1.鼻导管吸氧时的FiO2计算公式

鼻导管或鼻塞给氧是临床最为常用的给氧方法，因为它的确简单、方便而且便宜，患者也容易接受，因为不影响进食、咳痰、说话甚至唱歌。假如这个病人需要做动脉血气，那我们需要知道他的吸入氧浓度(FiO2)，以便客观评估其氧合情况。而几乎所有临床医生都知道鼻导管吸氧浓度与吸氧流量有关，且大致的公式为：FiO2(%)=21+4x吸氧流量(L/min)。

但实际上，我们对上述公式严重滥用、误用了。为什么这么说，首先要从“这个公式怎么来的”说起。

笔者查找了很多资料，终于在《ICU主治医师》这本书中找到公式由来：以正常人理想呼吸模式进行呼吸作为例子说明(潮气量500ml，呼吸频率20次/分，吸气时间1秒，呼气时间2秒，口鼻咽解剖死腔50ml)，假如鼻导管吸氧流量为6L/min(100ml/s)，假定呼气在呼气时间的前1.5秒完成，则最后0.5秒几乎无气体呼出，来自鼻导管的纯氧(吸氧流量是6L/min，即100ml/s)将在这0.5秒中将口鼻咽解剖死腔充满。那么，在1秒的吸气时间内，吸气潮气量由以下3部分组成。可见500ml吸气潮气量中有220ml纯氧(50ml+100ml+70ml)，则吸入氧浓度为44%(220ml/500ml)。

也就是说，在理想情况下，鼻导管吸入流量为6L/min的氧气时，FiO2为44%(若根据公式计算应为45%，会有误差，因为公式本来就只是粗略计算而已)。在其他条件不变的情况下，若将氧流量从1L/min逐渐增加至6L/min，则氧流量每变化1L/min，FiO2大约相应变化4%，这就是一道简单的数学题(y=ax+b，b是常数为21，因为空气氧浓度就是21%)这就是公式的推算依据。

当我们知道了公式的来历之后，很多误区不攻自破。比如当我们使用面罩吸氧时，还能用这个公式吗?显然不能，因为面罩的存在会加大“口鼻咽解剖死腔”容量，此时应该是“面罩口鼻咽解剖死腔”。

还有人认为这个公式计算FiO2比较稳定。也不是，潮气量和呼吸频率的变化都会影响FiO2的准确性(我们默认是鼻导管或鼻塞吸氧的情况下)，如上述公式，如果患者潮气量减少1/2，即250ml，那么潮气量的构成发生明显变化：

来自口鼻咽解剖死腔的50ml纯氧和来自鼻导管的100ml纯氧没变，但还需额外吸入100ml的空气(因为我们假定潮气量是250ml)，这部分空气含有氧气20ml。可见250ml的潮气量中含有氧气170ml(50ml+100ml+20ml)，则FiO2为68%(170/250)。

可见潮气量越小，FiO2给氧浓度越高，另外我们也可以计算得出呼吸频率越小，FiO2也会越高，反之则相反。关于FiO2(%)=21+4x吸氧流量(L/min)

大行其道的另一个笑话是：曾经有人问能不能用该公式计算有创呼吸机的吸入氧浓度。这固然是个笑话，因为我们都知道有创呼吸机(有学者更愿意称之为通气机)的吸入氧浓度是可以直接调节的，要多少调多少，无需计算，即使计算也不能用这个公式计算。

2.鼻导管给氧的流量多少合适

通过上述介绍，我们大致估算出鼻咽部解剖死腔有50ml(理想状态)，而当我们用6L/min鼻导管吸氧时，该死腔已被氧气完全预充了，此时再提高氧流量至7L/min或10L/min等均不可能进一步增加吸入氧浓度。

也就是说，当我们抢救病人时，把氧流量调到最顶端(10L/min)也是没什么实际用处的，这么高流量的冲击只会增加病人的不适，因为氧流量超过5L/min便可导致鼻粘膜干燥、痰液干燥等，而氧流量超过7L/min时患者往往不能耐受，如果不信，下次我们可以自己找个鼻导管试试，实践是检验真理的唯一标准。此时要想进一步提升吸入氧浓度可改用面罩，尤其是带有贮袋的面罩。

