文丘里面罩是根據文丘里(Venturi)原理制成,即氧氣經狹窄的孔道進入面罩時在噴射氣流的周圍產生負壓,攜帶一定量的空氣從開放的邊緣流入面罩,面罩邊縫的大小改變空氣與氧的比率。它是一種高流量給氧裝置,可提供的氧濃度為24%~60%,能夠精確給氧,流量高。
文丘里的原理是什么?
文丘里原理較為復雜,其涉及流體物理學中的連續性方程及伯努力原理。即當一定流量的氧氣通過橫截面積較小的射流孔(見下圖)后流速增大形成高速氣流,產生一定負壓,進而卷入周圍空氣,最終形成高流量的空氧混合氣流。這種效應就如同當一列高速的火車駛過時,在其周圍形成的氣流會將路旁的樹葉“吸”向列車一樣。
文丘里面罩正是利用了這一原理。氧氣經狹窄的孔道進入面罩時,流速增快,形成噴射氣流,在噴射氣流的周圍產生負壓,攜帶一定量的空氣從開放的邊緣流入面罩,面罩邊縫的大小可以改變空氣與氧氣的比率。由于噴射入面罩的氣流大于病人吸氣時的最大流速和潮氣量,所以吸氧濃度恒定。
那么如何調節文丘里面罩的吸入氧濃度呢?吸入氧濃度與射流孔的孔徑、空氣流入口徑及氧流量大小有關。當我們把射流口徑、氧流量減小,或將空氣流入口徑增大時,氧濃度會隨之減小,反之增大。因高流速的氣體不斷沖洗面罩內部,呼出氣中的二氧化碳難以在面罩內滯流,故基本無重復呼吸,低氧血癥伴高碳酸血癥的病人需要選擇文丘里面罩。
根據文丘里裝置的特點,相對于使用普通面罩,其最終能夠提供給患者更高的流量。一方面,當提供的流量高于患者的吸氣峰流速時,患者即不會吸入周圍空氣,進而保證氧濃度穩定、精確可控。另一方面,高流量氣體可對患者的呼出氣產生一定的沖刷作用,防止重復呼吸。與此同時,高流量氣流也可能會帶來一些“副作用”,諸如致使氣道粘膜干燥等。