05-1 高壓氧醫(yī)學(xué)基礎(chǔ).ppt

1、,高壓氧醫(yī)學(xué)基礎(chǔ),肖平田,衛(wèi)生部醫(yī)政司醫(yī)用高壓氧崗位培訓(xùn)中心,高壓氧醫(yī)學(xué)基礎(chǔ),一.高壓氧醫(yī)學(xué)概念,高壓：超過一個(gè)大氣壓的壓力稱高壓. 高壓氧的工程定義：超過一個(gè)大氣壓的氧氣稱高壓氧。 高壓氧的臨床定義： 老的定義：機(jī)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(zhì)（氧）,3、氣壓法定計(jì)量單位：帕（Pascal,Pa）、千帕（KPa）、兆帕(MPa) (千進(jìn)位）。 1000Pa=1KPa（千帕）=0.001MPa 1000KPa=1MPa(兆帕) 4、大氣壓強(qiáng)單位Pa與mmHg的換算 1mmHg133.3Pa0.13KPa 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)=760133.3Pa=101300Pa=101.3KPa0.1MPa,附加壓：常壓以外新增加的壓強(qiáng)稱附加壓，附加壓顯示于氣壓表，故又稱表壓。常壓時(shí)表壓顯

3、示為“0”。 絕對(duì)壓（Atmosphere Absolute,ATA）單位面積上實(shí)際承受的壓強(qiáng)稱絕對(duì)壓（以大氣為單位的氣體總壓力-換言之將大氣壓包括在內(nèi)總共相當(dāng)于多少個(gè)大氣壓）。單位符號(hào)為ATA，ATA也常作為高壓氧治療壓力單位。 絕對(duì)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(shù)值關(guān)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(qiáng)、體積、溫度三個(gè)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(shí)

4、，一定質(zhì)量氣體的體積與它的壓強(qiáng)成反比，即體積越大，壓強(qiáng)越小。 （2）公式：P1V1=P2V2 V體積 P壓強(qiáng) （3）應(yīng)用：加壓時(shí)氣體被壓縮體積縮小，減壓時(shí)反之，此即為加減壓時(shí)引起氣壓傷的基礎(chǔ)。 溫度、質(zhì)量不變體積與壓強(qiáng)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(qiáng)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?dú)夥謮海?9%）+稀有氣分壓（微量不計(jì)） （3）應(yīng)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(jì)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(yīng)用：高壓氧下血液溶解氧量增加 加壓治療減壓病時(shí)，即增加氮分壓，使氮?dú)馀葜匦?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(nèi)的飽和、脫飽和及過飽和,惰性氣體-高壓氧醫(yī)學(xué)中的 “惰性氣體”（中性氣體）是指單純以物理狀態(tài)溶解于機(jī)體組織內(nèi)，不引起機(jī)體發(fā)生明顯的生理或病理變化的某些氣體?？諝庵械牡约皻?、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?dú)庠隗w內(nèi)的

6、飽和及脫飽和規(guī)律,1.飽和與脫飽和定義 : 氮飽和-氮?dú)猓ㄍ饨鐨鈮涸龈邥r(shí)）溶于體內(nèi)的過程叫作氮飽和。 氮脫飽和-氮?dú)猓ㄍ饨鐨鈮航档蜁r(shí)）由血向肺彌散而離開機(jī)體的過程叫作氮脫飽和 完全飽和-當(dāng)組織中氮張力與外界氮分壓相等時(shí)，氮?dú)膺M(jìn)出機(jī)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(dá)外界氮分壓50%時(shí)稱為半飽和。 半飽和時(shí)間假定時(shí)間單位， 過飽和-外界氣壓降低時(shí)，體內(nèi)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(nèi)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(gè)假定時(shí)間單位，飽和度達(dá)到50%飽和

