临床提问:为何鼻导管吸氧时氧流量最高为6 L/min?

2017-08-23 11:00 来源:丁香园 作者:深秋
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最近看到不少关于吸氧流量与氧浓度关系的文章,笔者也重新复习了吸氧的相关知识,包括教科书上关于吸氧浓度计算公式等,对鼻导管吸氧氧流量与氧浓度的关系有个人见解,在这里和大家共同分享。

大家都知道,高流量或低流量吸氧只是流量高低变化,可以高流量低浓度吸氧,也可低流量高浓度吸氧。

我们平时工作中所用到的普通鼻导管、普通面罩、储氧面罩是常用的低流量氧疗设备,文丘里面罩和高流量呼吸湿化治疗仪属于高流量吸氧装置,高流量吸氧装置吸氧时经加温湿化,氧浓度直接可调,是一种理想的吸氧方式。

有人认为经鼻导管吸氧时,氧流量>6 L/min 时吸氧浓度不再增加,所以把经鼻导管吸氧的最高流量设定为 6 L/min。在这里我们来探讨,低流量吸氧装置中,鼻导管吸氧氧浓度与氧流量之间的关系,以及经鼻导管吸氧时氧流量多少时比较适宜。

从教科书中  看鼻导管吸氧氧浓度与氧流量之间的关系

关于鼻导管吸氧时吸氧浓度的计算公式,参照人卫版《基础护理学》:

吸入氧浓度(FiO2)%= 21+ 4 x 吸氧流量(L/min)

以正常人理想呼吸模式进行呼吸举例,即:正常人潮气量为 500 mL,呼吸频率为 20 次/分,吸气时间为 1 秒,呼气时间为 2 秒,口鼻咽生理解剖死腔为 50 mL 计算。

假如鼻导管吸氧流量为 6L/min(100 mL/s),假定呼气在呼气时间的前 1.5 秒完成,则最后 0.5 秒几乎无气体呼出,来自鼻导管的纯氧(吸氧流量是 6L/min,即 100 mL/s)将在这 0.5 秒中将口鼻咽解剖死腔充满。

那么,在 1 秒的吸气时间内,吸气潮气量的 500 mL 中有 口鼻咽部生理死腔纯氧 50 mL+鼻导管流量 100 mL 纯氧(鼻导管流量 6L/min,即 100 mL/s,一秒钟流量为 100 mL)+70 mL 纯氧(潮气量 500 mL-50 mL-100 mL)x 21%),计算所得吸入纯氧为 220 mL,则吸入氧浓度为(220 mL/500 mL = 44%)。

吸气潮气量

500 mL

口鼻咽解剖死腔: 50 mL 纯氧

鼻导管: 100 mL 纯氧(一秒流量为 100 mL/min x 1 秒)

额外吸入空气量:500 mL-50 mL-100 mL = 350 mL

(氧浓度 21%,350 mL x 21%= 纯氧 70 mL)

在理想情况下,根据吸氧浓度公式计算吸氧浓度如下:

吸入氧浓度(FiO2)%= 21+ 4 x 吸氧流量(L/min),当经鼻导管吸氧流量为 6L/min 的氧气时,吸入氧浓度(FiO2)  约为 45%。由此可见,根据公式计算氧浓度(45%)与我们之前根据正常人理想呼吸模式推理出的吸氧浓度(44%)几乎相等。

所以我们可以利用吸氧浓度的计算公式估算不同氧流量吸氧时的吸氧浓度。当氧流量从 1L/min 逐渐增加时,根据公式:吸入氧浓度(FiO2)%= 21+ 4 x 吸氧流量(L/min)可知,氧流量每增加 1L/min,FiO2 大约增加 4%,这就是公式的推算依据(y = ax+b,b 为 21,因为空气氧浓度是 21%)。

教科书上,根据缺氧程度不同,关于双侧鼻导管吸氧的流量调节如下:

轻度缺氧时 1~2 L/min,中度缺氧时 2~4 L/min,重度缺氧时 4~6 L/min,小儿 1~2 L/min。

我们可以看到,对于鼻导管吸氧,重度缺氧时吸氧流量最高设定为 6 L/min。

层层剖析:为什么吸氧流量最高设定为 6 L/min?

