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          吸氫機的氫氣吸入濃度是如何計算的
          來源:氫產業網 發表時間:2021-3-2 8:20:30 閱讀:4281

          氫氣吸入濃度是決定效果的關鍵指標,但現在沒有具體的估算公式。有人建議參考計算氧氣吸入濃度的公式估計氫氣吸入濃度,但是這種方法可能不太準確。我這里參考氧氣吸入濃度計算公式的原理,探討一下氫氣吸入計算公式,這里僅限于純氫氣吸入的情況。(只是孫學軍教授看法,本文只供學術探討,不作為實際應用。)

          吸氧濃度的計算公式是:吸氧濃度(%)=21+4×氧流量(L/min)。

          吸入氧濃度(%)=21+4x氧流量(L/min)這個公式僅適用鼻導管或鼻塞!秲瓤茖W》在呼吸衰竭一章中說到氧療,特別指出鼻導管和鼻塞這兩個吸氧裝置。而吸入氧濃度與氧流量的關系就是上述公式。

          該公式的推導依據《ICU主治醫師手冊》。這里以“正常人”“正常呼吸模式”進行呼吸做簡要說明。正常人呼吸潮氣量為 500 ml,呼吸頻率 20 次/分,吸氣時間 1 秒,呼氣時間 2 秒,口鼻咽解剖死腔 50 ml。

          當用鼻導管吸氧流量為 6 L/min(100 ml/秒),假設呼氣在呼氣時間的前 1.5秒(75%)完成,則最后的 0.5 秒幾乎無氣體呼出,來自鼻導管的純氧(吸氧流量為 6 L/min,即 100 ml/秒)將在這0.5秒中將口鼻咽解剖死腔充滿。

          這里請小心,從肺出來的混合氣中仍然含有16%的氧氣,這個步驟本質是將氧氣濃度從16%提升到100%,這個過程其實不能用線下方程計算,只能使用指數方程計算?紤]到原來含有16%氧氣,這里就不追究了。

          氫氣的情況:如果按照600毫升/min(0.6L/min)氫氣供氣量,每秒供氣10毫升,0.5秒內進入口鼻咽解剖死腔 50 ml只有10毫升,相當于20%的氫氣濃度。300毫升/分鐘時,這個數值是5毫升或10%。對于氫氣濃度接近于零的肺呼出混合氣,用一定流量氫氣填補死腔的效率,要遠遠超過純氧氣的補充效率。這里可以適得調高到15-20毫升。

          在 1秒吸氣時間內,吸氣潮氣量由 3 個部分組成:

          1)來自口鼻咽解剖死腔的 50 ml 純氧(100 ml/秒 x 0.5秒=50 ml);吸入600毫升/分鐘氫氣的情況是,這里有10毫升氫氣,40毫升空氣。吸入氫氣300毫升/分鐘,此部分只有5毫升氫氣。

          2)來自鼻導管的 100 ml 純氧(100 ml/秒 x1秒=100 ml);600毫升/分鐘供氣,吸入1秒時間吸入10毫升氫氣;300毫升/分鐘供氣,吸入5毫升氫氣。

          3)因為我們假設潮氣量是 500 ml,所以還需要額外吸入 350 ml 的空氣(氧濃度21%,約20%),則氧氣為 350 ml x 20% = 70 ml。該部分組成對氫氣沒有任何貢獻。

          可見,500 ml 吸氣潮氣量中含有 220 ml 純氧(50 ml+100 ml+70 ml),則吸入氧濃度為 44%(220 ml/500 ml)。

          看氫氣的情況:所以500 ml 吸氣潮氣量中,每分鐘600毫升氫氣吸入的量只有兩個10毫升,共20毫升,氫氣的總體濃度就是20/500=4%。因此,這個計算公式不同于簡單計算的2.4%。如果是300毫升流量,則濃度降低一半為2%。

          所以純氫氣吸入濃度(%)的估算公式應該是:供氣量(毫升)x2÷300.

          也就是說,在“理想通氣狀態下”,通過鼻導管吸入流量為 6 00毫升/min的氫氣時,其吸入氫氣濃度為4%。在其他條件不變的情況下,若將氧流量從 100 毫升/min逐漸增加至 6 L/min,則氫氣流量每變化 150毫升/min,吸入氫氣濃度大約相應變化 1%,這就是上述氫氣流量與吸入氫氣濃度關系方程的推算依據。

          需要特別注意的是:如果換成面罩吸氫氣,那上述推算公式是不成立的,其中一個原因是死腔面積應該包括面罩下的體積和口鼻咽的死腔體積。

          但是要注意的時,吸純氫時候氧氣濃度也會相應下降,例如氫氣濃度增加了1%,相當于空氣被稀釋1%,氧氣濃度并不是下降1%,而是下降了21%的1%,大約是下降0.21%。如此當純氫氣吸入量達到1500毫升時,氧氣的濃度下降10%,大約為2.1%,也就是說是18.9%。似乎不會因此導致缺氧。

          不過,這只是理論計算,并沒有經過實際檢測,我認為對這個過程進行詳細分析和測試,不僅是開展氫氣臨床醫學研究的必要,也是將來氫氣臨床應用的重要內容。檢測時可以對氧氣濃度,氫氣吸入濃度,氫氣呼出濃度,二氧化碳濃度等都進行全面實時檢測。

          由于人的呼吸頻率并不一樣,有的15次,有的20次,一般來說次數越少,吸入氣體的相對量越高,因為每次吸入時間越長,吸入目標氣體的時間越長,吸入的量越高。

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