Tlenoterapia bierna

prof. dr hab. med. Tadeusz Szreter
Kierownik Kliniki Anestezjologii i Intensywnej Terapii Instytutu "Pomnika-Centrum Zdrowia Dziecka" w Warszawie
Przewodniczący Sekcji Pediatrycznej Polskiego Towarzystwa Anestezjologii i Intensywnej Terapii
Data utworzenia: 06.05.2002
Ostatnia modyfikacja: 30.04.2007
Opublikowano w Medycyna Praktyczna Pediatria 2000/02

Tlen jest lekiem, i tak jak każdy lek należy go stosować zgodnie ze wskazaniami i dokładnie dawkować. Przedawkowanie tlenu prowadzi do wystąpienia działań toksycznych.

Wskazania do leczenia tlenem

Jedynym wskazaniem do leczenia tlenem jest niedotlenienie (obniżenie ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi). Prawidłowe ciśnienie parcjalne tlenu we krwi tętniczej (PaO₂) wynosi 100 mm Hg podczas oddychania powietrzem (zawartość tlenu [FiO₂]: 0,21). Przy takim ciśnieniu 100 ml krwi przenosi 5,4 ml O₂ (pojemność tlenowa krwi) oddając do tkanek około 3,4 ml. Wystarcza to do utrzymania przemiany tlenowej w tkankach.

Zgodnie z krzywą dysocjacji hemoglobiny (rys. 1) wysycenie hemoglobiny tlenem (saturacja) zależy od PaO₂, stężenia 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG) w erytrocytach, pH i temperatury. 1 g hemoglobiny wiąże 1,39 ml 0₂. W celu utrzymania dostatecznej dostawy 0₂ do tkanek Pa0₂ nie powinno być mniejsze niż 70 mm Hg, a saturacja nie mniejsza niż 85% (rys. 1). Mniejsze wartości są wskazaniem do podawania tlenu do oddychania (tlenoterapia).

Rys. 1. Krzywa dysocjacji hemoglobiny

Kliniczne objawy niedotlenienia

Do klinicznych objawów niedotlenienia (hipoksji) należą:

1. Sinica - występuje, gdy stężenie odtlenowanej hemoglobiny wynosi co najmniej 5 g%
(Uwaga: objaw ten nie występuje u chorych z ciężką niedokrwistością [stężenie hemoglobiny we krwi <5 g%]);
2. Duszność - wyraz nadmiernej pracy mięsni oddechowych w celu zwiększenia wentylacji minutowej;
3. Niepokój, pobudzenie, lęk - świadczą o niedotlenieniu ośrodkowego układu nerwowego;
4. Utrata przytomności - występuje w skrajnych stanach niedotlenienia ośrodkowego układu nerwowego;
5. Kwasica metaboliczna - jest wyrazem przemiany beztlenowej w tkankach
(Uwaga: konieczne jest okresowe powtarzanie badania gazometrycznego).

Metody tlenoterapii

Wyróżniamy następujące metody tlenoterapii:

1. Bierna - tlen jest wdychany dzięki zachowanej wydolnej wentylacji chorego.
2. Czynna - tlen (lub mieszanina oddechowa) wtłaczany jest do dróg oddechowych i pęcherzyków płucnych przy pomocy oddechu wymuszonego (oddech zastępczy).

Zasady leczenia tlenem

Stosując tlenoterapię przestrzegaj następujących zasad:

1. Stosuj tlen tylko w przypadku niedotlenienia (hipoksemii), niezależnie od mechanizmu jego powstania.
2. Stosuj odpowiednie stężenie cząstkowe tlenu (Fi0₂), tak aby uzyskać Pa0₂ co najmniej 80 mm Hg.
Uwaga: W szczególnych sytuacjach klinicznych (np. zatrucie tlenkiem węgla) Pa0₂ powinno być większe.
3. Stosuj tylko tlen ogrzany do temperatury ciała, o wilgotności względnej 100%.
4. Do oddychania podawaj jedynie tlen medyczny (tzn. posiadający atest).

