Tài liệu Cơ sở sinh lý học của Oxy liệu pháp

ù các bộ phận chứa khí cũng quan trọng, nhưng yếu tố chủ yếu để giữ cho FiO2 hằng định là lưu lượng toàn bộ khí. Để đảm bảo được FiO2 hằng định, nên cho máy cung cấp một lưu lượng toàn bộ khí gấp 4 lần thông khí phút của bệnh nhân (bảng 1) Bảng 1: Bảng ước tính FiO2 và lưu lượng toàn bộ khí trong hệ thống oxy lưu lượng cao FiO2 Khí trời/ 100% oxy 0,24 25/1 0,28 10/1 0,34 5/1 0,40 3/1 0,60 1/1 0,70 0,6/1 Ví dụ: muốn cung cấp FiO2 = 0,40 ở một bệnh nhân có thông khí phút 6 l/phút thì lưu lượng toàn bộ khí cần cho là 24 l/phút. Muốn vậy, dùng oxy nguyên chất với lưu lượng là 6 l/phút. 4 Hệ thống oxy lưu lượng cao có những ưu điểm rất quan trọng: - Nếu biết sử dụng đúng cách, hệ thống này sẽ cung cấp oxy với FiO2 hằng định và biết trước được. Có thể kiểm tra FiO2 bằng máy phân tích oxy. - Vì toàn bộ khí hít vào được cung cấp nên nhiệt độ và ẩm độ khí có thể kiểm soát được. - CO2 không bị tích tụ Khuyết điểm là phải mua dụng cụ Venturi, tạo nên luồng gió và tiếng ồn làm một số bệnh nhân khó chịu, làm ẩm khí kém ở FiO2 tối đa. Dù vậy, dùng hệ thống oxy lưu lượng cao là phương pháp tốt nhất trong tất cả các cách của oxy liệu pháp. 3.2.2 Hệ thống oxy lưu lượng thấp Hệ thống này không cung cấp đủ khí hít vào cho bệnh nhân, nên một phần khí lưu thông (VT) phải được hít bằng khí trời. Oxy được cho qua ống thông ở mũi trước. Như đã nhấn mạnh ở trên, tuy gọi là hệ thống oxy lưu lượng thấp, nhưng FiO2 cung cấp bởi hệ thống này có thể từ 21% lên đến 80% hay hơn nữa. Tuy nhiên FiO2 cung cấp theo phương pháp này chịu nhiều sự biến đổi tùy vào: Kích cỡ của các khoang chứa oxy. Lưu lượng của oxy cung cấp thấp (l/phút) Kiểu hô hấp của bệnh nhân. Do vậy mà FiO2 không thể biết được một cách chính xác. Nhưng phương pháp này rất thông dụng vì quen dùng, bệnh nhân dễ chịu, rẻ tiền và sẵn có hơn dụng cụ Venturi. Để minh họa sự biến động mạch của FiO2 theo kiểu thở của bệnh nhân, chúng ta hãy xét 2 ví dụ sau đây: Ví dụ 1: Một người có nhịp thở 20 lần/ phút, khí lưu thông là 500 ml, thời gian hít vào là 1 giây, thời gian thở ra là 2 giây. Khoang chứa cơ thể bao gồm mũi, hầu mũi và hầu họng bằng khoảng 1/3 khoảng chết cơ thể tức khoảng 50 ml. Khi cho oxy đi qua ống thông mũi với lưu lượng là 6l/phút (100 ml/giây), chúng ta có thể tính ra FiO2 như sau: trong lúc hít vào 1 giây, trong 500 ml khí hít vào có: 50 ml O2 nguyên chất từ khoang chứa cơ thể.  100 ml O2 nguyên chất theo ống thông mũi đi vào.  350 ml khí trời, chứa 20% oxy, tức là 70 ml O2 nguyên chất. Vậy tổng cộng ta có 220ml oxy trong tổng 500ml khí hít vào mỗi lần (thể tích khí lưu thông). Vậy FiO2bằng 220/500 tức bằng 0,44. Ví dụ 2: Nếu cùng một bệnh nhân như trên nhưng thông khí phế nang giảm chỉ còn 250 ml, thì trong 1 giây hít vào có:  50 ml O2 nguyên chất từ khoang chứa cơ thể. 5  100 ml O2 nguyên chất theo ống thông mũi đi vào.  100 ml khí trơ, chứa 20% oxy, tức 