朝花夕拾
【笔者按】初学诊断学时，大家都可以脱口而出生命体征的四个项目：体温 T、心率 P、呼吸频率 R、血压 BP，然而到了病房会发现，无论是在入院记录的查体项目中，还是病房领导日常关注的临床指标中，指氧饱和度（Saturation of pulse oxygen, SpO2）同样占有重要一席。面对自己病人 SpO2 在 90% 上下徘徊甚至更低，该怎么处理呢？今天我们就来聊聊普通病房常用的几种氧疗方式（包括鼻导管及面罩）和它们的原理。
指氧水平与肺通气、肺换气、肺通气/血流比（V/Q 比）相关，氧疗对氧合的改善主要作用于通气环节，包括改善呼吸节律、提高肺泡内氧分压。
图1 肺通气与肺换气
来源：Medical Physiology, Edition 2003
对呼吸节律的调节主要依赖呼吸机，本文暂不涉及，主要讨论对肺泡内氧分压的调节方式。
这里要提一下氧分压和氧浓度的区别。根据道尔顿分压定律
P1 = P × x1
P1 代表某组分分压，P 代表总压强，x1 代表该组分浓度。正常的一个大气压是 760mmHg，大气中氧浓度是 21%，氧分压是 760mmHg × 21% = 160mmHg。
在氧疗中，真正有意义的参数改变是肺泡内氧分压，而非氧浓度。改善肺泡内氧分压直接影响肺泡 - 毛细血管界面的氧分压差，使氧分子交换速率更高，从而改善氧合。
我们可以通过提高总压强 P 或肺泡内氧浓度 x1 的方式提高肺泡内氧分压 P1。
01 提升总压强P
比如高压氧治疗，在提升氧浓度的同时提升总压强，使肺泡内氧浓度得以进一步升高，达到普通大气压时难以达到的血氧水平。
PS：这也是高压氧舱用于一氧化碳中毒病人的治疗原理，在高氧分压的环境下，一氧化碳分子与血红蛋白的结合相对不那么牢固，更容易被氧分子竞争，从而与血红蛋白解离。
02 提升肺泡内氧浓度
可近似认为提升吸入氧浓度，即 Fraction of inspiration O2（FiO2）。改变 FiO2 的方式通常有鼻导管吸氧和面罩吸氧，无论采取什么方式，提升 FiO2 都是依据以下两项：
A. 在吸气相时以一定速率提供纯氧；
B. 在呼气相将纯氧暂时储存起来，以备吸气相时吸入；
因此涉及到两个变量：储氧空间体积和氧流量；总体来说，储氧空间越大，氧流量越大，FiO2 就越高。
可以比较常用氧疗方式的这两个变量：
氧疗方式 | 储氧空间 | 氧流量 |
鼻导管 | 鼻腔、咽喉 | 通常 <6L/min |
普通面罩 | 以上空间 面罩空间 | 一般 6~8L/min |
储氧面罩 | 以上空间 储氧气囊空间 | >10L/min |
临床上鼻导管吸氧时 FiO2 与吸入氧浓度可以利用经验公式 FiO2(%)= 21 4 ×氧流量(L/min) 进行换算，常用的 2L/min 氧流量对应的 FiO2 在 30% 左右，但会因为病人的潮气量、呼吸节律等参数而改变。
储氧面罩所对应的 FiO2，在「理想工作」的情况下是 100%。这里所强调的理想工作状况，指「储氧气囊保持充盈程度达一半以上，且在吸气相时能观察到面罩上的单向阀向外放气」，以保证储氧空间内 FiO2 为 100%。这也是储氧面罩吸氧需要较高氧流量的原因。实际上储氧面罩能提供的 FiO2 约 80%。
至于大名鼎鼎的 Venturi（文丘里）面罩，能够同时满足高流量通气和精确控制 FiO2 的要求，这一设计特点使它可以很好应用于存在二氧化碳潴留的病人。
Venturi 面罩的工作原理和飞机飞行一样，是我们中学时所接触的 Bernoulli（伯努利）原理，实质是能量守恒：
p 表示压力势能即压强，1/2 ρv2表示动能，ρgh 表示重力势能。
由此可以得出，流体在重力势能不变的情况下，动能（流速）越大，压力势能（压强）越小；因此高速气流附近会产生负压，可以卷入周围气体。
图2 Venturi 面罩原理示意图
来源：BMJ 1998; 317:798
Venturi 面罩的设计特点使高流量的纯氧以较快的速度通过进气阀的同时，将外界大气带入；通过进气阀中孔径的设计，将氧流量和 FiO2 一一对应，从而达到 FiO2 的精确调控。因此在通过 Venturi 面罩给氧时，务必确认进气阀上的氧流量要求，避免与 FiO2 的不对应。
最后留一个小问题：当病人使用 Venturi 面罩以对应设计 FiO2 为 40% 的 12L/min 氧流量吸氧的时候，病程记录应该写「 Venturi 面罩 12L/min 吸氧治疗」还是「 Venturi 面罩 FiO2 40% 吸氧治疗」呢？
作者：阿卡托什
审阅：北京协和医院内科 吴海婷 总住院医师
编辑：紫背浮萍 黑草乌叶
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