袖珍氧氣治療儀的研制與臨床應用

凌　偉（通訊作者），周廷發，徐承禮（臨沂市人民醫院，山東臨沂276003）

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袖珍氧氣治療儀的研制與臨床應用

凌偉（通訊作者），周廷發，徐承禮
（臨沂市人民醫院，山東臨沂276003）

〔摘要〕目的：袖珍氧氣治療儀通過全程地氧療使呼吸衰竭及缺血性心腦血管病達到按需給氧的目的，最終為治療贏得時間。方法：對Ⅰ型呼吸衰竭及缺血性心腦血管病應用單純氧療及O2和自身CO2的混合氣體；對COPD使用負壓通氣模式（負壓5～10cmH2O）。結果：混合氧治療心絞痛，數分鐘顯效；負壓通氣對COPD的療效確切，血氧明顯改善，無不良反應。結論：本氧療儀功能齊全，療效確切、便捷、價廉、實用，具有較高地應用推廣價值。

〔關鍵詞〕氧療；呼吸衰竭；心絞痛；混合氧

1　工作原理

袖珍氧氣治療儀是自行研制的集氧療與通氣功能于一體的，專用于治療以呼吸衰竭（簡稱呼衰）為主的各類缺氧性疾病的一種小型醫療器械。按其功能可分為如下兩種呼吸模式。

1.1儲備式。主要用于治療I型呼衰、心絞痛、 腦 動脈硬化癥等。以達到按需給氧的目的。

原理及使用方法：（見圖1）面罩正前方1為呼氣管道（內有單向閥）；其一側為供氧管2；面罩底部連通一個硅膠空心球，容積為350mL（包括面罩內間隙），相當于肺泡通氣量（VA ）；球底部連接一個三通管，管的一端3為吸氣開口；另一端4為呼氣開口（內均有單向閥）；球下側5也是一個供氧管。

（1）用于單純氧療時，開放1、3、5；關閉2、4。佩戴好面罩后，每次吸氣末球內均充滿氧氣和大氣的混合氣體，計算吸氣末球內氧濃度（FO2）也即相當于鼻塞法吸入氧濃度（FiO2）。在呼氣過程中氧氣由5處進入球內，作為下次吸氣時的儲備氧氣，現以吸:呼（I:E）為1:2.5，則儲備氧氣=氧流量（L/min）÷呼氣頻率（f）÷3.5×2.5。再計算球內FO2也即FiO2。FiO2=[儲備氧氣mL＋（350mL-儲備氧氣mL）×吸氣末球內FO2]÷350mL。下面按上述公式計算氧流量（L/min）與FiO2的關系（見表1）。

表1　I型呼衰 f 25次/min I:E （1:2.5）

（2）吸入O2和自身CO2混合氣體時亦即重復呼吸，開放2、3、4；關閉1、5 。空心球猶如置于體外的肺大泡，將每次呼吸進入空心球內的肺泡氣O2和CO2及同外來O2最大限度地被重吸入。 重復呼吸FiO2及 FiCO2峰值的計算比較繁雜，僅就其計算流程和方法簡述之。第一步：在某種氧流量下，先計算首次重復呼吸在呼氣末空心球內原肺泡氣O2為49mL（350mL×0.14）及原肺泡氣CO2為19.6mL （350mL×0.056）在外來O2稀釋后的FAO2及FACO2；再計算吸氣過程中進入的外來O2稀釋后的FAO2及FACO2，亦即FiO2及FiCO2。第二步：將FiO2及FiCO2借助肺泡氣方程式計算出第二次重復呼吸的PAO2及PACO2，并換算出毫升數。[PAO2=713×FiO2-（713 ×FiCO2+40） ×1.25；PACO2=713×FiCO2+40]，再按第一步流程計算其在呼氣末進入空心球內的肺泡氣O2及CO2在外來O2稀釋后的FAO2及FACO2，以此類推。在重復呼吸過程中，FiO2及FiCO2的增幅隨著呼吸次數增加逐漸減小，直至出現“0”距離（需數次呼吸時間）即謂FiO2峰值及FiCO2峰值。近兩年對確診為心絞痛的8例次均采用重復呼吸氧療，給氧流量8L/min，按以上流程計算FiO2峰值0.96；FiCO2峰值0.023。結果無一例外的均在數分鐘后胸痛消失，而心電圖缺血性ST—T改變依舊。其中一例為服用硝酸酯類藥物多年的耐藥者；另一例在胸痛消失后伴有全身大汗淋漓，改為單純氧療，FiO2100%（表1中呼吸頻率13次/min，氧流量6.5L/min時，即可達FiO2100%），出汗漸消失。該兩例均為本院職工。由于重復呼吸不可避免地會受VA的影響，已知FiCO2大于1%就會增加VA；4%FiCO2可使VA增加一倍[2]。若按此比例計算，氧流量8Lmin時，實際FiCO2峰值應為0.015，小于計算值0.023，但仍在有效治療笵圍內，FiCO2大于0.3%仍能增加心腦血流量[1]。也說明增加VA對FiCO2的影響是有限度的。微量的FiCO2的變化對居高的FiO2的影響可視為“0”。