20ml O2 nguyên chất. Vậy ta có tổng cộng 170 ml oxy trong tổng số 250 ml khí hít vào mỗi lần (thể tích khí lưu thông). Vậy FiO2 bằng 170/250 tức 0,68. Hai ví dụ trên cho thấy trong hệ thống oxy lưu lượng thấp thay đổi mạnh mẽ tùy vào thể tích khí lưu thông, tần số hô hấp, thông khí phút và kiểu thở. Do vậy hệ thống oxy lưu lượng thấp chỉ có thể cung cấp cho bệnh nhân một loại khí có FiO2 ổn định một khi kiểu thở của bệnh nhân ổn định và hệ thống này có thể cung cấp một FiO2 rất cao (bảng 2). Dùng ống thông mũi trước thì lưu lượng khí tối đa nên là 6l/phút vì cao hơn nữa chúng ta cũng không thể tăng thêm FiO2 được vì khoang chứa cơ thể đã đầy. Muốn tăng thêm FiO2 với hệ thống này, ta phải tăng thêm thể tích của khoang chứa oxy, bằng cách dùng mask chụp trên mũi và miệng bệnh nhân. Các giá trị FiO2 tương ứng với các lưu lượng oxy khi dùng dụng cụ này được ước tính trong bảng 2, khi kiểu thở của bệnh nhân là bình thường. Khi dùng mask lưu lượng oxy không được để dưới 5 l/phút, nếu không, khí thở ra sẽ bị ứ đọng trong mask. Các giá trị FiO2 tương ứng với các lưu lượng oxy khi dùng hệ thống oxy lưu lượng thấp với mask được ước tính trong bảng 2, khi kiểu thở của bệnh nhân là bình thường. Kiểu thở của bệnh nhân cũng ảnh hưởng đến FiO2 như khi dùng ống thông. Muốn FiO2 cao hơn 0,60 ta lại phải tăng thêm bình khoang chứa oxy bằng cách gắn thêm một túi dự trữ nữa. Đây là một túi dự trữ oxy nên không bao giờ được để xẹp khi hít vào. Với lưu lượng oxy 100% từ 6 đến 10 l/phút, hệ thống mask và bình chứa khí có thể cho FiO2 từ 0,60 đến hơn 0,80 (bảng 2). Vì là hệ thống oxy lưu lượng thấp nên FiO2 này cũng bị thay đổi theo kiểu thở của bệnh nhân. Nói tóm lại, với 2 hệ thống oxy chủ yếu, ta có thể chọn lựa để có thể có một lượng oxy hằng định và có thể biết trước được và bao giờ cũng phải đánh giá kiểu thở. Với một người có kiểu thở bất thường ta nên dùng hệ thống oxy lưu lượng cao. Chỉ có khi nào lượng oxy cho vào được hằng định và biết trước thì các triệu chứng lâm sàng và kết quả phân tích khí máu mới giúp ích vào việc điều trị được. Các phương pháp sau đây cũng có thể dùng để cho oxy nhưng kém thông dụng hơn: 3.2.3 Cho oxy xuyên khí quản Dùng một catheter đâm xuyên qua thành trước khí quản và đầu ống nằm ngay trên chỗ phân đôi khí quản. Đây là một cách cho oxy hữu hiệu, nhất là ở bệnh nhân phải dùng oxy dài ngày. Nhưng có thể bị nhiễm trùng. 3.2.4 Lều hay lồng ấp Chỉ dùng cho trẻ em không chịu được mask. Nồng độ oxy có thể lên đến 0,50. Bất tiện vì thời gian để được FiO2 mong muốn lâu (> 20 phút), CO2 bị ứ đọng, nhiệt độ gia tăng, oxy bị thoát đi khi mở lều. 3.2.5 Dùng với máy giúp thở 6 Khi một bệnh nhân thở máy qua ống nội khí quản hay mở khí quản, ta có thể kiểm soát được thành phần khí đưa vào. Sẽ có nguy cơ bị ngộ độc oxy nếu FiO2 > 0,50 được cho hơn 2 ngày. Do đó, nên chọn mức oxy cho vào thấp nhất đủ để có một phân áp oxy trong máu động mạch ( PaO2) chấp nhận được. Trị số này khó xác định được một cách chính xác. Bảng 2: Bảng ước tính FiO2 khi dùng hệ thống oxy lưu lượng thấp với oxy nguyên chất và kiểu thở bình thường. Lưu lượng 100% oxy (L/P) FiO2 Cannula 1 0,24 Lunnettes 2 0,28 3 0,32 4 0,36 5 0,40 6 0,44 Mask 5-6 0,40 6,7 0,50 7,8 0,60 Mask + túi chứa 6 0,60 7 0,70 8 0,80 9  0,80 10  80 Lưu ý: FiO2 sẽ bị thay đổi theo kiểu thở nhưng thường là 60 mmHg 3.2.6 Oxy cao áp Oxy nguyên chất (100% O2) được cho vào với áp lực bằng 3 Atmospheres sẽ đạt được PiO2 > 2000mmHg. Một lượng oxy lớn sẽ hoà tan trong máu bằng 6 ml O2/dl máu, lượng O2 máu giao cho mô chỉ là 5,1 ml O2/dl máu, nên máu tĩnh mạch trộn có thể vẫn còn như máu động mạch. Tuy nhiên do độ an toàn, oxy cao áp hiếm khi được dùng. Oxy cao áp hiệu quả trong ngộ độc carbonmonoxide, khi không còn Hb để gắn với oxy, do đó lượng oxy 7 hòa tan là rất quan trọng. Hơn nữa PaO2 cao sẽ thúc đẩy việc tách carbonmonoxide ra khỏi hemoglobin. Những cơn thiếu máu nặng cấp tính, hoại thư, càng giảm nén, kết hợp với xạ trị để làm tăng hiệu quả tốt với oxy cao áp. Sử dụng oxy cao áp cần phải có những thiết bị đặc biệt và nhân viên thành thạo. Trên thực tế, phòng nén được dùng bằng khí trời và oxy cho qua mask để bảo đảm là bệnh nhân nhận được oxy nguyên chất và giảm nguy cơ cháy nổ. 3.2.7 Oxy tại nhà và oxy lưu động Những bệnh nhân có bệnh phổi kinh niên quá nặng, chỉ có thể hoạt động được khi thở oxy, thì nên có oxy ngay tại nhà. Có nhiều dạng:  Bình oxy lớn với dây nối cho phép bệnh nhân di chuyển trong nhà.  Tiện lợi hơn là các bình oxy nhỏ mang theo người được chứa oxy hoá lỏng hay lọc.  Lấy oxy khí trời. Bệnh nhân có khó thở khi hoạt động sẽ tăng được hoạt động khi dùng oxy. Người ta còn thấy là dùng một lượng oxy thấp liên tục trong vài tháng, có thể làm giảm cao huyết áp phổi và làm cho dự hậu tốt hơn ở một số bệnh nhân bị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính. Cách trị liệu này tuy tốn kém, nhưng với thời gian có lẽ sẽ rẻ hơn. 4. HIỆU QUẢ CỦA OXY LIỆU PHÁP Ta sẽ xét theo nhóm nguyên nhân gây thiếu oxy trong máu và mô. A. Đối với nhóm trước phổi do thiếu oxy trong khí hít vào (lên vùng núi cao, hỗn hợp khí thiếu oxy) thì đương nhiên hiệu quả oxy liệu pháp là rất tốt. B. Đối với nhóm tại phổi, gồm các nguyên nhân: giảm thông khí và tưới máu và shunt. 4.1 Giảm thông khí Theo công thức khí phế nang lý tưởng, ta có thể tính được phân áp oxy trong khí phế nang PAO2, từ phân áp oxy trong khí hít vào PiO2: F R P PiOP ACOAO  2 22 Nếu thông khí và chuyển hóa không đổi, để cho phân áp CO2 trong khí phế nang PACO2 không đổi, thương số hô hấp R không đổi và F là một chỉ số không đáng kể thì PAO2 sẽ thay đổi theo PiO2. Khi cho FiO2 = 0,30 thì ta sẽ làm PAO2 tăng thêm 60 mmHg, PAO2 sẽ thấp hơn PAO2 một ít do shunt sinh lý. Nhưng giảm oxy máu do giảm thông khí thường nhẹ nên rối loạn này sẽ được chữa dễ dàng với một FiO2 không