孙学军教授：如何估算氢气吸入浓度？

　　孙学军教授：如何估算氢气吸入浓度？氢气吸入浓度是决定效果的关键指标，但现在没有具体的估算公式。有人建议参考计算氧气吸入浓度的公式估计氢气吸入浓度，但是这种方法可能不太准确。我这里参考氧气吸入浓度计算公式的原理，探讨一下氢气吸入计算公式，这里仅限于纯氢气吸入的情况。

　　（只是个人看法，本文只供学术探讨，不作为实际应用。）

　　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。

　　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 ml），则吸入氧浓度为 44%（220 ml/500 ml）。

　　看氢气的情况：所以500 ml 吸气潮气量中，每分钟600毫升氢气吸入的量只有两个10毫升，共20毫升，氢气的总体浓度就是20/500=4%。因此，这个计算公式不同于简单计算的2.4%。如果是300毫升流量，则浓度降低一半为2%。

　　也就是说，在“理想通气状态下”，通过鼻导管吸入流量为 6 00毫升/min的氢气时，其吸入氢气浓度为4%。在其他条件不变的情况下，若将氧流量从 100 毫升/min逐渐增加至 6 L/min，则氢气流量每变化 150毫升/min，吸入氢气浓度大约相应变化 1%，这就是上述氢气流量与吸入氢气浓度关系方程的推算依据。

　　需要特别注意的是：如果换成面罩吸氢气，那上述推算公式是不成立的，其中一个原因是死腔面积应该包括面罩下的体积和口鼻咽的死腔体积。

　　但是要注意的时，吸纯氢时候氧气浓度也会相应下降，例如氢气浓度增加了1%，相当于空气被稀释1%，氧气浓度并不是下降1%，而是下降了21%的1%，大约是下降0.21%。如此当纯氢气吸入量达到1500毫升时，氧气的浓度下降10%，大约为2.1%，也就是说是18.9%。似乎不会因此导致缺氧。

　　不过，这只是理论计算，并没有经过实际检测，我认为对这个过程进行详细分析和测试，不仅是开展氢气临床医学研究的必要，也是将来氢气临床应用的重要内容。检测时可以对氧气浓度，氢气吸入浓度，氢气呼出浓度，二氧化碳浓度等都进行全面实时检测。

　　由于人的呼吸频率并不一样，有的15次，有的20次，一般来说次数越少，吸入气体的相对量越高，因为每次吸入时间越长，吸入目标气体的时间越长，吸入的量越高。

　　温馨提示：根据《食品药品监督管理条例》，氢气不能替代药物治疗。