан-Жак-Жозеф Леруа д’Этиоль придумал способ дозировать поступающее в легкие количество воздуха. Это сделало процедуру более эффективной и менее опасной.
Борьба за физиологичность
В начале XX века появились первые автоматизированные приборы для ИВЛ. Компания Drager представила компактное устройство Pulmotor, которое можно было использовать как в клиниках, так и за ее пределами, спасая людей, оказавшихся в экстремальных ситуациях. Это был настоящий прорыв в реанимации, однако физиологичностью такое дыхание не отличалось – воздух попадал в легкие под давлением, что могло вызвать полную атрофию дыхательной мускулатуры и снижение притока крови к сердцу.
Решением могло стать появление приборов, создающих в дыхательных путях отрицательное давление и обеспечивающих пассивное проникновение воздуха в легкие. Разработкой таких устройств врачи и инженеры занимались с середины XIX века. Одна из конструкций оказалась поистине впечатляющей – это было не компактное устройство, а рабочая камера размером с комнату, в которой пациент мог находиться вместе с врачом. Тело пациента было помещено в специальный мешок, внутри которого создавалось отрицательное давление.
Подобные камеры не получили широкого распространения, так как пользоваться ими было не слишком удобно. Гораздо популярнее был компактный прибор Iron Lungs, серийное производство которого началось в 30-х годах XX века. «Железные легкие» представляли собой металлический контейнер цилиндрической формы, куда укладывали пациента – голова его находилась снаружи, а вентиляция легких осуществлялась медсестрами или ассистентами в ручном режиме.
Одна из самых впечатляющих историй, демонстрирующих, что «железные легкие» были действительно способны спасать жизнь и продлевать ее – случай Пола Александра, страдавшего полиомиелитом.
Он заболел в 1952 году. Ему было 6 лет, а вакцина от этой болезни еще не была широко распространена. Первые полтора года болезни мальчик «дышал» только с помощью ИВЛ, он был парализован и практически утратил способность говорить – врачи были уверены, что без «железного легкого» ему не выжить. Однако родители Пола были настроены решительно – они забрали сына вместе с аппаратом домой, обратились к физиотерапевту, который приступил к реабилитации. Мальчик научился глоссофарингеальному дыханию, суть которого заключалась в направлении воздуха в трахею с помощью языка.
Вскоре Пол смог обходиться без прибора несколько часов в день, что позволило ему закончить сперва школу, а потом и университет, где он выучился на юриста. Он передвигался по кампусу в инвалидном кресле, а дома вновь «дышал» с помощью того самого «железного легкого». Это не помешало ему стать известным и уважаемым юристом, имеющим обширную практику.
В 2022 году он был внесен в Книгу рекордов Гиннеса, как человек, который пользуется таким прибором дольше, чем кто-либо в мире – «стаж» Пола Александра превышает 70 лет. Он не может обходиться без устройства и остается единственным в мире пользователем такого легкого.
Чем шире распространялись подобные приборы, тем актуальнее становилась автоматизация – пациентов, нуждающихся в ИВЛ, становилось больше, «качать» кислород вручную в таких масштабах было непросто. Да и другой функционал приборов нуждался в расширении: с середины XX века стали появляться приборы, создающие и поддерживающие положительное давление в конце выдоха, важнейшую опцию современных приборов ИВЛ и ключевой параметр респираторной поддержки. Со временем такие устройства полностью заместили и вытеснили громоздкие устройства с опцией обеспечения отрицательного давления.
До полной самостоятельности пара шагов
Со временем приборы для проведения ИВЛ «научились» работать без помощи человека, профилактировать так называемую ателектотравму – повреждение альвеол из-за постоянного открытия и закрытия при стимуляции дыхания, следить за параметрами дыхания, подавать сигнал тревоги при критическом изменении этих параметров, работать в разных режимах, в том числе и в смешанном, осуществляя вентиляцию легких с разной частотой.
Сейчас в клинической практике применяются аппараты ИВЛ четвертого поколения – они не просто оказывают респираторную поддержку, но и способны улавливать «обратную связь» от пациента, реагируя на попытки дышать самостоятельно. Приборы могут менять параметры вентиляции, индивидуально подбирая их под потребности больного.
Впрочем, пока работать совсем автономно даже самые современные приборы не умеют – то, насколько эффективной будет респираторная поддержка, зависит не только от используемого аппарата, но и от квалификации и опыта врача.
А что в России?
Активное создание собственного оборудования для ИВЛ в СССР началось в середине XX века. Одним из самых популярных стал прибор РО-6, одновременно сочетавший простоту использования и надежность.
Некоторые производители оборудования для респираторной поддержки работают в этой области не первое десятилетие, а их продукция достойна конкурировать с импортными аналогами. Один из примеров – АО «Уральский приборостроительный завод» (холдинг КРЭТ), об успехах которого рассказал его директор по продажам и развитию бизнеса Владимир Анчугин, выступавший в рамках Дня здоровья форума «Россия» на ВДНХ. Первую модель ИВЛ завод начал выпускать еще в 1990 году. Прибор «Фаза-5» закрывал потребности реаниматологов тогда и, подчеркнул Анчугин, используется в удаленных регионах даже сейчас – это дополнительное подтверждение надежности продукции.
Современная линейка, которую завод готовит к выпуску в 2025 году – аппаратура «Мобивент», включающая пять аппаратов. Это универсальный аппарат «Мобивент», «Мобивент ОКСИ» для проведения высокопоточной оксигенотерапии, мобильный «Мобивент АРМ», «Мобивент НЕО» для новорожденных и аппарат экспертного класса «Мобивент МАКСИ». Устройства «Мобивент ОКСИ» уже проходят испытания в лабораторных условиях.
Другая перспективная разработка Уральского приборостроительного завода – центральная мониторная станция (ЦМС). Эксперты УПЗ привлекли к ее созданию практикующих врачей. ЦМС – комплексное решение для отделений реанимации интенсивной терапии, предназначенное для наблюдения за показателями ИВЛ и другими параметрами.
В рамках сессии на Дне здоровья об успехах своего предприятия рассказал и Александр Дробинин, коммерческий директор компании Treaton («Тритон-элетроникс»), продукцией которой пользуются во всех российских регионах и в 40 странах мира. В портфеле компании множество инноваций, позволивших упростить и удешевить рутинные процедуры: например, стоимость процедуры оценки глубины анестезии для пациента составляет всего 1 доллар, в то время как у зарубежных аналогов – около 50 долларов. Наиболее впечатляющая разработка – аппарат ИВЛ Zisline, позволяющий контролировать максимальное количество параметров в мире, аналоги которого у других производителей отсутствуют.
Разработчики уверены, что следующий этап – внедрение и использование искусственного интеллекта и в этой области медицины. Ждать этого осталось совсем недолго, достаточно скоро такие приборы станут в клинической практике нормой.
Производством оборудования для ИВЛ в России занимаются АО «КРЭТ» госкорпорации «Ростех», ООО «Тритон-элетроникс», а также ЗАО «Радиан», ООО «Хирана+», ООО «Медпром» и другие.
Текст: Ксения Скрыпник
