一氧化碳中毒對心臟功能的影響
謝忠岳1 黃立言1 蔡宗能2 李柏群3*
1國軍桃園總醫院 心臟內科
2三軍總醫院 心臟內科
3國軍高雄總醫院 心臟內科
摘 要
一氧化碳（Carbon Monoxide；CO）為無色、無味、無刺激性且不易被察覺的氣體，一 般來自於碳氫化合物不完全燃燒所產生。在全球統計的毒物中毒致死案例中，一氧化碳中毒
（Carbon Monoxide Poisoning）是最常見的類型。一氧化碳與血紅素具有高親和力與複雜的 生物學特性，所以當一氧化碳中毒後，往往會造成心臟、神經、肌肉、腎臟等器官組織的病 變。在心臟血管系統方面，一氧化碳中毒會造成心肌缺氧（Myocardial ischemia）、心臟功能 失調（Heart dysfunction）與心律不整（Arrhythmia），並且增加冠狀動脈疾病（Coronary artery disease；CAD）症狀惡化的風險。急性一氧化碳中毒的症狀與其預後，與最初抵達醫院時所 測得的一氧化碳血紅素（Carboxyhemoglobin；COHb）濃度，並無絕對相關性。而一氧化碳之 致病機轉中除了造成組織的缺氧外，還與身體自由基的產生有關。在許多與一氧化碳中毒之 相關研究中發現，組織中一氧化碳濃度對身體造成的影響，遠比血液中一氧化碳濃度來的重 要。一氧化碳在人體的半衰期大約 4-5 小時，在急性一氧化碳中毒患者，若能及時給予氧氣或 高壓氧治療（Hyperbaric oxygen therapy；HBO），其半衰期可快速下降，不但可減少心血管組 織缺氧，並降低心臟血管系統內自由基所造成的受損。
關鍵詞：一氧化碳(Carbon Monoxide; CO) 心臟衰竭(Heart failure)
心臟功能失調(Heart dysfunction) 心律不整(Arrhythmia)
冠狀動脈疾病(Coronary artery disease; CAD) 一氧化碳血紅素(Carboxyhemoglobin; COHb) 高壓氧治療(Hyperbaric oxygen therapy; HBO)
前 言
一 氧 化 碳 是 由 於 含 碳 氫 化 合 物 (carbon- containing compounds) 不完全燃燒後產生的一種 無色、無味的氣體。一氧化碳經由呼吸系統進
入人體後，會和血紅素結合產生一氧化碳血紅 素 (Carboxyhemoglobin；簡稱 COHb)。因一氧化 碳對血紅素的親和力是氧氣的 200 ～ 250 倍，
因 此 在 血 液 中 一 氧 化 碳 很 快 的 與 血 紅 素 相 結 合， 使 血 紅 素 無 法 與 身 體 組 織 所 需 的 氧 氣 結
聯絡人：李柏群 通訊處：高雄市苓雅區中正一路2 號 國軍高雄總醫院心臟內科
合， 導 致 氧 氣 無 法 運 送 至 全 身， 造 成 組 織 缺 氧， 進 而 造成包括神經、心臟、肌肉、腎臟等 器官組織的病變導致嚴重的後遺症。 當 發 現 中 毒 患 者 時， 應 立 即 將 其 移 離 一 氧 化 碳 環 境，
給 予 高 流 速 氧 氣 治 療， 維 持 呼 吸 道 通 暢， 必 要 時 給 予 高 壓 氧 治 療， 直 到 症 狀 消 失 為 止。
除 了 急 性 中 毒 之 外， 在 一 氧 化 碳 中 毒 的 相 關 研 究 中 也 發 現 居 住 在 的 都 市 人 口 比 住 在 市 郊 的 人 口 得 到 冠 狀 動 脈 疾 病 (Coronary artery disease; CAD) 的比例為高，這與都市內的一 氧 化 碳 濃 度 較 高， 造 成 慢 性 中 毒 有 關。 不 管 慢 性 或 急 性 一 氧 化 碳 中 毒 後， 其 心 因 性 致 死 率 都 較 一 般 人 有 升 高 的 趨 勢。 特 別 對 於 年 齡 大於 65 歲或是有心肺疾病患者時，死亡率增 加 的 趨 勢 更 為 明 顯。 由 此 可 知 一 氧 化 碳 對 心 血管系統影響甚大。
流行病學
一氧化碳中毒是已開發國家中常見的中毒 死亡原因。自 1980 至 2008 年在歐洲因中毒死亡 的個案中，有 140,490 人死於一氧化碳中毒1。 在 美 國 每 年 因 一 氧 化 碳 中 毒 而 死 亡 平 均 多 達 500 人，因一氧化碳中毒送醫求診更高達五萬多 人2。而在台灣，依據衛生福利部統計，101 年 度因一氧化碳中毒死亡人數為 133 人 ( 死亡率每 十萬人口達 0.6%)。常見引起一氧化碳中毒情況 為：在通風不良的環境中不當使用瓦斯及熱水 器等加熱設備或是曝露於汽、柴油引擎、發動 機等機械設備，其他如火災、二手煙、曝露於 二氯甲烷環境和燒炭自殺等3-8。在台灣發生一 氧化碳中毒除了浴室熱水器通風不良外，另有 燒炭自殺也是一氧化碳中毒常見的原因之一。
Chang 等人分析 1999 至 2007 年間，台灣地區因 燒炭自殺造成一氧化碳中毒患者，有顯著上升 的趨勢9。
致病機轉
一般人體內，COHb 濃度低於 1%，過高的 一氧化碳濃度則會造成中毒，也是最容易造成 中毒的有毒氣體10-12。體內內源性的一氧化碳可 作為神經傳遞物質，目前有研究指出，在動物
體內給予低濃度的一氧化碳可減緩體內的炎症 反應、避免細胞凋亡 (apoptosis)、增加細胞代謝 和促進粒線體增生。最近更有臨床研究發現，