1.2負壓通氣式。主要用于治療COPDⅡ型呼衰，以改善通氣，達到氧療的目的。原理及使用方法如圖2所示。

圖2　負壓通氣式的工作原理

面罩正前方1為呼吸管道，內有特制的硅膠雙向閥；其一側2為供氧管；面罩底部3連接中心負壓吸入器（一般醫院均有設置）；4連接負壓表。佩戴好面罩，（面罩周邊切勿漏氣）。一切就緒后，慢慢打開負壓吸入器旋鈕，開放氧管（氧流量2L/min）。呼氣過程中，由于負壓的作用，硅膠閥由向外開放轉向關閉，面罩內逐漸由大氣壓（0 cmH2O）變為負壓，此過程操作者要一面旋轉負壓吸入器旋鈕，一面注視負壓表指針，以使在呼氣末將面罩內負壓調節在-5～-10cmH2O （在設計上要求硅膠閥關閉時只能使其負壓控制在如此水平）；吸氣時硅膠閥向內開放，面罩內由負壓變為大氣壓。通氣過程中可根據病情或在血氣監測下酌情調節負壓大小，避免導致過度通氣。

2　臨床應用

近年來作者觀察一組COPD伴II型呼衰25例次住院患者，每1例次均在常規藥物治療下，鼻塞法吸氧（氧流量2L/min）至少30min后作一次動脈血氣分析；而后采用本呼吸摸式進行通氣至少30min后再作一次動脈血氣分析，作自身對照。結果見表2。

PaCO2平均下降了19.9mmHg （2.67 Kpa）；PaO2平均上升了26.3 mmHg（3.5 Kpa）；PH呈呼吸性堿中毒（醫源性）。

表2　通氣治療前后動脈血氣比較

如果在基層醫院無中心負壓吸入器設施，可將2直接與真空泵相接，（醫用電動吸引器即可）。對較重患者因最大呼氣流速（PEFR）顯著減小硅膠閥可能不被啟動，可取下硅膠閥換上手動管，呼氣時由操作者將手動管末端用手指堵上，吸氣時松手，呼吸節奏參照負壓表指針移動規律即可。

