Oxygen Therapy Patchanee Pasitchakrit Department of Anesthesiology Srinakharinwirot University

Oxygen tissue Oxygen cascade - Ventilation - Diffusion - Perfusion PiO2 ~ 150 mmHg PAO2 ~ 110 mmHg PaO2 80-100 mmHg PtO2 20-40 mmHg PvO2 35-40 mmHg

Oxygen Therapy ข้อบ่งชี้ ( Indications ) คือการเพิ่มความเข้มข้นของ oxygen ในอากาศที่หายใจเข้า นิยมวัดเป็น FiO2 ให้อย่างเหมาะสม วัตถุประสงค์, ข้อบ่งชี้, ภาวะแทรกซ้อน, วิธี ข้อบ่งชี้ ( Indications ) 1. Hypoxemia 2. Supportive treament of tissue hypoxia 3. Miscellaneous - enhance absorption of air space - specific treatment for CO poisoning - hyperbaric oxygen therapy

Oxygen therapy ในภาวะ hypoxemia วัตถุประสงค์ 1) Prevent and correct hypoxemia 2) Decrease cardiopulmonary work

วัตถุประสงค์ 1) Prevent and correct hypoxemia - PaO2 > 60 mmHg หรือ SaO2 > 90% (no tissue hypoxia or clinically significant hypoxemia)

กลไกการเกิด Hypoxemia 1. Low PiO2 เพิ่ม FiO2 2. Impaired pulmonary gas exchange - hypoventilation - diffusion defect correct ด้วย FiO2 ไม่เกิน 0.5 - V/Q abnormality - shunt ควรให้ airway pressure therapy ร่วมด้วย ควรแก้ไขสาเหตุของกลไกย่อย

มากขึ้น 3. Low mixed venous oxygen saturation - พบในภาวะ O2 demand > O2 supply เช่น severe hypermetabolic state - เกิดร่วมกับ Impaired pulmonary gas exchange hypoxemia มากขึ้น

หรือ cardiac reserve ต่ำ วัตถุประสงค์ 2) Decrease cardiopulmonary work - hypoxemia compensate with TV, RR work of breathing, heart - ช่วยป้องกัน MI , heart failure โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มี CAD หรือ cardiac reserve ต่ำ

Oxygen therapy ในภาวะ tissue hypoxia 1. Hypoxemic hypoxia คือ tissue hypoxia ที่เกิดจาก hypoxemia 2. Hypoxia due to abnormal oxygen transport เช่นภาวะซีด, CO poisoning, methimoglobinemia 3. Circulatory hypoxia (stagnant hypoxia ) เกิดจาก circulation ไม่ดี ทำให้มีภาวะ ischemia เช่น low cardiac output, vascular occlusion 4. Histotoxic hypoxia คือภาวะที่เนื้อเยื่อไม่สามารถนำ oxygen ไปใช้ได้ตามปกติ เช่น ภาวะ septic shock , gangrene หรือได้รับ tox. sub. เช่น cyanide poisoning

Enhance absorption of air space - เป็นการใช้ oxygen therapy เพื่อลดขนาดของอากาศหรือกาซอื่นที่อยู่ในโพรงปิด ภายในร่างกาย เช่น ลดอาการท้องอืดจากการทำ Lap., เร่งการดูดซึม pneumothorax Specific treatment CO poisoning - ถ้าหายใจ FiO2 1.0 ที่ความดัน 1 บรรยากาศ สามารถลด half-life ของ CO-Hb จาก 4 ชม. เหลือเพียง 40 นาที Hyperbaric oxygen therapy - เป็นการบำบัดด้วย oxygen ภายใต้ความดันสูงกว่า 1 บรรยากาศเพื่อให้ได้ PaO2 ที่ สูงขึ้น โดยจะใช้รักษา CO poisoning , decompression sickness

Hyperbaric oxygen therapy

Oxygen delivery devices แบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ 1. High Flow system (fixed performance device) - FiO2 ค่อนข้างคงที่ ไม่เปลี่ยนตาม ventilatory pattern - ต้องเปิด total flow ให้ได้ peak inspiratory flow rate เพื่อ FiO2 ที่ได้ ไม่เปลี่ยนแปลง ( อย่างน้อย 3 เท่าของ minute ventilation )

- หลักการ Bernoulli’s law : ก๊าซที่มีความเร็วสูงไหลผ่านช่องขนาดเล็ก จะสร้าง subatmospheric pressure ด้านข้าง ทำให้มีแรงดูดอากาศรอบๆเข้าสู่ main stream แบบมีอัตราส่วนจำเพาะ » changing in size of entrainment port changing in FiO2

EX • air-entrainment mask (venturi mask) ใช้ได้ดีเมื่อ FiO2 • air-entrainment nebulizer ไม่เกิน 0.4 ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นได้, ให้ยา aerosol ได้, ต่อกับ aerosol mask, face tent, T-piece • gas blending system สามารถให้ FiO2 ได้ 0.21-1.0

Venturi mask

Aerosol mask

Face tent

T-piece

Air oxygen blender

- นิยมมากที่สุด เตรียมง่าย ประหยัด ผู้ป่วยรู้สึกสบาย 2. Low flow system (variable performance device) - นิยมมากที่สุด เตรียมง่าย ประหยัด ผู้ป่วยรู้สึกสบาย - ไม่สามารถให้ flow ได้เพียงพอกับ peak inspiratory flow rate - minute ventilation ส่วนหนึ่งถูกดึงเข้ามาผสมจาก room air - FiO2 ที่ได้มีค่าไม่คงที่ โดยเปลี่ยนแปลงตามตัวแปลดังนี้ • oxygen flow rate • ขนาดของ reservoir • ventilatory pattern

