高压氧治疗的发展历程

科学网—潜水高气压医学简史（2025） - 孙学军的博文

高压氧治疗的发展历程悠久，跨越了数个世纪。了解这些发展背后的历史背景，对于理解如今高压氧治疗的重要意义至关重要。例如，17世纪亨肖（Henshaw）设计的初代高压氧舱，为后续探索气压变化潜在益处的实验与研究奠定了基础。尽管缺乏实证支持，但亨肖提出“较高气压可治疗急性疾病”的观点，表明人们在早期就已意识到高压氧治疗可能具备的治疗效果。他将单向阀门应用于管风琴风箱系统，以此控制一个名为“domicilium”（气压治疗舱）的密封舱体内部气压。亨肖提出——虽未提供任何实证依据——较低气压更适合治疗慢性疾病，而较高气压可用于治疗急性疾病[8]。他认为，这种气压治疗舱有助于消化，还能保护肺部免受多数肺部疾病的侵害。

不过，亨肖的研究并未引起广泛关注，也未对高压氧治疗的发展起到显著推动作用。这一现象的主要原因或许是当时的科学认知水平有限——毕竟氧气的发现还需等待一个多世纪。直到1832年，法国的埃米尔·塔巴里（Emile Tabarie）向法国科学院提交了一项研究方案，亨肖的理念才得以重获关注。塔巴里设计了一款铁质气压舱，舱体配备两根管道：一根用于通风，另一根可通过压缩机产生水压。医生可通过一个前室（过渡舱）进出气压舱，且无需中断加压过程。塔巴里宣称，他已成功治疗了49例患者，其中大部分为呼吸系统疾病患者[8]。

据称，在塔巴里之后，又有几款高压氧舱相继被研发出来。当朱诺德（Junod）建造了一款高压氧舱后，人们对采用高压氧治疗呼吸系统疾病的兴趣再次兴起。朱诺德将自己研发的治疗技术命名为“Le Bain d’Air Comprimé”（压缩空气浴），并声称该技术可促进脑部及内脏器官的血液循环，从而改善整体健康状况，提升舒适感。

朗格（Lange）定制了一个圆柱形锻铁舱室，可容纳4人。舱内压缩空气的冷却采用以下两种技术之一：第一种是将冷水流导向压力泵与供气管路；第二种是在舱体顶部的杯状凹槽中注入冷水，让冷水沿舱壁滴落并浸湿亚麻床单，随后通过水分蒸发实现空气冷却。在冬季，舱内还会启用加热装置，以维持舒适温度。此外，该舱体还配备了一个气流调节装置，可确保进入舱内的气流稳定持续，而非间歇性喷射。

在德国巴伐利亚州赖兴哈尔（Reichenhall）的迪亚纳巴德（Dianabad），莱布尼茨（Leibig）设计了一座气压治疗舱。该气压舱包含3个治疗室，每个治疗室可容纳3人，且3个治疗室通过一个共用前室相连。这种设计使医生能够自由进出治疗室，且不会改变舱内压力环境。同时，该前室还起到大型压力调节器的作用，可保护患者免受突发压力波动的影响。舱体顶部开有一个孔，内置通风管，可实现良好的通风效果。

1837年，普拉瓦兹（Pravaz）在法国里昂建造了当时规模最大的高压氧舱群，可同时容纳12名患者接受治疗。普拉瓦兹将这种治疗方式称为“le bain d’air comprime”（压缩空气浴）。他认为，这种“压缩空气浴”能使支气管扩张，对肺结核等多种肺部疾病及相关病症具有治疗益处。

1871年，J.L.科宁（J.L. Corning）首次将压缩空气疗法引入美国[8]。他对高压氧医学的兴趣源于多次探访哈得孙河隧道（Hudson River Tunnel）的施工现场。在那里，他目睹了多例麻痹性减压病病例，这使他认为减压病本质上属于脊髓疾病。科宁清晰地意识到，空气再加压技术在治疗这类疾病中具有潜力，因此决定将压缩空气疗法的应用范围扩大到更多与减压无关的脑脊髓疾病。1876年，凯利（Kelly）使用一台“压缩空气浴设备”为患者进行治疗，该设备配有两块由外部控制的密封板，可实现压力密封。1877年，法国医生方丹（Fontaine）研发出首个可移动式高压氧手术室。他表示，周围环境的高压不仅有助于治疗肺部疾病，还能缓解疝气症状。值得注意的是，在随后的3个月里，借助这一移动式高压氧舱，共成功完成了27台手术。受此成果鼓舞，方丹大胆计划建造一座大型高压氧手术圆形剧场，可同时容纳300名患者。然而，这一计划最终未能实现——因为方丹在气压研究所（Pneumatic Institute）的一场事故中不幸身亡，成为首位因高压氧舱事故丧生的人。

