機械換気 (医学)
人工呼吸器には、生命を維持するための呼吸を行うための様々なスタイルや方法がある。バッグバルブマスクや麻酔バッグのように、使用者が密着可能なマスクを顔に当てるか呼吸回路を人工気道に接続し、手で呼吸を維持する必要のある手動式人工呼吸器がある。機械式人工呼吸器は、操作者の労力を必要としない呼吸器であり、一般にコンピュータ制御または空気圧制御のものである。
機械式呼吸器は通常、バッテリーまたはコンセント(DCまたはAC)による電源を必要とするが、電源を必要としない空気圧で動作する呼吸器もある。換気にはさまざまな技術があり、大きく分けて2つ(さらに細かく分類すると)、旧来の技術である陰圧機構と、より一般的な陽圧機構の2つがある。
一般的な陽圧式の人工呼吸器には、次のようなものがある。
搬送用呼吸器-この種の呼吸器は小型で頑丈であり、空気圧式、ACまたはDC電源で駆動することができる。
血流と肺気腔の間の酸素と二酸化炭素の交換は拡散によって働き、外部からの働きかけは必要ないが、生体のガス交換プロセスが機能できるようにするには、肺に空気を出し入れする必要がある。自然呼吸では、胸膜腔(英語版)に呼吸筋による陰圧が発生し、その結果生じる大気圧と胸郭内の圧力との勾配が空気の流れを生じる。その結果、空気の流れが発生する。鉄の肺では、ポンプを使って機械的に空気を抜き、タンク内を陰圧にする。この陰圧により胸が膨らみ、肺内圧が低下し、周囲の空気が肺に流れ込みやすくなる。陰圧が解除されると、タンク内の圧力は周囲の圧力と等しくなり、胸と肺の弾性反動により受動的呼気となる。しかし、陰圧になると肺とともに腹部も膨張し、心臓に戻る静脈の流れが遮断され、下肢に静脈血が溜まることになる。患者は普通に話したり食べたりすることができ、うまく配置された一連の鏡を通して世界を見ることができる。この鉄の肺に何年も入っている人もいた。
このような全身型の問題点としては、吸気と呼気の比率や流量を制御できないことが挙げられる。また、このデザインでは、脚に血液が溜まるという問題もあった。