深入洞悉：
氧氣在組織中的缺乏
- 組織中的氧氣其實超低(因為氧氣不太溶於水)：這也是我們需要Hb的原因。另外一個原因是因為氧氣濃度如果太高，容易產生自由基代謝物，造成毒性。
- 所以本章要強調：如果沒有組織氧合不足的 證據而過度使用氧氣可能會有問題，因為它會導致毒性氧氣代謝物質的產生，造成細胞致死性損傷。
低血氧症的耐受性：
- 氧氣治療被用來預防低血氧症(通常在PaO2 < 60mmHg或者SaO2 < 90%)。但是其實PaO2即便到很低，也不太會影響組織氧合。血中的Lactate也不太會升高
氧氣治療和有氧代謝：
- 當吸入的氧氣增加，PaO2就會顯著提升，但VO2會保持不變。表示氧氣治療不會有利於有氧代謝。
- 而且發現如果讓病人吸純氧，VO2反而會降個10~20%，意指高氧可抑制有氧代謝！
氧氣和微循環：
- 氧氣治療產生全身性血管收縮（不是肺血管收縮），主要影響控 制微血管血 流的小動脈 (small arterioles)
- 吸高氧→ small arteriole vasoconstriction → 減少微血管氧氣的供應 → VO2↓，同時也是在高氧時保護組織不因氧氣造成傷害。
總結：
- 氧氣治療不會有助於有氧代謝，而只會提高重要器官因 氧氣所引起(氧化物)傷害的風險。
氧氣給予系統：
前言：
- 氧氣給予系統分為低流量系統、儲氣系統(reservoir systems) 與高流量系統。
- 低流量系統：標準鼻管
- 儲氣系統：標準面罩、有儲氣袋的面罩。
- 高流量系統：空氣引入式(air-entrainment) 面罩、透過鼻管給予加溫與加濕的氧氣。
- 每個系統的特性可依以下特徵來區分：
. 可確定吸入氧氣百分比濃度(fractional concentration of inspired oxygen, FIO2) 的方式
. 可達到FIO2 的濃度範圍
. FIO2的濃度變異性
. 最適合此系統的病患類型
低流量氧氣鼻管(Low-Flow Nasal O2)：
- 以 1至6 L/min的 應鼻咽氧氣。(平靜呼吸時的正常吸氣流速大約是15L/ min (0.25 L/sec)，因此低流量經鼻腔給予的氧氣只占病患產生吸氣流量的一部分。)
- FIO2範圍可從24%的O2(以1L/min)到 40%的O2(以6L/min)
- 在急性呼吸衰竭的病患，吸氣尖峰流速可提高到 30~120 L/min：這樣Nasal cannula能給的O2遠遠不夠
- 優點和缺點：氧氣鼻管的主要優點是使用簡單與病患的接受度，病患可以進食和說話。主要缺點是無法得到高濃度的吸入氧氣，尤其在病患換氣需求增加時。
標準面罩(Standard Face Masks)：
- 面罩被認為是 一 個儲氣系統，因為面罩包覆住100至 200mL的容積。標準面罩以 5至10L/min的流速供氧， 需要最小流速 5L/ min以清除呼出的廢氣於面罩外。
- 在面罩側邊的呼氣口還允許室內空氣被吸入。
- 於平靜呼吸時該系統可以達到 約60%的最大FIO2
- 優點和缺點：氧氣面罩比鼻管限制更多，同時也限制了由口進食。
有儲氣袋的氧氣面罩：
- 可增加的氧氣儲存容量由600到1,000mL (取決於袋的大小)。如果儲氣袋保持膨脹，病患將主要吸入袋中的氣體。
- 有兩種類型的儲 氣袋裝置：部分再吸入型(Partial Rebreather)和非再吸入型(Nonrebreather)。
- Partial Rebreather：此設備讓呼氣初期吐出的氣體再返回到儲氣袋中。但是這些氣體大多是Anatomical dead space的氣體，氧氣濃度其實很高。Partial Rebreather可以達到約70%的最大FIO2。
