增強供氧
血紅素飽和度:在正常條件下,血紅素幾乎完全飽和,額外的氧結合有限。
血漿溶解氧增加:在高壓下(亨利定律),血漿中溶解的氧量顯著增加,促進組織供氧。
氣泡縮小:高壓下氣泡尺寸減小,使氧氣更容易到達細小血管。
高壓氧治療(HBOT)是在超過1.0 ATA(大氣壓)的壓力環境下給予100%氧氣的治療方法。美國水下和高壓醫學會(UHMS)將其定義為至少需要1.4 ATA,其效果呈劑量依賴性。
使用的艙大致分為兩種類型。
UHMS批准HBOT用於14種疾病/病症。與眼科相關的類別是「動脈功能不全」,包括CRAO和難治性潰瘍。其他批准的適應症如下。
用於上述以外的眼部疾病屬於仿單標示外使用。
HBOT的歷史悠久。1662年,Henshaw設計了第一個稱為「Domicilium」的加壓艙。1834年的Junod和1837年的Pravaz進一步發展了它,1879年Fontaine引入了加壓手術室。1921年,Cunningham建造了世界上最大的艙體,於1937年被拆除。1930年代,美國海軍採用HBOT治療減壓症,Boerema透過動物實驗證明了其有效性。UHMS的前身組織成立於1967年。
HBOT的生理效應基於高壓下血漿溶解氧量增加的複合機制。
增強供氧
血紅素飽和度:在正常條件下,血紅素幾乎完全飽和,額外的氧結合有限。
血漿溶解氧增加:在高壓下(亨利定律),血漿中溶解的氧量顯著增加,促進組織供氧。
氣泡縮小:高壓下氣泡尺寸減小,使氧氣更容易到達細小血管。
對血管和細胞的作用
血管收縮:氧濃度升高減少NO產生,引起血管收縮。但由於高氧狀態,組織供氧得以維持。HBOT結束後發生快速血管擴張。
白血球功能增強:高氧狀態提高白血球的氧化殺菌能力。
抗菌作用:抑制梭菌毒素的產生。與氟喹諾酮類、兩性黴素B和胺基糖苷類抗生素的協同作用也有報告。
增加的氧化劑可能作為細胞介質,促進纖維母細胞增殖和傷口癒合。詳細機轉請參見「6. 詳細作用機轉」一節。
CRAO接受HBOT的理論基礎在於增強對缺血視網膜的氧氣供應。在HBOT期間,眼部血管系統會發生可逆性血管收縮,但脈絡膜微血管板中的血漿氧升高,使得內層視網膜能夠透過脈絡膜側的氧氣供應維持足夠的氧合。動物實驗也顯示,即使有視網膜動脈阻塞,在HBOT下視網膜仍能充分氧合。完整的脈絡膜循環是HBOT成功的先決條件。
以下為CRAO接受HBOT的臨床證據。
| 研究設計 | 病例數 | 主要結果 |
|---|---|---|
| 回顧性研究(2001年) | HBOT組35例 vs 對照組37例 | HBOT組82%視力改善,對照組29.7% |
| 臨床試驗(2000年) | 症狀出現後1天開始 | 無顯著差異 |
| Cochrane系統性回顧 | 多項研究整合 | 證據不確定,需要RCT |
回顧性病例系列顯示HBOT對CRAO有輕度益處,但Cochrane系統性回顧指出證據的不確定性,並呼籲進行高品質RCT1)。作為眼卒中方案的一部分,透過在急診科設置眼底相機和OCT,縮短HBOT開始時間的努力也在進行中1)。
CRAO的預後預測因子:
症狀出現後數小時內開始被認為最佳。視網膜缺血後1.5小時開始出現不可逆損傷,一項在症狀出現1天後開始HBOT的臨床試驗未顯示顯著療效1)。櫻桃紅點的有無可能比時間更有助於預後預測。
基於高氧狀態降低VEGF表現並改善血-視網膜屏障(BRB)破壞的假說。在糖尿病黃斑水腫病例中,一個月內14次HBOT改善了視力(右眼20/125→20/63,左眼20/320→20/160)。兩項臨床試驗中,68%的患者改善2行或以上,平均提高3.5行。一項前瞻性世代研究也報告HBOT對黃斑有變薄效應。