如依病人體重，每公斤給予 3 毫克的一氧化碳 一小時單獨一天或連續十天，並不會造成身體 的不良反應。日常環境空氣中即含有微量的一 氧化碳，因此人體可容許低濃度一氧化碳和微 量 COHb 的存在。一氧化碳中毒的嚴重程度，
取決於一氧化碳的分佈濃度、暴露時間、環境 通風的程度和患者本身是否患有或潛在的疾病 ( 如冠心症或心衰竭 ) 等因素。
一 氧 化 碳 在 血 液 中 與 血 紅 素 具 有 相 當 高 的結合力，在進入血液後，便會迅速取代氧氣 與攜氧的血紅素結合，使氧合血紅素解離曲線 (Oxyhemoglobin dissociation curve) 向左 偏 移，
造成氧合血紅素與氧氣的解離能力降低。因血 紅素攜氧能力降低，使氧氣送到組織的濃度下 降，組織內的含氧濃度下降，造成組織缺氧。
由 細 胞 層 面 來 看， 一 氧 化 碳 會 增 加 細 胞 內 血 紅素的濃度，導致細胞內氧化壓力 (Oxidative stress) 上 升。 此 外， 一 氧 化 碳 會 和 細胞 色 素 c 氧化酶 (Cytochrome c oxidase) 結合後抑制其活 性，造成細胞呼吸鏈中止，而使細胞缺氧並導 致凋亡與壞死13。受損的細胞因缺氧引發壓力 反應 (Stress response)，激發 PCG 1α 的活性，產 生自由基，造成組織器官的再度損傷，尤其是 神經和心臟血管系統影響最為嚴重 ( 圖一 )14。 此 外， 一 氧 化 碳 也 會 阻 斷 細 胞 能 量 的 製 造 機 制。當細胞內一氧化碳過高，會抑制粒腺體內 的細胞色素氧化酵素 (Mitochondrial cytochrome oxidase)、 榖 胱 甘 肽 (Glutathione) 與 肌 球 蛋 白 (Myoglobin) 功能，減少粒線體抗氧化酶生成，
最後使細胞脂質的氧化壓力上升，氧合磷酸化 (Oxidative phosphorylation) 失效。在當細胞內的 三磷酸腺苷 (Adenosine triphosphate；ATP) 產生 受到抑制時，細胞會由有氧代謝轉換為無氧代 謝，使乳酸堆積增加，造成細胞死亡。此外，
當一氧化碳濃度大於 88u 時，會直接活化凋亡 酵素 Caspase-1 而造成細胞凋亡。而縱使當血液 中 COHb 濃度降低後，細胞本身的呼吸鏈仍然 處於被阻斷的狀態。因此在呼吸鏈整體功能尚
未恢復前，細胞仍處於缺氧的進行式中，最後 導致器官組織的持續性損傷。
在慢性一氧化碳中毒的動物實驗證實，當 長期曝露在中、高濃度的一氧化碳時，會刺激 乙型交感神經興奮，造成心跳加速及心律不整 的產生。其可能的原因與活性氧化物 (Reactive oxygen species；ROS) 的產生和心肌細胞內鈣離 子的流動有關15, 16。此外，長期曝露於一氧化 碳亦會影響冠狀動脈內皮細胞舒張功能，造成 心肌灌流減少，使心肌細胞受到抑制，進而使 產生心臟收縮功能變差15。
一、心血管系統的病生理機轉
一氧化碳中毒的嚴重程度，與所接觸的環
境和個人身體因素有關。一旦一氧化碳被吸入 肺內，經由肺泡及微血管系統進入血液，並迅 速取代氧氣與血色素形成 COHb，影響全身的 循環系統。1865 年 Klebs 第一次提出一氧化碳 中毒會造成心率改變、心臟收縮能力降低及心 肌壞死。除此之外，由於心肌對於缺氧的反應 特別靈敏，所以更容易會抑制心肌細胞的呼吸 作用，並減少冠狀動脈血流儲量 (Coronary blood flow reserve)， 使 心 肌 進 一 步 受 到 損 傷17,18。 2011 年 Fracasso 等人分析一氧化碳中毒患者的 心肌細胞，發現中毒造成損傷的部位以心室細 胞為主19。
除 了 心 肌 細 胞 損 傷 之 外， 一 氧 化 碳 中 毒 患者也容易產生心律不整的併發症。一氧化碳
圖一：一氧化碳中毒後心肌損傷病理生理機轉。
會增加心肌細胞對鈣離子之敏感度，使舒張期 心 肌 細 胞 內 鈣 離 子 濃 度 上 升， 心 肌 處 於 一 個 交感神經興奮狀態 (Hyperadrenergic state)，進 而增加心律不整，如心室心搏過速 (Ventricular tachycardia；VT) 及 心 室 纖 維 顫 動 (Ventricular fibrillation；Vf) 的機會20,21。
在凝血功能方面，一氧化碳會誘發動脈及 靜脈血栓的產生，也會增加冠狀動脈心臟患者 者心導管支架置放手術後，支架內血栓形成的 機會21,22。
臨床症狀
由於一氧化碳中毒後的臨床表現大部分是 非特異性的，如無法得知暴露病史，則易與一 般常見疾病混淆。一氧化碳中毒相關長期的觀察 研究顯示，於一氧化碳環境曝露後，中毒症狀 會間歇性出現，並可能會延續數週甚至數年。因 為腦部與心臟的代謝率較高，因此一氧化碳中 毒造成的缺氧較容易對這兩個器官造成傷害。
一般當吸入大於 100ppm 的一氧化碳時會產生輕 微症狀如：頭痛、頭暈、肌肉痠痛。而吸入大 於 200ppm 時，會出現判斷力下降、失去方向感 和身心狀態的改變。當吸入大於 800ppm 後，