đổi. 4.2 Rối loạn khuếch tán Oxy liệu pháp cũng điều trị thiếu máu do rối loạn khuếch tán rất dễ dàng. Khuynh áp của oxy qua màng phế nang mao mạch ở đầu mao mạch phổi thường bằng 60 mmHg. Nếu ta cho FiO2 = 0,30, ta sẽ làm tăng thêm cho PAO2 60 mmHg nữa tức 8 làm tăng gấp đôi tốc độ khuếch tán qua màng phế nang mao mạch, làm tăng oxy từ phế nang vào máu mao mạch phổi. Do đó, chỉ cần tăng FiO2 rất nhẹ là đủ để chữa việc giảm oxy máu. 4.2.1 Bất xứng giữa thông khí và tưới máu (V/Q) Oxy liệu pháp cũng rất hiệu quả trong điều trị giảm oxy máu do rối loạn này. Tuy nhiên mức độ tăng PaO2 còn tùy vào kiểu bất xứng V/Q và FiO2 . Nếu cho FiO2 bằng 1, PaO2 sẽ rất cao vì nitrogen phế nang sẽ bị thay thế bởi oxy. Lúc đó Pa O2 sẽ bằng PAO2 = PB – PH2O - PCO2 Với áp lực khí quyển PB = 760mmHg, áp suất phần hơi nước ở thân nhiệt khi bão hoà là PH2O = 47 mmHg, PACO2 thường nhỏ hơn 50 mmHg, ta thấy PAO2 phải lớn hơn 600 mmHg, dù cho ở phế nang có tỉ lệ V/Q rất thấp đi nữa. Tuy nhiên cần phải lưu ý 2 điểm khi cho FiO2 bằng 1. Thứ nhất, có những vùng phổi thông khí rất kém nên cần phải nhiều phút mới tẩy sạch nitrogen được. Trong thời gian này nitrogen từ máu tĩnh mạch vẫn tiếp tục đổ vào phế nang. Do đó trên thực tế, khó lòng đạt đến mức PaO2 cao nhất được. Thứ hai, oxy nguyên chất có thể gây xẹp phổi, PaO2 sẽ không tăng nữa. Còn khi FiO2 nhỏ hơn 1, PaO2 sẽ tùy vào kiểu bất xứng V/Q 4.2.2 Shunt Không đáp ứng với oxy liệu pháp = zero V/Q shunt 1. Shunt cơ thể (QS) (anatomic shunt, venous admixture, true shunt, right to left shunt, virtual shunt, frank shunt, residecal shunt) đo được khi FiO2 = 1 a. Shunt cơ thể bình thường: do máu đã nuôi nhu mô phổi và tim: 2 – 5% QT. b. Shunt cơ thể bệnh lý:  Bệnh tim bẩm sinh tạo shunt phải trái.  Ống nối đại động mạch – động mạch phổi  Fistula ở phổi  Bướu mạch máu phổi 2. Shunt mao mạch (capillary shunt) a. Do xẹp phổi (virtual anatomic shunt): vì xẹp phổi, vì chèn ép, Nghẽn tắc đường dẫn khí. Đáp ứng với oxy liệu pháp = nonzero V/Q shunt b. Do giảm thông khí phế nang c. Do V/Q giảm: phân phối khí không đều, COPD, bệnh mô kẽ phổi. d. Do rối loạn khuếch tán  Do giảm thời gian khuếch tán; thuyên tắc, máu phải chạy vòng.  Do tăng đoạn đường khuếch tán – phù phổi, ap-xe phổi, ứ đọng chất tiết, viêm phổi, đông đặc phổi. 9  Các rối loạn khuếch tán khác. 5. TÁC HẠI CỦA OXY LIỆU PHÁP 5.1 Ứ đọng CO2 Đây là một tác hại rất nguy hiểm. Thường thấy sau khi cho oxy với FiO2 cao ở bệnh nhân bị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính, ngộ độc barbiturate. Khi PaO2 cao quá 60 mmHg, có 2 rối loạn xảy ra  Trung tâm hô hấp vốn bị ức chế không còn nhạy với CO2 (do CO2 cao kinh niên, do thuốc ngủ) chỉ hoạt động nhờ cơ chế kích thích cảm thụ quan nhạy với oxy tại thể cảnh và thể đại động mạch. Hai thể này chỉ kích thích mạnh khi PaO2 < 60 mmHg. Khi cho oxy, nếu làm PaO2 lớn hơn 60 mmHg, trung tâm hô hấp không được kích thích đầu đủ, bệnh nhân giảm thông khí, CO2 tích tụ.  