笔者在丁香园论坛中看到战友@martin937 关于鼻导管吸氧最高流量为 6 L/min 的理由为:

鼻咽部解剖死腔大致估算有 50 mL,而当鼻导管吸氧流量为 6L/min 时,在呼吸末该死腔已被氧气完全预充了,此时再提高氧流量至 7L/min 或 10L/min 等不能增加鼻咽部解剖死腔的含氧量,不可能进一步提高吸入氧浓度。

本人认为鼻导管吸氧达 6 L/min 以上时吸氧浓度还会增加。

首先我们看看按正常人理想呼吸模式推算吸氧浓度的计算方法:【口鼻咽部生理死腔纯氧 50 mL+鼻导管流量 100 mL 纯氧(鼻导管流量 6L/min,即 100 mL/s,一秒钟流量为 100 mL)+70 mL 吸入空气含纯氧量】/潮气量 = 吸氧浓度。

可以看出吸氧浓度由鼻咽部生理死腔大小、鼻导管流量大小、吸入空气量及潮气量四个因素决定,当患者吸氧流量增加至 7L/min 时,虽然口鼻咽部生理死腔储氧量不再增加,但经鼻导管吸入氧量会增加(7L/min,相当于 117 mL/s)吸气时间为 1s,经鼻导管吸入纯氧为 117 mL,吸入空气量为 500 mL-50 mL-117 mL = 333 mL,吸入空气含氧量为 333 mL x 21%≈70 mL,吸入氧浓度为(50 mL+117 mL+70 mL)/500 mL = 47.4%,吸氧浓度比 6L/min 时的 45% 增加。以此类推见下表:

正常人理想呼吸模式(按教科书):潮气量为 500 mL,呼吸频率为 20 次/分,吸气时间为 1 秒,呼气时间为 2 秒计算;           

吸氧流量

吸氧浓度(按吸氧公式计算)

吸氧浓度(按正常人理想呼吸模式推算)

6L/min

21+4x 6 = 45%

(50+100+73.5)/500 = 44.7%

7L/min

21+4x 7 = 49%

(50+117+70)/500 = 47.4%

8L/min

21+4x 8 = 53%

(50+133+66.5)/500 = 50%

由上表可见按正常人理想呼吸模式推算,随流量增加(由 6L/min 至 8L/min),患者吸入氧浓度相应增加。由此可见当鼻导管吸氧流量大于 6L/min 时,虽然口鼻咽腔 50 mL 生理死腔已不再增加,但患者在吸气相的 1 秒钟内,由于氧流量增加,吸入的纯氧会相应增加,吸入氧浓度也会相应增加。

但随着吸氧流量增加,经吸氧公式计算出的吸氧浓度和实际吸氧浓度差距增大。故笔者认为因吸氧流量大于 6L/min 时吸氧浓度不再增加,所以把经鼻导管吸氧流量最高设定为 6L/min 的说法并不确切。那为什么教科书把经鼻导管吸氧流量设定为最高 6L/min 呢?

笔者认为当经鼻导管吸氧时,流量大于 6L/min 时,虽然吸氧浓度会有所增加,但因加温湿化不充分,干冷的高流量通气会导致患者呼吸道黏膜干燥、不适等并发症增加,导致痰液粘稠度增加,气管粘膜纤毛运动功能降低,不利于痰液排出,或导致患者出现额窦疼痛、鼻腔粘膜干燥出血等并发症。所以权衡利弊,认为经鼻导管吸氧最高流量应不高于 6L/min。

编辑: 王妍

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