2016年9月6日 星期二

高山反應的高壓治療裝置

在台灣生活的人,只要曾經去過如阿里山或是合歡山,或者經歷過海拔落差超過1000公尺以上的旅行,會發現物品的密閉式塑膠包裝袋,會膨脹或收縮。在低海拔是正常的包裝袋,到高海拔時會膨脹,反過來在高海拔是正常的包裝袋,到低海拔會收縮,這是因為在不同海拔大氣壓力不同所導致的。人往高處爬水往低處流,氣壓也是由高處往低處移動。所以海拔上升包裝袋會膨脹,可以猜測外面的壓力比較低。沒錯,海拔越高氣壓越低,以海平面附近的高度來看,海拔每上升100公尺,氣壓大約降12毫巴。海平面的大氣壓力大約在1000豪巴左右,所以海拔500公尺的大氣壓力大約為1000-12*5=940毫巴。不過海拔上升下降的氣壓值並非固定,海拔越高降的氣壓數越低,以台灣百岳的起始高度為3000公尺來看,在這個區域的氣壓改變值,大約是每上升100公尺,氣壓會降8毫巴。以台灣熱門避暑勝地杉林溪為例,該處海拔大約1600公尺。若是張三由台中開車到杉林溪旅遊,台中海拔大約100多公尺,那張三在台中到杉林溪的這段里程,身體所感受承受的大氣壓力由1000毫巴,大約減少到1000-10*15=850毫巴。
我們的血管是一個封閉的系統,血液在這其中流動,供應各器官所需的氧氣。那麼在海拔落差大幅度變化時,密閉式包裝袋會膨脹或收縮,當然我們身體的機能也會如此。少數人的體質對於這種變化會產生反應,這就是俗稱的高山症。高山症的判斷與症狀,網路上有一缸子的文章,在此不贅述,而是分享處置的方法與措施。
對於有高山反應的人,最佳的處置措施是立即下降高度。以台灣民眾容易到達,也容易有高山反應的含歡山來說,若在山上發生高山反應,那立即下降到清境農場或甚至是霧社,應該就會改善。
但是若不方便立即下撤,要如何解決。任何會騎車會開車的人都曾經幫輪胎打氣,氣打越多輪胎越飽,若使用附有壓力表的打氣筒,就會發現壓力值。一般表示壓力值會使用kg/cm2或是psi,跟大氣的關係大約是1 大氣壓(atm)等於:
1 atm = 760 mm-Hg = 1.0336 kg/cm2 = 14.7 lb/in2 = 14.7 psi = 1.0131 Pa = 1013 hPa(毫巴)
以一般腳踏車打的氣壓約在20~30 psi來看,輪胎內約有2個大氣壓的壓力,所以輪胎會膨脹。
若是將輪胎擴大到可以塞進去一個人,然後利用打氣筒將空氣灌進去,氣壓會上升。氣壓上升表示海拔下降,那就是模擬由高海拔回到低海拔,應該就可以舒緩高山反應。
聰明的人於是利用這個原理開發,可以在高海拔地區,無法立即下撤時,可以緊急舒緩高山反應的高壓治療(Hyperbaric Treatment)設施。

目前常見的三種高壓治療艙有:
1.Gamow bag
2.Certec Bag
3.PAC (Portable Altitude Chamber)

在台灣高山醫學專家王士豪醫師的熱心奔走之下,終於開始在山屋建置PAC高壓艙,也已經有高山反應者,因此而獲救的實際案例。
這三種目前市面上常見的高壓治療艙,其處置步驟大致如下:
  1. 確認病患意識清醒。
  2. 將病患置放於袋子內,因為要在裡面待數個小時,所以可以加上睡袋,睡墊,與飲水,盡可能讓病患舒適。
  3. 連接打氣筒到高壓艙,並開始打氣,直到到達設定的氣壓為止,以PAC為例子,固定在 2psi。
  4. 讓病患持續待在高壓艙內1個小時,然後評估病患的狀態,這期間也要一直留意病患的狀態。
  5. 因為人會呼出二氧化碳,必須將之排出密閉的艙體,因此到達設定的壓力值時,仍要以每分鐘數次的頻率(PAC建議每5秒一次),持續供應空氣。
  6. 一個小時之後將病患移出高壓艙,然後評估處理效果。若有必要,則再度進入艙體,並重複上述流程。直到病患已經獲得充分改善,或者可以實際執行下撤為止。
  7. 由實際經驗值得知,HAPE(:高山肺水腫) 大約需要2~4小時的處理,而HACE(高山腦水腫) 大約需要4~6小時的處理。
以PAC為例子來看,為何會將壓力固定在2 psi?
因為1 atm=14.7 psi = 1013 hPa
所以1 psi= 1013/14.7 =68.91 hPa
若將海拔落差1公尺,氣壓變化設為0.12~0.08的中間值0.1hPa,則
1 psi = 68.91 hPa,相當於海拔變化689.1公尺,取概數 690公尺
那麼2 psi就是變化 1380公尺。相當於由合歡山下降到清境農場的海拔落差