則 會 造 成 嚴 重 的 一 氧 化 碳 中 毒， 出 現 意 識 改 變、意識喪失，嚴重者會造成昏厥、昏迷甚至 死亡 ( 如表一 )23-26。雖然大部分的中毒症狀都 會隨即產生，但仍會有一些像如胸痛、耳疾或 遲發性神經精神症後群 (Delayed neuropsychiatric
syndrome；DNS) 等則會於中毒後數週至數月內 發生。
臨床診斷一氧化碳中毒需依賴抽血檢查血 液中 COHb 的濃度，就理論而言當血液中 COHb 濃度愈高，表示中毒狀況愈深，組織缺氧愈厲 害，臨床症狀也應該愈嚴重。許多相關研究中 也發現兩者具有高度的相關性。臨床上則常遇 到 症 狀 嚴 重 的 患 者， 其 血 液 中 COHb 濃 度 不 高，而造成此現象最常見的原因是延遲送醫，
因為此時一氧化碳已經從血液中逐漸排出了27。 慢性一氧化碳中毒患者臨床上所出現的症 狀與急性一氧化碳中毒患者的症狀略有不同。
通常慢性一氧化碳中毒，其症狀較不明顯，臨 床表現可能出現慢性疲憊、記憶力衰退、情緒 問題和睡眠障礙等症狀表現，因而增加臨床診 斷的困難度。
一、心臟影響的臨床表現
一氧化碳中毒之患者其臨床表現為出現多 樣性的心臟血管症狀，包括胸悶、心悸、心絞 痛、各種心律不整、心肌梗塞、心臟衰竭到心 因性休克與猝死都有可能發生28。胸悶是一氧 化碳中毒患者最容易產生的心血管症狀，其症 狀的產生也和一氧化碳的曝露量有關。2005 年 Henz 等人發表，在瑞士因一氧化碳中毒的 38 位 年輕軍人中有 34% 出現胸痛症狀，而且症狀平 均在曝露後 90 分鐘內發生，兩天後胸痛症狀消 失29。在一死亡解剖報告中發現，這些患者的心
表一：體內一氧化碳血紅素濃度與症狀表現 室內空氣中一氧化碳
含量（ppm）
曝露時間
（小時）
體內 COHb 濃度
（%） 中毒程度 症 狀
＜ 100 - ＜ 10 輕度 無明顯症狀
100-200 - 10-20 中度 頭痛、頭暈、運動耐受力降低、呼吸困難、
大腦精細功能喪失
200-300 5-6 20-30 中度 嚴重頭痛、煩躁不安、判斷力改變、噁心 400-600 4-5 30-40 重度 胸悶、心跳呼吸加速、視力模糊、四肢無力
700-1000 3-4 40-50 重度 意識混亂、昏厥、
1100-1500 1.5-3 50-60 重度 癱瘓、痙攣、昏迷、崩潰驚厥 1600-3000 1-1.5 60-70 極重度 昏迷、心肺衰竭、痙攣、瀕死
＞ 4000 1-2 分鐘 ＞ 70 極重度 意識喪失、呼吸心跳停止、死亡
肌均有壞死現象，在左心室心內膜處可見出血 現象，心臟肌肉細胞也呈現退化情形，其好發 部位位於心室乳突肌 (Papillary muscle) 處。當患 者罹患潛在性心血管疾病時，特別是冠狀動脈 心臟病 (Coronary artery disease, CAD) 與使用古 柯鹼者，會有較大的機會產生心肌梗塞和心律 不整21。
診 斷
臨床上診斷一氧化碳中毒，主要是針對患 者，進行詳細的病史詢問、理學檢查、神經學 檢查和一系列的實驗室數據，當患者確認有一 氧化碳中毒時，應詳細詢問曝露時間、曝露來 源，並擬定後續的治療計畫。
一般脈動式血氧濃度計 (Pulse oximetry) 並 無法區分 COHb 與 HbO2，也無法正確評估血氧 飽和度，因此診斷一氧化碳中毒與評估其嚴重 度必須抽取血液樣本檢驗 COHb 濃度。在非吸 菸者血液中測得的 COHb 濃度大於 3-4%，或吸 菸者血液中 COHb 濃度大於 10%，臨床上即可 診斷為一氧化碳中毒30。一氧化碳中毒造成的低 血氧會導致細胞缺氧與乳酸累積，因而造成代 謝性酸中毒情形31。因此一氧化碳中毒患者必須 檢測其動脈或靜脈的血液氣體分析 (Blood gas)。
臨床上利用動脈血中 COHb 的濃度，提供我們 有關患者體內氧氣交換是否足夠、是否出現代 謝性酸中毒，以及治療前後 COHb 的濃度。在 治療過程中如果要量測血中 COHb 濃度時，只 需抽取靜脈血液，其所測得的 COHb 濃度就具 足夠的代表性。
評估一氧化碳中毒患者造成的心臟 損傷
一 氧 化 碳 中 毒 會 造 成 程 度 不 一 的 心 臟 損 傷，因此在急診室診斷後，就必須開始進行心 臟受損嚴重度的評估。
一、心電圖
一 氧 化 碳 中 毒 患 者， 進 入 急 診 室 後 就 必 須進行心電圖檢查 (baseline ECG)。 一氧化碳 中 毒 造 成 的 心 臟 受 損 會 使 心 電 圖 會 出 現 許 多
非 特 異 性 的 變 化， 包 括 傳 導 改 變、 缺 氧 變 化 (ischemia change) 與 再 極 化 異 常 (repolarization abnormalities)。通常一氧化碳中毒患者心電圖改 變會持續 3-7 天。臨床上常見的有竇性心搏過 速 (Sinus tachycardia)、心房期外收縮 (Premature atrial complexes)、 心 房 遊 走 節 律 (wandering atrial pacemaker)、 心 房 纖 維 顫 動 (Artrial fibrillation；Af)、心室上心搏過速 (Paroxysmal supraventricular tachycardia；PSVT)。 常 見 的 缺氧變化則有連續兩個導極出現 ST 節段上升