3.简单面罩和附贮袋面罩的区别

临床上更加常用的肯定是简单面罩(普通面罩)，随手可拿。我们要知道简单面罩并无单向活瓣或贮气袋等额外零件，既简单又普通。面罩上有些小孔，呼出气可从小孔排出，空气也能从小孔进来。这种面罩的缺点很明显，影响患者说话、咳痰、进食，更加不能唱歌，这不是笑话，的确有过患者要求我给她更换鼻导管，理由是她晨起要练歌，我知道她可以出院了。

通过这种简单面罩吸氧，氧流量需调节在5-6L/min以上，才可能把面罩内的呼出气(包括CO2)冲洗排出，如氧流量过低，不仅吸入氧浓度下降，而且呼出气的CO2可在面罩积聚，导致CO2重复吸入，这不是好事，尤其是对于AECOPD的患者而言，我们想着要低流量吸氧(比如2L/min)，就是为了避免吸入氧浓度过高引起CO2潴留，但多是通过鼻导管或文丘里面罩给氧，而非普通面罩，如果使用无创正压通气则另当别论。

简单面罩最大吸入氧浓度为50%-60%，这已经比鼻导管或鼻塞进步了，主要用于缺氧较重但无CO2潴留的患者。简单面罩给氧时，氧流量>8L/min时FiO2不会进一步增加，道理跟鼻导管吸氧类似。

部分患者严重缺氧，普通面罩无法满足需求，而又无法气管插管接呼吸机的条件，此时可以考虑使用附贮袋的面罩，其结构很简单，只是在简单面罩上装配一个乳胶或橡胶制的贮气袋而已，但这个气袋的存在使得面罩的战斗力大大提升，因为它可以较低流量氧来提供较高的FiO2，如果面罩合适不漏气，吸入氧浓度可达100%，但计算确切的吸入氧浓度也相对困难。根据面罩和贮气袋之间有无单向活瓣可分为部分重呼吸面罩和无重呼吸面罩(如下图)。

4.文丘里面罩

还会用到的面罩有Venturi面罩(文丘里面罩)，具体原理不做介绍。文丘里面罩的优点是吸入氧浓度可较好地控制，不受患者呼吸影响。常用的吸入氧浓度有24%、26%、28%、30%、35%、40%等，虽然文丘里面罩也能提高40%以上的FiO2，但不如低FiO2时准确可靠，据计算，高FiO2时实际氧浓度与预计氧浓度偏差可高达10%。

所以它更加适用于需严格控制的持续低浓度氧疗，比如存在低氧血症和CO2潴留的AECOPD患者。如果患者严重缺氧，而无明显CO2潴留，我们还是使用面罩或附贮气袋的面罩居多。笔者使用文丘里面罩的经验不多，毕竟不是所有AECOPD患者都需要如此精细调节的低浓度吸氧，通常给低流量鼻导管吸氧便可，病情严重的可无创正压通气，甚至插管上机。

5.关注氧疗副作用

对氧中毒的预防和治疗原则就是在维持适当的PaO2的同时，将FiO2控制在最低水平，一般认为FiO2<40%是安全的，长时间没问题;FiO2在40%-60%可能引起氧中毒，但也有人认为FiO低于60%都是无害的;如果FiO2>60%高度可能发生氧中毒，氧疗时间不宜超过48h，如果给纯氧，一般不宜超过24h。

鼻导管或面罩吸氧一般不会面临氧中毒的问题，因为吸入氧浓度有限制，所以上述安全范围数字是针对有创机械通气而言。但即使是鼻导管或面罩吸氧也会发生高氧血症。高氧血症特指PaO2超出120mmHg(吸入空气时PaO2的正常值80-100mmHg，但氧疗时氧分压是有可能高出100mmHg甚至300mmHg以上)，有研究表明88%的高氧血症事件发生时，没有对吸氧浓度进行调整，说明医务人员对高氧血症概念不清，危害认识不足，没有纠正高氧血症的意愿和行动，虽然高氧血症的危害通常不比低氧血症(大脑缺氧数分钟就会发生不可逆转损伤)，但高氧血症也不是好事，关键是高氧血症是医源性的，可控制和避免。

参考文献：

1、殷凯生.呼吸衰竭

2、邱海波.ICU主治医生手册.第2版

3、曹洁等.规避高氧危害，规范目标氧疗.中华结核和呼吸杂志.2015