05-1 高壓氧醫(yī)學基礎.ppt

1、,高壓氧醫(yī)學基礎,肖平田,衛(wèi)生部醫(yī)政司醫(yī)用高壓氧崗位培訓中心,高壓氧醫(yī)學基礎,一.高壓氧醫(yī)學概念,高壓：超過一個大氣壓的壓力稱高壓. 高壓氧的工程定義：超過一個大氣壓的氧氣稱高壓氧。 高壓氧的臨床定義： 老的定義：機體處于高氣壓環(huán)境中所呼吸與環(huán)境等壓的純氧，稱高壓氧 X。 高氣壓下吸入純的、或氧分壓超過100KPa高濃度的,有特殊治療作用的氧氣。 高氣壓下吸入純的或高濃度的、氧分壓超過100KPa有特殊治療作用的氧氣。,常壓純氧的氧分壓：氣壓 氧濃度 = 氧分壓 1ATA100% = 100KPa=1ATA 分類氧分壓 高壓氧大于100KPa 常壓高濃度氧 21100KPa 低壓氧 小于20K

2、Pa 高壓氧療法：利用高壓氧和高氣壓環(huán)境治療疾病的方法稱高壓氧療法,高壓氧HBO(hyperbaric oxygen), bar是壓力單位，氣體的壓力（高）和氣體介質（氧）,3、氣壓法定計量單位：帕（Pascal,Pa）、千帕（KPa）、兆帕(MPa) (千進位）。 1000Pa=1KPa（千帕）=0.001MPa 1000KPa=1MPa(兆帕) 4、大氣壓強單位Pa與mmHg的換算 1mmHg133.3Pa0.13KPa 1個標準大氣壓強=760133.3Pa=101300Pa=101.3KPa0.1MPa,附加壓：常壓以外新增加的壓強稱附加壓，附加壓顯示于氣壓表，故又稱表壓。常壓時表壓顯

3、示為“0”。 絕對壓（Atmosphere Absolute,ATA）單位面積上實際承受的壓強稱絕對壓（以大氣為單位的氣體總壓力-換言之將大氣壓包括在內總共相當于多少個大氣壓）。單位符號為ATA，ATA也常作為高壓氧治療壓力單位。 絕對壓（ATA）=常壓（大氣壓）+附加壓（表壓） 2ATA=0.1MPa+ 1ATA (0.1MPa) Pa與ATA的換算的數值關系： 0.1MPa=100kPa1ATA 10米水柱 公斤cm2 1bar 760mmHg 1托,二.氣體定律 一般用壓強、體積、溫度三個物理量來描述氣體狀態(tài),1、波義爾馬略特（Boyle-Mariotte）定律。 （1）描述：溫度不變時

4、，一定質量氣體的體積與它的壓強成反比，即體積越大，壓強越小。 （2）公式：P1V1=P2V2 V體積 P壓強 （3）應用：加壓時氣體被壓縮體積縮小，減壓時反之，此即為加減壓時引起氣壓傷的基礎。 溫度、質量不變體積與壓強成反比,10米 水深,海平面,氣球,2、道爾頓（Dolton）定律 （1）描述：混合氣體的壓強等于各成分氣體分壓之和 （2）公式：P=P1+P2+P3Pn 空氣氧分壓=氧（氣）分壓（21%）+氮氣分壓（79%）+稀有氣分壓（微量不計） （3）應用：高原大氣壓低，氧分壓也就低。,O2+N2,20%,80%,壓力濃度=分壓，單位為ATA或Pa,（2）溶解量計算分式： V=KPV0%V

5、1 V氣體在液體中的溶解量 K氣體在液體中的溶解度 P混合氣總壓力 V0%成分氣體在混合氣中濃度 V1液體體積 （3）應用：高壓氧下血液溶解氧量增加 加壓治療減壓病時，即增加氮分壓，使氮氣泡重新 溶入體液中。 高壓氧下，血液溶解氧增加的基本原理。,3、享利（Henry）定律 （1）描述： 氣體在液體中的溶解量與氣體分壓成正比,三.惰性氣體在體內的飽和、脫飽和及過飽和,惰性氣體-高壓氧醫(yī)學中的 “惰性氣體”（中性氣體）是指單純以物理狀態(tài)溶解于機體組織內，不引起機體發(fā)生明顯的生理或病理變化的某些氣體。空氣中的氮，以及氫、氦、氖、氬、氙等氣體都是惰性氣體，氮是最常遇到的惰性氣體。,(一)氮氣在體內的

