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呼吸机为何关系到患者的生死存亡

在世界各国抗击新冠疫情过程中,医疗系统是否备有足够的呼吸机决定了无数重症患者的生死。

意大利一名72岁牧师感染新冠后把呼吸机让给别人,等于放弃自己生存的希望,最后因呼吸衰竭而死;西班牙医院呼吸机不够,医生面临在老人和年轻人之间做令人心碎的选择。

确实,不幸感染了新冠病毒并出现了呼吸困难,最重要的是能及时得到医治和使用适当的辅助呼吸。

对那些重症患者而言,呼吸机就是他们的生命线,关系到他们的生死存亡。

因此,在抗击疫情过程中,准备好足够的呼吸机至关重要。英国政府已经购置了大量呼吸机,以应付可能到来的疫情高峰。

那么,到底什么是呼吸机?它怎么使用?

呼吸机原理

简单来说,当肺部衰竭无法呼吸时,则由呼吸机来顶替人自身的呼吸过程。

这可以让患者得以抵抗感染,最终康复。

世界卫生组织(WHO)说80%的新冠肺炎患者症状轻微,不需要住院治疗,但每六个人中会有一人出现重症和呼吸困难。

如果到了这一步,就表明病毒对肺部造成了损伤。

这时,人体免疫系统察觉到了病毒入侵,开始启动对病毒的围剿。

在这一过程中,人体的血管会扩张,以便更多免疫细胞进入血液。

但同时,它也会让液体进入肺部,导致呼吸困难,引起内体氧含量下降。

有创和无创呼吸机

为了缓解病人呼吸困难,医生就会用呼吸机将氧气注入患者肺部。

呼吸机还配有加湿器,加湿器可以调整呼吸机向病人输送氧气中的湿度和温度,以保持和患者的体温一致。

与此同时,医生还会给使用呼吸机的患者用药,放松呼吸道肌肉,来配合呼吸机的使用。

症状轻微的患者不必使用这种有创呼吸机。

医生可以为他们使用面罩、鼻罩和口罩这种无创呼吸机来辅助呼吸。

还有一种整个罩住头部的面罩式给氧装备,它的好处是能减少呼吸中飞沫传染病毒的机会。

这些都是无创呼吸机,因为不需要插管子。

重症监护病房中使用的通常是有创呼吸机,以确保病人身体中的血氧能够保持正常水平。

极富挑战

英国重症监护协会的专家拉哈博士对BBC表示,大多数新冠肺炎患者不需要使用有创机械呼吸机,可以在家治疗,或是使用辅助吸氧就可以了。

拉哈表示,尽管使用呼吸机存在风险,例如,不知道谁有可能会出现长期影响。但有时呼吸机是‌‌“将氧气送入患者体内的唯一方法‌‌”。

此外,还要确保有足够的熟练人手来管理这些到时需要的所有辅助呼吸设备。

拉哈解释说,这是因为呼吸机的操作十分复杂,操作不当会导致患者受伤。

拉哈表示,操作呼吸机技术上极富挑战性。虽然医护人员有经验,也可以让麻醉师们帮忙,但在给新冠病患使用呼吸机时有所不同。

这是因为医生们平时更习惯于为相对比较健康的人进行手术室准备工作,而新冠重症监护的病人更脆弱。

英国国民保健系统NHS目前共有8000多台呼吸机,但英国政府相信在疫情高峰时可能会需要多达3万台。

英国政府目前已经向戴森公司(Dyson)订购了1万台新款呼吸机。

另外,政府还可能从史密斯集团再订购5千台便携式呼吸器。

英国另一家科技公司Gtech也设计了一个呼吸机原型,它可以无需电源提供所需全部供氧。

此外,包括空中客车,美捷特(Meggit)和吉凯恩(GKN)等集团在内的许多其他公司也正在待命,根据现有设计提供更多的呼吸机。

树莓派将替武汉肺炎患者驱动呼吸器

(博谈网记者郑典编译报道)据《Engadget》2020年4月13日(周一)报导:Raspberry Pi will power ventilators for COVID-19 patients

Pi Zero板(图片来源:jsmith7342/Wikipedia/CC BY-SA 4.0)

随着病毒大流行持续使医疗保健行业不堪重负,最明显的需求之一就是呼吸机的供应更加牢靠。为了制造更多的救生设备,制造商正在寻求更快,更实惠的新设计-超级实惠的Raspberry Pi(树莓派,又名覆盆子派)计算器板已成为必不可少的组件。

Tom‌‘s Hardware报告称,树莓派基金会正在增加其Pi板的生产,以帮助为制造商提供足够的设备,以适应对呼吸机的高需求。虽然标价为$5的Pi Zero是该公司功能最差的计算器(它具有单核,1.0 GHz CPU和512 MB RAM),但它仍然有足够的能量来控制呼吸机的相对简单的计算任务。

树莓派板是呼吸机的理想之选的另一个原因是,该公司能够快速提供它们。树莓派的首席执行官兼创始人Eben Upton告诉Tom's Hardware,‌‌“树莓派是‌’按库存制造‌‌”,而不是‌‌‘按订单制造’,因此,我们通常会在短期内交付现货或准备生产产品。‌”

该公司在2020年第一季度生产了192,000个Pi Zero和Pi Zero W板,但目标是在第二季度生产25万个。Upton说,据他所知,这是第一次将树莓派板用作医疗设备组件。

令人鼓舞的是,制造商对自己的设计有所创新,并采用了通常与DIY小区相关的技术。希望这种方法将有助于将更多的呼吸机推向市场-并挽救更多生命。

许多医疗人员对抗生素治疗并不是全盘了解。抗生素并不能杀死病毒;再者,错误使用抗生素,还会帮助细菌具备抗药性。

什么是抗生素?