≧ 1 mm， 下 降 ≧ 0.5 mm 或 T 波 倒 轉 (T-wave inversion)。 在 心 肌 嚴 重 受 損 情 況 下， 心 室 再 極化也會受影響，進而造成 QT 間距延長 (QT prolongation) 與 QT 離散 (QT dispersion)39-41。
QT 間 距 延 長 容 易 造 成 心 室 心 搏 過 速 (Ventricular tachycardia；VT)、 心 室 纖 維 顫 動 (Ventricular fibrillation；Vf ) 與 猝 死 (sudden cardiac death)。
QT 間距的測量，對於一氧化碳中毒患者是 非常重要的。QT 間距延長不僅與血中 COHb 濃 度成正相關外 (32)，也代表心臟正處於不穩定的 狀態。這類患者應避免使用會使 QT 間距延長的 藥物 (QT proloning drugs)，以免造成致命性的心 室性心律不整。慢性一氧中毒之患者，則常發 生 P 波離散 (P wave dispersion) 情形，因而容易 產生心房顫動發生。雖然心律不整是一氧化碳 中毒患者常見的合併症，但臨床研究發現心律 不整的發生與到院時所測得的血液中 COHb 濃 度，未呈現正相關性21,33。
二、生物標記(biomarker)
臨床上，我們可利用一些生化指標，包括 天門冬氨酸轉氨酶 (Aspartate Aminotransferase；
AST)、丙氨酸轉氨酶 (Alanine aminotransferase；
ALT)、 肌 酸 激 酶 (Creatine Kinase；CK)、 肌 酸 激 同 功 酵 素 MB 型 (Creatine Kinase-MB；
CK-MB)、來評估心肌受損程度。然而臨床研究 顯示，上述指標在評估一氧化碳中毒患者的心 肌受損評估上敏感度不佳。Satran 等人分析 230 位中、重度一氧化碳中毒患者，其中有 37% 的 患者產生心肌受損，在平均追蹤 7.6 年後發現，
54 位 (24%) 患 者 死 亡， 整 體 死 亡 率 比 對 照 組 高出三倍 (34)。目前比較被廣泛使用的是心肌 旋轉蛋白 -I (Troponin-I)。新一代利用免疫分析 (Immunoassay) 方式來偵測 Troponin 方式，較傳 統方式更適合用來評估一氧化碳中毒患者的心
肌損害35-41。因此所有一氧化碳中毒患者進入
急診室後，都必須抽血進行心臟生物標記的檢 查。
Kalay 等人以前瞻性研究 20 位一氧中毒患 者的心臟功能及結構的改變，發現 30% 患者出 現 Troponin-I 上升，但 Troponin-I 上升幅度與血 液中 COHb 濃度及一氧化碳曝露量並無正相關 性42，而且無法利用 Troponin 來區分一氧化碳 中毒所造成的心肌損傷和急性心肌梗塞。
N 端前激素腦利鈉胜肽 (N-terminal Brain- type Natriuretic Peptide； 簡 稱 NT-proBNP) 是 心 室 肌 肉 細 胞 受 到 壓 力 所 分 泌 出 的 內 源 性 賀 爾 蒙， 通 常 用 來 輔 助 診 斷 心 臟 衰 竭 的 患 者。
Davutoglu 等人發現在急性一氧化碳中毒患者 組 別 中，NT-proBNP 的 濃 度 與 COHb 及 CK 濃 度 呈 現 高 度 正 相 關， 進 而 推 論 測 量 血 中 NT-proBNP 濃度可以幫助早期診斷一氧化碳中 毒患者的心肌損傷43。
三、影像學檢查
心 臟 超 音 波： 心 臟 超 音 波 是 目 前 公 認 在 一氧化碳中毒急性期評估心臟受損程度的最佳 工 具。 有 50% 急 性 一 氧 化 碳 中 毒 患 者， 心 臟 超音波檢查會發現有瀰漫性 (diffuse) 或節段性 (segmental) 心室壁運動異常44，但嚴重度與血 液中 CO-Hb 濃度並無相關性。造成心室壁運動 異常的主要原因為一氧化碳中毒造成的心肌頓 抑 (myocardial stunning)，其餘較少見的原因，
如患者有潛在性冠狀動脈硬化或因一氧化碳中 毒導致交感神經過度活化造成的心尖球型症候 群 (apical ballooning syndrome) 也 會 造 成 一 氧 化碳中毒患者心室壁運動異常。核醫單光子射 出 電 腦 斷 層 (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 與 心 臟 核 磁 共 振 (Cardiac magnetic resonance imaging, CMRI) 可以在急性 期與晚期對於受損心臟提供更多的資訊45。
治 療
一氧化碳中毒的處理原則，最重要就是要 將一氧化碳儘速排出體外，以逆轉腦部與心肌 的缺氧狀態。一氧化碳的代謝與曝露時間、每分 鐘通氣量和吸入的氧分率 (FIO2) 等相關。所以 必須立刻使患者遠離暴露源 (exposure source)。
在正常情況下，一氧化碳在人體的半衰期為 3-5 小時。如果使用 100% 氧氣，則半衰期可降低至 30-90 分鐘。在高壓氧治療是使用 100% 氧氣，
在 2.4-3 大氣壓下治療 90-120 分鐘，藉著增加身 體內氧氣溶解度，加速一氧化碳排出體外，可 讓半衰期降至 15-23 分鐘。
