Akciğerler vücudumuzun vazgeçilmez organları olduğu için akciğer hastalıklarının neler olduğunu bilmek sağlığımızı kontrol altında tutmamıza yardımcı olabilir. Hepimiz düşünmeden dakikada yaklaşık yirmi kez nefes alıp veririz. Bu şaşırtıcı fenomen, solunum sisteminin işlevleri nedeniyle gerçekleşir. Akciğerler, solunum sistemindeki ana organ olarak kabul edilebilir. Her birinde birçok parça bulunan karmaşık organlardır. Bu yazıda akciğerin anatomisine, nasıl çalıştığına, bir yaralanma veya hastalıkta nasıl etkilendiğine ve sorunların üstesinden gelmek için biyomedikal mühendisliğindeki en yeni müdahaleye bakacağız.

Akciğerlerin anatomisi

Akciğerler, göğüs boşluğunu dolduran süngerimsi dokulu organlardır. Koni şeklindedirler ve asıl görevleri vücut ile dış ortam arasındaki gazları değiştirmektir. Akciğerlerin daralmış bir uç oluşturan üst ucu apeks olarak bilinir ve diyaframın üzerinde olan alt uca taban denir. Akciğerlerin her biri iki tabakalı plevra adı verilen ince bir zarla kaplıdır.. İç tabaka akciğerin yanındadır ve dış tabaka göğüs boşluğu duvarının medialindedir. İki tabaka arasında solunum sırasında akciğerleri sürtünmeden korumaya yardımcı olan seröz bir sıvı bulunur. Vücudumuzda iki akciğer olmasına rağmen, sağ akciğerin üst, orta ve alt olmak üzere üç lobu olduğundan, sol akciğerin kalbe yer açmak için yalnızca üst ve alt olmak üzere iki lobu olduğu için bunlar özdeş değildir. Akciğerin gelgit hacmi (bir solunum döngüsü başına normal nefes alma ve nefes verme hacmi) yaklaşık 500 ml'dir.

Akciğerlerin işleyişi

Akciğerler havayı değişen bir basınç süreci ile alır. Nefes alırken, akciğerlerin etrafındaki diyafram ve interkostal kas genişleyerek göğüs boşluğunun hacmini büyütür ve düşük basınç deliği oluşturur. Daha sonra hava dışarıdan içeriye gelir. Nefes verirken, bunun tersi olur. Kaslar kasılarak göğüs boşluğu hacmini azaltır ve yüksek basınçlı bir bölge oluşturur. Daha sonra hava içeriden dışarıya doğru hareket eder.

Trakea (nefes borusu) bronş adı verilen dalları vasıtasıyla havayı akciğerlere götürür. Ayrıca, bronşiyol adı verilen daha küçük dallara bölünürler ve sonunda alveol adı verilen bir hava kesesi kümesi oluştururlar. Bu alveoller, akciğerlerdeki ana fonksiyonel birimlerdir. Bu keseciklerin içindeki oksijen konsantrasyonu insan kanından daha yüksektir, bu nedenle oksijen alveolar membrandan pulmoner kılcal damara yayılır. Bu oksijen molekülleri kandaki hemoglobin ile bağ kurar. Pulmoner kılcal damarlardaki kan daha fazla karbondioksit içerir. Bu nedenle, CO2 kılcal damarlardan salınır ve alveollere difüze olur.

Akciğerlerin her biri bağışıklık sistemine lenf düğümleri yoluyla bağlıdır. Bu lenfatik damarlar bakteri, virüs ve kanser hücrelerini akciğerlerimizden uzaklaştırmaya yardımcı olur.

Akciğer Hastalıkları nedir ve etkileri nelerdir

Dünyadaki en yaygın tıbbi sorun türü oldukları için birçok akciğer hastalığını tanımlayabiliriz. Akciğer hastalıklarının çoğu enfeksiyonlar, genetik problemler ve sigara nedeniyle ortaya çıkar. Bu hastalıklar ve kötü işleyiş sorunları, hastalığın etkilediği kısma göre kategorize edilebilir. Bu bölümde, bazı yaygın hastalıklara ve meydana gelen etkilere bakacağız.

İlk kategori hava yollarını etkileyen hastalıklardır: trakea, bronş ve bronşiyoller. Astım, KOAH (kronik obstrüktif akciğer hastalığı) ve Kronik Bronşit, hepimizin bildiği ve solunum yollarını etkileyen yaygın hastalıklardır. Hava yolları içeriden incelirken astım durumunda hırıltı ve nefes darlığı meydana gelir. KOAH ve Kronik Bronşit, nefes almada ve öksürükte zorluk yaratır.

