氫氣作為一種具有潛在療效的醫學氣體，其應用逐漸受到關注。許多氫氣機使用者經常詢問：「氫氣在體內停留的時間有多長？」、「是否需要長時間持續使用才能發揮效果？」這些問題的核心在於對劑量安全性與有效性的關切，尤其在臨床應用和日常健康管理中顯得尤為重要（安全性在另一篇文章中亦有詳述）。為了解答這些疑問，我們回顧了一篇由日本靜岡縣沼津市西島醫院與美國匹茲堡大學外科系的醫師及研究人員共同發表的研究文獻「急性腦缺血患者吸入氫分子安全性生理參數及氫在血液中的水平測定的基礎研究」。該文獻以急性腦缺血患者為研究對象，深入探討氫氣吸入後在血液中的代謝動力學特徵，並評估氫氣療法的安全性和濃度一致性。透過這項研究很就發現，我們能夠更全面地理解氫氣在體內的作用機制，為未來的臨床應用與研究提供寶貴參考。
文獻發表是由英國專注於醫用氣體（如氫氣、一氧化氮）的科學研究，涵蓋基礎研究與臨床應用的單位Medical Gas Research（醫用氣體研究）。主要作者日本靜岡縣沼津市西島醫院神經外科部門及美國匹茲堡大學外科系。他們的專長是醫用氣體的基礎研究、神經外科疾病治療及臨床研究及相關療法的開發，凸顯了研究成果的學術價值與應用潛力。「目前醫療用氣體有哪些？」
文獻亮點
強調氫氣安全性驗證的重要性
對於高齡急性腦缺血患者進行氫氣吸入療法的安全性評估，填補了目前臨床數據的空白，展示了新療法的可行性。
清晰的數據支持
提供詳細的血液中氫氣濃度變化數據（吸入後濃度快速達到平原期，停止後快速下降），以及穩定的生理參數變化，凸顯治療的安全性和穩定性。也證明氫氣體可以透過呼吸作用進入血液中，並且可以測量在血液中的數據。
實用的治療策略建議
提出氫氣吸入與氫生理食鹽水靜脈注射結合使用的策略，特別適合肺功能受損患者，為臨床應用提供了靈活方案。
指出一致性挑戰並提供改進方向
對於吸入濃度一致性差的問題，提出設備改進和患者心理指導的重要性，為未來的臨床實踐提供實用建議。
科學探索與臨床實用結合
討論氫氣吸入療法的生理效應、潛在應用場景，以及與現有療法的協同效應，兼顧理論與實踐。
文獻前言
近年來，氫氣作為醫學氣體在多種病理條件中的潛在治療效果受到廣泛關注。動物實驗已充分證明氫氣對腦部缺血再灌注損傷等多種疾病具有神經保護作用。然而，針對老年急性腦缺血患者，吸入氫氣的安全性和療效尚需臨床驗證。本篇文章將探討相關研究的核心發現，為臨床應用提供參考。
研究背景與需求
氫氣具有選擇性抗氧化特性，能夠有效清除羥基自由基（•OH）和過氧亞硝基陰離子（ONOO⁻），這些分子在缺血性腦損傷中扮演重要角色。儘管動物研究結果令人鼓舞，但高齡患者的生理條件更為脆弱，治療干預需要更高的安全標準。本研究在評估氫氣吸入療法在急性腦缺血患者中的安全性和血液中氫氣濃度的變化情況。
研究方法
研究設計與對象
13位急性腦缺血患者，年齡集中於高齡段。所有患者均接受詳細的治療解釋並簽署知情同意書。
氫氣吸入治療
使用氫氣濃度：3%-4%。透過自主吸入（面罩）或呼吸機輔助。每次約30分鐘。
數據測量
使用氣相色譜法測定動脈與靜脈血氫氣濃度。監測生理參數：體溫、血壓、脈搏、血氧飽和度等。
氫氣在血液中的濃度是使用 氣相色譜法（Gas Chromatography） 測量。 採集血液樣本：從患者的動脈或靜脈採集血液樣本（約 2 毫升）。使用射器將血液注入預先準備好的 12 毫升玻璃瓶中。 玻璃瓶準備：玻璃瓶事先裝滿新鮮空氣，並用硬塑膠塞和螺旋蓋密封。血液注入瓶中後，密封以防外界氣體進入。 樣本處理：將裝有血液的玻璃瓶放入超聲波清洗設備中進行振動（30 分鐘），以促進血液中的氫氣釋放到瓶內的氣相中。 氣相分析：使用氣相色譜儀測量瓶內氣體中的氫氣濃度。氫氣濃度單位為微摩爾每升（μmol/L）。 測量時段：在吸入氫氣之前（作為對照）以及吸入期間（多個時間點）和停止吸入後進行樣本採集。
