氧氣機脈衝式與持續流模式的比較
- Muting Functional Medicine
- 2月3日
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已更新：2天前
摘要：
持續流供氧：氧氣不間斷輸出，供氧穩定，適合夜間使用、高流量需求或呼吸不穩定者，但效率較低、耗氧較多。
脈衝式供氧：僅在吸氣時供氧，氧氣利用率高、省電、機器更輕便，適合活動量大、需外出使用的患者。
研究顯示：在多數情境下，脈衝式供氧的等效氧氣輸送量與持續流相近，血氧表現無明顯差異。
選擇關鍵：是否能與個人呼吸型態同步，並持續監測 SpO₂。
在呼吸生理學中，正常成人在靜息狀態下的一分鐘呼吸次數（Respiratory Rate, RR）約為 12-20 次，但會因年齡、活動程度、健康狀況等因素有所變化。吸氣與呼氣時間占比（Inspiratory to Expiratory Ratio, I:E Ratio）在正常呼吸（潮氣呼吸，Tidal Volume）情況下吸氣時間（Inspiration, I）約占 40%，呼氣時間（Expiration, E）約占 60%，I:E 比例通常為 1:1.5 到 1:2，在運動時或某些病理狀態下，這個比例會改變。隨著科技進步，便攜式氧氣機的性能大幅提升，尤其是脈衝式供氧（Pulsed Flow, PF）技術的發展，使其能夠在無創氧療中（Noninvasive Ventilation ,NIV）發揮更大作用。
市售的氧氣機供氧方式，持續流供氧與脈衝式供氧，還可進一步細分為感應式脈衝與間隔式脈衝。感應式脈衝（Demand-based Pulsed Flow）透過感應器偵測使用者的吸氣動作，當偵測到吸氣開始時，才釋放氧氣脈衝；間隔式脈衝（Timed-based Pulsed Flow）不依賴患者的吸氣偵測，而是根據預設時間間隔，固定釋放氧氣脈衝（例如每 X 秒送出一次）。感應式脈衝供氧能有效節省氧氣並與呼吸同步，但在呼吸較弱或睡眠期間可能觸發困難。間隔式脈衝供氧適合呼吸不穩定者，能確保穩定供氧，但可能造成部分氧氣浪費。然而最新技術的氧氣機已開始結合兩種模式，根據使用者的狀況智能切換，提供更靈活的氧療選擇。
供氧模式 | 供氧機制 | 優勢 | 潛在問題 |
|---|---|---|---|
感應式脈衝供氧 | 使用者吸氣偵測觸發供氧 | 節省氧氣，僅在吸氣時供應，與患者呼吸同步，提高氧氣利用率 | 可能無法偵測淺吸氣，影響夜間供氧。在睡眠或低呼吸驅動力患者可能供氧不足 |
間隔式脈衝供氧 | 固定時間間隔供應脈衝氧氣 | 穩定供氧，不依賴吸氣觸發，確保夜間持續供氧 | 可能在呼氣時供應，導致部分浪費。供氧不同步，可能在某些時候氧氣供應過多或不足 |
持續流供氧 | 氧氣持續不間斷輸出，無論患者是否吸氣 | 穩定供應氧氣，適合高流量需求者，確保不中斷，對吸氣模式不敏感，能持續維持氧氣濃度 | 氧氣可能浪費較多，效率低，在部分患者中可能導致鼻腔乾燥或刺激 |
本篇文章將基於文獻研究，探討脈衝式供氧與持續流供氧（Steady Flow, SF）的優缺點，幫助患者選擇最適合的氧氣供應設備。
氧氣機脈衝式與持續流供氧的基本原理
持續流供氧（SF）：氧氣機以固定流速持續提供氧氣，無論患者是否吸氣。例如，設定3L/min，無論是否吸氣或使用則會每分鐘不間斷地輸出3公升氧氣。
脈衝式供氧（PF）：透過感應技術偵測患者的吸氣動作，並在吸氣時才釋放氧氣脈衝，提高氧氣利用率。例如：使用者呼氣時該裝置暫停提供氧氣，直到偵測到使用吸氣動作時，才將氧氣於吸氣過程中釋放。
