纯氧舱氧浓度的控制与计算
金智峰 刘青乐
第二军医大学附属长海医院高压氧科,上海200433
在临床实践中,时常有同行提及使用纯氧舱治疗病人时不知舱内氧浓度多少,即使知道,又时常不能很好的控制氧浓度的问题;有的同行在动物实验中也出现舱内氧浓度控制重复性较差的情况。今介绍一个公式可使您随心所欲的控制舱内氧浓度。
公式:C0%=C%-(C%-C1%)Pl/P0
C0%:指舱内初始氧浓度或开始加压时舱内的氧浓度
C1%:目标氧浓度或某压力下舱内欲实施治疗的氧浓度
P0 :初始压力或开始加压时的压力
Pl :目标压力或治疗使用的压力
C% :氧源氧浓度
举例:如果我们要在1)0.15MPa,2)0.2MPa,3)0.25MPa下均使舱内的氧浓度保持在87%利用公式:C0%=C%-(C%-C1%)Pl/P0
1)已知C1%=87%;Pl=0.15MPa;P0=0.1MPa(常压);假使通过测定氧源氧浓度C%=95%
代入公式:C0%=95%-(95%-87%)0.15/0.1
得初始浓度:C%=83%
就是说常压下通过洗舱使舱内氧浓度达83%时,用95%的氧加压至目标压(0.15MPa)时,舱内的氧浓度为87%。
2)已知C1%=87%;Pl=0.20MPa;P0=0.1MPa(常压);经测定假使氧源氧浓度C%=95%
代入公式:C0%=95%-(95%-87%)0.20/0.1
得初始浓度:C%=79%
就是说常压下通过洗舱使舱内氧浓度达79%时,用95%的氧加压至目标压(0.20MPa)时,舱内的氧浓度为87%。
3)已知C1%=87%;Pl=0.25MPa;P0=0.1MPa(常压);经测定假使氧源氧浓度C%=95%
代入公式:C0%=95%-(95%-87%)0.25/0.1
得初始浓度:C%=75%
就是说常压下通过洗舱使舱内氧浓度达75%时,用95%的氧加压至目标压(0.15MPa)时,舱内的氧浓度为87%。
公式推导:运用气体物理学定律。
设氧舱(动物舱)内原有空气体积为V空(也就是舱体的容量=V舱),初始氧浓度为Co%,初始压力Po,当注入浓度为C%的纯氧达到Pl压力时,舱内氧浓度为C1%。
那么:在Pl状态下
①空气部分体积V空=V舱×P0/Pl (玻-马定律)
其中氧气体积V’氧=Co%×V空=Co%×V舱×P0/Pl ……(1)
②注入气体体积V注=V舱-V空=(1-P0/P1)×V舱
其中氧气体积V氧=C%×V注=C%×(1-P0/P1)×V舱 …(2)
则:
此时在Pl压力下舱内混合气氧浓度C1%=(V’氧十V氧)/V舱 …(3)
将(1)、(2)两式代入(3),得:
C1%=(V'氧十V氧)/V舱
=[C0%×V舱×P0/Pl十C%×(1-P0/P1)×V舱]/V舱
化简得:舱内氧浓度C1%=C%一(C%一Co%)P0/P1 …(4)
变换(4)得: Co%=C%一(C%一C1%)Pl/Po ……(5)
通常将医用氧浓度C%=99.5%,视为纯氧C%=100%(有时氧源氧浓度仅为95%左右,因此应以实际测得的数据为准)
(5)式又可简化为:C0%=1一(1一C1%)Pl/P0 ……(6)
又如:要使舱压O.2MPa时,舱内氧浓度为80%,(设氧源浓度为lOO%,初始压为常
压0.1MPa)
首先算出舱内初始氧浓度:
Co%=1一(1一C1%)Pl/Po
=1一(1—80%)O.2/O.1
=60%
第一步 用100%纯氧洗舱,用测氧仪观察,当氧浓度达60%时即停止洗舱。
第二步 用氧源氧加压至O.20MPa压力时舱内氧浓度为80%。
又如:要使舱压O.24MPa时,舱内氧浓度为95%,(设纯氧浓度为100%,初始压为常
压0.1MPa)
首先算出舱内初始氧浓度:
C。%=1一(1一C1%)Pl/Po
=l一(1—95%)O.24/O.1
=88%
第一步,用100%纯氧洗舱,用测氧仪观察,当氧浓度达88%时即停止洗舱。
第二步,用氧源氧加压至0.24MPa压力时舱内氧浓度为95%。
在多次的临床操作和动物实验中,我们觉得该方法可以方便而准确地控制纯氧舱舱内的氧浓度,误差较小,易于掌握具有推广价值。亲爱的同行,您不妨一试。