Oxygen therapy

Oxygen therapy is a treatment that involves inhalation of oxygen. This therapy may help patients with lung diseases (i.e. cystic fibrosis) and extrapulmonary diseases that prevent a sufficient oxygenation of blood (i.e. carbon monoxide poisoning). In such patients, oxygen therapy may increase the life qualify and may increase their livespan. Oxygen therapy is usually prescribed by physician (if necessary, it can be prescribed by nurse); the protocol contains dosing (i.e. oxygen flow in litres per minute and oxygen concentration) and the mechanism of delivery (type of facial mask or nasal oxygen cannula).

Short-term oxygen therapy
It is usually performed during hospitalization of a patient for temporary hypoxia of a patient caused by respiration diseases. The oxygen is usually delivered using nasal oxygen cannula, rarely using full-face mask.

Long-term oxygen therapy
Long-term oxygen therapy is suited for patients with chronic lung insufficiency whose health condition is stabilized (i.e. patient does not experience a subjective decline in ventilation parameters). Such patients usually inhale oxygen for more than 16 hours per day with pauses that do not exceed 2 hours. Oxygen is usually administered using nasal oxygen cannula, rarely using inhalation mask. The source of oxygen can be (a) oxygen concentratior (a device that purifies aerial oxygen), (b) cannister with liquid oxygen or (c) flask of pressurized oxygen.



The aim of the long-term oxygen therapy is to increase the life quality of patients, to decrease the risk of their hospitalization, to decrease the disease exacerbation or death.

Criteria for indication of oxygen therapy
Criteria are:
 * 1) whenPaO2 in arterial blood at ease below 7,3 kPa,
 * 2) when PaO2 in arterial blood is 7,3–8,0 kPa and simultaneously we observe any of following in patient:
 * 3) signs of pulmonary hypertension or right atrium hypertrophy,
 * 4) secondary polycytemia (as a consequence of chronic, long-term hypoxia)
 * 5) desaturation (i.e. low v PaO2) during sleep (can be diagnosed with non-invasive pulse oximeter with overnight monitoring of SpO2), if oxygen saturation in arterial blood decreases below 90% for at least at least 30% of sleep lengh
 * 6) desaturation during physical exercise (when 50 W of activity for at least 5 minut leads to decrease of PaO2 below 8 kPa),
 * 7) bronchopulmonary dysplasia in prematurely born children (when SpO2 is below 92%), without risk of retinopathy

We always aim to reach following partial pressure and saturation levels:
 * PaO2 in arterial blood ≥ 8,0 kPa.
 * SpO2 in arterial blood ≥ 90 %.

Contraindications of oxygen therapy is a major progressive hypercapnia. Oxygen therapy should be used cautiously in smokers and non-complient patients (especially in smorkers, risk of ignition when exposed to flames).

Risks of oxygen therapy:
 * 1) generation of oxygen radicals (reactive oxygen species, ROS),
 * 2) decrease of centilations: especially in patients with high PCO2, where the major breathing stimulus originates from right PCO2; for example in Chronic obstructive lung disease (COLD) – ("blue bloaters"),
 * 3) lung exsudation, congestion, pulmonary oedema,
 * 4) atelectasis: surfactant; may result in alveoli colapse,
 * 5) spasms: breating of O2 under high pressure may inhibit CNS enzymes.

Humidification
Dry gas may lead to dryness of mucous membranes of the patients, which is somewhat unpleasant. To avoid this, a gas humidifier should be employed.
 * Gas humidifies – humidifies the gas with aqueous fumes.
 * Nebiluzer – saturates the air with aerosol.
 * Micronebulizers – may saturate the passing gas with drugs for simultaneous therapeutic purposes, e.g. with Mucosolvan or Bromhexin.

Standard practise

 * Oxygen enhances burning - oxygen may be explosive under specific conditions (in mixtures with gases) - handling must be performed with highers caution;
 * Open flames and other risks of ignition must be avoided
 * Oxygen flow rate and concentrations must be regulated with flow regulator valves.
 * When handling oxygen, no gease can be applied (hands must be grease free), grease cannot be applied to valves
 * When administring oxygen to patients, oxygen must be moisturized (humified) and heated to body temperature
 * When administring oxygen to patients, we observe the patients breathing frequency, oxygen saturation, heart rate and blood pressure.
 * When administring oxygen to patients, we observe the patient for using supplementary breathing muscles.

Oxygen suply

 * Central oxygen distribution – oxygen is stored in one designated place in the hospital and it is delivered via pipelines into the site of need. It is usually delivered by pipes into every room near every bed do a pannel with oxygen connector.
 * Steel cylinder with pressurized oxygen – gas is stored under pressure up to 15,2 MPa (150 atm), work with cylinder requires extreme caution

Reduction valve decreases the pressure of oxygen (it is attached to the central oxygen distribution pannel or to the steel cylinder; decreases the pressure so that we do not expose the patient to these extreme pressures.



