Żelazne płuco Emersona. Pacjent leży wewnątrz komory, która po uszczelnieniu zapewnia zmiany ciśnienia powietrza. Urządzenie zostało podarowane Muzeum Centrum Zwalczania i Zapobiegania Chorobom w Atlancie Centers for Disease Control and Prevention przez rodzinę chorego na polio Bartona Heberta z Covington w Luizjanie, który używał go od końca lat 50., aż do swojej śmierci w 2003 roku.

Żelazne płuco jest urządzeniem umożliwiającym oddychanie w sytuacji gdy mięśnie oddechowe są niewydolne. Żelazne płuco jest rodzajem respiratora. Formalna nazwa tego urządzenia to “respirator generujący podciśnienie”.

Fizjologia i mechanizm działania

Ludzie podobnie jak wiele innych organizmów żywych oddychają dzięki podciśnieniu generowanemu w klatce piersiowej. W trakcie wdechu dochodzi do skurczu głównego mięśnia oddechowego jakim jest przepona co powoduje jej obniżenie. Dodatkowo klatka piersiowa może być (np. w trakcie wysiłku) rozciągana przez wdechowe mięśnie oddechowe. Powoduje to zwiększenie pojemności klatki piersiowej, a tym samym spadek (w stosunku do otoczenia) ciśnienia w jej wnętrzu, co prowadzi do przepływu powietrza do płuc - następuje wdech. Wydech jest realizowany zazwyczaj biernie gdy rozluźnieniu ulega przepona a siły elastancji klatki piersiowej prowadzą do zmniejszenia jej objętości i wypchnięcia powietrza na zewnątrz. W wydechu mogą brać udział wydechowe mięśnie oddechowe. Uszkodzenie lub osłabienie mięśni oddechowych, jak również zaburzenia w kontroli nerwowej nad oddychaniem prowadzi do duszności lub niewydolności oddechowej.

Oddział żelaznych płuc z umieszczonymi w środku chorymi na polio. Rancho Los Amigos Hospital, California (1953)

Osoba korzystająca z żelaznego płuca jest umieszczana wewnątrz cylindra wykonanego ze stali lub innych materiałów. Koniec cylindra zamknięty jest drzwiami, w których znajduje się otwór na głowę i szyję. Wokół drzwi i szyi umieszczone są uszczelki uniemożliwiające przepływ powietrza. Powstaje w ten sposób oddzielona szczelna przestrzeń w której można zmieniać ciśnienie podczas gdy drogi oddechowe pacjenta kontaktują się z otoczeniem. Gdy wewnątrz cylindra na skutek działania pompy zostaje obniżone ciśnienie klatka piersiowa pacjenta rozciąga się i następuje wdech. Gdy ciśnienie rośnie następuje wydech. W ten sposób naśladowany jest fizjologiczny mechanizm wymiany gazowej: okresowe zmiany ciśnienia wewnątrz klatki piersiowej powodują przepływ powietrza do i z płuc. Żelazne płuco jest respiratorem zapewniającym wentylację nieinwazyjną.