抗生素是能将细菌及其它微生物杀死(杀菌抗生素)或阻止其继续增生(抑菌抗生素)的药品。它是细菌及真菌的天然代谢产物,盘尼西林(青霉素)便是一例。部分霉菌可以制造出青霉素以抵抗细菌攻击。其它抗生素则是在实验室中设计或经过化学修改,以增加其效果。抗生素又可分为窄谱抗生素与广谱抗生素,前者针对特定病原体,后者则可用于对抗许多细菌。

抗生素如何起作用?

通过抗生素杀死细菌或抑制其生长,能增强身体的防御系统。抗生素的主要作用之一是攻击这些微生物的细胞壁以及代谢功能。例如盘尼西林能阻碍细菌的细胞壁合成。病原体细胞壁破损后便失去生命力,最终破裂而死。

其它种类抗生素则能阻止原生动物制造维持生命所需的蛋白质,或是阻挡细胞壁中的物质转运机制,由此打破细胞的自然平衡。还有一些抗生素能破坏病原体增生。经过一段时间后,剩余的原生动物会死亡,新的原生动物无法生成。但这一切效用只发生在细菌上,抗生素无法对抗病毒。

该何时使用抗生素?

流鼻涕、咳嗽、嗓子疼、发烧:由于许多疾病初发时症状相似,难以判定究竟是病毒或细菌引发。多数感冒及流感是由病毒引起,所以服用抗生素无法起作用。

如果细菌通过弱化的免疫系统侵入人体并在体内增生,此时抗生素就能发挥作用。若不及时治疗此类症状可能引发炎症,甚至造成器官永久损伤。肺炎、扁桃腺炎、膀胱炎或脑膜炎多数都是由细菌引起,此时就有必要使用抗生素。为了抑制细菌的耐药性,应该在绝对必要的情况下才用抗生素,而且每次疗程都不应提早中断,否则可能让存活的细菌找到机会产生对抗生素的耐药性。

为何许多抗生素药效不再?

医生通常会直接开抗生素药给受到细菌感染的病人。不过大量使用抗生素往往会使药品不再有效,因为细菌很快会适应抗生素,并且发展出对抗生素的抵抗机制。

例如细菌会制造能切割抗生素分子的新蛋白质,使抗生素无法发挥作用;细菌也可能改变其细胞壁,让抗生素无法到达细胞内部。病原体还经常会改变抗生素停靠的目标结构:比如细菌会制造出另一种蛋白质,在细胞中接手原蛋白质的功能,而且不受抗菌物质的影响。

一旦细菌找到对付抗生素的途径,就会将改变后的遗传物质传给后来者。细菌甚至通过接触就能交换遗传物质。如此一来,细菌的耐药性会不断扩大。常见的情况是病原体同时能抵抗多种抗生素。

据世界卫生组织统计,每年全球约有70万人死于抗生素耐药性感染。

备用抗生素?

当出现抗生素耐药性或严重感染症状,还有最后手段是采用所谓的备用抗生素,但医生只在病情严重时才会开此药。由于此类抗生素鲜少被使用,细菌还未有机会发展出抵抗此种物质的防御机制。但备用抗生素并不比常规抗生素更好。它们通常效用较低、耐受性较差或有更多副作用,因此只在紧急情况下才会采用备用抗生素。

据世界卫生组织指出,粘杆菌素(Colistin)是最重要的备用抗生素之一。粘杆菌素是一种极为古老的抗生素,数十年来由于强劲副作用几乎不被使用。世界卫生组织表示,粘杆菌素作为备用抗生素应尽可能少被使用,如此才不会失去药效。

但实际上备用抗生素非常频繁地被用于大规模动物饲养中。许多医生认为在动物身上使用此类抗生素问题非常严重。

为何不开发新抗生素?

不断开发细菌不认识的新药是长期对抗并战胜细菌的唯一途径。尽管如此,目前各大制药厂对于新抗生素的研究明显减少。原因在于开发新抗生素需要投入数亿欧元。在成功取得药品许可后,还得支付制药和营销成本。

此外,一般服用抗生素的时间只需要数日。如果新抗生素只是在紧急情况下被采用,制药厂几乎无法获利。对于大型制药厂而言,研究抗癌或慢性病药物更有利可图。

有鉴于此,政府应该遵循许多国际专家的建议,更大力补助制药集团或国家资助的研究机构的新抗生素研发项目。

(博谈网记者郑典编译报道)据《Engadget》2019年9月15日(周日)报道:AI can gauge the risk of dying from heart conditions

AI预测威胁您健康的能力很快就会包含致命的心脏病。麻省理工学院CSAIL的研究人员开发了一种机器学习系统RiskCardio,可以估计阻塞或减少血液流动的心血管问题导致的死亡风险。

它所需要的只是一个15分钟的心电图读数-从那里,它根据样本中的连续节拍集来衡量危险。如果在事件发生后15分钟内捕获数据,RiskCardio可以确定某人是否会在30天内甚至一年之后死亡。

该方法基于以下观点:心跳之间的更大差异反映了更大的风险。科学家使用病史结果的历史数据训练机器学习系统。如果患者存活,他们的心跳被认为是相对正常的;如果患者死亡,他们的心脏活动被认为是有风险的。最终风险评分来自平均每组连续心跳的预测。

当然还有很多研究工作要做,包括改进培训数据以考虑更多的年龄,种族背景和性别。当错误可能产生危险后果时,它显然需要更加准确的评估。

但是,如果RiskCardio确实进入了服务阶段,它可能对医疗保健至关重要。医生可以快速评估患者的健康状况并决定适当的治疗水平。CSAIL还希望通过在系统中运行标记不佳的数据来帮助理解不太清晰的场景。