Flow meter can also include:
 * High-pressure manometer (enables the measurement of oxygen pressure in cylinder),
 * Low-pressure mamanometer (enables the measurement of oxygen pressure in tubes leading to the patient),
 * main shutdown valve,
 * humidifier.

Cylinder identifiers: Regardless of colour, the content of the cylinder must be clearly stated on its label (usually near its top)
 * blue stripe (old notification, should not be used since 2007, but can still be seen rarely),
 * blue stripe with white stripe and (usually black) letter N (N stands for "new notification").

Note: empty cylinders must be stored separately from full cylinders, cylinders cannot be exposed to heat, direct sunlight or open flames; cylinders cannot be stored in narrow corridors of hallways. During transportation, cylinders must be fastened to prevent their fall

Estimation of residual content of cylinder If a cylinder has a volume of e.g. 10 litres and the original pressure is150 atm., the amount of gasseous oxygen in the cylinder can be exsimated by multiplying the volume (10 litres) times the pressure (150 atm) 10 x 150 = 1500 L O2 Which would be equivalent of approximately 1500 L of gas at ambient temperature and pressure.

If the oxygen is partially consumed and the pressure in the cylinder decreases to e.g. 50 atm, the amount of oxygen can be estimated: 10 x 50 = 500 L O2. Which would be equivalent of approximately 500 L of gas at ambient temperature and pressure.

Which would be sufficient for oxygen therapy with oxygen flow 2 L/min approximately 4 hours 500 : 2 = 250 min., which is equivalent to 4 hours and 10 minutes.

Způsob aplikace

 * Nosní katetr – zavádí se do úrovně čípku měkkého patra vodorovně s nosním průchodem, zavádí se až do vybavení polykacího reflexu nemocného, při správném zavedení dosahuje koncentrace kyslíku v průduškách při příkonu 6–7 l/min i 50–60 %, dobrou fixací zabráníme dislokaci (vklouznutí do jícnu), výměna á 12 hod. (riziko vzniku dekubitů), přívod kyslíku je 4–6 l/min.
 * Poulsenův katétr – modifikace předchozího katétru, zavádí se středem molitanové zátky 2–3 cm do nosního průchodu,minimální únik do atmosféry, zachováno přirozené zvlhčování sliznice.


 * Kyslíkové brýle – používají se při delším zásobování kyslíkem, ve svém středu mají kratičké katetry, které se zavádějí na okraj nosních průchodů, přívod kyslíku je 5–6 l/min., použití při dlouhodobé aplikaci O2, minimální obtěžování pac, nastavení O2 pomocí průtokových hodin, nevýhodou je nízká účinnost léčby (podávání O2 5–6 l/min = koncentrace vdechované směsi je zhruba 30 %).
 * Kyslíková polomaska s nebo bez rezervoáru.
 * Kyslíková maska – z průhledného plastu a měkkou obrubou, kolem hlavy se připevňuje gumovým páskem, přívod kyslíku je 7 l/min; masky se nepoužívají u pac., kteří zvrací a jsou neklidní, kdy přítomnost masky zvyšuje neklid.
 * Obličejová maska s Venturiho tryskou, tzv. venti-maska – jde o O2 masku se speciální spojkou, která umožňuje nastavení podávané koncentrace kyslíku, která se udržuje bez výkyvů, využití u pac. s nutností ↑ potřeby O2 nebo u pac. do dekanylaci.


 * Inkubátor – pro nedonošené děti, řízena teplota i vlhkost vzduchu.
 * Kyslíková krabice – u kojenců, pro prostorovou inhalaci kyslíku.
 * Kyslíkový stan:
 * dětský – z plexiskla, v přední části je otvor pro hlavu,
 * dospělý – místnost pro dva nebo tři pacienty nebo kovová konstrukce potažená průhlednou folií, kterou se pokrývá celé lůžko.
 * Nebulizátor – slouží ke zvlhčování kyslíku a k aplikaci léků, sytí vdechovanou směs aerosolem.
 * Hyperbarická komora.

Poznámka k aplikaci: maximální průtok kyslíku a koncentraci v přístroji určuje výrobce přístroje. Způsob jeho podání a koncentraci určuje lékař. Základní podmínkou pro nasazení léčby kyslíkem je dostatečná plicní ventilace, která zaručuje, že se kyslík dostane přes stěnu plicních sklípků!

Hyperbarická komora
Léčba spočívá v inhalačním podávání kyslíku za podmínek zvýšeného atmosférického tlaku. Za normálních podmínek obsahuje vzduch téměř 21 % kyslíku a 78 % dusíku. V hyperbarické komoře se vdechovaná koncentrace kyslíku blíží 100 %, je tedy 5x vyšší než ve vzduchu.

