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编号:10292625
混合氧治疗的基础研究与临床应用
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     作者:陆顺昌

    单位:陆顺昌(海军医学研究所,上海市 200433)

    关键词:氧;二氧化碳;混合气;氧疗▲

    海军医学杂志000137 摘 要:介绍了国内外关于混合氧治疗的基础研究和临床应用情况。基础研究与临床应用证明,混合氧疗法对多种缺血缺氧性疾病有效。

    O2-CO2混合气(carbogen)已广泛应用于临床,常用于治疗某些心脑血管病、眼耳 科病及其他缺血缺氧性疾病,国内称之为混合氧治疗。本文对混合氧治疗的基础研究和临床 应用情况作一介绍。

    1 基本原理与技术

    1.1 基本原理
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    O2-CO2混合气中CO2浓度一般为2%~5%,最高不超过6%。治疗基本原理概括如下 [1~4]:(1)吸氧浓度高的气体可提高患者的血氧含量和血氧张力,改善组织缺氧 状况;(2)严重缺氧患者的血氧张力和血氧饱和度处于氧离曲线的陡直部分。吸入混合气中 的CO2可提高血CO2张力,氧合血红蛋白离解曲线右移,使结合氧更易释放,从而改善 组织供氧状况;(3)CO2刺激颈总动脉窦化学感受器,使脑血管扩张,血流量增加,进而 促进侧枝循环开放或建立;(4)CO2刺激呼吸中枢,使呼吸通气量增加,在CO中毒情况下 ,可使CO排出量增加。

    1.2 治疗技术

    混合氧治疗通常采取面罩吸气方式。混合气可以预先配制好。配气方法有分压法、连续流量 法、容积法和称重法等多种。罗东明[5]采用人工呼吸机配制O2-CO2混合气 ,其方法是:设计一套时间程序控制装置,与人工呼吸机配套,人工呼吸机在其控制下,依 次从O2和CO2气源抽取O2和CO2,并充装到一个储气袋内。通过控制抽取O2 和CO2的时间比,控制混合气成分。钱国诚[6]设计的一种配气装置采用了连续 流量法。其配气原理:O2和CO2两种气体各自通过一只定量孔连续流入储存混合气的 容器中。在2只定量孔前都设置了一只减压阀,其出口压力调整到一定值,使在整个配气过 程中流过定量孔的气体流动状态始终处于临界状态,从而避免混合气压力变化对流量的影响 ,使两者流量均保持恒定不变。合理设计两只节流孔的尺寸,即可控制混合气的成分。由于 这两种装置的配气流量是恒定的,而混合氧治疗时患者呼吸流量则是变化的,两者不能匹配 ,因此不能边配边用,即不能直接用于混合氧治疗。
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    陆顺昌等[7]根据混合氧治疗的要求,研制了一种可边配边供患者呼吸的自动配气 供气装置,直接应用于混合氧治疗。该装置的核心是一只自动配气调节阀[8]。这 是一种自力式调节器,采用了随动控制原理:在两种气体流动过程中CO2流量自动跟随O 2流量变化,两者之比保持不变,从而能自动适应呼吸流量的变化。该装置可供多名患者 同时进行混合氧治疗,已在临床上得到应用。

    2 基础研究

    2.1 对组织供氧储氧的作用

    吸入的O2-CO2混合气中氧浓度高达95%以上,可使血氧分压升高,氧从毛细血管向远 处细胞的弥散能力增加;混合气中的CO2又使氧从氧合血红蛋白中容易离解出来交与组织 。因此,吸混合氧可改善组织供氧状况,增加组织储氧量。阻断循环安全时间可以反映组织 细胞的氧含量。刘子藩等[3]转引了不同条件下阻断循环安全时间的实验结果(见 表1)。
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    表1 不同条件下阻断循环的安全时间 气 体

    压力(MPa)

    温度

    阻断循环安全时间(min)

    空 气

    0.1

    常温

    3~3.5

    氧 气

    0.1

    常温

    4

    氧 气
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    0.3

    常温

    8~12

    98%O2-2%CO2

    0.3

    常温

    17~26

    空 气

    0.1

    低温

    6~8

    氧 气

    0.1
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    低温

    20~25

    氧 气

    0.3

    低温

    27~30

    98%O2-2%CO2

    0.3

    低温

    45~64

    由表1可知,在同温同压下,吸混合氧(CO2浓度为2%)后,阻断循环安全时间比吸纯 氧提高了一倍左右,表明组织储氧量显著增加。
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    2.2 对心脑血管的作用