一、急診處置
當 緊 急 醫 療 人 員 接 獲 一 氧 化 碳 中 毒 患 者 時，應立即給予氧氣治療，並同時進行心肺功 能和神經系統相關的理學檢查。氧氣面罩的選 擇應選擇非再吸入型氧氣面罩 (Non-rebreathing mask)，以提供較高流速與高濃度的氧氣。臨床 上 常 壓 氧 氣 (normobaric oxygen, NBO) 取 得 容 易、安全且價錢便宜。所以一氧化碳中毒後如 果無法接受高壓氧治療時，應立即給予 NBO 治 療， 直 到 血 液 中 COHb 濃 度 低 於 5%， 過 程 中 須隨時觀察患者的症狀變化和監測相關實驗室 檢查數據。如患者合併明顯呼吸衰竭、病程進 展快速與生命跡象不穩定時，可以考慮給予氣 管內插管與機械性通氣 (mechanical ventilation) 或者是體外膜氧合器 (extracorporeal membrane oxygenation; ECMO) 來作為支持性療法46。除 了氧氣治療之外，醫護人員應該針對病史做仔 細詢問，包括：曝露的持續時間、曝露來源和 當時是否有還有其他人一起、是否使用其他藥 物或毒品、到院前是否有給予足夠氧氣等。當 一氧化碳中毒意外發生時，應進行實驗室毒物 學檢驗，檢驗項目包括酒精濃度、苯二氯平類 (Benzodiazepines) 藥物濃度、麻醉藥濃度、安非 他命濃度和相關的藥物濃度，並同時進行神經 與心臟血管系統檢查。當發現心肌與神經系統 損傷時，則需會診心臟科與神經科醫師進行諮 詢。在台灣，自殺為一氧化碳中毒的常見原因
之一，必要時必須會診精神科施並提供患者與 家屬精神衛生相關資源與諮商。
（一）高 壓 氧 治 療(Hyperbaric oxygen therapy；
HBO)
高 壓 氧 治 療 (Hyperbaric oxygen therapy；
HBO) 在十九世紀中期即被利用在心肺疾病、
一氧化碳中毒和減壓症等臨床疾病。使用高壓 氧治療可以提高身體含氧量使組織得到足夠的 氧氣供應、加速 COHb 解離，促進一氧化碳排 除、使血紅素恢復攜帶氧氣的功能，因此可以 迅速改善組織缺氧情形47,48。
HBO 的 作 用 機 轉， 在 增 加 體 內 血 氧 分 壓 與腦組織氧儲蓄量、提高氧氣擴散率和有效擴 散距離、改善腦組織新陳代謝加速能量系統建 立、增加腦部內的側支循環、降低腦水腫與促 進 病 變 血 管 修 護。 另 外， 並 可 減 低 白 血 球 媒 介 發 炎 反 應 (leukocyte-mediated inflammatory response)、促進粒線體氧化過程 (mitochondrial oxidative processes) 與加速神經髓鞘生成。
高 壓 氧 治 療 必 須 大 於 1.4 個 絕 對 大 氣 壓 (Atmospheres Absolute)，才能達到治療的效果。
依據海底暨高壓氧醫學會建議，應將患者放置 於一個密閉的高壓艙內，將壓力慢慢增加至 2-3 個絕對大氣壓，患者在艙內經由面罩或其他管 路吸入 100% 純氧進行治療49。高壓氧治療可 以促進氧氣溶解於組織中，增加血漿攜帶游離 氧的能力，以改善缺血組織。利用氣體力學原 理，增加組織氧氣滲透壓，保護缺氧組織，進 而激發人體免疫系統，排出有毒物質。美國高 壓氧暨海底醫學會 (the Undersea and Hyperbaric Medical Society, UHMS) 建 議 一 氧 化 碳 中 毒 後 合併暫時或延長性的意識不清、神經學徵兆異 常 (abnormal neurological signs)、心血管功能異 常、嚴重酸中毒、年齡超過 36 歲、超過 24 小 時的一氧化碳暴露時間 ( 包含間歇性暴露 ) 與 COHb >25% 者，皆應接受高壓氧治療。然而利 用高壓氧治療一氧化碳中毒仍存在不少多爭議 性。Cochrane review 資料庫中 2011 年 Buckley 等人回顧 6 個有關用高壓氧治療一氧化碳中毒 的臨床試驗後，做出無法肯定 HBO 能夠減少 神經學後遺症的機會的結論50。美國急診醫學
會 (American College of Emergency Physicians) 認 為，目前並無確切的臨床試驗證實 HBO 對於一 氧化碳中毒患者臨床上的助益，因此建議，高 壓氧是一氧化碳中毒治療的選擇之一，但不應 該被強制使用51。因此當緊急醫療網接獲一氧化 碳中毒患者時，急診室醫療人員就應立即聯絡 負責 HBO 治療醫師評估患者接受高壓氧的可能 性。
（二）高壓氧治療禁忌與副作用
高壓氧治療雖然對一氧化碳中毒患者有一 定的療效，但是相對的也有其禁忌症 (contra- indication) 與併發症。高壓氧治療的絕對禁忌是 未經治療後的氣胸 (untreated pneumothroax)，在 高壓艙減壓時，可能會引發張力性氣胸 (tension pneumothroax) 而導致死亡。因此一氧化碳中毒 患者在接受高壓氧治療前，應該先檢查胸部 X 光片以排除氣胸的可能性。如果患者合併氣胸 且需接受高壓氧治療，則應該先接受胸管置入 後再行入艙。其他相對禁忌症如慢性阻塞性肺 病、癲癇、惡性腫瘤、耳鼻喉疾病、感染疾病 有傳染疑慮與幽閉恐懼症 …等，經醫師仔細評 估與監測下，仍可接受高壓氧治療。接受高壓 氧治療的副作用有：氣體栓塞 (gas embolism)、
