生理33 呼吸之机——麻醉师比约·易卜生与呼吸机的发明

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提要：呼吸机可以代替、控制、甚至改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力，在急救、麻醉、ICU和呼吸治疗领域中应用甚广。可是，这一伟大器械的发明者竟是一个“外行”——麻醉师比约·易卜生。
说明：本文选自本人微信公众号——医药故事

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呼吸机的重要性

众所周知，氧气在人体不可或缺，我们通过呼吸吸入氧气，排出二氧化碳，呼吸是我们人类最基本的生理机能。

如今，无论是救护车上严重昏迷、呼吸困难的人，还是医院病床上躺着的患者，都会戴着个口鼻面罩利用呼吸机进行吸氧。在急救、麻醉、ICU和呼吸治疗领域中，呼吸机应用很广，是挽救急性病危患者的重要手段之一。

呼吸机可以代替、控制，甚至是改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力，利用氧气人为地延长病人的治疗时间，呼吸机挽救了无数生命，功不可没。

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亟需人工辅助呼吸的工具

可是，有谁知道，这一伟大器械的发明者竟是一个“外行”——麻醉师比约·易卜生（B Ibsen）。

1951年，在丹麦的首都哥本哈根举办了第二届“世界小儿麻痹症大会”，因为乔纳斯·索尔克（Jonas Edward Salk，1914－1995）博士刚刚发明了预防小儿麻痹症的疫苗，这种传染病即将成为历史，到场的医生护士无一不喜笑颜开。

然而，好景不长，欢乐的聚会却导致了脊髓灰质炎病毒的扩散。

原来，众多的医生护士中有病毒的隐性携带者，他们把病毒带进了丹麦，第二年，哥本哈根就爆发了瘟疫，仅丹麦最大的医院——布莱格丹姆医院，每天就会接待约50位重病患者，远远超出了医院的承受能力。

由于这一病毒会损害神经系统对呼吸肌群的控制，导致患者无法自主呼吸。许多患者由于无法呼吸，最终气喘身亡，所以，亟需能够人工辅助呼吸的工具。


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铁肺

其实，早在1864年，阿尔弗勒德·约翰（Alfred F Jones）就研制出世界上第一台“铁肺” ，在欧洲地区一度应用。

1927年，哈佛大学菲利普·德林克（Philip Drinker）和肖（LA Shaw）对“铁肺”的设计作出了重要改进——将病人从脖子以下密封在一个金属罩子里面，有阀门控制罩子中的气压，辅助呼吸时，将其中气压降低，肺部就会被强行扩张，空气自动进入肺里。改进后的“铁肺”第一次进入波士顿一家儿童医院，对脊髓灰质炎并发呼吸麻痹的患儿进行通气支持。

然而，此时此刻，即便是丹麦最大的医院，拥有的机器数量也十分有限，只有一台大的和六台小的，供不应求。而且，使用效果并不好，死亡率大于80%。

怎么办？

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比“铁肺”更有效——切开气管，挤压氧气袋

看到瘟疫发生时一幕幕的惨象，医生们急于找到一个比“铁肺”更有效的辅助呼吸的办法。

就在全院上下忙成一片的时候，聪明的麻醉师比约·易卜生（B Ibsen）被一位老医生推荐给了院长拉森（HC  Lassen）。

那时的麻醉师只负责手术前把病人麻醉，属于“技师”，并不算是正式医生，所以拉森院长并没对他寄予多大期望，想着死马当作活马医，就让他进入看护病房，寻求解决问题的办法。

病房里躺着一个14岁的女孩，她叫维基，当时由于缺氧，脸色发紫，急促地喘息着，四肢已麻木失去知觉。拉森院长早已对她做出诊断：病毒已经入侵到脑组织，没救了。

而易卜生摸了摸病人皮肤，又量了血压和体温，判定这只是缺氧的征兆，要求医生前来输氧。在他的坚持下，院长同意了，易卜生连忙找来一名医生，命令他割开维基的喉咙，在气管上开了个口子，插入一根管子，管子另一头接着一个氧气袋，随后，易卜生开始手动挤压氧气袋，想通过这一方式往维基的肺里灌氧气。

然而，关键时刻，维基的气管发生痉挛，被堵住了！无法输进氧气！眼看着孩子的生命危在旦夕，易卜生急得满头大汗——情急之下，他想到了平日里常用的一种麻醉法：用箭毒麻痹病人的呼吸肌群，让病人停止自主呼吸，然后再用人工方法维持病人的呼吸，这样做可以大大减少麻醉剂的使用量。

想到这里，易卜生马上给她灌了片巴比妥，进入麻醉状态后，维基的气管痉挛消失了，见此情景，易卜生立即动手挤压氧气袋，为维基输氧。慢慢地，维基的脸色好看了很多，出现了红晕，体温和血压也恢复正常了。这种气管切开后施行的“正压通气”，可提供有效的氧合和二氧化碳排出。

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赶快救人！

看到这一方法见效，拉森院长赶紧下令把医学院的学生都召集起来，手动给病人输氧。

24小时内，他们为75位病人进行持续通气，动员250名医学生用手来捏气囊，并召集260名护士参加床边护理，共消耗250筒氧气，直到瘟疫结束，很多人的生命得到了挽救。

此后，他们提出了呼吸道管理的基本原则：保持呼吸道通畅，湿化，防止氧分压过高等。这些原则使得患者的病死率从80%降至25%。

“铁肺”从此退出历史舞台。


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呼吸机诞生了

1955年，恩斯特隆（C G Engstrom）成功研制出持续性通气的机械装置，为脊髓灰质炎并发完全性麻痹患者提供持续性机械通气服务，这样，就不再需要人工手动挤氧气袋的操作了。

欧洲及北美很多医学院及教学医院也相继成立呼吸ICU。彼时，两位丹麦麻醉科医师本迪克森（HH Bendixen）和亨里克（Henrik Pontoppidan）曾参加哥本哈根的医疗救援工作。50年代末期，他们移民波士顿，在麻省总院创建呼吸ICU。

同是灾区的加拿大，亚瑟·斯科特（Arthur Scott）医师在安大略湖，鲁本·切尔尼克（Reuben Cherniak）在马尼托巴湖相继建立了呼吸ICU。

于是，一股新浪潮形成了，快速推进ICU成为跨学科协作平台，促使多学科资深专家积极参与进来。他们把呼吸生理和病理生理学应用于临床，呼吸道管理和正压通气成为规范化的机械通气治疗。自此，机械通气被列入ICU生命支持的重要组成部分。

上世纪60年代后，电子技术应用于呼吸机后，呼吸机具有了更好的同步功能、通气方式和报警功能。进入90年代之后，应用计算机技术，呼吸机的性能得到进一步的完善，具备了全面的报警功能及各种监测和显示系统。

如今，大多数呼吸机都安有软件接口，有些厂家还提供了各种管理软件，能进行显示、存储、记录各种设置的数据以及监测数据。未来的呼吸机会采用微机控制，完善的性能、直观的操作，人机对话的实现，会让呼吸机更加完美。

当然，我们也不要忘记了呼吸机这一伟大器械的发明者，——“外行”麻醉师比约·易卜生。

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