急性腦缺血患者使用氫分子研究結果
圖一顯示了氫氣吸入前（5 分鐘前）、期間（0–30 分鐘）以及吸入後（30–60 分鐘）動脈與靜脈血液中的氫氣濃度（HC）變化。結果表明，無論吸入 3% 還是 4% 的氫氣，血液中的氫氣濃度均快速上升並達到穩定水平，濃度與成功的動物實驗報告中的值相當。值得注意的是，靜脈血液中氫氣濃度下降時出現短暫的凸起現象，推測可能是來自如肌肉或皮膚等血流緩慢或釋放較慢的組織區域中釋放的額外氫氣。整體而言，研究表明氫氣吸入可以有效提高血液中的氫氣濃度，並達到穩定水平，同時也揭示了組織中氫氣儲存與釋放的可能機制，為氫氣的醫療應用提供了基礎數據支持。
不同的標記代表不同的研究對象：方形標記：Case 1 吸入 4% H₂ 氣體。三角形標記：Case 2 吸入 3% H₂ 氣體。圓形標記：Case 3 吸入 3% H₂ 氣體。
結果表明：實驗結果的再現性：氫氣吸入能有效提高血液中氫氣濃度，且濃度達到動物實驗中觀察到的有效範圍。組織貯存與釋放特性：靜脈血濃度曲線中的凸起現象表明，氫氣可能在肌肉與皮膚等緩慢釋放的組織中短暫累積，並在吸入停止後逐漸釋放。
圖二展示了 Case 1 在吸入 4% 氫氣 (H₂) 前（5 分鐘前）、吸入期間（0–30 分鐘）以及吸入後（30–60 分鐘）所記錄的生理參數變化，這些參數與圖一中的血液氫氣濃度同步測量。結果顯示，除呼吸模式出現輕微變化外，其他主要生理指標如心率、血壓及血氧飽和度均未發生顯著變化。呼吸模式的變化主要包括過度換氣和屏息現象，這些情況在神經功能受損但意識正常的患者中較為常見，可能與自主神經系統的調控紊亂有關。臨床觀察進一步確認，吸入氫氣的過程無明顯副作用未導致任何重大不良反應，顯示 4% 氫氣吸入具有良好的安全性。該實驗結果表明，氫氣吸入對神經受損患者的生理指標影響有限，且具有潛在的臨床應用價值，但需對呼吸模式的改變進行更深入的研究，以評估其對療效的影響。
屏息現象是指人在某些情況下暫時停止呼吸的一種行為或生理反應，可能是主動或非自願發生的。屏息通常會導致短時間內肺部空氣流通停止，影響氧氣和二氧化碳的交換。
血液氣體相關：pH酸鹼值。pO₂氧分壓。sO₂氧飽和度。pCO₂二氧化碳分壓。HCO₃⁻碳酸氫根濃度。BE基礎量（Base Excess）。Lac乳酸濃度。SaO₂動脈血氧飽和度。SpO₂脈搏血氧飽和度。tCO₂總二氧化碳濃度。PaO₂/FiO₂動脈氧分壓/吸入氧濃度比值。
血液化學相關：BB緩衝鹼濃度。Na鈉離子濃度。K鉀離子濃度。Cl⁻氯離子濃度。ctCO₂總二氧化碳濃度。Hb血紅蛋白濃度。
結果表明：氫氣吸入過程中，患者的基本生理參數穩定，僅在呼吸模式上出現輕微異常。這些變化在神經系統受損的患者中屬於常見現象，並未對實驗的安全性或患者的基本生理狀態構成威脅。
圖三展示了首次 30 分鐘氫氣吸入期間，靜脈血液中氫氣濃度（HC）的變化情況。結果顯示，血液氫氣濃度的變化幅度相當大，從低於 1 微摩爾/公升到 25 微摩爾/公升不等，表現出明顯的不一致性。然而，經過更密切的床旁監測和對患者的鼓勵後，氫氣濃度的穩定性和一致性有了顯著改善。對於患有肺部疾病的患者，初始吸入效果較差，但通過同步緩慢靜脈注射含氫的生理鹽水，血液中的氫氣濃度顯著提升。例如，案例 8 的濃度從 1.2 微摩爾/公升提高至 12.1 微摩爾/公升，案例 10 從 0.5 微摩爾/公升提升至 8.2 微摩爾/公升。這一結果表明，氫氣吸入效果可能受到患者肺功能、吸入方式和配合程度的影響，而輔助使用氫生理鹽水注射更能有效提高氫氣在血液中的濃度，尤其在肺部功能受損的患者中。這些觀察為氫氣吸入的臨床應用提供了新的策略，顯示出結合吸入與靜脈注射療法的潛在價值。