Cơ chế thứ hai mới được đề nghị là khi làm tăng PaO2 đột ngột, phản xạ co mạch máu phổi do thiếu oxy máu mất đi, các mạch máu phổi dãn nở làm mất đi phản xạ co mạch chọn lọc: co mạch máu phổi ở phế nang có thông khí thấp. Kết quả là tỉ lệ thông khí / tưới máu càng giảm, CO2 ứ đọng. Khi CO2 ứ đọng trong máu động mạch các hậu quả xảy ra là:  Toan hoá máu, có thể đưa đến hôn mê.  Làm giảm thêm oxy trong máu vì công thức khí phế nang lý tưởng F R COP PiOOP AA  2 22 Trong đó: PAO2: phân áp oxy trong khí phế nang PiO2: phân áp oxy hít vào PACO2: phân áp CO2 trong khí phế nang vốn bằng với phân áp CO2 trong máu động mạch. R : thương số hô hấp, thường bằng 0,8 F : hệ số điều chỉnh, thường không đáng kể. Do đó khi PACO2 cao, PAO2 sẽ giảm xuống, Pa O2 giảm theo. Tình trạng hạ oxy máu sẽ rất nặng nề nếu ta cho thở oxy ngắt quãng, Haldane cho rằng cho thở oxy ngắt quãng chẳng khác gì lâu lâu kéo người chết ngột lên khỏi mặt nước một lần. Bởi vì một khi CO2 đã tích tụ, cho ngưng oxy, thì oxy máu còn giảm hơn trước khi cho oxy, theo công thức trên. PCO2 cao trong phế nang và máu động mạch sẽ làm tích trữ CO2 trong cơ thể và chỉ được thải ra dần dần, do đó, mà hạ oxy máu sẽ nặng và kéo dài. Đối với những bệnh nhân này phải kiểm soát được FiO2 bằng mask Venturi FiO2 rất thấp = 0,24, sau 10-15 phút đo PO2, PCO2 , pH. Nếu PCO2 không tăng hơn một vài mmHg, bệnh nhân vẫn tỉnh táo, có thể cho FiO2 lên đến 28 %. FiO2 thường là đủ để trị thiếu oxy máu nặng. Đôi khi có thể cho FiO2 lên đến 35%, nhưng để tránh tình trạng ứ 10 đọng CO2, ta nên giữ PaO2 ở mức 60 mmHg, độ bão hoà hemoglobin với oxy 90%. Cần nhớ rằng ở tình trạng thiếu oxy máu nặng, đường cong phân ly oxy hemoglobin rất dốc, nên khi PaO2 tăng từ 30 lên 50 mmHg, độ bão hoà hemoglobin với oxy có thể tăng thêm được đến 25%. 5.2 Xẹp phổi do mất nitrogen Cũng là một biến chứng đáng sợ vì khi phế nang xẹp, thông khí V bằng không tạo vùng zero V/Q, ta có shunt QSP / QT gia tăng, Pa O2 càng giảm. Điều nghịch lý là FiO2 càng cao, khả năng xẹp phổi càng lớn và xảy ra càng nhanh. Ở người thở khí trời, khi bị nghẽn tắc đường dẫn khí, khí bị nhốt trong phế nang bị hấp thu do áp suất trong tĩnh mạch nhỏ hơn khí trời cũng gây xẹp phổi, nhưng quá trình này xảy ra chậm vì còn nitrogen làm đệm. Khí này chậm hấp thu vì tính hoà tan rất kém, nhưng nếu bệnh nhân thở FiO2 cao, tốc độ xẹp phổi sẽ tăng nhanh vì nitrogen đã bị oxy hoá thay thế. Ở phổi bình thường, các nối giữa các phế nang sẽ làm chậm hay ngăn sự xẹp phổi. Xẹp phổi do hấp thu khí thường xảy ra ở các bệnh nhân suy hô hấp vì đường dẫn khí thường bị nghẽn do chất tiết hay màng tế bào và bệnh nhân thở với FiO2 cao. Phổi thường bị xẹp ở vùng thấp vì chất tiết thường ứ đọng ở đây và ống dẫn khí, phế nang vùng này cũng khó nở hơn vùng khác. Vùng xẹp phổi khi tưới máu, tạo nên zero V/Q shunt làm PaO2 thêm giảm. Do đó, oxy li