淺析氣體栓塞

【摘 要】本文說明了血液中出現(xiàn)氣體的幾種可能性；同時(shí)運(yùn)用彎曲液面的附加壓強(qiáng)公式，說明血管內(nèi)出現(xiàn)氣體對(duì)血液流動(dòng)的影響。進(jìn)一步分析，氣體過多為什么會(huì)導(dǎo)致血液流動(dòng)停止，形成氣體栓塞。

【關(guān)鍵詞】血液流動(dòng)；氣體；栓塞

血管里是不容許有氣體存在的，假如有氣體進(jìn)入血管，氣泡很小，則可以被血液帶入肺內(nèi)而經(jīng)肺排出。但若氣泡大于血管內(nèi)徑時(shí)，氣泡對(duì)管內(nèi)血液的流動(dòng)就有顯著的阻力。如果是一連串的氣泡，它們可以把血管完全堵塞，使血液循環(huán)完全停止，或者甚至使血管發(fā)生破裂。這種現(xiàn)象叫做氣體栓塞。

一、血管中出現(xiàn)氣泡的可能性

人體血管中怎樣會(huì)出氣泡呢？這有四個(gè)可能，一是作靜脈注射時(shí)，空氣有可能隨藥液一道被注入血管內(nèi)，所以注射前要把空氣排凈并從注射器內(nèi)射出少量藥液，就是為了避免這種可能性；二是頸靜脈受傷時(shí)，由于該處靜脈壓低于大氣壓，空氣有可能被吸入靜脈血管內(nèi)；三是施行外科手術(shù)時(shí)，空氣有可能進(jìn)入血管；四是由于氣壓突然降低（如：潛水員從深水處上來），微血管中血液析出氣泡過多，就會(huì)出現(xiàn)氣體栓塞現(xiàn)象。

二、氣壓突然下降，血液中出現(xiàn)氣泡的成因

為什么氣壓突然下降，會(huì)導(dǎo)致氣體栓塞？原因是在高壓狀態(tài)時(shí)溶于體內(nèi)的氮，在氣壓突然下降時(shí)，會(huì)從組織和體液中分離出來成為氣泡，存在于血液造成氣體栓塞。我們知道，在一定溫度時(shí)，氣體溶解于體液的多少和其溶解度及分壓成正比。當(dāng)人吸入高壓空氣時(shí)，經(jīng)過肺部的血液立即為氮所飽和，其分壓等于肺泡中的氮分壓，血液到達(dá)微血管時(shí)，由于微血管中的氮分壓比組織中的大，因而血液中大部分的氮將擴(kuò)散至組織。這樣一來，回到肺中的血液又可吸入氮，這種過程重復(fù)到組織中的氮分壓和肺泡中氮分壓相等為止。通常要在高氣壓下停留4小時(shí)，體內(nèi)的氮分壓才達(dá)90%的飽和。為什么要這么久的時(shí)間？原因這一是能溶解氮的體液，其體積要比血液量大十倍左右，而血液又是氮的唯一輸送者；其次，不同組織吸收氮的本領(lǐng)不一樣，如：富有脂肪的組織比含水的組織所吸收的氮要多5～6倍。由此可見，氣壓越高，在其中停留的時(shí)間越久，組織和血液中氮飽和的程度就越高。其實(shí)，不僅氮是這樣，在高氣壓下，肺泡中其它成份也相應(yīng)地增高，但由于擴(kuò)散致血液的大部分氧和二氧化碳都進(jìn)入化學(xué)組合，而氧又可為組織所利用，因之在減壓時(shí)為害不大。只有氮是單純以自由氣體的形態(tài)溶于血液或組織中。所以只說氮分離成氣泡而形成氣體栓塞。當(dāng)氣壓突然降低時(shí)，組織和血液中的氮就呈過飽和，將放出一些氮，若降壓進(jìn)行得足夠緩慢，則被釋放的氮就有足夠的時(shí)間由血液帶至肺并由肺排出。若氣壓下降過快，則組織和血液脫氮既快且多，正象打開汽水瓶時(shí)有氣泡跑出一樣，若多過血液循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)輸量（即由血液帶至肺而得以排出的量），那么超過的氮量將在組織中和臨近輸血管中分離成氣泡而形成氣體栓塞。

三、氣體栓塞的物理解釋

為什么氣泡在血液中會(huì)阻塞血液流動(dòng)呢？這現(xiàn)象可用水在玻璃管中的流動(dòng)來說明。如圖1，假設(shè)一均勻水平細(xì)管中有一水滴，它的左右兩端液面呈凹彎月面。如果兩端空間的氣體壓強(qiáng)相等，則水滴不動(dòng)，而且水滴兩端凹彎月面的曲率半徑相等，因?yàn)楸砻鎻埩Χ霈F(xiàn)的附加壓強(qiáng)（PS=■）也相等。如果使左端空間的氣體壓強(qiáng)略為增加，如圖2，這時(shí)凹彎月面的形狀改變了，左端的曲率半徑小于右端，R左PS右，即向左的附加壓強(qiáng)變大，而向右的附加壓強(qiáng)變小，這樣就產(chǎn)生了向左的壓強(qiáng)（PS左-PS右）作用于水滴上。兩端氣壓的壓強(qiáng)差越大，則兩凹彎月面的形狀改變?cè)酱螅a(chǎn)生向左的壓強(qiáng)（PS左-PS右）也越大。當(dāng)這壓強(qiáng)差足以抵消左端氣壓的增值時(shí)，則水滴不移動(dòng)；若不足以抵消左端氣壓增值ΔP，則水滴向右移動(dòng)。ΔP的大小由細(xì)管半徑和液體表面張力系數(shù)等因素決定。圖3所示為一連串水滴之間形成的氣泡，根據(jù)上面的討論，如果最右端的壓強(qiáng)為P，要使這一連串的N個(gè)水滴由左向右移動(dòng)，則近右端第一個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須大過P+ΔP，第二個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須大過P+2ΔP，第三個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須大過P+3ΔP，這樣以此類推，第N個(gè)氣泡中的壓強(qiáng)必須大過P+NΔP，即要使一連串N個(gè)水滴一起移動(dòng)，細(xì)玻璃管兩端的壓強(qiáng)差必須大于NΔP才行。反過來，如果不能滿足這個(gè)條件，這N個(gè)水滴就都不能移動(dòng)。因此，當(dāng)血液在血管中流動(dòng)時(shí)，如果血管中出現(xiàn)足夠多的氣泡，血液的流動(dòng)就要受到阻礙。氣泡產(chǎn)生多了，就會(huì)堵住血管，使血液不能流動(dòng)。從而出現(xiàn)氣體栓塞。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡崎主編.生理學(xué)[M].安徽：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，1995（3）

[2]潘志達(dá)主編.醫(yī)用物理學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2009：7（5）