減壓症 (decompressive sickness)、肺、中耳與鼻 竇壓力性傷害 (barotrauma)、因氧氣中毒造成耳 鳴、癲癇與視力改變 (visual change)。
預 後
影 響 一 氧 化 碳 中 毒 預 後 的 相 關 因 素 有 很 多。 血 液 中 COHb 濃 度 和 患 者 初 期 的 相 關 症 狀、中毒後所產生之併發症嚴重度與預後並無 絕對的相關性52。此類患者如果合併意識喪失、
嚴重代謝性酸中毒或必須接受氣管內插管患者 會有較高的短期死亡率53。Henry CR 等人回溯 分析 230 位中重度一氧化碳中毒患者，發現合 併心肌損傷的患者死亡率較未合併心肌損傷者 高 (38%v.s 15%)34。通常小孩發生一氧化碳中 毒，症狀及病程恢復較成人快。當孕婦發生一 氧化碳中毒時，因低血氧容易造成子宮內胎兒 缺氧，造成胎兒窘迫，增加胎兒死亡率6,54,55。
一氧化碳中毒後的合併症恢復程度會因曝
露的時間長短和濃度所不同，但往往無法完全 治癒。中毒患者出院後須持續追蹤。Hampson 長期追蹤結果發現一氧化碳中毒存活者死亡率 高於一般族群30。所以此類患者出院後必需密 切配合全方位治療，包含認知行為、心理、語 言、社交、職業訓練、復健等，和相關預防措 施與衛教。
預防方法
透過良好的宣導大眾避免將熱水器設置在 密閉或通風不良的環境中、禁止在室內燃燒物 品或發動引擎、定期檢查瓦斯爐與室內加裝一 氧化碳偵測器，大部分的一氧化碳中毒事件是 可以被預防的。一氧化碳比空氣稍輕，遇到熱 氣流時容易往上漂浮，當裝置在天花板的偵測 器偵測到超過正常濃度值的一氧化碳時，會發 出警報的聲響，提醒民眾往通風處移動。一氧 化碳偵測應安裝於每一間起居室外面空間的中 央位置。至少每月測試一次測試，並遵守製造 商的建議更換週期 (3 年或 5 年 )，已確保偵測器 能正常運作。
結 論
一氧化碳中毒事件發生率層出不窮，嚴重 的一氧化碳中毒會導致組織缺氧，引起心臟血 管系統受損和神經系統相關後遺症，嚴重者甚 至造成死亡。因此發生一氧化碳中毒意外的患 者，應立即給予高濃度氧氣或高壓氧治療，以 加速一氧化碳排除。一氧化碳中毒所產生的後 遺症可以是終身的，在文獻回顧中發現接受高 壓氧治療的中毒患者，於 6 週後仍有 25% 的患 者發生認知改變；接受常壓氧治療則有 46% 的 患者發生認知改變的後遺症。因此臨床醫師對 急性中毒的患者應給予高壓氧治療，必要時須 告訴患者及其家屬後遺症可能無法完全恢復，
過程中需給予適當的衛教和復健，使患者了解 病程的發展。最後強調，一氧化碳中毒是可預 防的意外事故，因此預防勝於治療，為避免一 時的疏失而造成永久的遺憾。
參考文獻
1. Braubach M, Algoet A, Beaton M, Lauriou S, Heroux ME, Krzyzanowski M. Mortality associated with exposure to carbon monoxide in WHO European Member States. Indoor Air 2013; 23: 115-25.
2. Rupert DJ, Poehlman JA, Damon SA, Williams PN. Risk and protective behaviours for residential carbon monoxide poisoning. Inj Prev 2013; 19: 119-23.
3. Iqbal S, Clower JH, Hernandez SA, Damon SA, Yip FY.
A review of disaster-related carbon monoxide poisoning:
surveillance, epidemiology, and opportunities for prevention.
Am J Public Health 2012; 102: 1957-63.
4. Schmitt MW, Williams TL, Woodard KR, Harruff RC. Trends in suicide by carbon monoxide inhalation in King County, Washington: 1996-2009. J Forensic Sci 2011; 56: 652-5.
5. Ostrom M, Thorson J, Eriksson A. Carbon monoxide suicide from car exhausts. Soc Sci Med 1996; 42: 447-51.
6. Clower JH, Hampson NB, Iqbal S, Yip FY. Recipients of hyperbaric oxygen treatment for carbon monoxide poisoning and exposure circumstances. Am J Emerg Med 2012; 30:
846-51.