研究對象可能具有合併症急性腦缺血的患者可能伴隨其他系統性疾病，包括肺部疾病。這些合併症會影響患者的吸氧效率、氣體交換能力以及氫氣吸入的效果。案例可能是急性腦缺血患者中合併肺部疾病的個別情況，這使他們的氫氣吸收效率低於其他患者。
微摩爾/公升（μmol/L） 是一種描述溶液中物質濃度的精確單位，廣泛應用於醫學、化學和生物研究。在氫氣吸入研究中，這個單位幫助科學家量化氫氣在血液中的分布，為氫氣療法的效果評估提供數據支持。
Day 2、 Day 3、Day 8 的設置可能是為了比較不同患者或治療方法的效果。例如，早期觀察（Day 2）用於短期效果分析，而更長的時間點（Day 8）則用於評估治療的持續性或累積效應。
結果表明：吸入方式、患者配合度以及輔助治療在提高氫氣吸收效率方面的重要性，為臨床應用提供了重要參考。
研究結果小結
氫氣濃度變化
吸入氫氣後20分鐘內，動脈與靜脈血液中的氫氣濃度達到穩定平原期，濃度水準與動物實驗結果一致。停止吸入後，動脈血氫氣濃度在6分鐘內快速下降至10%以下，靜脈血濃度則需18分鐘。
生理參數穩定性
研究期間，主要生理參數如血壓、體溫及血氧飽和度無顯著變化。部分患者因面罩不適出現過度換氣或屏氣現象。
吸入濃度一致性
靜脈血氫氣濃度存在個體差異，範圍為1–25 μM/L。優化面罩適配性和患者心理指導後，濃度一致性明顯改善。肺功能受損患者（如慢性阻塞性肺疾病）採用氫富化鹽水靜脈注射輔助吸入，有效提升氫氣濃度。
氫氣吸入臨床意義與挑戰
本研究表明，氫氣吸入療法在急性腦缺血患者中是安全的。30分鐘吸入可使血液氫氣濃度達到治療水平，並在停止吸入後迅速降低，顯示其良好的代謝動力學特性。
然而，面罩吸入的濃度一致性需進一步改進，特別是在老年患者或神經功能受損患者中。此外，氫氣吸入結合氫富化鹽水靜脈注射可能成為一種有效的治療策略，但需進一步探索其適用性和最佳使用方式。
氫氣制療的未來方向
設備優化：開發適合高齡患者的專用吸入裝置，提升治療一致性。
治療策略：研究氫氣吸入與其他治療模式（如氫食鹽水靜脈注射、飲用氫水）的協同效應。
文獻作者總結
氫氣吸入療法在急性腦缺血患者中的應用具有良好的安全性和可行性，為臨床治療提供了新的方向。然而，實現規範化應用仍需克服濃度一致性和設備適配等挑戰。隨著研究的深入，氫氣療法有望成為標準治療選項之一。
氫氣吸入療法：科學驗證與安全保障
氫氣作為一種醫學氣體，近年來越來越受到科學界和醫療界的關注。本篇由日本與美國專家合作完成的研究，以急性腦缺血患者為研究對象，深入探討了氫氣吸入療法的安全性和效果，提供了令人信服的科學依據。研究結果表明，吸入3%-4%的氫氣對患者的生理指標如血壓、體溫和血氧飽和度沒有任何負面影響，顯示出高度的安全性。同時，氫氣吸入後，血液中的氫氣濃度能在20分鐘內達到穩定平原期，並在停止吸入後迅速被代謝，充分體現了其快速起效與良好的代謝動力學特性。對於一些特殊患者，如肺功能受損者，研究還發現，結合氫氣吸入與靜脈注射氫鹽水，可以顯著提高治療效果，展現了氫療法的靈活性與適應性。
該研究還解決了一些實際挑戰，例如通過改進設備和患者指導，有效提高了吸入濃度的一致性，進一步提升了療法的臨床可行性。這些發現不僅證實了氫氣吸入的安全性，還拓寬了其在臨床應用中的可能性，無論是針對急性疾病的快速干預，還是日常健康維護，氫療法都具有廣泛的應用潛力。