İkinci tip, Zatürre, Tüberküloz, yaygın akciğer kanserleri ve ARDS (Akut Solunum Sıkıntısı Sendromu) gibi hastalıkları etkileyen Alveollerdir. Uygun tedaviler yapılmazsa bu koşulların çoğu ölümcüldür. Bakteriler ve virüsler pnömoni ve Tüberkülozu enfekte eder. Bu durumlarda alveoller bakteriyel bir enfeksiyon nedeniyle çürür. Çoğu durumda, akciğer kanserleri sigara içmekten kaynaklanır ve diğer bazı nedenler de akciğer kanserlerinin nedeni olabilir. Kanserlere bağlı olarak hırıltı, öksürme ve nefes almada güçlük gibi birçok fonksiyonel bozukluk meydana gelebilir.

İnterstisyum, alveoller arasındaki ince, hassas astardır. Küçük kan damarları interstisyumdan geçer ve alveoller ile kan arasında gaz alışverişine izin verir. ILD (İnterstisyel Akciğer Hastalığı), belirli bir hastalık için kullanılan bir isim değil, interstisyumu etkileyen bir hastalıklar topluluğudur. Sarkoidoz, idiyopatik pulmoner fibroz ve otoimmün hastalık İAH tipleri arasındadır. Pnömoni ayrıca interstisyumu da etkileyebilir.

Pulmoner arterler gaz değişimi için akciğerlere gittiği için bazı kan damarı sorunları da akciğer sorunlarıyla sonuçlanabilir. Pulmoner emboli: Pulmoner arterde bir kan pıhtısının kopması ve Pulmoner hipertansiyonun (Yüksek tansiyon) kandaki oksijen seviyesinin düşmesine ve nefes almada güçlüklere neden olması durumudur.

Plevra, başka hastalıklar veya bozukluklar nedeniyle de etkilenebilir. Plevral efüzyon, göğüs duvarı ile akciğerler arasında bir sıvının toplanarak nefes almada güçlüklere yol açması durumudur. Kalp yetmezliğinden kaynaklanabilir. Pnömotoraks, akciğerler ile göğüs duvarı arasına sıvı bir havanın girmesi yerine akciğeri çökerten başka bir durumdur. Göğüs duvarlarında, nöromüsküler bozukluklar ve Obezite hipoventilasyon sendromu gibi nefes almada zorluklara yol açan bazı nadir sorunlar vardır.

Akciğer hastalıklarını tedavi etmek için biyomedikal mühendislik icatları

Günümüzde biyomedikal mühendisliği, biyomedikal mühendisliği icatlarıyla birçok akciğer sorununun tedavi edilebileceği bir aşamadadır.

Astım normalde inhalerler ve ilaçlar kullanılarak tedavi edilir, ancak Doktorlar adı verilen daha gelişmiş ve hızlı yöntem, en yeni tedavi yöntemi olarak bronşiyal Termoplasti kullanır. Bu yöntemde hastanın ağzından akciğerlere esnek bir tüp yerleştirilir. Daha sonra hava yolunun ince olduğu yerlere tüp içinden küçük bir tel geçirilir. Tel aracılığıyla bir radyo dalgası yayılır ve bu radyo dalgası hava yolunu ısıtır ve onu genişletir. Bu anestezi altında yapılır ve ağrısız bir yöntemdir.

KOAH ve bronşitte yukarıda bahsedilen aynı tip bir yöntem, ancak farklı bir şekilde kullanılır. Bu durumda tüpün içinden küçük bir esnek bobin geçirilir ve hava yolunun esnekliğini geri kazandırmak için kalıcı olarak hava yollarının içine yerleştirilir. Akciğer flüt, KOAH için başka bir yeni basit tedavidir. Hasta flütü üflediğinde, ses dalgaları solunum yollarında ilerler ve mukusu harekete geçirir.

Primer evre akciğer kanserleri için ameliyat olamayan hastalar artık SBRT (Stereotaktik Vücut Radyasyon Tedavisi) adı verilen yeni bir radyasyon tedavisi yöntemine sahip olabilirler. Bu yöntemde hastaya son derece hassas bir şekilde yüksek radyasyon dozu verilir. Hızlılığı, geleneksel radyasyon yönteminin 5 -6 haftanın üzerindeki hastalarda kullanılması gerektiği ve bu yöntemin tam tedavi için sadece 3-4 gün harcadığı için tanımlanabilir. Akciğer kanserlerini takip etmek için invaziv olmayan GPS sistemleri de vardır.

Akciğerler, insan vücudunda özel bir görevi yerine getiren ve önemli olan karmaşık organlardır. Vücut ile dış ortam arasındaki gaz alışverişini sağlarlar. Bakteri, virüs, toz, genetik problemler ve sigara gibi birçok şeyden kolayca etkilenebilirler. Akciğer hastalığı sırasında etkilenen beş yer vardır. Bunlar hava yolları, Alveoller, İnterstisyum, kan damarları, Pleura ve göğüs duvarıdır. İlk zamanlarda antibiyotikler ve diğer tıbbi tedaviler gibi geleneksel yöntemler kullanılırken, günümüzde biyomedikal mühendisliğinin müdahalesi ile daha teknolojik olarak geliştirilmiş daha kolay yöntemler akciğer sorunlarını tedavi etmek için kullanılmaktadır.