7. Centers for Disease C, Prevention. Carbon monoxide exposures--United States, 2000-2009. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2011; 60: 1014-7.
8. Murphy S. Carbon monoxide poisoning. Nurs Stand 2010; 24:
50-5; quiz 6.
9. Chang SS, Gunnell D, Wheeler BW, Yip P, Sterne JA. The evolution of the epidemic of charcoal-burning suicide in Taiwan: a spatial and temporal analysis. PLoS Med 2010; 7:
e1000212.
10. Nicholson-Roberts TC. Toxicology and military anaesthesia. J R Army Med Corps 2010; 156: 327-34.
11. Hill GE, Ogunnaike B, Nasir D. Patients presenting with acute toxin ingestion. Anesthesiol Clin 2010; 28: 117-37.
12. Ryter SW, Choi AM. Carbon monoxide: present and future indications for a medical gas. Korean J Intern Med 2013; 28:
123-40.
13. Wang X, Wang X, Wen T, Guan L, Zhang Y, Zhu M, et al.
Hemorheological changes in cerebral circulation of rabbits with acute carbon monoxide poisoning. Clin Hemorheol Microcirc 2009; 43: 271-82.
14. Lippi G, Rastelli G, Meschi T, Borghi L, Cervellin G. Patho- physiology, clinics, diagnosis and treatment of heart involve- ment in carbon monoxide poisoning. Clin Biochem 2012; 45:
1278-85.
15. Schultz HD. The paradox of carbon monoxide and the heart.
Am J Respir Crit Care Med 2012; 186: 582-3.
16. Yu YP, Li ZG, Wang DZ, Zhan X, Shao JH. Hydrogen sulfide as an effective and specific novel therapy for acute carbon monoxide poisoning. Biochem Biophys Res Commun 2011;
404: 6-9.
17. Gandini C, Castoldi AF, Candura SM, Locatelli C, Butera R, Priori S, et al. Carbon monoxide cardiotoxicity. J Toxicol Clin Toxicol 2001; 39: 35-44.
18. Marius-Nunez AL. Myocardial infarction with normal coro- nary arteries after acute exposure to carbon monoxide. Chest 1990; 97: 491-4.
19. Zarrabi MH, Javidi M, Jafarian AH, Joushan B. Immunohis- tochemical expression of fibronectin and tenascin in human tooth pulp capped with mineral trioxide aggregate and a novel endodontic cement. J Endod 2011; 37: 1613-8.
20. Prockop LD, Chichkova RI. Carbon monoxide intoxication: an updated review. J Neurol Sci 2007; 262: 122-30.
21. Rastelli G, Callegari S, Locatelli C, Vezzani G. [Myocardial injury in carbon monoxide poisoning]. G Ital Cardiol (Rome) 2009; 10: 227-33.
22. Tanindi A, Yalcin R. Misdiagnosis of carbon monoxide intoxi- cation in a patient with known coronary artery disease--a case report and review of cardiovascular effects of carbon monox- ide poisoning. West Indian Med J 2009; 58: 485-7.
23. Kothe L, Radke J. Carboxyhemoglobin concentration in carbon monoxide poisoning. Critical appraisal of the predic- tive value. Anaesthesist 2010; 59: 529-34.
24. Schaub E, Pellegrini M, Pugin D. Carbon monoxide poisoning:
an update for 2009. Rev Med Suisse 2009; 5: 1606-9.
25. Hampson NB, Rudd RA, Hauff NM. Increased long-term mor- tality among survivors of acute carbon monoxide poisoning.
Crit Care Med 2009; 37: 1941-7.
26. Goldstein M. Carbon monoxide poisoning. J Emerg Nurs 2008; 34: 538-42.
27. Ku HL, Yang KC, Lee YC, Lee MB, Chou YH. Predictors of carbon monoxide poisoning-induced delayed neuropsycho- logical sequelae. Gen Hosp Psychiatry 2010; 32: 310-4.
28. Lampl L, Frey G, Fischer D, Fischer S. [Hyperbaric Oxygena- tion - utility in intensive therapy - part 1]. Anasthesiol Inten- sivmed Notfallmed Schmerzther 2009; 44: 578-85; quiz 86.
29. Henz S, Maeder M. Prospective study of accidental carbon monoxide poisoning in 38 Swiss soldiers. Swiss Med Wkly 2005; 135: 398-408.
30. Hampson NB, Piantadosi CA, Thom SR, Weaver LK. Practice recommendations in the diagnosis, management, and preven- tion of carbon monoxide poisoning. Am J Respir Crit Care Med 2012; 186: 1095-101.
31. Hampson NB, Scott KL, Zmaeff JL. Carboxyhemoglobin measurement by hospitals: implications for the diagnosis of carbon monoxide poisoning. J Emerg Med 2006; 31: 13-6.
32. Yelken B, Tanriverdi B, Cetinbas F, Memis D, Sut N. The assessment of QT intervals in acute carbon monoxide poison- ing. Anadolu Kardiyol Derg 2009; 9: 397-400.
33. Carnevali R, Omboni E, Rossati M, Villa A, Checchini M.
Electrocardiographic changes in acute carbon monoxide poi- soning. Minerva Med 1987; 78: 175-8.
34. Satran D, Henry CR, Adkinson C, Nicholson CI, Bracha Y, Henry TD. Cardiovascular manifestations of moderate to severe carbon monoxide poisoning. J Am Coll Cardiol 2005;
45: 1513-6.
35. Tucciarone M, Dileo PA, Castro ER, Guerrero M. Myocar- dial infarction secondary to carbon monoxide poisoning: an uncommon presentation of a common condition. Case report and review of the literature. Am J Ther 2009; 16: 462-5.
