Удивительное тело. Почему наше тело самое нелепое и гениальное создание природы - Такэхито Ямамото

Говорят, тогда Аояги сделал такое предсказание: «Сейчас это отдельное устройство, но в будущем оно станет незаменимой частью систем мониторинга жизненных показателей».

Биомониторы – это устройства, которые в реальном времени измеряют и отображают ключевые показатели жизнедеятельности, такие как артериальное давление, пульс и температуру тела. В клинической практике их часто называют мониторами витальных функций или просто мониторами и используют при наблюдении за множеством пациентов.

Сегодня в эти аппараты по умолчанию встроен пульсоксиметр – будущее, которое предсказал Аояги, стало реальностью. Оцениваемый с помощью пульсоксиметра уровень насыщения крови кислородом обозначается как SpO₂ («эс-пи-о-два») и является одним из ключевых показателей состояния пациента.

Рис. 61. Пульсоксиметр

Буквы в аббревиатуре SPO₂ расшифровываются следующим образом: S означает saturation (сатурация, степень насыщения), P – percutaneous (чрескожный, то есть измеряемый через кожу), а O₂ – кислород. Таким образом, SPO₂ буквально означает «насыщение крови кислородом, измеренное через кожу».

Нормальные значения SpO₂ составляют примерно 96–99 %. Другими словами, у здорового человека этот показатель будет близок к 100 %. Это означает, что кровь практически постоянно насыщена кислородом почти до максимального уровня.

В 2015 году Аояги стал первым японцем, удостоенным IEEE Medal for Innovations in Healthcare Technology – престижной награды Американского института инженеров электротехники и электроники за инновации в медицинских технологиях.

Компания Nihon Kohden и сегодня остается лидером на японском рынке не только в производстве биомониторов, но и таких устройств, как АВД (автоматические наружные дефибрилляторы) и энцефалографы.

В апреле 2020 года, когда мир охватила пандемия COVID-19 и пульсоксиметры стали жизненно важным инструментом, Аояги ушел из жизни в возрасте 84 лет. Его смерть не стала громкой новостью, но для нас, медиков, да и для пациентов по всему миру, его изобретение – без сомнения, одно из величайших достижений в истории медицины.

Кислородные баллоны и аппарат ИВЛ

Состав земного воздуха

Когда человеку не хватает кислорода, необходимо восполнить именно тот объем, которого недостает. Состав земной атмосферы выглядит так: 78,1 % азота, 20,9 % кислорода, 0,93 % аргона и 0,04 % углекислого газа. При обычном вдохе именно такая газовая смесь попадает в организм через нос и рот. Таким образом, ситуацию нехватки кислорода можно переформулировать как «когда 20,9 % кислорода становится недостаточно».

Как доставить дополнительный кислород тем, кто в нем нуждается? Существует два основных способа. Первый – использование кислородных баллонов. Они портативны: установленные у кровати, позволяют проводить кислородотерапию даже во время перемещений пациента. Поскольку кислород в баллонах находится под высоким давлением, они имеют значительный вес (в зависимости от размера – от нескольких до нескольких десятков килограммов). Для хранения используют специальные стойки, а транспортировку осуществляют с помощью тележек.

Разумеется, возможности баллонов ограничены. В больницах, где много пациентов с высокой потребностью в кислороде, покрыть все нужды только ими практически невозможно – постоянная замена опустевших емкостей крайне неэффективна.

Поэтому существует второй способ – система газораспределения. У постели пациента в палате или на стене операционной есть специальные розетки для медицинских газов. Подключив к ним шланг, можно легко получить кислород. Его источник – огромные резервуары с жидким кислородом, установленные на территории больницы. Его доставляют с газовых заводов в цистернах и регулярно пополняют запасы. По разветвленной сети трубопроводов газ распределяется по всем отделениям [4, 5].

Полученный таким образом кислород подается пациентам через носовые канюли, кислородные маски или другие приспособления. В некоторых случаях используют аппараты искусственной вентиляции легких. Метод выбирают в зависимости от состояния пациента, чтобы оптимально доставить кислород в организм.

Первый аппарат искусственного дыхания изобрели еще в 1838 году. Он принципиально отличался от современных моделей. Пациента помещали в устройство целиком (кроме головы), где создавалось отрицательное давление, механически растягивающее грудную клетку. Такой принцип работы называют негативным давлением.

«Железные легкие»

С точки зрения принципа работы метод негативного давления даже ближе к естественному. Наше дыхание происходит не потому, что кто-то нагнетает воздух через рот, – грудная клетка расширяется благодаря дыхательным мышцам, создавая условия для естественного поступления воздуха в легкие. Первоначально подобные аппараты были ручными, но в 1920-х годах разработали электрические версии устройств с негативным давлением, известные как «железные легкие».

Рис. 62. «Железные легкие»

В 1930-х годах они получили широкое распространение из-за эпидемии полиомиелита, который в Японии также называют «детский паралич». Полиовирус обладает особенностью: в редких случаях проникает в центральную нервную систему, вызывая серьезные неврологические нарушения. Это приводит к параличу нижних конечностей или дыхательных мышц – человек теряет способность дышать самостоятельно. Поэтому пациенты проводили одну-две недели в «железных легких», ожидая, пока восстановится способность дышать самостоятельно. Во время эпидемий полиомиелита в больницах выстраивались целые ряды этих аппаратов, где множество пациентов проходили лечение.

Современные аппараты ИВЛ с позитивным давлением, когда в трахею вводится трубка и легкие расширяются изнутри, были разработаны только в 1950-х годах. Сегодня аппараты ИВЛ стали компактными, что упрощает их перемещение по больнице. Кроме того, появилась возможность арендовать их для использования в домашних условиях.

Кстати, благодаря распространению вакцин полиомиелит практически исчез в мировом масштабе. Хотя заболевание еще не полностью ликвидировано, с 1988 года, когда ВОЗ объявила о Глобальной программе ликвидации полиомиелита, число случаев сократилось более чем на 99 %. В Японии вакцина против полиомиелита включена в состав четырехкомпонентной вакцины для детей и входит в программу обязательной вакцинации.

Операции, выполняемые через отверстия

Можно ли прокалывать пупок?

Когда пациенту, готовящемуся к лапароскопической операции[29], говорят: «Сначала мы сделаем небольшой разрез в области пупка», это нередко вызывает удивление. У людей особое отношение к пупку – многие представляют, что, если его разрезать, может случиться что-то плохое. Пупок – это напоминание о том времени, когда плод соединялся с организмом матери пуповиной. Находясь в амниотической жидкости, плод не может дышать или питаться самостоятельно. Поэтому через пуповину происходит обмен кислородом и углекислым газом, а также получение питательных веществ от матери. Кровь, текущая по пуповине, попадает в организм плода и затем распределяется по всем органам.

Интересно, что в нашем теле сохранились «следы» каналов, соединявших пупок с печенью и мочевым пузырем. Они называются «круглая связка печени» и «срединная пупочная связка» соответственно. Хотя их полости уже закрыты и после рождения они утратили свои функции, эти структуры когда-то были жизненно важными каналами, связывавшими плод с организмом матери.

После рождения, когда человек начинает дышать и питаться самостоятельно, пупок становится рудиментарным органом, не выполняющим никаких функций. Его можно без последствий разрезать во время операции или даже полностью удалить при необходимости.