6、飽和及脫飽和規(guī)律,1.飽和與脫飽和定義 : 氮飽和-氮氣（外界氣壓增高時）溶于體內的過程叫作氮飽和。 氮脫飽和-氮氣（外界氣壓降低時）由血向肺彌散而離開機體的過程叫作氮脫飽和 完全飽和-當組織中氮張力與外界氮分壓相等時，氮氣進出機體量處于平衡。這一狀態(tài)稱為氮的完全飽和。 半飽和-若組織中氮張力達外界氮分壓50%時稱為半飽和。 半飽和時間假定時間單位， 過飽和-外界氣壓降低時，體內氮張力高于外界氮分壓，這種狀態(tài)稱過飽和。 安全過飽和-減壓幅度不太大，過多溶解的氮張力超過外界總氣壓不太多，不致在體內形成氣泡的過飽和狀態(tài)叫作“安全過飽和”,(1)先快后慢： 停留一個假定時間單位，飽和度達到50%飽和

7、，缺額為50%。第二個假定的時間單位內則飽和了第一個假定時間單位飽和缺額的50%（50%50%）即25%，累計飽和度是75%，這時的飽和缺額為25%。依次類推，用假定時間單位計算飽和度時，假定時間單位個數增加，累計飽和度將不斷升高。機體達到完全飽和（100%）是要經過很多個假定時間單位，即需要很長的時間。一般把氮飽和98.437%當作完全飽和。這樣，氮在體內要達到完全飽和，需要6個假定時間單位 長久徹底： 1個假定時間單位，飽和或脫飽和50% 2個假定時間單位，飽和或脫飽和75% 3個假定時間單位，飽和或脫飽和87.5% 6個假定時間單位，飽和或脫飽和98.44%,怎么樣先快后慢 S=(1-0

8、.5n)100%,2.氣體飽和與脫飽和規(guī)律,當n=6時S =98.44%,=(1-0.56)100% =(1-0.00156)100% =(0.9844)100% =98.44%,S=(1-0.5n)100%,五.類理論組織 何爾登根據機體各組織在高氣壓下氮達到半飽和度所需的時間不同，把整個機體組織歸納為五大類。這種分類在一定意義是假設性的。故稱“理論組織”，五大類理論組織是：,(2)快進快出(慢進慢出),第一類理論組織（類組織）：半飽和時間為5分鐘，包括血液、淋巴等。 第二類理論組織（類組織）：半飽和時間為10分鐘，包括神經系統的灰質、腺體等。 第三類理論組織（類組織）：半飽和時間為20分鐘

9、，包括肌肉等。 第四類理論組織（類組織）：半飽和時間為40分鐘，包括脂肪組織和神經系統的白質等。 第五類理論組織（類組織）：半飽和時間為75分鐘，包括肌腱、韌帶等。,快進快出,慢進慢出,加壓氣體飽和,減壓氣體脫飽和,(3)先進后出,后進先出,加壓,穩(wěn)壓,減壓,先進后出,后進先出,先進先出,后進后出,消化道,呼吸道,循環(huán)系統無先后之分,但對呼吸道的先進后出和消化道的先進先出有緩沖作用,進退運動,循環(huán)運動,穿過運動,肌腱,脂肪,肌肉,腺體,血液,出入共1口,有出入口,氣道,血液,腺體,肌肉,脂肪,韌帶,先進后出,后進先出,先入的氣體時間較長已經擴散到肌腱和韌帶,當減壓時氣體脫飽和較慢,所以出現先進

10、后出,后入的氣體在體內時間短,可能還在呼吸道,或血液淋巴時就已開始減壓,因此脫飽和較快,所以叫后進先出,氣體出入人體三規(guī)律的意義 1.先快后慢: 主要是先入氣體的壓力較大,物理溶解量大 2.先進后出主要是先入氣體在體內停留時間較長. 3.快進快出和慢進慢出,主要是擴大先進后出的作用 三規(guī)律的應用: 1.加壓階段要吸氧氣,不要吸空氣 2.高壓氧預處理對于預防減壓病和缺氧有意義 3.減壓階段可以吸空氣,吸氧氣的效率較差,勻速 間斷停留,氮飽和 氮脫飽和,CO2,減壓病,(二). 影響脫飽和的因素 所有能夠加速或減慢呼吸和循環(huán)系統功能的因素，均能影響氮對機體組織的飽和、脫飽和過程。 1. 二氧化碳含