- Nonrebreather：氧氣面罩的呼氣口被小瓣膜蓋住，允許呼出氣體出去而避免吸入室內空氣的氣體。在儲氣袋與面罩間還有單向閥，它允許從袋中吸入氣體而避免呼出氣體進入袋中(防止呼出氣體的再吸入)。非再吸入型裝置理論上可以達到100%的FIO2，但在現實中的最大FIO2接近80% (由於面罩周圍的漏氣)。
- 優點和缺點：儲氣袋的主要優點是可提供高濃度的吸入氧氣，其缺點與氧氣面罩所描述的相同。
空氣引入式裝置 (Air Entrainment Device)：
- 空氣引入式裝置提供一個恆定FIO2的高流量系統。
- 利用Venturi效應，在裝置中達成空氣引入，達成”射流混合(jet mixing)”。所以這個裝置叫做Venturi面罩。
- 優點和缺點：主要優點是能提供恆定的FIO2，這是在慢性CO2 retention的病患上期望能達到的，在慢性CO2 retention的病患中，FIO2無預期的增加會導致PaCO2進一步的提高。這些裝置的主要缺點是不能提供高濃度的吸入氧氣 。
高流量氧氣鼻管(High-Flow Nasal O2)：
- 最新的供氧方式(對成人)是使用加溫與加濕氣體的高流量氧氣鼻管。使用加熱至體溫與含有過飽和水的氧氣(相對濕度99%)。氧氣流速高達40~60 L/min。
- Clinical Experience：需要高 FIO2使用氧氣面罩的病患，當換成加濕的高流量氧氣鼻管時，在呼吸窘迫的測量 指標上有明顯改善(如呼吸速率減少、較無呼吸困難)。
- 優點和缺點：ICU book大推，說這是未來趨勢。
氧氣的毒性本質：
- 越來越多的證據顯示氧氣(透過毒性代謝物的產生)是急重症病患細胞損傷的來源。
氧代謝：
- 中間產物包括超氧化物自由基、過氧化氫和羥基自由基。需要Glutathione抗氧化
- Neutrophil Activation：respiratory burst可以產生很多氧氣代謝產物殺死Microbio，但是如果沒有足夠的抗氧化物保護，氧氣代謝物也會造成 宿主組織的傷害。
- 連鎖反應：由氧氣代謝產物造成的傷害會被放大， 是因為自由基有產生連鎖反應的趨勢。連鎖反應也可解釋當嚴重且敗血症與感染性休克的感染被根除之後，發炎性多重器官衰竭仍會持續惡化。
- N-acetylcysteine：Glutathione不容易進入細胞，給予外生性Glutatione對細胞內濃度影響不大 。然而，常用的黏液分解劑N-acetylcysteine類似於Glutatione能夠穿過細胞膜而可作為Glutatione的替代品。這也是為什麼N-acetylcysteine可以當做Acetaminophen中毒時的保護效果。
氧化壓力：
- 當氧化物活性超過抗氧化物的中和能力，過量或無對抗的氧化作用會促進組織損傷。無封抗的生 物氧化作用(unopposed biological oxidation)稱為氧化壓力(oxidant stress) 。
肺氧中毒：
- 多少FIO2 是有毒的?：基於對FIO2 超過 60% 時肺活量會下降的觀察，肺部氧氣毒性的FIO2 閾值設為 60%。但是其實任何高於21% 的FIO2(室內空氣)對於急重症患者都代表有毒氧氣的暴露。
- 因此，最好的做法是降低FIO2 到最低容忍值，例如維持動脈血氧飽和度≥ 90% 所需最低的FIO2
結語：
為什麼氧是血管收縮劑?
- 藉由氧氣治療增加組織氧合作用的嘗試會因氧氣有小動脈血管收縮的作用而受阻，因而降低了微血管的有效血流。因此，身體抵抗組織氧合增加的嘗試，而這樣設計的可能目的是為了限制氧氣造成組織受傷害的風險。總之，這似乎顯示人體被設計在維織中維持氧氣有限的環境， 以限制氧氣造成紬胞傷害的 機會。