下列為三種高壓治療艙的資料

1. Gamow bag
由Gamow所發明的Gamow bag是這類型高壓治療艙中,最早出現的。它的加壓值設定在2 psi重量大約為7.5Kg,單價一個為美金2110。
  /http://www.chinookmed.com/cgi-bin/item/06001/s-high_altitude/-Gamow-Bag-Hyperbaric-Chamber,-Civilian-Model-
Gamow Bag
2. Certec Bag
由法國Certec公司所開發,並命名為Certec Bag 的高壓治療艙,網路上的單價是 2268歐元。
Certec Bag
Certec Bag比較特殊的地方為有內外袋,外袋是避免因為地面崎嶇,而損傷袋子以及讓患者可以較舒服。患者是待在內袋中。雖然有兩個袋子,但是重量卻仍比Gamow輕,大約為5Kg。它的壓力設定在200hPa,比Gamow bag的2 psi高。
http://www.certec-secourisme.fr/index.php/en/order-online/hyperbaric-chambers/caisson-hyperbare-trekking-detail

3. PAC
台灣目前引進的高壓艙PAC(Portable Altitude Chamber) ,是由澳洲的公司依據前面敘述的兩種壓力艙,改良而來的,價位大約澳幣2000元。它跟Gamow一樣也是將壓力定在2 psi,不過沒有壓力計。重量與外圍尺寸跟Gamow類似。
PAC
它將操作須知直接印在袋子外面,也提供不同海拔高度,壓力艙可以模擬的下降高度值。這讓使用者可以更方便使用。
另外它讓患者進出艙體的出入口較為便利。
 http://www.treksafe.com.au/pac/pac_prices.htm

在參加搜救員複訓中,體驗了PAC的操作以及實際進入艙內感受2 psi的感覺。
PAC加壓操作
PAC有三個跟氣體相關的閥門:

  1. 進氣閥,直接將氣管插進去
  2. 固定式卸壓閥,壓力設定在2 psi,壓力到達時就會自動洩壓
  3. 可調式卸壓閥,可以調整洩壓的流量,用於緊急洩壓,或是處理告一段落,要讓病患離開時,緩慢洩壓之用。若是瞬間洩壓到大氣壓力,患者可能會不舒服

PAC三個汽閥
印在艙體外面的模擬海拔下降圖,可以讓人輕易的得知在不同海拔,壓力變化對海拔改變的影響。
艙體外面的海拔對應高度下降表
在實際操作時,藉由帶入艙體內的高度計,可以看到高度計的數值,確實會依據打入或是釋放之氣體的改變而變化。
PAC內展示高度變化
杉林溪大會堂高度約1660M,打氣到固定式卸壓閥作動時約為360M,所以等同於海拔下降1300M。
在壓力艙內,一開始有點怪怪的,很快就適應。打氣時會有氣流的聲音,壓力開始上升之後,耳朵會有異樣,當壓力到達 2 PSI時,耳朵會有點痛不舒服感。
今年以來至少已經有兩件因為使用PAC,而讓高山反應的山友得救。這兩起分別是2016年4月份在嘉明湖的楊姓女大學生,以及2016年8月也是發生在嘉明湖的何姓少年。相信這種高山治療裝置更加普及後,將可以更確保登山的安全。

參考資料
  1. 中央社,女大生嘉明湖發生高山症,高壓氧袋救命,2016/04/02http://www.cna.com.tw/news/asoc/201604020184-1.aspx
  2. 江慧珺,高山病突發 加壓袋救少年一命,2016-08-06,http://udn.com/news/story/7266/1876363
  3. http://www.high-altitude-medicine.com/hyperbaric.html

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