吸氢机的氢气吸入浓度可以通过测量吸入氧气和氢气的流量来计算。一般来说,吸入的氢气浓度与吸入口的氢气浓度成正比例关系。例如,如果吸入口氢气浓度为4%,并且吸入口氧气流量为1升/分钟,那么吸入的氢气流量为0.04升/分钟。因此,吸氢机的氢气吸入浓度可以通过测量氢气和氧气的流量并进行比例计算来确定。
吸氧浓度的计算公式是:吸氧浓度(%)=21+4×氧流量(L/min)。
吸入氧浓度(%)=21+4x氧流量(L/min)这个公式仅适用鼻导管或鼻塞。《内科学》在呼吸衰竭一章中说到氧疗,特别指出鼻导管和鼻塞这两个吸氧装置。而吸入氧浓度与氧流量的关系就是上述公式。
该公式的推导依据《ICU主治医师手册》。这里以“正常人”“正常呼吸模式”进行呼吸做简要说明。正常人呼吸潮气量为 500 ml,呼吸频率 20 次/分,吸气时间 1 秒,呼气时间 2 秒,口鼻咽解剖死腔 50 ml。
当用鼻导管吸氧流量为 6 L/min(100 ml/秒),假设呼气在呼气时间的前 1.5秒(75%)完成,则最后的 0.5 秒几乎无气体呼出,来自鼻导管的纯氧(吸氧流量为 6 L/min,即 100 ml/秒)将在这0.5秒中将口鼻咽解剖死腔充满。
这里请小心,从肺出来的混合气中仍然含有16%的氧气,这个步骤本质是将氧气浓度从16%提升到100%,这个过程其实不能用线下方程计算,只能使用指数方程计算。考虑到原来含有16%氧气,这里就不追究了。
氢气的情况:如果按照600毫升/min(0.6L/min)氢气供气量,每秒供气10毫升,0.5秒内进入口鼻咽解剖死腔 50 ml只有10毫升,相当于20%的氢气浓度。300毫升/分钟时,这个数值是5毫升或10%。对于氢气浓度接近于零的肺呼出混合气,用一定流量氢气填补死腔的效率,要远远超过纯氧气的补充效率。这里可以适得调高到15-20毫升。
在 1秒吸气时间内,吸气潮气量由 3 个部分组成:
1)来自口鼻咽解剖死腔的 50 ml 纯氧(100 ml/秒 x 0.5秒=50 ml);吸入600毫升/分钟氢气的情况是,这里有10毫升氢气,40毫升空气。吸入氢气300毫升/分钟,此部分只有5毫升氢气。
2)来自鼻导管的 100 ml 纯氧(100 ml/秒 x1秒=100 ml);600毫升/分钟供气,吸入1秒时间吸入10毫升氢气;300毫升/分钟供气,吸入5毫升氢气。
3)因为我们假设潮气量是 500 ml,所以还需要额外吸入 350 ml 的空气(氧浓度21%,约20%),则氧气为 350 ml x 20% = 70 ml。该部分组成对氢气没有任何贡献。
可见,500 ml 吸气潮气量中含有 220 ml 纯氧(50 ml+100 ml+70