在高壓氧單人艙如何做切換空氣air break

 游朝慶醫師

   在做高壓氧治療時，若壓力太大加上連續治療時間太久時，有可能會導致氧氣中毒(Oxygen toxicity)。一般而言，人在2個大氣壓的高壓純氧環境中，最多可連續停留1.5小時-2小時，超過了可能會引起抽蓄、昏迷、精神錯亂，記憶喪失等氧中毒現象。而預防的方法只有兩種，一為降低壓力及治療時間，如只以兩大氣壓純氧連續治療1小時；另一種方法為呼吸正常空氣間隔(intermittent air break)。在多人艙中是以空氣加壓，所以只要在吸入純氧20-30分鐘時，拿下吸氧面罩5-10分鐘，就可做換氣的動作。然而在單人艙中呢?

   許多醫院相信用的都是將單人艙進氣的氧氣切換成壓縮空氣，5分鐘後再切換回來，台灣市面上常見的Perry及Sechrist高壓氧單人艙都是如此這樣的方式操作，但這樣的操做其實無法在5-10分鐘內將艙內的氧氣濃度降到21%，且接著回到純氧的環境也會需要一些時間。國外的要求是利用一般的氧氣面罩(oxygen mask，如圖1)來切換成空氣1，本院用的範美高壓氧艙本身就內建這種air-break設計(‧★,:*:‧\(￣▽￣)/‧:*‧°★*)。而Perry及Sechrist高壓氧單人艙若要外加這種氧氣面罩換氣方式，則需要額外加錢(－ －|||| )。

圖1.氧氣面罩

  當1970年代高壓氧單人艙開始用來治療潛水夫病時2，當時的確是沒有air-break的設計，故當時慢慢發展出一些不需要air-break的短治療表(Short DCI treatment tables)來治療潛水夫病2-4，如圖2，的確也獲得不錯的成績。但隨著時代的進步，在1980年代，利用面罩換氣的單人艙陸續問世，這些治療表應該不再被需要5。

圖2. Hart-Kindwall monoplace chamber treatment protocol

   接著，我們來證實為何現今台灣大多醫院採用將進氣的氧氣直接切換為空氣當作是air-break是沒有效率的。1988年Raleigh的這篇文章最常被人來引用6，作者以Sechrist公司出的型號2500-B的高壓氧單人艙來實驗(如下圖3)，這機器和範美的機器一樣其有兩套換氣系統(如圖4,5)，作者研究高壓氧艙在2.8ATA(60fsw)及1.9ATA(30fsw)的壓力下，給予常規的兩種5分鐘換氣(機體換氣及面罩換氣)，艙內氧氣濃度的變化是如何。

圖3. SeChrist Models 2500B and 2800，換氣系統安裝在艙門上(https://sechristusa.com/wp-content/uploads/2018/10/06-Air-Break-Assembly-Demand-and-Free-Flow-100484R1.pdf)

圖4. 範美的高壓氧艙儀表。可利用左上的旋鈕來切換要進入艙內的氣體是氧氣(目前所示)還是空氣

圖5. 範美的高壓氧艙儀表。在這裡的旋鈕可決定艙內的氧氣面罩的速率(L/min)，左上是給氧，左下是給空氣

結果如下圖6，在2.8ATA下將供應艙體的氧氣切換為空氣，需要18分鐘才能將艙內的氧氣濃度降到21%，而從21%加壓回100%氧氣濃度需要22分鐘。若在1.9ATA下，其各需要15及20分鐘。其中在2.8ATA下給予5分鐘的air break只能將氧氣降到41%(圖7)，而回到100%需要額外的21分鐘。若在1.9ATA中，5分鐘的air break可以降到34%及需要15分鐘來回復到100%氧氣濃度。

圖6 在2.8ATA下將機器進氣的氧氣切換為空氣，A是100%濃度氧氣降到21%，B是從21%氧氣回到100%6

圖7. 在2.8ATA下模擬5分鐘的air break，比較使用面罩換氣及氣體切換系統6

   

但若是用一般簡單的氧氣面罩來換氣呢，5分鐘時，艙內的氧氣會降到88%，但此時患者吸的卻是5分鐘完整21%的空氣，接著只需要8分鐘，艙內氧氣就可回到100%濃度(圖7)而在1.9ATA下，5分鐘的air break會下降到92%，需7分鐘來回復到100%。

   結論是，使用機器的氣體切換系統來換氣是沒效率的行為，且無法用來實施美國海軍的治療表，而使用面罩換氣的高壓氧單人艙是可以有效施行美國海軍的治療表6(US Navy Treatment table 6，USN TT6)。

1. Intermittent air breathing (statement). Columbia (SC): National Board of Diving and Hyperbaric Medical Technology; 2009. Available from: http://nbdhmt.org/position_statements.asp#d09.

2. Hart GB, Treatment of decompression illness and air embolism with hyperbaric oxygen: Aerosp Med, 1974; 45(10); 1190-93

3. Kindwall EP, Use of short versus long tables in the treatment of decompression sickness and air embolism: Treatment of decompression illness. Proceedings of the 45th Undersea and Hyperbaric Medical Society Workshop, 1996; 122-26, Kensington (MD), Undersea and Hyperbaric Medical Society

4. Cianci P, Slade JB Jr. Delayed treatment of decompression sickness with short, no-air break tables: Review of 140 cases . Aviat Space Environ Med. 2006;77:1003–8

5. Richard Clarke,Monoplace chamber treatment of decompression illness: Review and commentary,Diving Hyperb Med . 2020 Sep 30;50(3):264-272. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7755460/ 

6. Raleigh GW. Air breaks in the Sechrist model 2500-B monoplace hyperbaric chamber . J Hyperb Med. 1988;3:11–4.