您可以參考：續流模式與脈衝模式的差異影片
高階脈衝氧氣機感測設備能夠偵測使用者呼吸時對鼻導管或面罩內壓力的微小變化，並透過學習與演算法動態調整，以匹配個人呼吸頻率。系統可根據吸氣動作即時供應適量氧氣，確保最佳氧氣輸送效率。
智能學習與演算法的重要性：在吸氣的 中間階段（1/3~1/2 時間點），吸入氣流速率最高，吸入的氣體量最大。這是因為，壓力驅動最大（肺泡內壓與外界壓差最大），氣流阻力較低，空氣進入速度最快，這段時間內的氣體交換效率最高，對吸氧或機械通氣的影響最大。
脈衝式供氧的效能與可行性
我們可以先理解通氣期間測量的參數，以及通氣機對患者呼吸需求的適應性。例如，若 TPmin 和 Ttrig 過長，可能表示供氧設備的偵測延遲，導致患者呼吸不同步。而較低的 Ptrig 和較短的 T90% 則能提供更及時、流暢的氧氣供應，提高患者的舒適度與療效。
TPmin（最小壓力達成時間）：從吸氣努力開始到氣道壓力下降至最低值所需的時間。這代表患者開始吸氣時，通氣機需要多長時間才能偵測並開始提供氧氣或空氣。較短的 TPmin 表示通氣機反應較靈敏，而較長的 TPmin 可能意味著偵測延遲。
Ttrig（觸發時間）：從吸氣努力開始到通氣機實際觸發並啟動氣流的時間。這是無創氧療設備對患者吸氣的響應速度指標。Ttrig 越短，代表通氣機能更快地提供氣體，減少患者的呼吸負擔。
Ptrig（觸發壓力變化）：觸發通氣機所需的氣道壓力下降幅度。若 Ptrig 值過大，表示患者需要更用力地吸氣才能觸發通氣機，可能增加呼吸困難的風險。較低的 Ptrig 則代表通氣機對患者的吸氣努力更敏感，能更輕鬆地觸發。
T90%（達到 90% 最大壓力時間）：從通氣機被觸發到氣道壓力達到最大壓力的 90% 所需的時間。這是評估通氣機供應氣體的速度指標。T90% 越短，表示氧氣或空氣輸送更迅速，能更快滿足患者的吸氣需求；T90% 過長可能導致患者吸氣時感覺供應不足，影響通氣效果。
PEEP（Positive End-Expiratory Pressure，呼氣末正壓）：是指在患者呼氣結束時，仍然維持在氣道內的正壓。這是一種重要的呼吸支持技術，常應用於無創氧療（Noninvasive Ventilation ,NIV）與機械通氣，以防止肺泡塌陷，提高氣體交換效率。
研究結果顯示，脈衝式供氧的等效氧氣輸送比值範圍約在 0.8 至 1.2 之間，平均值為 0.94 ± 0.15。
這表示在大多數情況下，脈衝式供氧能提供與持續流供氧相似的氧氣供應量，但仍可能因患者的呼吸特徵、設備演算法等因素而略有變動。
大部分數據點集中在 0.9 至 1.0 附近，顯示脈衝式供氧技術的準確度相對穩定，能夠有效滿足患者需求。
上圖比較了在不同呼吸頻率10/分鐘（Ａ）及20 次/分鐘（Ｂ）條件下，三個測量點的氧氣濃度分佈情況，以評估脈衝式供氧與持續流供氧的供氧效率。
Site A（面罩內）：直接測量患者吸入的氧氣濃度。 Site B（面罩近端）：測量靠近面罩入口的氧氣濃度，以觀察供氧系統如何影響實際吸入濃度。 Site C（通氣機出口）：測量通氣機直接輸出的氧氣濃度，作為設備供氧效率的基準參考。
呼吸頻率對氧氣濃度的影響
當呼吸頻率為 10 次/分鐘時，患者有較長的吸氣時間，因此吸入的氧氣濃度較高。
當呼吸頻率提高至 20 次/分鐘時，由於吸氣時間縮短，吸入的氧氣濃度相對降低，但仍維持在有效供氧範圍內。
脈衝式供氧在較高的呼吸頻率下，仍能維持與持續流供氧相似的氧氣輸送效率。
臨床意義
脈衝式供氧能夠與無創氧療有效整合，並提供與持續流供氧相似的氧氣效能。