3　討論

無創正壓通氣（NIPPV）的問世是一項重大技術革命，它使一些患者避免了病情至后期不得不使用有創通氣的嚴重地步。萬變不離其宗，NIPPV仍然以正壓通氣為主要模式，所以難免有某些缺陷，如氣壓傷、須人力物力的配套、價格不菲等，這可能是一般醫院使用頻率低，難以普及的主要原因，也正是作者研制本氧療儀的初衷 。本氧療儀可提供不同的FiO2（包括純氧）及O2和自身CO2混合氣體，療效優于鼻塞法及普通面罩給氧，又舒適，可達到按需給氧的目的。因CO2是很強的解痙劑，用O2和非自身CO2混合氣治療缺血性心腦血管病如心絞痛、腦動脈硬化癥等早在醫學界形成共識[3][4]，然而可能是技術操作的緣故，在臨床上較少使用。本文介紹的吸入O2和自身CO2混合氣治療心絞痛，療效令人滿意。僅一例伴有全身大 汗淋漓，顯然是由于CO2的血管擴張作用及對CO2的過度敏感所致，可改用單純氧療。其治療心絞痛尚僅限于即時效應，但也給患者（特別對耐藥者）一個不錯的舉措。如能在實踐中為患者設計一個中短程治療方案，通過改善側支循環功能，及在藥物的配合治療下或許能取得遠期療效。重復呼吸的FiO2及FiCO2峰值計算較繁雜，很難用幾個公式表示，本文僅描述重復呼吸FiO2及FiCO2峰值的運算流程和方法，以免喧賓奪主。既得數值也僅作參考，因還有其它一些影響 FiO2及FiCO2峰值的因素。可以氧流量8L/min作為心絞痛的治療量，因為FiO2峰值隨氧流量增加而遞增；FiCO2峰值隨氧流量增加而遞減，這是必然規律。在要求足夠高FiO2的同時，與其相對應的FiCO2峰值又不宜太低。氧流量8L/min符合此要求。如有必要也可在呼氣口處加一個呼氣壓（5～10cmH2O）調節裝置，起到呼氣末正壓（PEEP）的作用，以消減增加VA的影響。

關于負壓通氣的問題，其實早在國外呼吸機就有此功能，只因在呼氣時可促使氣道及肺泡萎陷的發生，逐漸被正壓通氣所取代[5]。已證實用本氧療儀通過面罩給于12cmH2O以內的負壓，不會出現氣道及肺泡的萎陷，也無不適感，痰量增加，血氣明顯改善，但應加強監護，避免通氣過度。氣道壓力變化符合生理要求，不干擾心肺功能，無反指征。這種呼吸模式的精髓是面罩一側的特制硅膠雙向閥，如同無創呼吸機內的自動控制呼吸轉換系統的電磁閥，可與人的呼吸同步。負壓來源于中心負壓吸入器，它本身變成了功能齊全而又袖珍的氧療儀。

歸納上述，本氧療儀具有構造簡單合理、功能齊全、療效確切、便捷、價廉、實用的特點，而且兩種模式可相互轉換，清潔消毒方便，可重復使用。適合各級大小醫療衛生單位使用，具有較高的應用推廣價值。因故未能采集足夠的臨床病例是一缺憾。望以拋磚引玉，共同為完善臨床氧療問題再盡力。

［參考文獻］

［1］ 劉景昌.高壓氧醫學的理論與技術[M].軍事醫學科學出版社1998，10.

［2］ 山東醫學院 人體機能學[M].人民衛生出版社，1979，7.

［3］ 主編李溫江.高壓氧醫學[M].上海.上海科學技術出版社，1998，12：262.

［4］ 上海第二醫學院內科手冊[M].上海.上海科學技術出版社，1982，737.

［5］ 劉昌起.各種機械通氣類型的定義及臨床應用[C].BiPAP呼吸機臨床應用論文專集.北京.中華結核和呼吸雜志編輯委員會，1995，8.

Development and Clinical Application of Pocket Oxygen Therapy Apparatus

LING Wei，ZHOU Tingfa，XU Chengli
（People’s Hospital of Linyi City, Shandong Province, 276003）

Abstract：The pocket oxygen therapy apparatus through the entire oxygen cure to respiratory failure and ischemic cardiocerebrovascular disease to achieve the objective of the demand for oxygen， eventually win the time for etiological treatment. Method: Application of pure oxygen therapy and the mixture of O2and CO2gas（hereinafter referred to as mixed oxygen） for type of Ⅰrespiratory failure and ischemic cardio-cerebrovascular diseases; Using negative pressure ventilation mode with COPD （negative pressure 5-10 cmH2O）.Result: The mixed oxygen treatment of angina pectoris， in several minutes takes effect; The negative pressure ventilation in COPD has curative effects， and the blood oxygen is significantly improved， with no bad reaction. Conclusion: The pocket oxygen therapy instrument function is complete， curative effect， convenient， inexpensive and practical， and it has a high popularization value.

Key words：oxygen therapy respiratory failure angina pectoris mixed oxygen

收稿日期：2015-05-13

〔中圖分類號〕TH789

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1002-2376（2015）09-0017-03