11、量： 二氧化碳能刺激呼吸，增加肺通氣量，因而一般認為能加速氮在體內飽和。但CO2可使周圍血管收縮，以及與氮競爭而影響氮脫飽和。因此當吸入氣中二氧化碳含量增加時，減壓病的發(fā)生率要增加。,2. 肌肉活動時，呼吸和循環(huán)加速、肌肉微小血管擴張，運動時血液重新分配，可加速氣體的飽和過程，但運動對靜脈與淋巴管的機械壓迫作用，微小氣泡使血流減慢而不利于脫飽和。故減壓時一般不主張有肌肉活動。 3. 溫度：溫度較高能使呼吸和循環(huán)加快，有利于氮氣脫飽和。減壓病發(fā)病率，寒冷季節(jié)比暖和季節(jié)要高。,肌肉活動,飽和 脫飽和,減壓病,4. 機體及精神的狀況與氮氣脫飽和有密切關系。潛水員水下勞動疲勞時，機體調節(jié)機能減退，上升

12、出水時不利于脫飽和。精神過分緊張，恐懼或消極情緒，全身將受到高級神經活動的影響而發(fā)生代謝和調節(jié)機制的失常，都不利于脫飽和。 5. 吸氧：在一定壓力下吸純氧，使肺泡氣氮分壓迅速降低，可加速氮的脫飽和。 6. 其他因素：影響呼吸循環(huán)的理化因素及藥物都能促進或降低脫飽和，如投用藥物及使用一些物理療法。,O2、溫暖-熱水浴、平臥、（減壓病減少）,CO2、寒冷、運動、緊張、疲勞 （減壓病增多）,（三）過飽和安全系數 何爾登等調查統計了許多潛水記錄后發(fā)現，當潛水深度在12.5m以淺時，潛水員在水底停留時間無論多么久，減壓出水的速度不管怎樣快，一般都不發(fā)生減壓病。而當水深超過12.5m，工作超過一定時間，上

13、升速度太快，則往往引起減壓病。這說明氮氣在體內的安全過飽和是有一個限度的。,何爾登等經過動物實驗及親自體驗證明，從兩個絕對壓減到常壓是安全的。從潛水的大量事實證明安全過飽和狀態(tài)維持不是決定于高壓與低壓之間的差值，而是決定于高壓與低壓之間的比值。實際潛水和實驗研究得知，高氣壓與低氣壓的比值，必須控制在2.25(2.25:1=2.25)或2（2：1=2）以內。高氣壓時溶解在機體組織內氮張力與外界較低氣壓相比，其比值不允許超過1.8(2.250.8):1=1.8或1.620.8:1=1.6。在潛水醫(yī)學里，這個比值被稱為“過飽和安全系數”。過飽和安全系數是制訂潛水減壓表的主要依據。,第一站,第二站,=

14、1.6,4ATA 第二站,=1.6,第二站=4/1.6=2.5,4ATA 2.5ATA 1.6 1,4ATA 2.4ATA 0.8ATA 1,比值（高/低）,差值（高-低）,2.25 - 2X0.8=1.6,大量事實證明安全過飽和狀態(tài)的維持不是決定于高壓與低壓之間的差值，而是決定于高壓與低壓之間的比值。實際潛水和實驗研究得知，高氣壓與低氣壓的比值，必須控制在1.6,三.高壓氧對機體生理機能的影響 (HBO的間接作用） 1、對血液系統的影響 （1）白細胞計數增高，淋巴細胞減少。 （2）血漿總蛋白降低。 （3）紅細胞計數減少。 （4）降低血液粘度。,2、對循環(huán)系統影響 （1）心率減慢（10%30%

15、）。 （2）心肌收縮力減弱，心輸出量降低。 （3）心肌耗氧量下降（20%） （4）血壓升高（舒張壓升高明顯），脈壓差變小。 （5）對血液動力學影響：腦血流量減少，冠脈血液量減少，肝血流量增加，腎血流量減少，視網膜血管收縮。,3、對呼吸系統影響 （1）呼吸變慢 （2）肺活量增加（7%） （3）呼吸阻力增加（高壓氣體密度大） 4、對消化系統影響 （1）消化液分泌減少 （2）腸蠕動增強 （3）促進腸內氣體吸收 （4）改善肝細胞功能,5、對神經系統的影響 （1）時相變化：增強相抑制相。 （2）增加血腦屏障通透性。 （3）腦血管收縮（治療腦水腫）。 （4）提高腦組織及腦脊液氧分壓，改善腦缺氧。,6、對免