7、，缺額為50%。第二個(gè)假定的時(shí)間單位內(nèi)則飽和了第一個(gè)假定時(shí)間單位飽和缺額的50%（50%50%）即25%，累計(jì)飽和度是75%，這時(shí)的飽和缺額為25%。依次類推，用假定時(shí)間單位計(jì)算飽和度時(shí)，假定時(shí)間單位個(gè)數(shù)增加，累計(jì)飽和度將不斷升高。機(jī)體達(dá)到完全飽和（100%）是要經(jīng)過很多個(gè)假定時(shí)間單位，即需要很長(zhǎng)的時(shí)間。一般把氮飽和98.437%當(dāng)作完全飽和。這樣，氮在體內(nèi)要達(dá)到完全飽和，需要6個(gè)假定時(shí)間單位 長(zhǎng)久徹底： 1個(gè)假定時(shí)間單位，飽和或脫飽和50% 2個(gè)假定時(shí)間單位，飽和或脫飽和75% 3個(gè)假定時(shí)間單位，飽和或脫飽和87.5% 6個(gè)假定時(shí)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(dāng)n=6時(shí)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(jù)機(jī)體各組織在高氣壓下氮達(dá)到半飽和度所需的時(shí)間不同，把整個(gè)機(jī)體組織歸納為五大類。這種分類在一定意義是假設(shè)性的。故稱“理論組織”，五大類理論組織是：,(2)快進(jìn)快出(慢進(jìn)慢出),第一類理論組織（類組織）：半飽和時(shí)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(shí)間為10分鐘，包括神經(jīng)系統(tǒng)的灰質(zhì)、腺體等。 第三類理論組織（類組織）：半飽和時(shí)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(shí)間為40分鐘，包括脂肪組織和神經(jīng)系統(tǒng)的白質(zhì)等。 第五類理論組織（類組織）：半飽和時(shí)間為75分鐘，包括肌腱、韌帶等。,快進(jìn)快出,慢進(jìn)慢出,加壓氣體飽和,減壓氣體脫飽和,(3)先進(jìn)后出,后進(jìn)先出,加壓,穩(wěn)壓,減壓,先進(jìn)后出,后進(jìn)先出,先進(jìn)先出,后進(jìn)后出,消化道,呼吸道,循環(huán)系統(tǒng)無先后之分,但對(duì)呼吸道的先進(jìn)后出和消化道的先進(jìn)先出有緩沖作用,進(jìn)退運(yùn)動(dòng),循環(huán)運(yùn)動(dòng),穿過運(yùn)動(dòng),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(jìn)后出,后進(jìn)先出,先入的氣體時(shí)間較長(zhǎng)已經(jīng)擴(kuò)散到肌腱和韌帶,當(dāng)減壓時(shí)氣體脫飽和較慢,所以出現(xiàn)先進(jìn)

10、后出,后入的氣體在體內(nèi)時(shí)間短,可能還在呼吸道,或血液淋巴時(shí)就已開始減壓,因此脫飽和較快,所以叫后進(jìn)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(jìn)后出主要是先入氣體在體內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng). 3.快進(jìn)快出和慢進(jìn)慢出,主要是擴(kuò)大先進(jìn)后出的作用 三規(guī)律的應(yīng)用: 1.加壓階段要吸氧氣,不要吸空氣 2.高壓氧預(yù)處理對(duì)于預(yù)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(tǒng)功能的因素，均能影響氮對(duì)機(jī)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(rèn)為能加速氮在體內(nèi)飽和。但CO2可使周圍血管收縮，以及與氮競(jìng)爭(zhēng)而影響氮脫飽和。因此當(dāng)吸入氣中二氧化碳含量增加時(shí)，減壓病的發(fā)生率要增加。,2. 肌肉活動(dòng)時(shí)，呼吸和循環(huán)加速、肌肉微小血管擴(kuò)張，運(yùn)動(dòng)時(shí)血液重新分配，可加速氣體的飽和過程，但運(yùn)動(dòng)對(duì)靜脈與淋巴管的機(jī)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(shí)一般不主張有肌肉活動(dòng)。 3. 溫度：溫度較高能使呼吸和循環(huán)加快，有利于氮?dú)饷擄柡?。減壓病發(fā)病率，寒冷季節(jié)比暖和季節(jié)要高。,肌肉活動(dòng),飽和 脫飽和,減壓病,4. 機(jī)體及精神的狀況與氮?dú)饷擄柡陀忻芮嘘P(guān)系。潛水員水下勞動(dòng)疲勞時(shí)，機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)能減退，上升