Účel HBO:
 * úprava tkáňové hypoxie → zlepšení hojení ran,
 * zlepšení perfúze → zmenšení otoků, zlepšení žilního návratu,
 * úprava metabolických poměrů v periferních tkáních, podkoží a kůži,
 * podpora novotvorby vlásečnic,
 * zlepšení funkčních schopností cévní stěny,
 * podpora epitelizace a tvorby granulací.

Druhy hyperbarických komor:
 * Jednomístné (pro jednoho pacienta), většinou tlakované přímo kyslíkem, který pacient dýchá
 * Vícemístné komory jsou tlakované vzduchem, pacient dýchá kyslík pomocí speciálního zařízení, a to buďto ventilem (obdoba potápěčské automatiky), nebo kyslíkovou helmou (přes kterou trvale proudí kyslík). Vícemístné komory jsou nejčastěji válcovitého tvaru pro 2 až 16 sedících pacientů. Nejmodernější zařízení mají tvar kvádru (jako místnost) a mají vybavení identické s vybavením lůžka jednotky intenzivní péče pro léčbu kriticky nemocných.


 * Plněné vzduchem.
 * Plněné kyslíkem – pacienti dýchají kyslík přímo z prostředí komory, je zde však velké nebezpečí vzniku požáru.

Při léčení se běžně používá tlak 2,5 až 3krát větší než je atmosférický, což je tlak odpovídající ponoření do hloubky 15 až 20 metrů pod vodní hladinu. Jedno sezení trvá 90 minut. Léčebná kúra se opakuje jednou denně, 5x v týdnu, po dobu 3 týdnů.

Využívá schopnosti krve při vyšším atmosferickém tlaku dopravit k orgánům větší množství kyslíku než za normálních podmínek. Pod vysokým tlakem dochází k rozpuštění kyslíku v plazmě, vysoký tlak zmenšuje objem vzduchových bublin.

Indikace: posouzení dle naléhavosti. I. stupeň – HBO – ovlivňuje prognózu přežití, jde o vitální indikaci. II. stupeň – HBO je důležitou součástí léčby, prevence závažných komplikací. III. stupeň – HBO je součást komplexní léčby, významně zlepšuje klinické výsledky.

Kontraindikace:
 * absolutní – neléčený pneumotorax, léčba kardiotoxickými cytostatiky, disulfiranem, cisplatinou, doxorubicinem, nedonošenci;
 * relativní – akutní virové infekce HCD s vysokou TT, neléčená maligní onem, klaustrofobie, gravidita, akutní astma...

Komplikace:
 * barotrauma,
 * toxicita kyslíku,
 * dusíková narkóza,
 * myopie,
 * bradykardie.

Průběh:
 * 1) komprese – ↑ tlaku v prostředí, rychlost dána schopností pac. vyrovnávat tlakové změny ve středouší. V této fázi dochází ke ↑ TT v komoře;
 * 2) izokomprese – je dosaženo léčebného přetlaku 200kPa, který je udržován po dobu 90–120 min;
 * 3) dekomprese – ↓ tlaku, v komoře klesá okolní teplota, tvorba mlhy, je lépe tolerován než komprese.

Typy onemocnění vyžadující oxygenoterapii

 * Hypoxemie, hypoxie, anoxie, anoxemie,
 * plicní onemocnění,
 * CHOPN – obvykle po stadia III a IV,
 * pneumokoniózy – velmi pokročilá stádia,
 * počínající edém plic,
 * bronchospasmus,
 * plicní fibrosa, těžké astma,
 * plicní vaskulární onemocnění,
 * plicní arteriální hypertenze,
 * neurologická onemocnění,
 * myopatie,
 * onemocnění hrudní stěny,
 * těžká kyfoskolióza hrudní páteře,
 * respirační insuficience při těžké obezitě,
 * pooperační období,
 * šok,
 * těžká anémie, poruchy krevního oběhu, AIM,
 * otrava oxidem uhelnatým,
 * perinatální období.

Podané množství kyslíku:
 * dospělý − 4–10 l/min,
 * děti − 1–4 l/min.

Související články

 * Toxicita kyslíku • Hyperbarická oxygenoterapie • Kyslík • Kyslíkové radikály • Kyslíkové parametry
 * Hypoxie • Hypoxémie
 * Oxygenoterapie, umělá ventilace/Repetitorium

Použitá literatura

 * ERTLOVÁ, F., MUCHA, J.; Přednemocniční neodkladná péče; Brno NCONZO, 2003; 2 přep. vyd.; ISBN 80-7013-379-1
 * ERTLOVÁ, F., MUCHA, J.; Přednemocniční neodkladná péče; Brno NCONZO, 2003; 2 přep. vyd.; ISBN 80-7013-379-1
 * ERTLOVÁ, F., MUCHA, J.; Přednemocniční neodkladná péče; Brno NCONZO, 2003; 2 přep. vyd.; ISBN 80-7013-379-1