等效氧氣供應量：在模擬與臨床測試中，脈衝式供氧的氧氣濃度（FIO₂）相較於持續流供氧的比例為0.94 ± 0.15，顯示兩者氧氣效能相近。
同步性佳：脈衝式供氧與無創氧療同步運作良好，無明顯的自動觸發（auto-trigger）或觸發失敗（missed trigger）情況。
臨床結果相當：在10名慢性阻塞性肺病（COPD）患者的臨床試驗中，脈衝式供氧與持續流供氧在血氧飽和度（SpO₂）、心率、呼吸頻率與血壓等關鍵指標上無顯著差異。
脈衝式供氧的優勢
更高的氧氣利用效率：脈衝式供氧僅在吸氣時供應氧氣，避免呼氣時的浪費，使氧氣供應更加精準。
延長電池續航力：與持續流相比，脈衝式供氧機耗電量更低，適合長時間外出使用。
輕便與攜帶性：設計更小巧，方便患者攜帶，特別適合需要活動的患者。
持續流供氧的適用情境
儘管脈衝式供氧技術日益成熟，持續流供氧仍然適合某些特殊情境：
睡眠時氧療：部分患者在睡眠時的呼吸頻率較低，可能影響脈衝式供氧的偵測。
高流量氧氣需求：重症患者可能需要穩定的大流量氧氣供應，持續流模式較適合。
不適應脈衝式供氧者：部分患者可能對脈衝式供氧的觸發感到不適，持續流可提供更穩定的氧氣流量。
如何選擇適合的氧氣機？
需要外出與活動量大的患者：脈衝式供氧更適合，因為其高效、便攜，且電池續航時間長。
夜間需要氧氣或呼吸頻率較低的患者：建議選擇持續流供氧，確保穩定供氧。
需要與無創氧療搭配的患者：研究支持脈衝式供氧與無創氧療的有效整合，可作為首選方案。
結論：如何確保最佳供氧效果？
研究顯示，氧氣機脈衝式供氧技術已大幅提升，其在多數情境下的效能可媲美持續流供氧。每位患者的情況不同，應根據個人需求選擇合適的模式。定期監測血氧飽和度（SpO₂） 是確保氧氣供應充足的關鍵。
補充說明：
市售制氧機的供氧能力
市面上的家用制氧機依照每分鐘的氧氣流量可分為不同型號，常見規格為 1L、2L、3L、5L 等。其中，5L 制氧機最常見，能滿足大多數家庭的氧療需求。少數高端機型可提供每分鐘 9L 流量。制氧機的氧氣濃度一般為 90% ± 3%，應根據個人健康狀況與醫生建議，選擇適合的流量規格。對於高流量需求的患者，建議使用 5L 以上的機型。
成人的正常呼吸需求
在安靜狀態下，正常成人每分鐘呼吸 12~20 次，每次吸入或呼出的潮氣量約 400~500 毫升。因此，每分鐘總通氣量約為 6~10 公升。這些數值會因個人體質、年齡、活動水準等因素而變動。例如，在運動或體力活動時，呼吸頻率與潮氣量均會增加，以滿足更高的氧氣需求。
無創氧療（NIV） 有創通氣是透過氣管內插管來執行，能夠建立完全密閉的通氣系統。相對而言，非侵入性通氣（NIV）則不需進行氣管插管，而是利用正壓通氣來輔助呼吸。非侵入性治療採用與有創治療相似的原理，並遵循相同的生理機制。在某種程度上，非侵入性通氣（NIV）與自主呼吸相當接近，因為兩者遵循許多相同的基本原則：NIV 依然能對肺部施加壓力，幫助肺泡充氣與放氣，並促進二氧化碳的排出。因此，NIV 仍然被視為一種通氣輔助方式，且同樣具備改善氧合的效果。
智能體征脈衝式氫氣機 市面上部分智能型氫氣機整合了連續供應模式、感應脈衝模式與間歇脈衝模式的特點於一台設備中。更先進的機型甚至內建儲存鋼瓶，能在吐氣時收集未被吸收的氫氣，並於下一次偵測到吸氣節律時瞬時釋放，使氫氣供應更加符合人體呼吸生理，提高吸收效率，大幅提升氫氣的有效利用率。您可以參考 「脈衝氫氣機－醫療體徵感測脈衝技術」
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