研究還需要被探討之處
這篇論文雖然對氫氣吸入療法的安全性和效果提供了寶貴的科學數據，但仍存在一些不足之處與需要進一步探討的問題：
受試者人數有限
研究僅包含13位急性腦缺血患者，樣本量過小，無法充分代表更廣泛的患者群體。不同病情、年齡層或合併症患者可能對氫氣吸入療法的反應存在差異，而這些差異在小樣本中難以體現。
長期效果尚未評估
該研究主要觀察了短期內氫氣在血液中的動力學特性和生理參數的變化，但未涉及長期安全性和持續使用的潛在效果或風險。但可以在數年後的一項研究中證實了安全性「氫氣吸入療法是安全的：健康成人長期吸入研究的解析」。
吸入濃度與方法的局限
該研究僅考察了3%-4%濃度的氫氣吸入，並主要使用面罩或呼吸機輔助的方法。其他濃度範圍、不同吸入設備（例如市售氫氣呼吸機）以及吸入與其他方式（如靜脈注射、飲用氫水）結合的可行性尚未探討。
一致性問題仍需解決
研究指出吸入濃度一致性問題，但解決方案仍未完全成熟。例如，面罩不適、患者配合度等影響因素尚未完全克服，可能在日常應用中影響療效。
氫氣與氧氣聯合作用的機制不明
研究中提到氫氣吸入混合氧氣以避免低氧問題，但並未詳細探討兩者聯合作用的分子機制及可能的交互影響，例如氧氣是否會改變氫氣的代謝動力學或療效。
小編後記
這篇文獻為氫氣作為醫學氣體在急性腦缺血患者中的應用提供了重要的科學依據。透過精確的動力學研究和生理參數監測，驗證了氫氣吸入療法的安全性，還揭示了血液中氫氣濃度隨時間變化的特性，為劑量設計和臨床操作提供了參考。該研究也暴露出氫氣吸入濃度一致性的挑戰，特別是在肺功能受損患者中的應用。這為未來設備優化和治療策略的改進指明了方向。並且解答了，氫氣體積很小可以透或肺泡呼吸交換達到血液輸送全身。延伸閱讀「氫分子：人體無禁區的神奇穿透者」
氫氣吸入作為一種簡單且安全的治療手段，顯示出廣泛的應用潛力，但其臨床規範化應用仍需更多研究來支持。特別是長期安全性評估和多中心臨床試驗，將成為氫氣療法從研究階段走向臨床實踐的關鍵一步。
本篇氫氣吸入療法文獻常見 Q&A
氫氣在人體內停留的時間有多長？ 根據該研究，氫氣吸入後20分鐘內，血液中的氫氣濃度會達到穩定平台期。停止吸入後，動脈血氫氣濃度約在6分鐘內下降至10%以下，靜脈血則需約18分鐘，顯示氫氣代謝快速，停留時間相對較短。
是否需要長時間持續吸入氫氣才能達到治療效果？
研究顯示，30分鐘的吸入足以使血液中氫氣濃度達到治療水平。是否需要更長時間吸入取決於病情和治療目標，目前尚需進一步研究來驗證不同吸入時長對療效的影響。請參閱：氫氣吸入療法是安全的：健康成人長期吸入研究的解析
氫氣吸入的安全性如何？
在研究中，氫氣吸入對主要生理參數（如血壓、體溫、血氧飽和度等）未產生顯著影響，且未觀察到任何不良反應，顯示其在急性腦缺血患者中的安全性。
吸入濃度一致性如何確保？
研究指出，吸入濃度的一致性可能受到面罩適配性和患者配合度的影響。通過改進設備設計，濃度一致性可以得到改善。此外，對肺功能受損患者，可輔以氫鹽水靜脈注射來提高濃度穩定性。
除了吸入，還有其他氫氣給藥方式嗎？
是的，氫氣還可以通過飲用氫水或靜脈注射氫水的方式進行給藥。本研究顯示，吸入和靜脈注射結合使用對於某些患者（如肺功能受損者）可能更具療效。
對於消費者而言，考慮氫氣療法作為輔助治療手段，建議在專業人員或醫師的指導下進行。同時，保持對最新醫學研究的關注，以獲取最準確和可靠的資訊。
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