出品：科普中國
製作：寒木釣萌
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
近期，隨著新冠疫情在美國蔓延，"呼吸機"一度成了川普總統、紐約州州長和馬斯克口裡，以及推特裡的高頻關鍵詞。
紐約州州長科莫說：
"我需要3萬台呼吸機，你卻隻給了我400台，那你過來，在2.6萬要死的人選吧，誰能活！"
（此為早前的話，截止4月2日紐約州已有7.6萬患者）
而川普則回應稱：
"呼吸機很貴的，紐約州真需要3、4萬台嗎？"
科莫很無奈，表示目前正在嘗試兩人共用一台呼吸機。雖然這很難操作，但目前別無選擇。
3月28日，科莫在疫情通報會上又表示：
把我逼急了，我就用手動氣囊代替呼吸機！
關於呼吸機的新聞遠不止這些。前段時間川普啟動《國防生產法案》，號召美國各車企生產大量呼吸機。
馬斯克當即表示沒任何問題，呼吸機我們能造！
但最終……
馬斯克從中國購買了1255台呼吸機送給加州。
馬斯克的做法顯然是明智的，俗話說"遠水解不了近渴"。
等你把工人和各種零件配齊，再把各種參數精心調好後，黃花菜都涼了。
問題來了，為什麽新冠疫情期間，呼吸機一度成了最最重要的醫療物資之一？
它的原理又是怎樣的？
六分之一呼吸困難
根據世界衛生組織官網上的介紹，6個感染者中會有1個出現呼吸困難。
人活一口氣，樹活一張皮。
呼吸困難是很危險的症狀，不及時處理很快就有生命危險。
而要解決呼吸困難，需要及時給予有效氧療措施，危重症者需要呼吸機輔助治療。
呼吸機原理
每個廠家生產的呼吸機都不太一樣，但核心都是通過機械的方式，施加一個正壓，以便把氣體送入患者肺部，此為吸；當正壓消失，利用患者胸肺的彈性回縮排出氣體，此為呼。
如此循環，從而輔助患者呼吸。
說是機械，但全程都由計算機精確控制，並配有可觸控顯示器，以便醫生能根據病人的身高、體重、肺損傷情況，進行吸氧濃度、呼吸頻率、壓力、潮氣量等各種參數調節。
例如，正常空氣中氧氣濃度為21%，根據患者病情的不同，醫生可以任意調節患者吸入空氣的氧氣濃度，而調節範圍在21%至100%之間。
呼吸機的價格在幾千美元到幾萬美元不等。
根據使用方式的不同，可分為"有創機械通氣"和"無創機械通氣"。
所謂"有創"，通俗理解就是需要將一根管子經鼻或口插入患者氣管中，然後連接呼吸機進行輔助或控制通氣。
早期中國疫情嚴重時，新聞裡曾經報導過的，那些把病人從死神手裡一個個奪回來的"插管小分隊"，他們乾的就是這事。
先麻醉，後插管，插管時間每增加1秒，患者的生命就多一分危險。
中國的"插管小分隊"，他們最快能在20秒，甚至15秒內完成插管。對於中國這些醫生來說，他們不但要在極其緊張的條件下完成插管，還要經受近距離與患者接觸時被感染的風險。
無創機械通氣是通過面罩、鼻罩或頭盔給予的呼吸支持，無須插管。
一般來說，只有危重症病人才需要插管有創機械通氣，而對於其他意識還清醒的重症病人等，可使用無創呼吸機輔助通氣。
呼吸機為什麽緊缺
意大利死亡率已超11%，一大原因是早期呼吸機嚴重不足導致的。一位72歲的意大利牧師感染新冠後，他主動把自己呼吸機讓給年輕人,最後因呼吸衰竭而死。
可見，有沒有呼吸機對於重症患者來說，有時候就是意味著生或者死。
問題來了，為何呼吸機緊缺？
一個原因是，患者數量短時間內激增；
二是，呼吸機不像"體溫計"這樣的醫療器械。
對於體溫計來說，每個病人最多隻用5分鐘，一天可以給幾十個患者來回使用。
但呼吸機不行，正常操作是一個病人只能使用一台呼吸機，而且一用就是幾天甚至幾十天。
這就注定了，一個重症新冠肺炎患者得需要一台專屬呼吸機。
前文說了，六分之一的患者會出現呼吸困難。現在我們就假設，平均6個患者中只有1個需要呼吸機支持。即使這樣計算，呼吸機需求量也是極大。
截止2020年4月1日，美國現有感染者189800人。則需要的呼吸機數量就是：
189800÷6=31633台
以上計算只是在理想情況下得出的。
但新冠病毒已經一次又一次打臉各國，並告訴人們，它比我們想象的要厲害得多。
上面計算中，只有重型、危重型才需要呼吸機。但麻煩的是，普通型的患者如果沒有得到及時醫療，他們是有可能發展成重症的。
還有就是，普通型患者的比例很大很大。
在這種情況下，需要的呼吸機就遠遠不止3萬台了。
現實情況是，把3萬翻一倍，也就是6萬台呼吸機都不夠美國用。
這也是為什麽僅僅一個紐約州，州長科莫要提前向聯邦政府要好幾萬台呼吸機的原因。
重症監護室的必備
不少人是因為這次新冠疫情才了解呼吸機，更有一些人錯誤地認為，呼吸機是專門用來對付新冠肺炎的。
但其實，呼吸機在每一家醫院裡都是必備的醫療器械，只是因為它通常放置在醫院的重症監護室裡面，也就是ICU病房，這導致很多人對其不是太熟悉。
普通人誰沒事去逛ICU病房？
最後，除了醫用呼吸機，還有家用的，它通常用來幫助那些有嚴重打鼾的人。
打鼾嚴重到一定程度時會出現"睡眠呼吸暫停"。
此現象很多人並不陌生，如果你曾經跟一個打鼾嚴重的人同屋睡過。
這些人睡覺時通常會出現頻繁而短暫的呼吸停止，有時"停止"的時間還挺長，弄得旁邊的你因為總是擔心他而睡不著。
"睡眠呼吸暫停"產生的其中一個原因是上呼吸道受阻。
而家用簡易型呼吸機能幫助這些打鼾嚴重的人。
對多數人來說，一呼一吸是一件太容易的事，容易到我們忽略掉了它。
但對於一些患有肺部疾病或其他病的人而言，一呼一吸彌足珍貴。
參考資料：
1 https://www.who.int/zh/news-room/q-a-detail/q-a-coronaviruses
2 https://coronavirus.1point3acres.com/zh
3 https://wenku.baidu.com/view/a00b070c32687e21af45b307e87101f69e31fbc1.html
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