Toksyczne działanie tlenu

Przedawkowanie tlenu jest szkodliwe dla organizmu, ponieważ działa toksycznie, co ujawnia się w wielu narządach już po 8-24 godzinach oddychania tlenem w stężeniu 100%. Udokumentowano następujące skutki toksycznego działania tlenu:

1. Układ oddechowy - dochodzi do obrzęku, a następnie zwiększenia grubości bariery pęcherzykowo-włośniczkowej, doprowadzając do wzrostu gradientu pęcherzykowo-włośniczkowego (gradient A-a [PA-a0₂]). Z upływem czasu dochodzi do wydostawania się płynu, a następnie białek z naczyń kapilarnych krążenia płucnego do podścieliska i tworzenia błon szklistych. Działanie toksyczne tlenu jest jedną z przyczyn rozwoju dysplazji oskrzelowo-płucnej. Równocześnie dochodzi do zmian degeneracyjnych nabłonka dróg oddechowych i upośledzenia czynności rzęsek, co powoduje zaleganie śluzu i rozwój zmian obturacyjnych.
2. Mózg - dochodzi do rozwoju kwasicy tkankowej (przesunięcie krzywej dysocjacji hemoglobiny i utrudniony transport C0₂), która sprzyja wystąpieniu drgawek i stanu padaczkowego.
3. Układ krążenia - dochodzi do zmniejszenia rzutu systemowego i przepływu mózgowego (skurcz tętnic).
4. Erytrocyty - dochodzi do utleniania białek błony komórkowej i wystąpienia hemolizy.
5. Gałki oczne - toksyczność tlenu jest uznawana za jedną z przyczyn rozwoju retinopatii wcześniaków w wyniku uszkodzenia siatkówki. Jest to częsta przyczyna ślepoty.

Źródła tlenu

Tlen medyczny można pobierać z:

1. Sieci gazów medycznych szpitala (oddziału) - najczęściej tlen magazynowany w postaci ciekłej rozpręża się, po czym zostaje doprowadzony pod ciśnieniem roboczym (ok. 4,5 atmosfery) do sieci gazów medycznych, w której zainstalowano gniazda automatyczne służące do przyłączania odbiorników tlenu (fot. 1).




Fot. 1. Gniazda automatyczne służące do pobierania tlenu z sieci gazów medycznych

2. Cylindrów - ze względów bezpieczeństwa stosowanie cylindrów na oddziałach szpitalnych oraz w leczeniu domowym jest niedozwolone.
3. Koncentratora tlenowego - urządzenia, które przez sito jonowe wyłapuje tlen z powietrza i nieprzerwanie dostarcza go w objętości 4-5 l/min w stężeniu do 95%. Jest to najlepsze źródło tlenu do stosowania w domu chorego.
4. Indywidualnego pojemnika z ciekłym tlenem - jest to naczynie izotermiczne o pojemności około 1 litra, służące jako źródło tlenu dla jednego chorego; jest przystosowane do noszenia przez pacjenta.

Metody tlenoterapii biernej

1. Podawanie tlenu przez cewnik wprowadzony do jamy nosowej (rys. 2, fot. 2). Cewnik perforowany na końcu wprowadza się przez nozdrze zewnętrzne na głębokość 1-3 cm. Tlen podawany z szybkością do 3 l/min pozwala zapewnić stężenie tlenu w mieszaninie oddechowej do 30% i zwiększyć saturację o około 15-20%.




Rys. 2. Kaniule (tzw. wąsy) wprowadzone do przewodów nosowych, służące do podawania tlenu




Fot. 2. Cewnik wprowadzony do przewodu nosowego w celu podawania tlenu

Uwaga: Skuteczność tej metody leczenia tlenem zależy od wielkości wentylacji minutowej i szybkości dopływu tlenu.

2. Podawanie tlenu przez maskę twarzową bez regulacji stężenia (fot. 3). Maski twarzowe z tworzywa sztucznego dostępne w różnych rozmiarach, posiadają otwory boczne, przez które wypływa nadmiar tlenu. Przy dopływie tlenu z szybkością do 5 l/min metoda ta zapewnia stężenie 0₂ w mieszaninie oddechowej do 50%.




Fot. 3. Maska twarzowa bez możliwości regulacji stężenia gazów w mieszaninie oddechowej

Uwaga: Dzieci - zwłaszcza najmłodsze - najczęściej źle tolerują maskę twarzową.

3. Podawanie tlenu przez maskę twarzową z regulacją stężenia (rys. 3). Maska twarzowa z regulacją stężenia tlenu posiada zwężkę zasysającą powietrze, stąd zapewnia określone stężenie tlenu w mieszaninie oddechowej (w granicach 25-33%). Stosowana jest w leczeniu przewlekłej niewydolności oddechowej, w której zbyt duże stężenie tlenu doprowadza do hipowentylacji (zmniejszenie napędu oddechowego w wyniku zmniejszonego pobudzania chemoreceptorów obwodowych, co doprowadza do wzrostu PaC0₂).