    CO2是一种很强的血管扩张剂。吸O2-CO2混合气可使动脉血管扩张,血流量增加。 刘子藩[3]转引了Ledinghan等的实验结果,吸空气时冠状动脉血流量为106ml/kg .min,吸纯氧时为79ml/kg.min,吸混合氧时为120ml/kg.min。可见吸混合氧使冠状动脉 血流量显著增加。马惟力等[9]用家兔作实验,于吸入混合氧(95%O2-5%CO2 )前、吸入后10、20和30min分别抽股动脉血作血气分析,测定动脉供氧量。吸入前供氧量为 9.59±1.94ml(SE),吸入后10、20和30min动脉供氧量均显著增加,增加值分别为1.78±0.2 1ml(SE)、2.31±0.39ml(SE)和2.2±0.46ml(SE)。实验中同时测定了脑血流量的变化。 吸入前脑血流量为71.09±9.81ml(SE),吸入后10、20和30min的脑血流量平均值较吸入 前均显著增加,平均值分别为5.48±1.49ml(SE)、7.78±2.59ml(SE)和8.04±2.81ml(S E)。张绪中[2]的动物实验结果表明,兔在0.2MPa下吸混合氧(97%O2-3%CO 2)15min,动脉血氧分压显著升高,由吸氧前的12.532kPa升高到69.2kPa。在同样压力下 吸纯氧80min,动脉血氧分压由14.599kPa升高到68.5kPa。提示:用混合氧疗法代替纯氧疗 法,可显著缩短吸氧时间。
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    2.3 对内耳和视网膜的作用

    吸混合氧可使氧抵达局部缺血的区域,不仅可以改善内耳循环状况,增加内耳氧含量,也能 增加视网膜血流速度。Prazma[10]报告,吸入混合氧(95%O2-5%CO2)12min ,内耳淋巴液的氧分压随之上升,耳蜗内电位(EP)由+78.8±1.2mV增加到+81.6±1.3mV 。李 兴启等[11]进行了5%CO2混合氧增强豚鼠耳蜗毛细胞抗缺氧能力的实验观察, 用急性缺氧动物模型,在耳蜗中阶记录蜗内电位(EP)、微音电位(CM)和复合动作电位(CAP) ,分别观察在缺氧、缺氧前先吸10min混合氧及缺氧5min后再给氧或混合氧三种情况下上述 电位 的变化。结果表明,缺氧前先给10min的混合氧,EP、CM和CAP开始下降的时间比缺氧时延缓 了3倍,表明缺氧前先给混合氧可增强耳蜗毛细胞的抗缺氧能力。汪磊[12]观察 了豚鼠在吸入混合氧(95%O2-5%CO2)或氧(99.5%O2)后舰艇机舱噪声对豚鼠听力暂 时性阈移的影响。结果发现,吸入混合氧的豚鼠听力暂时性阈移比对照组减少,恢复也快; 气体流量及时间以10L/min、30min效果较理想。由此可以推断,舰艇机舱人员在从事作业前 吸入混合氧,可增加内耳氧含量,使毛细胞增加活动,减少噪声损伤。
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    Arend等[13]测定了吸混合氧(94%O2-6%CO2)时人的视网膜血流速度。对28 名健康受试者的测试结果表明,吸混合氧后平均流速显著增加(27%,P<0.01),证明在眼科临床上采用混合氧疗法,对治疗视网膜疾病是有效的。

    2.4 对前庭功能的作用

    Маркарян等[14]的实验表明,吸含CO2的富氧混合气可以改善前庭功能 稳定性。受试者为21名年龄在20~40岁的成年人。实验测定了他们在吸入一般空气(作为对 照)和吸入由40%~43%O2、2%CO2和N2组成的混合气后对连续累积Корцошс а加速度耐力(НКУК)的影响。结果表明:吸普通空气受试者НКУК的最大耐受时间平 均为3.8±0.5min,吸混合气时为7.3±0.9min,差异非常显著;出现运动错觉的时间也同样 显著发生变化,由吸入普通空气的平均14.7±1.7s延长到吸入混合气时的22.0±2.0s;原先 前庭功能中等程度稳定的受试者,吸入混合气后耐受性增加了2~5倍;前庭不稳定者在吸入 混合气后最大耐受性提高了50%~100%。提示:吸混合气能预防运动病,并能缓解前庭植物 神经功能紊乱的症状。
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    2.5 其他