對照試驗未顯示有效性,目前不是標準治療。但存在HBOT通過下調凋亡相關基因提供神經保護作用的假說,且有有希望的病例報告2)。證據矛盾,需要進一步研究。
實施HBOT時,規定了以下安全條件。
| 步驟 | 內容 |
|---|---|
| ① | 加壓至2 ATA |
| ② | 如果視力改善,維持90分鐘 |
| ③ | 如果30分鐘內無改善,升至2.4 ATA(美國海軍表6) |
| ④ | 如果仍無改善,停止或繼續常壓氧療 |
HBOT可累計給予100%純氧超過9小時,小型研究顯示其對CRAO有效1)。
全身性併發症
氧氣痙攣:高氧狀態對中樞神經系統的影響。透過限制治療時間預防。
中耳氣壓傷:因耳咽管功能不全在加壓或減壓時發生。
肺破裂:快速減壓時肺過度膨脹引起的併發症。
幽閉恐懼症:在單人艙中較易發生。
暫時性肺功能障礙:長期或高頻治療可能發生。
眼科併發症
高氧近視是接受HBOT患者最常見的眼部併發症。
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 頻率 | 約60%患者出現1行或以上變化。 |
| 進展速度 | 每週約0.25D |
| 近視化範圍 | 2.5 ATA下0.5~5.5D(Lyne, 1978) |
| 恢復期 | 通常3~6週(最長6~12個月) |
| 例外 | 假晶狀體眼不會發生 |
| 裝置差異 | 口鼻面罩組近視化較少 |
在2.4 ATA下,30次治療後平均近視化約為0.95 D。機制被認為是水晶體結構蛋白和水分的變化(參見「6. 詳細作用機轉」一節)。
根據亨利定律,壓力越高,血漿中溶解的氧量越多。在正常條件下,血漿溶解氧極少,組織氧輸送幾乎完全依賴血紅素。然而,在高壓下吸入100%氧氣時,血漿溶解氧顯著增加,從而實現非血紅素依賴的組織氧供應。
氧氣水平升高會減少一氧化氮(NO)的產生,導致血管收縮。通常,血管收縮意味著組織供氧減少,但在HBOT下,血漿溶解氧顯著增加,因此儘管血管收縮,組織氧合仍得以維持和增強。HBOT結束後會發生快速血管擴張。
在CRAO中,視網膜中央動脈向內層視網膜的供氧被阻斷。在HBOT下,脈絡膜毛細血管層的血漿氧增加,促進氧氣從外層向內層擴散。如果脈絡膜循環完好,這可以實現視網膜全層的供氧。這就是完整的脈絡膜循環被認為是HBOT成功前提的原因。
水晶體內結構蛋白(晶狀體蛋白)和水分分佈的變化被認為是近視化的主要原因。高氧環境加速晶狀體蛋白的氧化,改變水晶體的屈光力。在人工水晶體眼中,由於沒有天然水晶體,這種變化不會發生。
HBOT可能通過下調凋亡相關基因的表達來發揮神經保護作用2)。這一機制為將其應用於視神經病變(如非動脈炎性前部缺血性視神經病變)的研究提供了理論基礎。
目前,HBOT治療CRAO的證據主要來自回顧性研究和病例系列;Cochrane綜述指出了這種不確定性,並呼籲進行隨機對照試驗1)。隨著眼卒中方案的普及,正在建立系統以加快急診科的眼底照相和OCT檢查,縮短HBOT開始時間1)。
顯示對糖尿病視網膜病變和視網膜靜脈阻塞(RVO)有效的小規模研究正在累積。特別是VEGF表現抑制和BRB保護機制備受關注,期待與現有抗VEGF治療聯合效果的研究。
HBOT通過下調凋亡相關基因發揮神經保護作用的機制研究正在進展中2)。以NA-AION(非動脈炎性前部缺血性視神經病變)為中心,期待證據的累積。