Rys. 3. Maska twarzowa zaopatrzona w zwężkę (Z) umożliwiającą regulację stężenia tlenu w mieszaninie oddechowej (O₂ - dopływ czystego tlenu).

4. Podawanie tlenu przez maskę twarzową z workiem oddechowym i zastawką (rys. 4). Worek oddechowy stanowi zbiornik, z którego pobierany jest tlen podczas wdechu, wydech następuje natomiast do otoczenia przez zastawkę jednokierunkową. Maska taka umożliwia uzyskanie 100% stężenia tlenu w mieszaninie oddechowej i stosowana jest w leczeniu ostrego niedotlenienia.




Rys. 4. Maska twarzowa z workiem oddechowym (W) i zastawką (O₂ - dopływ czystego tlenu)

5. Podawanie tlenu przez budkę głowową (fot. 4). Do wykonanej z przezroczystego tworzywa budki głowowej, która nakrywa głowę dziecka, skierowany jest dopływ tlenu z prędkością 3-8 l/min. Zapewnia to dostarczenie dobrze tolerowanej przez dziecko mieszaniny gazów zawierającej tlen w stężeniu do 70%. Niektóre modele budek posiadają pojemnik na lód ochładzający mieszaninę oddechową.




Fot. 4. Budka głowowa służąca do tlenoterapii u niemowląt i dzieci w wieku poniemowlęcym

6. Podawanie tlenu przez układy anestezjologiczne. Metodę tę często stosuje się u dzieci zaintubowanych lub z tracheostomią. Najczęściej jest używany układ Jacksona i Reesa (rys. 5), zapewniający stężenie tlenu odpowiadające stężeniu w dopływającej mieszaninie. W razie potrzeby układ ten można stosować do prowadzenia oddechu zastępczego.




Rys. 5. Układ oddechowy Jacksona i Reesa z workiem oddechowym

7. Podawanie tlenu do worka samorozprężalnego (fot. 5). Tlen podawany jest przez zastawkę wdechową, jego stężenie regulowane jest natomiast długością dołączonej do worka samorozprężalnego karbowanej rury (alternatywnie można przyłączyć worek oddechowy). W czasie resuscytacji obowiązuje zasada stosowania jak największego stężenia tlenu do oddychania (100%).




Fot. 5. Worek samorozprężalny przystosowany do wentylacji mieszaniną wzbogaconą w tlen (O₂ - miejsce podłączenia dopływu czystego tlenu; R - rura karbowana, której długość determinuje zawartość tlenu w mieszaninie gazów)

8. Tlenoterapia w inkubatorze. Tlen podawany jest do zamkniętego inkubatora, w którym przebywa noworodek. Należy zapewnić możliwość regulacji dopływu tlenu, a jego stężenie mierzyć co najmniej 2-krotnie w ciągu doby i odnotowywać w karcie obserwacyjnej. Niektóre inkubatory posiadają automatyczny system pomiaru i dawkowania tlenu, utrzymujący jego stężenie na ustawionym poziomie oraz układ alarmowy (tzw. inteligentny system sterowania - ISIS).

9. Tlenoterapia przez tracheostomię (fot. 6. i 7). Filtry lub nawilżacze zakładane na wylot rurki tracheostomijnej zaopatrzone są w rurkę, która pozwala dołączyć dopływ tlenu. W ten sposób można zwiększyć stężenie wdychanego tlenu do około 30%, zależnie od szybkości przepływu tlenu.




Fot. 6. Tlenoterapia przez tracheostomię




Fot. 7. Rurka łącznikowa służąca do podawania tlenu przez rurkę tracheostomijną

10. Tlenoterapię w domu chorego stosuje się najczęściej u dzieci z przewlekłym niedotlenieniem, które wymaga najczęściej podawania tlenu w stężeniu do 35%. Źródłem tlenu w warunkach domowych może być koncentrator tlenowy lub tlen z pojemników tlenu ciekłego; ze względów bezpieczeństwa nie należy natomiast stosować tlenu sprężonego w cylindrach stalowych. W Polsce istnieje bank koncentratorów tlenowych, które rodzice chorych dzieci za niewielką opłatą mogą wypożyczyć do domu.

