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【科普】被困“铁皮棺材”70多年,仅靠嘴生活……世界上存活时间最长的“铁肺人”去世
发布时间:24/03/29 10:55:16
新闻来源:科普中国公众号
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保罗曾被吉尼斯世界纪录认定为“在铁肺中存活最长时间的人”。随着他的逝去,全球仅剩最后一台铁肺还在运转。距离铁肺完全退出历史舞台,仅一步之遥。
保罗·亚历山大(Paul Alexander)是一名脊髓灰质炎幸存者。70多年来,他的生命维系于一台名叫“铁肺”的金属桶。当地时间3月11日,保罗病逝,享年78岁。
保罗曾被吉尼斯世界纪录认定为“
在铁肺中存活最长时间的人
”。综合美国媒体报道,随着保罗的逝去,全球仅剩最后一台铁肺还在运转。使用者是美国俄克拉荷马州时年75岁的玛莎·安·利拉德(Martha Ann Lillard)。
至此,距离铁肺完全退出历史舞台,或仅一步之遥。
铁肺里的男人
1952年,保罗6岁,生活在美国得克萨斯州。
那年夏天,美国格外炎热。但整个得克萨斯州的游泳池都关闭了。电影院、酒吧、保龄球馆、教堂等公共场所也相继关门。马路上到处是刺鼻的杀虫剂和消毒水味儿。
彼时,
美国暴发历史上最严重的脊髓灰质炎疫情
。根据记载,感染者达57628人,21269人出现不同程度的残疾,死亡3145人。
脊髓灰质炎(以下简称脊灰)是由脊灰病毒感染引起的急性传染病,大多通过粪口传播,5岁以下幼儿是主要感染人群。感染后,病毒会侵入脊髓神经组织,快速引起肢体、肌肉不对称弛缓性麻痹,留下瘫痪等后遗症,因此又称“小儿麻痹症”。
一部分感染者会留下一辈子的跛脚问题。有些人的中枢神经会受影响,尤其是控制呼吸的部分,从而导致胸壁肌肉无力,影响上肢和肺功能。还有一些人完全不能呼吸。根据世界卫生组织数据,每200例脊灰感染病例中,就有1例是不可逆转的瘫痪(通常是腿部)。而在瘫痪病例中,5%~10%的患者会因呼吸肌麻痹而死亡。
保罗是这场疫情的受害者,属于感染最重的那一类。
发病1周左右,保罗的情况不断恶化。症状从发烧、脖子疼、疲乏,快速进展至不能站立或用手抓起蜡笔,不能正常说话、吞咽或咳嗽。
送至医院后,保罗出现呼吸暂停。一名医生安慰保罗的妈妈,但称回天乏术。另一位医生则在亲人的苦苦哀求下,为保罗做了紧急气管切开术,吸出淤积在肺部的分泌物。
术后第三天,保罗醒过来,发现自己被固定在一个铁桶里。
脑袋四周罩着一层模糊的塑料布,看不清外面。铁桶像是一台机器,运转时会发出有节奏的嗡嗡声。
塑料布挪开后,“放眼望去,是一排排的铁桶,里面都是孩子,和我一样只能冒出个头。”保罗回忆。
当时的医疗技术不足以治疗小儿麻痹症。这个名为“铁肺”的金属桶是唯一能让脊灰患儿活下去的手段。
铁肺百年研发史
从制作和运行原理看,
铁肺就是一种负压呼吸机
。
人的自主呼吸是负压式的。胸腔、肺部体积变化,造成胸腔内负压,促使大气压力将空气挤入肺部。人如果失去对胸壁肌肉的控制力,无法收缩和放松膈肌,压差无法形成、空气就进不去。
第一个描绘“体外负压呼吸机”原理的,是1670年的英国科学家约翰·梅奥(John Mayow)。
19世纪30年代后,早期的铁肺模型陆续问世,大多有些粗糙。比如1876年,法国医生Woillez绘制一份设计图,设备是手摇的、由风箱驱动。1889年,维也纳医生Braun设计出一款“儿童呼吸机”,就是一个小小的木头盒子,由医生通过管子吹气、控制盒子内的气压。1916年,美国人Severy为一个“站式负压呼吸机”申请专利。患者要把眼睛、鼻子、嘴紧靠在门上的空洞处。
第一个被广泛使用的铁肺,于20世纪20年代末问世
,设计者是原哈佛公共卫生学院的工业卫生师菲利普·德林克(Philip Drinker)和路易·肖(Louie Shaw)。因为设计者的名字,它又被称为Drinker呼吸机。