12、出水時(shí)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(jí)神經(jīng)活動(dòng)的影響而發(fā)生代謝和調(diào)節(jié)機(jī)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(jìn)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(yùn)動(dòng)、緊張、疲勞 （減壓病增多）,（三）過飽和安全系數(shù) 何爾登等調(diào)查統(tǒng)計(jì)了許多潛水記錄后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)潛水深度在12.5m以淺時(shí)，潛水員在水底停留時(shí)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(dāng)水深超過12.5m，工作超過一定時(shí)間，上

13、升速度太快，則往往引起減壓病。這說明氮?dú)庠隗w內(nèi)的安全過飽和是有一個(gè)限度的。,何爾登等經(jīng)過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及親自體驗(yàn)證明，從兩個(gè)絕對(duì)壓減到常壓是安全的。從潛水的大量事實(shí)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(shí)際潛水和實(shí)驗(yàn)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(nèi)。高氣壓時(shí)溶解在機(jī)體組織內(nèi)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(xué)里，這個(gè)比值被稱為“過飽和安全系數(shù)”。過飽和安全系數(shù)是制訂潛水減壓表的主要依據(jù)。,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(shí)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(shí)際潛水和實(shí)驗(yàn)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(duì)機(jī)體生理機(jī)能的影響 (HBO的間接作用） 1、對(duì)血液系統(tǒng)的影響 （1）白細(xì)胞計(jì)數(shù)增高，淋巴細(xì)胞減少。 （2）血漿總蛋白降低。 （3）紅細(xì)胞計(jì)數(shù)減少。 （4）降低血液粘度。,2、對(duì)循環(huán)系統(tǒng)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(duì)血液動(dòng)力學(xué)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(wǎng)膜血管收縮。,3、對(duì)呼吸系統(tǒng)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(duì)消化系統(tǒng)影響 （1）消化液分泌減少 （2）腸蠕動(dòng)增強(qiáng) （3）促進(jìn)腸內(nèi)氣體吸收 （4）改善肝細(xì)胞功能,5、對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響 （1）時(shí)相變化：增強(qiáng)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(duì)免

16、疫及內(nèi)分泌影響 （1）抑制體液免疫和細(xì)胞免疫（應(yīng)用于器官移植的排斥反應(yīng)）；治療與免疫有關(guān)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(zhì)軸，腎上腺皮質(zhì)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(duì)其他生理功能的影響 機(jī)體氧自由基產(chǎn)生增加：對(duì)細(xì)胞有損傷作用；可增強(qiáng)白細(xì)胞殺菌能力；增強(qiáng)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(jié)合氧。 （2）血紅蛋白結(jié)合氧（HbO2）：每克Hb能結(jié)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(jī)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?jī)H0.3ml，不構(gòu)成機(jī)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(shí)驗(yàn) 3、高壓氧下血氧含量增加情況見手冊(cè)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(yuǎn) 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(jī)體儲(chǔ)氧量,四、高壓氧的抗微生物作用,五、高壓氧對(duì)氣泡的作用,六、HBO增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)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(zhǎng)時(shí)程地吸入高壓氧，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生某些器質(zhì)性或功能性損害，稱為氧中毒。 （二）機(jī)理：未明?？赡芘c高壓氧下，機(jī)體“超氧化自由基增多”等有關(guān)。,（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(shí)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(duì)癥治療等,（五）預(yù)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(shí)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(shù)不超過615個(gè)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(shí)間,6、孕婦和早產(chǎn)兒高壓氧治療需慎重，新生兒治療壓力不宜高，以預(yù)防眼氧中毒。 7、藥物預(yù)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(hù)劑：半胱胺、谷胱甘肽、二巰基丙醇等。,二、氣壓傷 高壓氧治療時(shí)，因某些原因造成機(jī)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：