Ustalanie stężenia tlenu

Stężenie tlenu w gazach oddechowych winno zapewnić wysycenie hemoglobiny tlenem (saturację) w granicach 90-96% (mierzone pulsoksymetrem). Cel ten można osiągnąć stosując jedną z dwóch metod tlenoterapii:

1. Przepływ ciągły mieszaniny gazu o określonym składzie - metoda ta wymaga źródła tlenu i sprężonego powietrza medycznego. Obydwa gazy dopływające pod ciśnieniem roboczym (najczęściej 4 atm) przepływają przez przepływomierze (fot. 8), a w zależności od szybkości przepływu można uzyskać pożądane Fi0₂ (tab.). Metodę tę najczęściej stosuje się w leczeniu szpitalnym.




Fot. 8. Przepływomierze, umożliwiające dawkowanie tlenu

2. Wzbogacanie powietrza oddechowego tlenem, na przykład przy użyciu maski twarzowej, układu oddechowego, budki głowowej lub inkubatora. W takich sytuacjach należy mierzyć stężenie tlenu w mieszaninie oddechowej lub oceniać wynik tlenoterapii (pomiar pulsoksymetryczny) i zapisywać w karcie obserwacyjnej chorego.

Tabela. Zawartość tlenu w mieszaninie tlenu i powietrza

% zawartość tlenu (Fi02)	Skład mieszaniny oddechowej		Przepływ całkowity*
	powietrza	tlenu	powietrza	tlenu
21	1,0	0	4	0
30	0,88	0,12	3,52	0,48
40	0,76	0,24	3,04	0,96
50	0,63	0,37	2,52	1,48
60	0,51	0,49	2,04	1,96
70	0,38	0,62	1,52	2,48
80	0,25	0,75	1,0	3,0
90	0,13	0,87	0,52	3,48
100	0	1	0	4

* podano wartości dla przepływu 4 l/min

Nawilżanie i ogrzewanie tlenu

Mieszanina oddechowa musi być ogrzana do temperatury 37 st. C i nawilżona do 100% wilgotności względnej. Najlepiej stosować w tym celu nawilżacze cieplne z komorą wodną o dużej powierzchni parowania (fot. 9). Nawilżacz posiada grzałkę elektryczną o regulowanej mocy, która podgrzewa wodę w komorze parowania, a przepływający przez nią gaz ogrzewa się i nasyca parą wodną. Do napełniania nawilżaczy należy używać jedynie wody destylowanej, a cały nawilżacz dezynfekować co 4-5 dni w celu zmniejszenia ryzyka zakażenia. Podobną rolę spełniają nawilżacze zakładane na rurkę tracheostomijną; niekiedy pełnią one również rolę filtrów oddechowych.
Często stosowane w szpitalach zbiorniki z niepodgrzewaną wodą, przez które przepływa tlen, niedostatecznie nawilżają i ogrzewają gaz, dlatego nie powinno się ich stosować.

Fot. 9. Nawilżacz cieplny, stosowany do nawilżania i ogrzewania mieszaniny gazów oddechowych

Monitorowanie leczenia tlenem

Leczenie tlenem jest skuteczne, gdy:

• Pa0₂ wzrasta do wartości 80-100 mm Hg i(lub)

• wysycenia hemoglobiny tlenem mierzone pulsoksymetrem wynosi 94-98%

• ustępują objawy kliniczne niedotlenienia (sinica, duszność).

Powikłania leczenia tlenem

1. Zakażenia - są wynikiem podawania skażonej mieszaniny oddechowej (brudne cylindry, przewody lub - najczęściej - skażony nawilżacz).
2. Powikłania techniczne - pęknięcie żołądka (np. gdy cewnik donosowy ulegnie przemieszczeniu do przełyku lub źródło tlenu zostanie pomyłkowo połączone ze zgłębnikiem żołądkowym), rozłączenie się przewodów doprowadzających tlen pod ciśnieniem.
3. Wybuch i zapłon - mogą wystąpić przy zetknięciu smarów z tlenem pod wysokim ciśnieniem (np. zapalenie się uszczelki przy cylindrze sprężonego tlenu).

Uwaga: Tlenoterapia jest skuteczną i bezpieczną metodą leczenia pod warunkiem przestrzegania podstawowych zasad i używania odpowiedniego sprzętu.