described how a suffocating animal could be kept alive

16世紀 フラマン人医師の アンドレアス・ヴェサリウスは

by inserting a tube into its trachea and blowing air to inflate its lungs.

呼吸困難な動物を 延命する方法を説明しました

In 1555, this procedure didn't warrant much acclaim.

気管にチューブを挿入し 肺に空気を送る方法です

But today, Vesalius's treatise is recognized

1555年 この治療法は それほど評価されていませんでした

as the first description of mechanical ventilation—

しかし今日ではヴェサリウスの論文は

a crucial practice in modern medicine.

人工呼吸器に関する 最初の記述として認められています

To appreciate the value of ventilation,

現代医学では 非常に重要な医療処置です

we need to understand how the respiratory system works.

人工呼吸器の価値を 理解するためには

We breathe by contracting our diaphragms, which expands our chest cavities.

どのように呼吸器系が動くのか 知っておく必要があります

This allows air to be drawn in, inflating the alveoli—

横隔膜を収縮し 胸腔を広げることで 私たちは呼吸しています

millions of small sacs inside our lungs.

こうすることで空気を取り込み 肺胞が膨らみます

Each of these tiny balloons is surrounded by a mesh of blood-filled capillaries.

何百万もの空気嚢が 肺の中にあるのです

This blood absorbs oxygen from the inflated alveoli

これらの小さな風船は 血液で満たされた毛細血管に囲まれています

and leaves behind carbon dioxide.

この血液は膨張した肺胞から 酸素を吸収し

When the diaphragm is relaxed,

二酸化炭素を残します

the CO2 is exhaled alongside a mix of oxygen and other gases.

横隔膜が緩んだ時に

When our respiratory systems are working correctly,

二酸化炭素は酸素やその他のガスと共に 吐き出されます

this process happens automatically.

呼吸器系が正常に動いている場合

But the respiratory system can be interrupted by a variety of conditions.

このプロセスは自動的に起こります

Sleep apnea stops diaphragm muscles from contracting.

しかし、呼吸器系はさまざまな状況で 遮断され得るのです

Asthma can lead to inflamed airways which obstruct oxygen.

睡眠時無呼吸吸症候群は 横隔膜の筋肉の収縮を止めます

And pneumonia, often triggered by bacterial or viral infections,

ぜんそくは酸素を遮断する 気道の炎症を起こし得ます

attacks the alveoli themselves.

また バクテリアやウイルス感染が よく引き起こす肺炎は

Invading pathogens kill lung cells,

肺胞自体を攻撃します

triggering an immune response that can cause lethal inflammation

侵入した病原体は肺細胞を破壊し

and fluid buildup.

致命的な炎症の発症ともなる 免疫反応を引き起こし

All these situations render the lungs unable to function normally.

胸水が溜まります

But mechanical ventilators take over the process,

こういった状況で 肺は正常に機能できなくなります

getting oxygen into the body when the respiratory system cannot.

しかし 人工呼吸器は このプロセスの代わりとなって

These machines can bypass constricted airways,

呼吸器系が機能しない時に 酸素を体内に取り込みます

and deliver highly oxygenated air to help damaged lungs diffuse more oxygen.

こういった機械は 狭窄した気道を避けて

There are two main ways ventilators can work—

損傷した肺がより酸素を拡散できるように 酸素の豊富な空気を運びます

pumping air into the patient's lungs through positive pressure ventilation,

人工呼吸器の動作方法は主に２つあります—

or allowing air to be passively drawn in through negative pressure ventilation.

陽圧換気療法によって患者の肺に 空気を送る方法

In the late 19th century,

または陰圧換気療法によって 空気を吸い込ませる方法です

ventilation techniques largely focused on negative pressure,

19世紀末期

which closely approximates natural breathing

人工呼吸器の技術として 広く陰圧換気療法が注目されていました

and provides an even distribution of air in the lungs.

自然な呼吸に近く

To achieve this, doctors created a tight seal around the patient's body,

均等に肺に空気を行き渡らせられます

either by enclosing them in a wooden box or a specially sealed room.

このために医者は患者の体の周りを

Air was then pumped out of the chamber,

木箱か密室で覆って密閉しました

decreasing air pressure, and allowing the patient's chest cavity

空気は密閉空間から吸い出されて

to expand more easily.

気圧が下がり 患者の胸腔を

In 1928, doctors developed a portable, metal device

より簡単に広げられます

with pumps powered by an electric motor.

1928年 医師たちは 可動式の金属製器具を開発しました

This machine, known as the iron lung,

これには電気モータで動くポンプが ついています

became a fixture in hospitals through the mid-20th century.

この機械は鉄の肺として知られており

However, even the most compact negative pressure designs

20世紀半ばにかけて 病院の必需品となりました

heavily restricted a patient's movement

しかし これは最もコンパクトな 陰圧式の設計とはいえ

and obstructed access for caregivers.

患者の行動を厳しく制限し

This led hospitals in the 1960's to shift towards positive pressure ventilation.

介護者の接触を妨げました

For milder cases, this can be done non-invasively.

このため 1960年代には 陽圧換気療法への移行が病院で進みました

Often, a facemask is fitted over the mouth and nose,

軽症の場合 非侵襲的に処置できます

and filled with pressurized air which moves into the patient's airway.

口と鼻にフェイスマスクを装着し

But more severe circumstances

圧縮空気で満たすことで 患者の気道に空気を送ります

require a device that takes over the entire breathing process.

しかし重症の場合には

A tube is inserted into the patient's trachea

呼吸プロセス全体を引き継ぐ器具が 必要です

to pump air directly into the lungs,

チューブが患者の器官に挿入され

with a series of valves and branching pipes

直接肺へと空気が送り込まれます

forming a circuit for inhalation and exhalation.

バルブと分岐したパイプで

In most modern ventilators,

吸入と排出ができるように 循環できる形を作ります

an embedded computer system

最新の人工呼吸器には

allows for monitoring the patient's breathing and adjusting the airflow.

コンピューターシステムが組み込まれており

These machines aren't used as a standard treatment,

患者の呼吸を監視し 空気の流れを調節できるようになりました

but rather, as a last resort.

こういった機械は 標準的治療法として使われておらず

Enduring this influx of pressurized air requires heavy sedation,

むしろ最終手段とされています

and repeated ventilation can cause long-term lung damage.

圧縮空気の流入に耐えるには きつい鎮静薬の投与が必要で

But in extreme situations,

人工呼吸器の繰り返しは 長期的な肺の損傷にも繋がりかねません

ventilators can be the difference between life and death.

しかし 極限状況では

And events like the COVID-19 pandemic

人工呼吸器は 生と死を左右するものとなり得るのです

have shown that they're even more essential than we thought.

そしてCOVID-19の パンデミックのような状況は

Because current models are bulky, expensive,

私たちの想像以上にこれが 不可欠であることを示しています

and require extensive training to operate, most hospitals only have a few in supply.

なぜならば現在のモデルは 大きく 高価で

This may be enough under normal circumstances,

操作には厳しい訓練が求められ ほとんどの病院に少ししかないからです

but during emergencies, this limited cache is stretched thin.

通常の状況であれば これで十分かもしれませんが

The world urgently needs more low-cost and portable ventilators,

緊急事態では限られた呼吸器が うまく行き渡りません

as well as a faster means of producing and distributing

より安価で携帯しやすい人工呼吸器が 世界で至急必要とされています

this life-saving technology.

この命を救う技術を 迅速に生産し