16、疫及內分泌影響 （1）抑制體液免疫和細胞免疫（應用于器官移植的排斥反應）；治療與免疫有關疾病如哮喘、多發(fā)性硬化、重癥肌無力等。 （2）興奮垂體腎上腺皮質軸，腎上腺皮質激素增加（治療炎癥、休克等）。 （3）增加腎上腺素和去甲腎上腺素分泌（治療休克）。 7、對其他生理功能的影響 機體氧自由基產生增加：對細胞有損傷作用；可增強白細胞殺菌能力；增強肝臟解毒作用。,一、增加血氧含量，提高血氧分壓,1、血氧存在形式、高氣壓與血氧 （1） 血氧存在形式：有兩種，即血漿溶解氧和血紅蛋白（Hb）結合氧。 （2）血紅蛋白結合氧（HbO2）：每克Hb能結合1.36ml氧。常壓空氣下，Hb的氧飽和度為97%。正常情況

17、下Hb是機體主要供氧來源。高氣壓下HbO2不可能大量增加。 （3）血漿物理溶解氧：常壓空氣下，每100ml下血液溶解氧量僅0.3ml，不構成機體主要供氧來源。高氣壓下溶解氧可無限增加，溶解理與氣體分壓成正比（Henry定律）。0.2MPa氧下每100ml血漿溶解氧4.2ml，3MPa氧下為6.4ml。 2、無血生存實驗 3、高壓氧下血氧含量增加情況見手冊17頁,四.高壓氧治療原理(HBO的直接作用）,二、提高血氧彌散能力,1、氣體彌散規(guī)律 （1）彌散方向是高分壓向低分壓彌散 （2）彌散速度是壓差越大，彌散越快，越遠 2、高壓氧下，氧的“有效彌散距離”增加，改善缺氧區(qū)供氧，有利于血管阻塞性病、腦

18、梗塞、心肌梗死、植皮、斷肢再植、局部組織水腫等的治療。,三、增加機體儲氧量,四、高壓氧的抗微生物作用,五、高壓氧對氣泡的作用,六、HBO增強腫瘤細胞對化療、放療的敏感性 七、其它作用：改變血液流變狀態(tài)等。,五. 高壓氧的毒副作用氧中毒 氣壓傷 減壓病,一、氧中毒 （一）概念：較長時程地吸入高壓氧，導致機體產生某些器質性或功能性損害，稱為氧中毒。 （二）機理：未明?？赡芘c高壓氧下，機體“超氧化自由基增多”等有關。,（三）臨床分型 1、腦氧中毒：“氧驚厥”，類似癲癇大發(fā)作 2、肺氧中毒：胸痛、咳嗽、肺實變 3、眼氧中毒：眼底損害，視力障礙，甚至失明 4、其它類型中毒：如溶血性氧中毒 （四）處理 1

19、、停止吸氧，改吸空氣 2、減壓出艙 3、其它處理：休息，保暖，防外傷，對癥治療等,（五）預防 1、疲勞、醉酒、高熱者不宜治療。肺部感染者慎用高壓氧。 2、間歇性吸氧 3、限定不同氧壓下吸氧安全時限 0.2MPa： 150分 0.25MPa： 120分 0.3MPa： 40分,5、控制肺氧中毒劑量單位（UPTD）的累積數不超過615個UPTD（肺活量下降2%） 1UPTD：100KPa（0.1MPa）的純氧吸入1min新造成的肺氧中毒程度 Kp：不同氧壓下暴露1min新形成的UPTD值。查表可得 UPTD=Kpt Kp：查表 t：暴露時間,6、孕婦和早產兒高壓氧治療需慎重，新生兒治療壓力不宜高，以預防眼氧中毒。 7、藥物預防 （1）抗氧化劑和自由基清除劑：維生素E、C、K，THAM（三羥甲基氨基甲烷） （2）鎮(zhèn)靜劑：慎用 （3）微量元素：鎂劑 （4）酶保護劑：半胱胺、谷胱甘肽、二巰基丙醇等。,二、氣壓傷 高壓氧治療時，因某些原因造成機體某些部位（特別是含氣腔竇）不均勻受壓，可引起氣壓傷。 （一）中耳氣壓傷：