อุปกรณ์ในกลุ่มนี้ได้แก่ Nasal cannula - O2 1-6 L/M ( FiO2 0.24-0.44 ) โดยทุก 1 L/M ที่เพิ่มขึ้น จะเพิ่ม FiO2 0.04 - Nasal cavity เป็น reservoir - ถ้าให้ > 6 L/M จะ irritate nasal passage อย่างมาก - ให้ขณะพูดคุย, รับประทานอาหารได้

Nasal cannula

Simple face mask - O2 5-8 L/M ( FiO2 0.4-0.6 ) - ถ้า < 5 L/M CO2 retention เกิด rebreathing ได้ ถ้า > 8 L/M เปลืองและอาจเกิด eye irritation ได้

Simple mask

Partial rebreathing mask - O2 6-10 L/M ( FiO2 0.6-0.99 ) - มี reservoir bag filled with O2 ~ 1/3, ระวังไม่ให้แฟบ - ถ้า < 6 L/M หรือ reservoir แฟบ partial rebreathing

Partial rebreathing mask

Non-rebreathing mask - มี one way valve reservoir bag » ที่รูหายใจออกด้านข้าง ลมหายใจออกสู่บรรยากาศได้ทางเดียว » ระหว่าง reservoir bag กับ mask ป้องกันลมหายใจออกย้อนกลับสู่ reservoir bag - O2 10-15 L/M (FiO2 nearly 1.0) mask ต้อง seal สนิท - ไม่นิยม ต้องออกแรงมากขึ้นเพื่อเปิด one way valve - ถ้าต้องการ FiO2 > 0.6 ควรใช้ airway pressure therapy

Non-rebreathing mask One way valve One way valve

Complications of oxygen therapy 1. Cut of hypoxemic ventilatory drive esp. COPD ทำให้เกิด hypoventilation CO2 narcosis 2. Denitrogenation absorptive atelectasis - nitrogen ก๊าซเฉื่อย พยุง alveoli - FiO2 1.0 ~ 15 นาที ภาวะ denitrogenation collapsed alveoli - พบมากขึ้นถ้าปอดมีพยาธิสภาพ

3. Pulmonary oxygen toxicity จาก O2 free radical - ถูกทำลายโดย enzyme superoxide dismutase - ทำลาย cell wall และ mitochondria - ขัดขวางการสังเคราะห์ protein ใน DNA - ทำลาย pneumocyte type 1 และ surfactant ในปอด - clinical : ไอ เจ็บหน้าอก หอบเหนื่อย pulmonary edema

4. Retinopathy of prematurity (ROP) esp. premee - PaO2 สูง retinal vessel เกิด vasoconstriction necrosis blindness แผลที่ retina hemorrhage neovascularization - ไม่ควรให้ PaO2 > 80 mmHg ใน premee 5. Fire hazard : support combustion

แนวทางในการบำบัดด้วย oxygen พิจารณาจาก - FiO2 ต่ำที่สุดที่จะ keep PaO2 > 60 หรือ SaO2 > 90% โดยไม่ควรเกิน 0.5 - ventilatory pattern คงที่ low flow ไม่คงที่ high flow

ขัอบ่งชี้ในการใช้ oxygen ความเข้มข้นสูง (70-100%) - ระหว่างการทำ CPR - acute cardiopulmonary instability - ระหว่าง transfer

Temperature and Humidity การรักษาอุณหภูมิและความชื้นของกาซในปอดมีความสำคัญคือ 1. รักษาอุณหภูมิของร่างกาย , ป้องกันการเสียน้ำจากร่างกาย 2. รักษาอนามัยของหลอดลม ( bronchial hygiene ) - mucocilialy function ทำงานได้ดี ลด retained secretion - gas exchange ได้ตามปกติ - ลด risk of infection Low flow ถ้าใช้มากกว่า 2 L/M ให้ humidification เสมอ

Humidifier แบ่งตามกลไกที่น้ำสัมผัสกับก๊าซได้ 4 ประเภท แบ่งตามกลไกที่น้ำสัมผัสกับก๊าซได้ 4 ประเภท 1. Pass over humidifier (flow-by humidifier) อากาศผ่านหน้าผิวน้ำและนำไอน้ำที่ระเหยจากผิวน้ำนั้นไปด้วย ความชื้นที่ ได้อาจต่ำเพราะเวลาและพื้นที่สัมผัสมีน้อย 2. Bubble humidifier ผ่านอากาศลงใต้น้ำให้ปุดขึ้นมาเป็นฟองเล็กๆ ช่วยเพิ่มเวลาและพื้นที่ ที่ก๊าซสัมผัสน้ำ นิยมใช้ค่อนข้างมาก

Humidifier (cont.) 3. Jet humidifier ทำให้ได้ความชื้นสูง เป็นฝอยละเอียดมาก เวลาและพื้นที่ผิวของก๊าซสัมผัสกับน้ำมีมากที่สุด ทำให้ได้ความชื้นสูง 4. Condensing humidifier or heat and moisture exchanger ( HME ) เป็น passive humidifier โดยเอาอุณหภูมิและความชื้นจากอากาศที่หายใจออก ส่งต่อให้กับอากาศที่หายใจเข้า

Heat and moisture exchanger

Heat and moisture exchanger Inspired limb To patient Expired limb

Complications of airway temperature and humidity therapy 1. Overheating เกิด hyperthermia ได้ 2. Contamination and infection 3. Increase inspiratory resistance ในผู้ป่วยที่ใช้ HME

Thank you