1885年，《英国医学期刊》（*British Medical Journal*）发表了C.西奥多·威廉姆斯（C. Theodore Williams）的论文《压缩空气浴及其在疾病治疗中的应用讲座》（*Lectures on the Compressed Air Bath and its Uses in the Treatment of Disease*）。该论文倡导将不同气压水平的大气用于医疗目的。威廉姆斯指出，这种治疗方法是现代医学中最重要的进展之一，并对英国忽视该技术的做法表示惊讶[8]。

第一次世界大战后期，出生于美国堪萨斯州的医生奥瓦尔·J.坎宁安（Orval J. Cunningham）回到美国，在堪萨斯州劳伦斯市（Lawrence）建造了一座高压氧舱。在该治疗中心，他为受西班牙流感疫情影响的患者提供治疗——当时这场疫情对北美地区造成了毁灭性打击。坎宁安注意到，山谷地区居民的病情比高原地区居民更轻，由此提出假设：居住在高海拔地区的人群死亡率更高，可能与大气压力或气压因素有关。他观察到，接受高压氧治疗（HBO）的患者，尤其是昏迷和发绀患者，康复效果显著。尽管所有患者都成功撤离，但在1923年冬季，由于使用开放式燃气炉为舱体供暖，隔热材料被引燃，引发了一场火灾。此外，还发生过一起机械故障事故：舱体内部气压完全丧失，导致舱内所有患者死亡。即便如此，坎宁安对高压空气疗法的热情丝毫未减。他继续用该疗法治疗多种疾病，包括梅毒、高血压、糖尿病和癌症——他认为这些疾病均由厌氧菌感染引起。

1928年，在滚柱轴承制造商、行业巨头亨利·H.蒂姆肯（Henry H. Timken）的资金支持下，坎宁安斥资100万美元，在美国俄亥俄州克利夫兰市郊外的伊利湖畔，建造了当时世界上规模最大的高压氧舱。这座被称为“钢球医院”（Steel Ball Hospital）（又称“坎宁安疗养院”，Cunningham’s Sanitarium）的建筑，是一个重达900吨的钢制球体，内部设有60个房间，高度相当于5层楼，周长为64英尺（约19.5米）。这座“摩天大楼式”建筑共有12层，配备五星级酒店的所有设施。

随着坎宁安的治疗方法日益普及，美国医学协会（American Medical Association，AMA）调查局要求他提供证据，以支持其关于高压氧治疗有效性的主张。但坎宁安拒绝与美国医学协会合作，也不愿公开相关信息，因此被指责为“江湖郎中”和“骗子”。1937年，这座高压氧舱被拆除；在第二次世界大战期间，其残骸被当作废铁出售。

高压氧治疗历史

1775年，约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestly）发现了氧气，这是一项具有开创性的科学成就[9]。在此之前，人们对空气的本质及其成分的理解并不深入。普里斯特利的这一发现，不仅证实了氧气作为一种独立气体的存在，更为我们理解氧气在维持生命中的作用以及氧气潜在的治疗应用奠定了基础。这一发现是高压氧治疗发展史上的重要里程碑，因为它为探索不同压力下氧气的作用提供了必要的基础知识。

18世纪末，安托万·拉瓦锡（Lavoisier）与弗朗索瓦·塞甘（Seguin）是杰出的科学家，他们对氧气的性质展开了广泛研究。1789年，两人发表了关于氧气有害影响的报告[9]，这份报告对早期认识氧气使用相关风险起到了关键作用。他们观察到，暴露于高浓度氧气环境中可能导致氧化应激、组织损伤，甚至死亡。例如，他们发现长期接触氧气会引发肺部炎症与损伤，还会对其他器官和组织造成氧化损伤。这些发现引发了人们对高压氧治疗安全性的担忧，也导致该疗法在医疗实践中一度不被提倡。

气体疗法鼻祖英国医生贝多斯（Beddoes）与瓦特（Watt）合著的书籍在探索氧气医疗应用方面具有开创性意义。1796年该书出版时，人们对氧气治疗多种疾病的益处了解有限。贝多斯与瓦特不仅整理了当时关于氧气疗法的现有知识，还亲自开展实验并记录研究成果。这种全面的研究方法不仅深化了科学界对氧气疗法的认知，也为其潜在疗效提供了证据。他们的工作为该领域的进一步研究与发展（包括后续高压氧治疗的建立）奠定了基础。1878年，压力生理学先驱保罗·贝尔（Bert）确立了氧中毒的科学理论，并提出采用常压氧治疗减压病，而非高压氧。贝尔的研究成果基于贝多斯与瓦特的理论，进一步拓展了我们对氧气作用的理解，并为减压病等疾病的治疗提出了具体应用方向。

1895年，约翰·霍尔丹（Haldane）开展了一项开创性实验：他将一只小鼠置于充满氧气、压力为2个绝对大气压（ATA）的容器中，观察到小鼠未出现一氧化碳中毒症状。这项实验提供了关键证据，证明在高压环境下，一氧化碳的有害作用可得到缓解。这一发现进一步支持了将高压氧治疗作为多种疾病潜在治疗手段的探索，凸显了加压氧气环境在改善患者预后方面的潜力。

