Когда дыхательные мышцы перестают работать
При вдохе обычно сокращается диафрагма — широкая мышца под лёгкими. Она опускается, грудная клетка расширяется, давление внутри неё падает, и воздух проходит через дыхательные пути. При некоторых видах паралича этот механизм нарушается: лёгкие могут оставаться способными к газообмену, но вдохнуть самостоятельно человеку трудно или невозможно.
«Железное лёгкое» заменяло не сами лёгкие, а работу дыхательных мышц. Человека помещали в герметичную камеру, оставляя голову снаружи. Мягкое уплотнение у шеи помогало изолировать пространство вокруг тела от наружного воздуха.
Камера расширяет грудь вместо мышц
Когда давление в камере понижали, грудная клетка стремилась расшириться вслед за изменением давления вокруг неё. Объём грудной полости увеличивался, и воздух втягивался через нос или рот. Затем давление возвращали к обычному: грудь опускалась, а воздух выходил. Повторение этих циклов поддерживало вентиляцию — обмен воздуха в лёгких — без необходимости нагнетать его внутрь дыхательных путей.
Такой способ называют вентиляцией отрицательным давлением: отрицательным здесь называют давление ниже атмосферного, а не «вредное» или отрицательное в бытовом смысле. Позднее широко распространились аппараты, которые действуют иначе — создают давление внутри дыхательных путей и проталкивают воздух в лёгкие.
Помощь, требующая постоянного места
Большая камера ограничивала движения и затрудняла уход за человеком: для процедур и осмотра приходилось открывать её или частично выдвигать тело. Поэтому принцип «железного лёгкого» был эффективен, но привязывал пациента к громоздкому устройству. Его работа наглядно показывает, что для вдоха не обязательно напрямую закачивать воздух: достаточно создать условия, при которых грудная клетка сама расширится.
