人工肺

簡介

人體呼吸系統從外界空氣中吸入氧，使氧氣進入肺部血液，再運輸到身體各部分使用。另一方面，肺部血液里的二氧化碳則滲透到氣泡里，再排出體外。吸入的氣體，順著支氣管在肺葉里的各級分支，到達支氣管最細的分支末端形成的肺泡。肺泡是細支氣管末端的球狀小囊，每個肺約有三億個肺泡，其總面積約等於一個網球場的大小，它們在把氧氣供應給血液以及排出無用的二氧化碳的過程中起著關鍵作用。肺泡外面包繞著豐富的毛細血管。肺泡壁和毛細血管壁都是一層扁平的上皮細胞，吸氣時，空氣中的氧氣透過肺泡壁和毛細血管壁進入血液；同時，血液中的二氧化碳也透過這毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡，然後隨著呼氣的過程排出體外。

人工肺又名氧合器或氣體交換器，是一種代替人體肺臟排出二氧化碳、攝取氧氣，進行氣體交換的人工器官。以往僅套用於心臟手術的體外循環，需和血泵配合稱為人工心肺機。70年代初，已將人工肺作為一個單獨的人工器官進行研究。因它可以不用血泵而進行部分呼吸支持，並且有植入性人工肺的實驗報告。因此，美國人工臟器學會(ASAIO)每年均有專門小組討論人工肺的進展。

目前用於心臟手術的人工肺大部採用一次使用的附有熱交換裝置的鼓泡式人工肺。該式人工肺己趨成熟在國內外得到廣泛套用。隨著工業化的發展，肺部疾患愈來愈多，人工肺在肺部疾病中的套用亦愈顯重要。人工肺的研製成功，特別是近十餘年來膜式人工肺的問世，為解決呼吸功能衰竭又開闢了一條新的途徑。

圖1. 人工肺及作業系統

鐵肺和人工呼吸器

20世紀40至50年代，脊髓灰質炎在世界各地流行，導致許多患者全身癱瘓，因此必須依賴機械呼吸器維持生命。在此之前，已有了筒形呼吸器，這種呼吸器被稱為鐵肺（如圖2所示），它是由美國工程師德林克在1929年發明。鐵肺能把病人的軀幹密封起來，箱內的壓力變化可把空氣輸入和排出病人的肺部。鐵肺曾救了許多人的命，但20世紀50年代後期，正壓呼吸器製成後，鐵肺便被淘汰了。正壓呼吸器用一根管子插入患者的氣管，把空氣輸入肺部，而且可以模仿人的呼吸的正常節奏；經過改良後，正壓呼吸器還能讓肺在每兩次呼吸之間休息，並預先把空氣增溫加濕，能維持患者的生命達數月之久。