36. Aslan S, Uzkeser M, Seven B, et al. The evaluation of myocar-
dial damage in 83 young adults with carbon monoxide poison- ing in the East Anatolia region in Turkey. Hum Exp Toxicol 2006; 25: 439-46.
37. Henry CR, Satran D, Lindgren B, Adkinson C, Nicholson CI, Henry TD. Myocardial injury and long-term mortality follow- ing moderate to severe carbon monoxide poisoning. JAMA 2006; 295: 398-402.
38. Teksam O, Gumus P, Bayrakci B, Erdogan I, Kale G. Acute cardiac effects of carbon monoxide poisoning in children. Eur J Emerg Med 2010; 17: 192-6.
39. Lichtarska D, Feldman R. Troponin positive acute coronary syndromes in the course of acute carbon monoxide poisoning as the factor exposing primary coronary heart disease previ- ously undiagnosed. Przegl Lek 2011; 68: 510-4.
40. Szponar J, Majewska M, Drelich G, Kostek H, Tchorz M, Gorska A. Myocardial infarction secondary to carbon mon- oxide poisoning--a study of two cases. Przegl Lek 2011; 68:
527-9.
41. Unal E, Yazar A, Oran B. The importance of troponin-I as a predictor of cardiac injury caused by carbon monoxide poison- ing. Inhal Toxicol 2007; 19: 587; author reply 9.
42. Kalay N, Ozdogru I, Cetinkaya Y, et al. Cardiovascular effects of carbon monoxide poisoning. Am J Cardiol 2007; 99: 322-4.
43. Davutoglu V, Gunay N, Kocoglu H, et al. Serum levels of NT- ProBNP as an early cardiac marker of carbon monoxide poi- soning. Inhal Toxicol 2006; 18: 155-8.
44. Ciftci O, Gunday M, Caliskan M, et al. Mild carbon monoxide poisoning impairs left ventricular diastolic function. Indian J Crit Care Med 2013; 17: 148-53.
45. George B, Ruiz-Rodriguez E, Campbell CL, Leung SW, Sorrell VL. Acute myocardial injury from carbon monoxide poisoning by cardiac magnetic resonance imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2014; 15: 466.
46. Garg J, Krishnamoorthy P, Palaniswamy C, et al. Cardiovascu- lar Abnormalities in Carbon Monoxide Poisoning. Am J Ther 2016.
47. Weaver LK. Hyperbaric oxygen in the critically ill. Crit Care Med 2011; 39: 1784-91.
48. Brvar M, Luzar B, Finderle Z, Suput D, Bunc M. The time- dependent protective effect of hyperbaric oxygen on neuronal cell apoptosis in carbon monoxide poisoning. Inhal Toxicol 2010; 22: 1026-31.
49. Tibbles PM, Edelsberg JS. Hyperbaric-oxygen therapy. N Engl J Med 1996; 334: 1642-8.
50. Buckley NA, Isbister GK, Stokes B, Juurlink DN. Hyperbaric oxygen for carbon monoxide poisoning : a systematic review and critical analysis of the evidence. Toxicol Rev 2005; 24:
75-92.
51. Huff JS, Melnick ER, Tomaszewski CA, et al. Clinical policy:
critical issues in the evaluation and management of adult patients presenting to the emergency department with seizures.
Ann Emerg Med 2014; 63: 437-47 e15.
52. Weaver LK. Clinical practice. Carbon monoxide poisoning. N Engl J Med 2009; 360: 1217-25.
53. Ostrowski RP, Zhang JH. Risk factors for short-term mortal- ity from carbon monoxide poisoning treated with hyperbaric oxygen. Crit Care Med 2008; 36: 2684-5.
The Impact of Carbon Monoxide Intoxication in Cardiovascular System
Chung-Yueh Hsieh1, Li-Yen Huang1, Tsung-Neng Tsai2, and Po-Chun Lee3
1Department of Internal Medicine, Division of Cardiology, Armed Forces Taoyuan General Hospital;
2Department of Internal Medicine, Division of Cardiology, Tri-Service General Hospital, National Defense Medical Center;
3Department of Internal Medicine, Division of Cardiology, Kaohsiung Armed Forces General Hospital
Carbon Monoxide (CO) is an orderless, color less and non-irritable gas that cannot be easy detected. The major source of CO is coming from the incomplete burning of hydrocarbon compound. CO intoxication is the major cause of intoxication worldwide. Due to the high affinity of CO with Hemoglobin, the CO intoxication would cause the injury of organs such as heart, neurological system, muscle and kidney. In the cardiovascular system, CO intoxication can lead to myocardial ischemia, heart dysfunction and arrhythmia. Moreover, it will increase the deteriorated symptom of coronary artery disease. The symptom and prognosis of CO intoxication patients is not correlation to the serum level of carboxyhemoglobin that assessed at emergency room. The fruity evidence showed the concentration of CO in the tissue is more important than the blood. CO in not only caused the hypoxia of tissue, but also the production of free radical that lead to the damage of organs. In acute CO intoxication patients, the immediate treatment with oxygen or hyperbaric oxygen is important. The adequate treatment can reduce the hypoxia of tissue and decrease the damage caused by free radial. (J Intern Med Taiwan 2016; 27: 223-232)
54. Guzman JA. Carbon monoxide poisoning. Crit Care Clin 2012;
28: 537-48.
55. Kusuba Y, Taki K, Ohta A. Questionnaire results of hyperbaric oxygen therapy for acute carbon monoxide poisoning in Japan.
Undersea Hyperb Med 2012; 39: 639-45.