一位南美洲学者被认为是首个提出高压氧治疗应用方案的人，但其贡献至今仍未得到广泛认可。1934年，巴西科学院为纪念刚去世的玛丽·居里（Madam Curie）举办了一场特别会议。曾师从居里且与其关系密切的巴西医生阿尔瓦罗·奥索里奥·德·阿尔梅达（Álvaro Osório de Almeida）在会议上发言。他关于高压氧诱发中枢神经系统毒性的报告引起了听众的极大兴趣，因为报告中介绍了他在采用高压氧治疗癌症患者前，针对该主题开展的研究。阿尔梅达进行了大量实验，探究高压氧对大脑和神经系统的影响，其研究成果揭示了高压氧治疗的潜在风险与局限性。例如，他证实长期暴露于高压氧环境中会导致大脑氧化损伤，进而引发神经症状与认知障碍。

阿尔瓦罗·奥索里奥·德·阿尔梅达医生关于高压氧治疗的研究对临床实践产生了重要影响。他关于长期暴露于高压氧环境潜在风险与局限性的发现，推动了高压氧治疗安全指南的制定。例如，他的研究促使医疗专业人员在治疗过程中密切监测患者的氧水平，以避免大脑受到氧化损伤。此外，他的研究还影响了推荐治疗时长与压力水平的设定，从而最大限度降低神经症状与认知障碍的发生风险。

荷兰著名医师博雷马（Boerema）被广泛誉为“现代高压医学之父”。1956年，他在高压氧舱内实施心脏手术，为该领域带来了开创性突破。这是首个基于科学原理、利用高压氧开展的治疗方案。博雷马的创新技术在治疗患有先天性心脏病（如肺动脉瓣狭窄、大血管错位、法洛四联症）的儿童方面取得了成功。他对高压氧的应用催生了“无血生命”（life without blood）概念——该概念提出，人体有望在不依赖红细胞或血红蛋白的情况下获取所需的全部氧气。

1961年，威廉·亨德里克·布鲁梅尔坎普（Willem Hendrik Brummelkamp）等人发表了一篇关于采用高压氧治疗梭状芽孢杆菌性气性坏疽的论文[10]。1962年，史密斯（Smith）与夏普（Sharp）报告了采用高压氧成功治疗一氧化碳中毒的案例[11]。

20世纪60年代初，伊林沃思（Illingworth）在英国开展了一项开创性研究，证实了高压氧（HBO）治疗对肢体动脉阻塞的有效性[9]。该研究表明，高压氧可改善此类患者的血流状况并缓解症状。基于伊林沃思的研究成果，佩林斯（Perrins）于1965年也在英国开展了一项研究，为高压氧治疗骨髓炎（一种严重的骨感染）提供了证据[12]。次年（1966年），萨尔茨曼（Saltzman）等人在美国开展的一项研究进一步证实了高压氧治疗的疗效，此次研究对象为中风患者[9]。该研究显示，高压氧可改善中风患者的神经预后，促进康复。20世纪70年代初，拉姆（Lamm）采用高压氧治疗突发性耳聋；博谢蒂（Boschetty）与切尔诺克（Cernoch）将高压氧用于多发性硬化症的治疗；1973年，瑟斯顿（Thurston）在发表的研究中证实，高压氧可降低心肌梗死患者的死亡率。

自问世以来，高压氧治疗的适应证发生了显著变化。随着研究的深入与临床经验的积累，人们对该疗法益处与局限性的理解不断加深。1986年，国际水下与高压医学学会（Undersea and Hyperbaric Medical Society）的成立，是高压氧治疗发展史上的重要里程碑。该学会是全球潜水与高压医学生理学领域科学信息的主要来源，在推动该领域发展方面发挥了关键作用，为从业者提供了宝贵的研究成果、指南与标准。多年来，该学会的贡献帮助确定了高压氧治疗的适应证，推动其应用范围不断扩大，患者预后持续改善。目前，国际水下与高压医学学会已批准14项高压氧治疗适应证，涵盖多种疾病，包括减压病、一氧化碳中毒、气性坏疽、糖尿病足溃疡等；其他获批适应证还包括放射性损伤、挤压伤以及难愈合伤口。适应证列表的不断扩展，凸显了高压氧治疗作为一种有效治疗手段，在各类医疗场景中的认可度正不断提升。

总之，潜水与高压医学的发展史，见证了人类探索未知的不懈追求以及创新医疗手段的发展历程。从古代的屏气潜水到高压氧治疗的不断进步，这些领域不仅极大地增进了我们对水下世界的了解，也为多种疾病的治疗做出了重要贡献。通过了解其历史背景与最新进展，我们能够继续挖掘潜水与高压医学的潜力，为改善人类健康服务。