簡介
所謂的“氧中毒”是在使用密閉式呼吸面罩下吸入高濃度的氧氣(濃度>70%),且超過24小時;或在高壓氧環境下,超過5小時有可能發生氧中毒。
目前,醫學報導“氧中毒”的病例主要是早產嬰兒。早產兒需置於恆溫箱內進行監護,並給予富氧環境,以幫助改善其因組織發育不健全而引起的缺氧症狀。如果護理方式不得當,箱內氧濃度過高,且持續給氧時間過長,就有可能導致嬰兒視網膜廣泛血管阻塞、增生,視網膜剝離、萎縮等,從而造成嬰兒終生失明的嚴重後果。
另外,有報導在潛水或高壓氧治療重型減壓病時,長時間吸入高壓氧有可能發生“肺型氧中毒”,症狀類似支氣管肺炎,嚴重時可出現類似大葉性肺炎的嚴重肺部病變。常規吸氧,在國內外還未見有氧中毒的報導。常用的氧氣面罩、鼻導管或開放式吸氧,即使給以純氧也不可能發生氧中毒的。
早在19世紀中葉,英國科學家保爾·伯特首先發現,如果讓動物呼吸純氧會引起中毒,人類也同樣。人如果在大於0.05MPa(半個大氣壓)的純氧環境中,對所有的細胞都有毒害作用,吸入時間過長,就可能發生“氧中毒”。肺部毛細管屏障被破壞,導致肺水腫、肺淤血和出血,嚴重影響呼吸功能,進而使各臟器缺氧而發生損害。在0.1MPa(1個大氣壓)的純氧環境中,人只能存活24小時,就會發生肺炎,最終導致呼吸衰竭、窒息而死。
人在0.2MPa(2個大氣壓)高壓純氧環境中,最多可停留1.5小時-2小時,超過了會引起腦中毒,生命節奏紊亂,精神錯亂,記憶喪失。如加入0.3MPa(3個大氣壓)甚至更高的氧,人會在數分鐘內發生腦細胞變性壞死,抽搐昏迷,導致死亡。
此外,過量吸氧還會促進生命衰老。進入人體的氧與細胞中的氧化酶發生反應,可生成過氧化氫,進而變成脂褐素。這種脂褐素是加速細胞衰老的有害物質,它堆積在心肌,使心肌細胞老化,心功能減退;堆積在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆積在肝臟,削弱肝功能;堆積在大腦,引起智力下降,記憶力衰退,人變得痴呆;堆積在皮膚上,形成老年斑。
理化性質
氧在常態時為無色、無臭、無味的氣體,略重於空氣(密度1.105g/L)。在標準狀態下:1L乾燥氧重1.43g;1L水中僅溶解48ml氧。氣態氧由液態氧經氣化而成,液態氧呈淺藍色,沸點為-183℃;冷卻到-218.8℃成為藍色固態。在空氣中氧的濃度達到一定比例時可促進燃燒(助燃)而不能自燃。城市煤氣(65%)和氧混合,燃燒時火焰溫度可達2730℃。液態氧與有機物和易於氧化的物品放在一起可形成爆炸混合物。常壓下,100%氧連續吸入數小時以上會刺激黏膜;液態氧可引起皮膚或其他組織“凍傷”,液體蒸發的氣體易被衣物吸收,遇點火源即可立即引起急劇燃燒。
臨床表現
一般說來,較長時間吸入60~200kPa的氧氣,所致的氧中毒以肺部損害為主,稱為肺型氧中毒(pulmonarytypeofoxygentoxicity);由於肺型氧中毒的發生、發展經歷時間相對較長,亦稱為慢性氧中毒(chronicoxygentoxicity)。而吸入200kPa以上的氧氣所致的氧中毒則以驚厥為主要表現,稱作驚厥型氧中毒(convulsivetypeofoxygentoxicity),這種類型的驚厥稱為氧驚厥;由於其發生過程較短,又稱作急性氧中毒(acuteoxygentoxicity);主要損害中樞神經系統,所以又稱腦型氧中毒(encephalictypeofoxygentoxicity)。
肺型氧中毒
1症狀:類似支氣管肺炎。其表現及通常的發展過程為:最初為類似上呼吸道感染引起的氣管刺激症狀,如胸骨後不適(刺激或燒灼感)伴輕度乾咳,並緩慢加重;然後出現胸骨後疼痛,且疼痛逐漸沿支氣管樹向整個胸部蔓延,吸氣時為甚;疼痛逐漸加劇,出現不可控制的咳嗽;休息時也伴有呼吸困難。在症狀出現的早期階段結束暴露,胸疼和咳嗽可在數小時內減輕。