设备主体是一个巨大的金属腔,利用外部负压通气的方法将空气推入肺部。风箱会将空气从密封金属腔中吸出,内部空气压力下降,患者肺部会自动膨胀,将新鲜空气吸入横膈膜。然后,风箱会向金属腔内回输空气,内部气压上升,患者肺部被动放气。由此,一呼一吸就完成了。
按照最初规划,Drinker呼吸机投入生产后,可用于治疗煤气中毒。但事实上,
其第一次发挥临床作用
,是在1928年10月12日的美国波士顿儿童医院。
一名8岁小女孩因感染脊灰,出现呼吸衰竭、濒临死亡。放进Drinker呼吸机后,不到1分钟,小女孩恢复呼吸。
这在当时引起巨大反响。
1931年,约翰·海文·艾默生(John Haven Emerson)参照Drinker的设计,开发出一种更轻便的版本。他设计的铁肺是圆柱形的,内有一张滑动床,上部有可以打开的舷窗。这样能方便医疗人员查看、护理病患,包括调整体位、更换床单等。
1937,澳大利亚生物医学家兼工程师爱德华·伯斯(Edward Both)面对当地脊灰疫情,革新出一种更轻、更便宜的Both铁肺。次年,英国制造商威廉姆·莫里斯(William Morris)在自己的汽车厂里,生产1700台Both铁肺,免费捐赠给多家医院。
20世纪40年代和50年代,全球多地暴发脊灰疫情。不少儿童专科医院的病房里塞满铁肺,甚至还出现多人共享铁肺等。
多
数情况下,铁肺可以使用两周。
大部分患者可以在这段时间内康复,恢复自主呼吸。
但是,如
果病毒侵犯神经系统、引起不可逆的呼吸肌麻痹,病人将失去自主呼吸的能力,不得不长期依赖铁肺等外界力量、维持生命。
保罗就是如此。
有一天,他听到医生们在病房里小声议论自己:“他今天会死。”“他活不了。”保罗很愤怒,为了争一口气,他必须活下去。
1954年后,保罗在物理治疗师沙利文(Sullivan)的帮助下,学会“舌咽呼吸法”。他要吞下一大口空气,利用咽喉肌肉,将空气挤进喉咙,最终送达肺部。
保罗花了1年时间学会这种“青蛙呼吸技巧”。慢慢地,白天时分,他可以短暂离开铁肺,外出上学、工作、谈恋爱。晚上必须睡回铁肺里面。
随着年龄增长,保罗身体机能衰落,他在铁肺外的逗留时长慢慢减至5分钟内。70岁时,他开始几乎一直待在铁肺里,因为他需要借助呼吸机来呼吸。
其次,
“铁肺”存在诸多无法补救的缺陷。
除了体积大、笨重、使用不便等,其疗效低,治疗呼吸衰竭的总死亡率高达80%。而且,患者被封闭在铁桶内,输液、导尿、皮肤护理等操作都存在难度。气道管理也非常困难,很难排出气道分泌物。
再次,
现代呼吸机快速迭代
,正压通气系统(PPVS)被证明具有更好的疗效,使用也更便捷。
正压通气系统通过气管插管,将空气直接推入患者肺部。1952年,丹麦暴发脊髓灰质炎。麻醉医生Bjorn Ibsen结合临床感受和1名患儿的临床指标,提出一个假设,脊灰致死率高的主要原因是通气不够。
在一片质疑声中,他切开一个14岁濒死患儿的气管,实施正压通气治疗并获得成功。随后,他招募200余名医学生,利用手动泵、不间断地为数百名患者“输气”。通过这一方法,他将医院的脊灰病死率从90%降至25%。
截至20世纪60年代,传统的、庞然大物铁肺陆续停产。
2015年,保罗曾面临生死危机。他的铁肺出现故障。设备停产、制造商不存在、保险公司不支持、定制零件价格高昂,保罗不得不在社交媒体发布求助视频。最后,一个机械师帮了他的忙,打造了几个零件。
曾有人建议保罗使用便携式正压通气呼吸机,被他拒绝了。一方面,他不想在喉咙打洞、身体插管。另一方面,保罗已经耐受铁肺和短暂缺氧,这成为他的“习惯”。
2021年,美国国家公共广播电台采访玛莎·安·利拉德也有同样表述。“零件磨损是最重要的问题。我真的很绝望。我生命中最可怕的事是:找不到做这个项圈(用于铁肺颈部位置、形成密封环境)的人。”
新冠大流行时,全球多国报告呼吸机紧缺,铁肺曾一度回归公众视野。英国华威大学、英国马歇尔航空航天和国防集团,以及帝国理工学院医疗保健信托等组成联合团队,投入研发新型铁肺。美国一家技术公司对外声称,在升级“全尺寸铁肺”。截至目前,尚无上市报告。
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