1
CƠ SỞ SINH LÝ HỌC CỦA OXY LIỆU PHÁP
Từ khi có các phương pháp đo đạc nồng độ oxy trong máu một cách tiện lợi,
các dụng cụ cung cấp oxy cũng được cải tiến. Ta có thể làm phân áp oxy trong động
mạch (PaO2) từ 60 mmHg lên 600 mmHg bằng oxy, trong khi khó có một loại thuốc
nào có được hiệu quả như thế. Nhưng tác hại của phân áp oxy cao lên cơ thể cũng đã
được chứng minh, do đó việc sử dụng oxy cũng phải thận trọng như dùng thuốc.
Nắm vững các cơ sở sinh lý học của oxy liệu pháp để sử dụng oxy một cách
hữu hiệu, an toàn, hợp lý nhất là một vấn đề quan trọng.
1. DƯỢC LÝ HỌC CỦA OXY
1.1 Cách cho oxy
Oxy chỉ có thể cho qua đường hô hấp và được hấp thụ qua màng phế nang mao
mạch mà vào máu. Ngoài phòng mổ, oxy thường được cho bằng hệ thống không thở
lại theo 2 cách:
Hệ thống lưu lượng cao: có thể quyết định được FiO2, gọi là cao là vì có thể cung
cấp toàn bộ lượng khí thở cho bệnh nhân.
Hệ thống lưu lượng thấp: FiO2 bị thay đổi theo kiểu thở của bệnh nhân, là thấp vì
bệnh phải hít khí trời vào thêm.
Do vậy mà ta có thể ví cách cho oxy bằng hệ thống lưu lượng cao như tiêm thuốc
bằng đường tĩnh mạch; còn cách cho bằng hệ thống lưu lượng thấp là đường tiêm bắp.
1.2 Sự hấp thu
Mức hấp thu oxy vào máu tùy thuộc vào 3 yếu tố: (a) FiO2, (b) mối tương quan
giữa thông khí và tưới máu tại phổi (V/Q) và (c) nồng độ oxy trong máu tĩnh mạch
trộn ( 2
O
V).
1.3 Sự phân phối oxy
Oxy được phân phối cho các mô được tưới máu. Oxy sẽ khuếch tán từ mạch máu
vào mô kẽ và đến tế bào.
1.4 Chuyển hóa và thải oxy
Oxy được dùng trong chuyển hóa các chất trong tế bào. Sản phẩm cuối cùng là
CO2 và nước. Trong quá trình chuyển hóa có những chất trung gian có gốc tự do, có
thể gây độc hại cho mô nếu bị tích lũy.
2. MỤC ĐÍCH CỦA OXY LIỆU PHÁP
Dựa trên những hiệu quả sinh lý mà oxy liệu pháp có thể đem lại, có 3 mục đích
chính của oxy liệu pháp trong lâm sàng như sau:
2.1 Điều trị giảm oxy máu
Do phân áp oxy trong phế nang được gia tăng, một số trường hợp giảm oxy máu
được điều trị hiệu quả bằng oxy liệu pháp. Ví dụ: giảm thông khí phế nang, khó
khuếch tán qua màng phế nang – mao mạch.
2.2 Làm giảm công hô hấp
2
Khi thiếu oxy máu và mô, hệ hô hấp sẽ bị kích thích. Do đó oxy liệu pháp sẽ
giúp cơ thể đạt đến mức O2 trong phế nang với một công hô hấp nhỏ hơn.
2.3 Làm giảm công cơ tim
Khi thiếu oxy máu và mô, tim cũng gia tăng cung lượng tim để bù đắp. Oxy liệu
pháp khi cải thiện được lượng oxy trong máu và mô, sẽ giảm bớt công việc của cơ
tim.
3. CÁC CÁCH CHO OXY
3.1 Chỉ số để theo dõi lượng oxy cho vào
Muốn đánh giá lượng oxy cho vào đã đầy đủ hay chưa, việc điều trị bằng oxy có
hiệu quả hay không, các bác sĩ dựa vào triệu chứng lâm sàng và kết quả phân tích khí
trong máu. Tuy nhiên, cách đánh giá trên phải dựa trên cơ sở một lượng oxy cho vào
cơ thể cũng phức tạp, bởi vì:
Phân áp oxy trong phế nang là trị số tiêu biểu nhất nhưng lại chịu nhiều sự biến
đổi theo chu kỳ hô hấp, sự phân phối khí và máu ở phế nang, nơi và lúc lấy mẫu, nên
không thể được chọn.
Phân áp oxy trong phế quản tuy có thể lấy được một cách chính xác nhưng lại
gây tổn thương.
Do đó trị số có thể phản ánh lượng oxy cho vào vừa chính xác, vừa tiện lợi, đó
là nồng độ oxy trong khí hít vào (fractional inspired oxygen concentration – FiO2).
Sau đây chúng ta sẽ xét đến các phương pháp cho oxy vào cơ thể và đặc biệt chú
trọng đến nồng độ oxy trong khí hít vào – FiO2.
3.2 Các phương pháp cho oxy
Ngày nay các phương pháp cho oxy dựa trên nguyên tắc không thở lại và chia
làm hai loại: hệ thống lưu lượng cao và hệ thống lưu lượng thấp (high-flow and low-
flow systems).
Hệ thống lưu lượng cao là hệ thống đủ sức cung cấp luồng khí cho nhu cầu khí
hít vào, còn hệ thống lưu lượng thấp phải nhờ thêm khí trời mới đủ cho nhu cầu khí
hít vào.
Tuy nhiên, cần phân biệt giữa lưu lượng và nồng độ oxygen trong khí hít vào. Hệ
thống lưu lượng thấp không có nghĩa là chỉ cung cấp được những nồng độ oxy trong
khí hít vào thấp và ngược lại. Đây là một điểm dễ gây nhầm lẫn.
3.2.1 Hệ thống oxy lưu lượng cao
Vì hệ thống oxy lưu lượng cao có thể cung cấp đầy đủ khí hít vào cho bệnh
nhân, nên bệnh nhân chỉ cần thở khí do máy cung cấp mà thôi. Hệ thống oxy lưu
lượng cao có thể cung cấp nồng độ oxy trong khí hít vào từ thấp đến cao.
Hầu hết trong hệ thống oxy lưu lượng cao đều dùng dụng cụ Venturi. Dụng cụ
này dựa trên nguyên tắc Bernouli tức là một luồng khí có vận tốc nhanh sẽ gây nên
một áp lực âm bên thành và sẽ hút khí trời vào theo nó. (Hình 1)
3
Hình 1: Nguyên tắc của dụng cụ Venturi: khi cho oxy (oxygen source) với áp lực cao đi
qua một lỗ nhỏ, áp lực âm tạo ra sẽ hút khí trời vào qua các lỗ hút ở bên hông
(Entrainment port – EP) kích thước EP càng lớn (A – hình) khí trời vào càng
nhiều, FiO2 càng nhỏ và ngược lại (B – hình)
Như vậy, trong dụng cụ Venturi của hệ thống oxy lưu lượng cao, nồng độ oxy hít
vào (FiO2) được quyết định bởi kích thước của lỗ hút (EP); còn lưu lượng toàn bộ khí
thì được quyết định bởi lưu lượng oxy đưa vào dụng cụ.
FiO2 từ 0,24 đến 0,40 thường được sử dụng với mask có lỗ hút khí.
FiO2 lớn hơn 0,40 thường được cung cấp bởi các nebulires thể tích lớn.
Dù 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