2體徵:肺部聽診,常沒有明顯的陽性體徵;後期症狀嚴重時,可以出現散在的濕羅音或支氣管呼吸音。氧壓越高,這些症狀和體徵的潛伏期越短。
3實驗室檢查:
⑴X線檢查:可發現肺紋理增粗,或肺部片狀陰影。
⑵肺活量測定:肺活量減少是肺型氧中毒最靈敏的指標。
驚厥型(腦型)氧中毒
驚厥型氧中毒的表現,大體上可分為連續的四個階段:
⑴潛伏期:潛伏期長短與吸入氣中的氧壓呈負相關,但並不呈線性。氧壓增高,潛伏期縮短。
⑵前驅期:表現包括:①面部肌肉抽搐,最常見,主要為面肌及口唇顫動;②植物神經症狀:有出汗、流涎、噁心、嘔吐、眩暈、心悸和面色蒼白等;③感覺異常:可有視野縮小、幻視、幻聽、幻嗅、口腔異味和肢端發麻等;④情緒異常:煩躁、憂慮或欣快等;⑤前驅期末期可出現極度疲勞和呼吸困難,少數情況下可能有虛脫髮生。及時發現前驅症狀並立即採取措施,脫離高壓氧環境,對於預防氧驚厥的發生非常重要。需要注意的是,具體患者往往只出現一項或幾項前驅期症狀,有時甚至無明顯前驅症狀直接出現驚厥。
⑶驚厥期:前驅期後,很快出現驚厥。①癲癇大發作樣全身強直或陣發性痙攣,每次持續2min左右;②在人,發作前有時會發出一聲短促的尖叫,神志喪失,有時伴有大小便失禁;③腦電圖變化:出現於驚厥發生前,電壓升高和頻率加快,出現棘狀波和梭狀波(spindle-likewaves)。
⑷昏迷期:如果在發生驚厥後仍處於高氧環境,即進入昏迷期。實驗動物表現為昏迷不醒,偶爾局部有輕微抽搐,呼吸困難逐漸加重,再繼續下去則呼吸微弱直至停止。人員在驚厥過後即使及時脫離高壓氧環境,也有一段時間意識模糊或精神和行為障礙,一般在1~2h後即可恢復,少數可熟睡數小時。不留明顯後遺症。
眼型氧中毒
眼型氧中毒(ophthalmo-retinaetypeofoxygenintoxication)
長時間吸入70~8OkPaO2可十分緩慢地發病,主要表現為視網膜萎縮。不成熟的組織對高分壓氧特別敏感,早產嬰兒在恆溫箱內吸高分壓氧時間過長,視網膜有廣泛的血管阻塞、成纖維組織浸潤、晶體後纖維增生,可因而致盲。在90~1OOkPaO2,72h可出現視網膜剝離、萎縮,視覺細胞破壞;隨時間延長,有害效應可積累。迄今為止,在能預防肺型、腦型氧中毒的條件下,一般可不發生視覺損害。
發病機理
目前仍未完全明了。主要有以下幾個觀點:
⑴高壓氧對組織、器官的直接毒性作用當我們找不更具體確切的損傷機理時,就暫時考慮是氧的直接毒性作用。
⑵生物膜受損 在高壓氧條件下,肺泡壁的分泌細胞(Ⅱ型細胞)內板層小體的膜受損,肺表面活性物質的合成、分泌及功能均下降,造成肺表面張力增加,導致肺不張。
⑶有關酶受抑制 高壓氧下許多酶的活性受抑制如谷氨酸脫羧酶和Na+-K+-ATP酶。
⑷氧自由基的作用 氧自由基是一類具有高度化學反應活性的含氧基團。正常時,機體內產生的氧自由基主要由體內的抗氧化系統清除。機體暴露於高壓氧下,產生過多的氧自由基,且大大超過機體抗氧化系統清除的能力。氧自由基主要造成以下兩方面的損傷:1.生物膜脂質過氧化;2.破壞蛋白質的多肽鏈:酶都是蛋白質,其活性受影響。自由基學說能在分子水平上解釋氧中毒的許多現象。
⑸神經-體液因素
⑹腦內的某些肽類物質的作用如b內啡肽和精氨酸加壓素。
發病原因
簡單地說,發病原因就是吸入了過多的氧,而高壓氧暴露的壓力和時程是引起氧中毒的兩個主要因素。
1潛水中呼吸高分壓氧
⑴使用氧氣輕潛水裝具潛水時,超過規定深度;
⑵使用空氣通風式潛水裝具潛水時,在水下停留時間過長;
⑶用氦氧裝具進行較大深度潛水時,如果沒有按規定配製相應氧濃度的混合氣,或誤將較淺處吸用的氣體在深處使用。
2加壓艙內呼吸高壓氧