    俞丽华[15]综合有关文献报道,吸混合氧可加速碳氧血红蛋白的离解,促进CO的 清除,使血红蛋白恢复正常的携氧功能。在常压下吸空气,碳氧血红蛋白半廓清时间为188 ~320min,吸氧后为32~80.3min,吸95%O2-5%CO2混合气时为20.6min,吸9 3%O2- 7%CO2混合气时为16.3min。表明在常压下吸混合氧清除CO比吸空气时快9倍以上,比吸纯 氧时快2~5倍。其原因可能是CO2刺激呼吸中枢,使呼吸通气量增加,加快了CO排出的速 度。由此推断,吸混合氧可治疗CO中毒。

    毛丹群[16]和宋广太[17]分别研究了混合氧对甲襞微循环和球结膜微 循环等的影响,肯定了混合氧对微循环的作用。
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    3 临床应用

    3.1 治疗脑血管病

    一些专著已把常压混合氧疗法(常压下吸混合氧)作为治疗脑梗塞的一种疗法。韩仲岩[ 18]提出的治疗方案为:常压下吸95%O2-5%CO2混合气,每日一次,每次15min, 连续7~10次为一疗程。

    张绪中[2]报道了用高压混合氧对34例脑血栓患者的治疗情况。治疗方法是在0.2M Pa(在高压氧舱内)下戴面罩呼吸混合氧(97%O2-3%CO2),每日一次,每次15min,12次 为一疗程。结果:痊愈24例,显效10例,有效18例,无效13例,总有效率80%。

    国振声等[19]分别用高压氧疗法(0.25MPa下戴面罩吸氧60min)和高压混合氧疗法 (在0.25MPa下先用面罩吸95%O2-5%CO2混合气10min,然后面罩吸氧50min)治疗脑梗塞 ,结果见表2。
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    表2 混合氧与纯氧治疗结果对照 组别

    n

    基本治愈

    显效

    好转

    无效

    总有效率(%)

    混合氧

    163

    58

    50

    44

    11
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    93.3

    纯 氧

    30

    7

    12

    4

    7

    76.7

    由表2可见,混合氧治疗效果优于纯氧疗法。分析其原因是,CO2可使包括梗塞区域 在内的脑血管全部扩张,有效地避免了氧的缩血管作用,增加了脑的供血量。

    3.2 治疗冠心病

    郭守蔚[15]用混合氧治疗冠心病的方法为:在0.2MPa下吸纯氧20min,再吸混合 氧(95%O2-5%CO2)10min,再吸纯氧10min,共40min,重复一次,共吸80min。
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    3.3 治疗耳科病

    常压下混合氧治疗已作为耳科病的常规治疗方法。黄选兆[20]提出治疗特发性突 聋的混合氧疗法为:常压下面罩吸混合氧(95%O2-5%CO2)每次30min,每日8次。马惟 力[9]的治疗方法为:每小时吸混合氧(95%O2-5%CO2)30min,每天治疗7h, 共3d。需连续治疗者,再每天4h。马氏等用此法治疗突发聋34例,基本痊愈16例,显效2例 ,有效6例,无效10例,总有效率70.6%。

    3.4 治疗眼科病

    常压混合氧用于治疗视网膜血管阻塞等眼科病已载入我国的眼科全书[21]。其方 法是:吸混合氧(95%O2-5%CO2),白天每小时1次,每次10min,晚上每4h 1次。
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    Till[22]用混合氧(95%O2-5%CO2)治疗视网膜动脉阻塞,亦收到满意效果 。

    曹锦泉等用高压混合氧治疗视网膜动脉阻塞[23]和急性视神经炎[24] 等,均收到良好疗效。治疗方法:0.2MPa下吸混合氧(97%O2-3%CO2),每日1次,每次 15min,一般治疗10~30次。

    3.5 治疗其他疾病

    据报道,临床上用混合氧治疗脑外伤[25]等外科疾病也有较好疗效,还可用于治 疗顽固性癫痫和精神分裂症等疾病[20]

    4 结 语

    吸入混合氧不仅能提高动脉血氧含量,而且能提高血流量,抵消吸纯氧引起血管收缩血流减 少的副作用。混合氧用于治疗多种缺血缺氧性疾病,这已为大量基础研究和临床应用证实。 可以相信,随着新型混合氧治疗设备的推广,混合氧疗法必将在临床上得到广泛应用。
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    收稿日期:1999-02-25, 百拇医药