文丘里面罩是根据文丘里(Venturi)原理制成,即氧气经狭窄的孔道进入面罩时在喷射气流的周围产生负压,携带一定量的空气从开放的边缘流入面罩,面罩边缝的大小改变空气与氧的比率。它是一种高流量给氧装置,可提供的氧浓度为24%~60%,能够精确给氧,流量高。
文丘里的原理是什么?
文丘里原理较为复杂,其涉及流体物理学中的连续性方程及伯努力原理。即当一定流量的氧气通过横截面积较小的射流孔(见下图)后流速增大形成高速气流,产生一定负压,进而卷入周围空气,最终形成高流量的空氧混合气流。这种效应就如同当一列高速的火车驶过时,在其周围形成的气流会将路旁的树叶“吸”向列车一样。
文丘里面罩正是利用了这一原理。氧气经狭窄的孔道进入面罩时,流速增快,形成喷射气流,在喷射气流的周围产生负压,携带一定量的空气从开放的边缘流入面罩,面罩边缝的大小可以改变空气与氧气的比率。由于喷射入面罩的气流大于病人吸气时的最大流速和潮气量,所以吸氧浓度恒定。
那么如何调节文丘里面罩的吸入氧浓度呢?吸入氧浓度与射流孔的孔径、空气流入口径及氧流量大小有关。当我们把射流口径、氧流量减小,或将空气流入口径增大时,氧浓度会随之减小,反之增大。因高流速的气体不断冲洗面罩内部,呼出气中的二氧化碳难以在面罩内滞流,故基本无重复呼吸,低氧血症伴高碳酸血症的病人需要选择文丘里面罩。
根据文丘里装置的特点,相对于使用普通面罩,其最终能够提供给患者更高的流量。一方面,当提供的流量高于患者的吸气峰流速时,患者即不会吸入周围空气,进而保证氧浓度稳定、精确可控。另一方面,高流量气体可对患者的呼出气产生一定的冲刷作用,防止重复呼吸。与此同时,高流量气流也可能会带来一些“副作用”,诸如致使气道粘膜干燥等。