超過規定的壓力-時間限制。
影響因素
⑴個體差異與個體日差異:不同的個體對高濃度氧的敏感性差別很大。即使同一個體,其對氧的耐受力在不同狀態下有很大波動。
⑵CO2:增加吸入氣中CO2濃度促進氧驚厥。
⑶勞動強度:勞動強度加大促使氧中毒的發生。
⑷溫度:高溫可降低機體對高壓氧的耐受性。低溫在一定程度上可增加耐受性,但若太低引起肌肉顫抖,消耗的能量增多,則耐受性也將降低。
⑸精神因素:情緒波動、精神緊張、睡眠不足等都能降低機體對高壓氧的耐受性。
診斷
最重要的是了解有無吸氧史及吸氧的壓力和時程;同時根據主要症狀、病變部位、病變性質以及不同結果,診斷並不困難。
急救與治療
1、潛水時發生氧中毒的救治
⑴迅速離開高氣壓環境:出現前驅症狀時立即上升出水,已驚厥時則應及時派潛水員下水救護,但要控制好上升速度(<10m/min),以防止肺氣壓傷。
⑵出水後救治:卸除裝具,平臥休息,保持安靜,注意保暖,繼續觀察,防突發驚厥。
⑶抗驚厥治療:對出現驚厥者用藥,應選擇對心肺功能影響較小的藥物,可用4%水合氯醛50ml灌腸,2h後皮下注射嗎啡,可反覆套用,每天不超過4次。也可肌肉或靜脈注射0.2~0.3g異戊巴比妥。因氧驚厥常伴有一定程度的肺臟損傷,禁用吸入性麻醉藥。
2、加壓艙內發生氧中毒的救治
⑴在通過面罩吸氧的艙內,迅速摘除面罩,呼吸艙內壓縮空氣,並按空氣常規減壓。
⑵在純氧艙內,先用壓縮空氣進行通風,降低艙內氧分壓,然後逐漸減壓出艙。
⑶出現驚厥時,應注意以下幾點:
①防止跌倒摔傷或舌被咬破,必要時可適當使用止痙劑。
②應注意患者呼吸狀況,驚厥時容易發生喉頭痙攣而屏氣,此時不能減壓,以防聲門關閉造成肺氣壓傷。只有待節律性呼吸恢復,呼吸道通暢後,才可按規定減壓。
③離開高壓氧環境,仍有驚厥者,進行抗驚厥治療。
3、各型氧中毒的治療
①腦型:治療原則是鎮靜、抗驚厥、催眠,驚厥時防頭部及舌的損傷。可給予:地西泮(安定),成人lOmg,緩慢靜脈注射,lh後可再給藥。副醛,成人5~10m1,深部肌內注射,或3~5ml用生理鹽水稀釋後靜脈注射;呼吸道不暢者禁用。心功能衰弱者加用強心藥物。
②肺型:輕者數小時即可恢復;重者用抗生素預防肺部感染,加強監護。主要是支持療法促進肺部病變早日吸收。如患者存在氣體交換困難,不用HBO要出現缺氧,而用HBO要進一步損傷肺組織,則應考慮使用體外循環裝置進行肺外氧合的方法,既可補氧又可使肺得以恢復。
③眼型:在長時間吸氧治療過程中應定時檢查眼底,一旦出現眼底血管痙攣及視力下降、模糊應即停止吸氧。如病情需要不能停氧,應將氧壓降至5OkPa以下或給予2~4%CO2(常壓下濃度)-氧混合氣間歇性收入;並予能量合劑等支持療法。
預防
氧中毒是能夠很好預防的,一方面要加強平時對有關人員的教育,使其對氧中毒的症狀,尤其是前驅症狀有所了解和警惕,另一方面在用氧的過程中,要嚴格遵守各項操作規則。具體預防措施有以下幾個方面。
⑴氧敏感試驗(oxygensusceptibilitytest)
讓受試者在280kPa下吸純氧30min,如出現驚厥前驅症狀,則氧敏感試驗陽性,不能選做潛水員或潛艇艦員。
⑵嚴格控制吸氧的壓強-時程(pressure-durationlimitation)。
⑶間歇吸氧(intermittentoxygenexposure)
即將吸氧分階段進行,在兩次吸氧之間吸空氣5~10min。事實證明,較短的間歇時間能夠預防較長吸氧時間內可能引致的氧中毒,從而可以延長吸氧的總時程,達到最大限度利用氧的目的。
⑷控制發病因素
①保證供氧裝置處於良好狀態,嚴格操作規程;
②了解潛水員或患者的日常生活、作息制度和精神狀態;
③吸氧時,儘量減少不必要的體力活動;
④吸氧期間,醫務人員應密切關注,以便發現情況及時處理。