臺大醫院旅遊醫學教育訓練中心

  • 淺談高山症

 

                                 衛生署立基隆醫院  家庭醫學科  陳柏璋

 

  隨著現代化交通工具的進步,以及世人旅遊標深度與廣度的增加,高山症(altitude illness) 成為旅遊醫學中一個非常重要的課題。世界最高的機場位在玻利維亞首都拉巴斯(La Paz),海拔3,819公尺,機場即隨處備有氧氣瓶;甫通車三年的青藏鐵路格爾木至拉薩段,為世界上最高海拔的鐵路,最高點位於海拔5,072公尺的唐古拉山口,即使有加壓艙設計和供氧設備,仍偶有傳出旅客嚴重高山症死亡的案例。

  在台灣,許多高山風景區已達容易發生高山症的海拔高度。以公路易達性高的合歡山為例,至醫療站求診的遊客中超過一半是高山症。一般登玉山主峰的行程,約有八成登山客會出現至少一項高山症狀。近數十年來,高山百岳攀爬風氣盛行,然每年均會發生多起因高山症求援甚至死亡的案例,這些嚴重的高山症多數肇因於對高山症的認知不足、行程安排或臨場處置失當,是可以避免的。

  醫界對於高山症的認識,特別是在旅遊醫學或家庭醫學科門診,對於預備高海拔旅行者的預防性建議,有助於減少因高山症輕則減低遊興、重則喪命的悲劇發生。

 

高海拔活動對生理的影響

 

  隨著海拔高度漸升,大氣壓力和氧氣分壓也隨之降低。在海拔3,000公尺高處,氧氣分壓約為海平面的70%,海拔4,000公尺處約為61%,海拔5,000公尺處則降為53%。

  在高海拔活動,身體為了能適應缺氧的環境,維持正常生理機能,做了許多改變,包括心輸出量增加、血比容增加、紅血球增生、體動脈擴張以增進肌肉及腦部血流量、肺小動脈收縮以因應缺氧狀態、肺動脈壓增加。

  由於運動產生大量二氧化碳、pH值降低,和頸動脈竇偵測到缺氧,二者共同刺激延腦的呼吸中樞加快加深呼吸,稱為缺氧換氣反應(hypoxic ventilatory response)。此時,二氧化碳加快排出有助於提高肺泡內的氧氣分壓(PAO2),然而卻使血液偏鹼,不利於維持高通氣量。腎臟會經由把碳酸氫根排泄到尿液中,矯正鹼血症,使得腦脊液中碳酸氫根逐漸降低,強化二氧化碳濃度和酸性對於呼吸中樞的刺激反應。這整個過程稱之為高度適應(acclimatization)。

  人體肺泡內的氧氣分壓(PAO2)則與排出的二氧化碳分壓-亦即動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)相關,PaCO2越低則PAO2越高:

PAO2 = (Patm - PH2O) * FiO2 - (PaCO2 / Q)      Q:呼吸商

。高度適應的結果增加通氣量,有助於降低PaCO2以提升PAO2

  另一方面,PAO2的下降與肺泡微血管中的血紅素含氧飽和度(約近似於動脈血氧飽和度,SaO2)之間的關係不是線性的,取決於下列因素:

  1. 肺泡通氣量和微血管灌流量配合不良(ventilation-perfussion mismatch),導因於肺部的死腔和分流。肺小動脈原有因應通氣不足的自我調節功能,然而在缺氧狀態下,肺小動脈全面性收縮將造成肺動脈壓力增加。若肺小動脈收縮不平均,會導致部份微血管溢出水份而造成肺水腫。
  2. 肺泡腔和肺泡微血管的氧氣分壓以擴散作用達到平衡需要足夠的時間。PAO2越低,肺泡腔和肺泡微血管/動脈血氧分壓差距(A-a gradient)越小,擴散作用越慢,加上運動時,心輸出量增加以致血流加速,紅血球流經肺泡微血管所需時間明顯縮短,皆導致肺泡微血管來不及與肺泡腔達成氧氣分壓平衡,PaO2降低。
  3. 氧氣-血紅素解離曲線(O2-Hb dissociation curve)的作用。當PaO2在80mmHg以上,動脈血氧飽和度(SaO2)可維持在95.8%以上,然而當PaO2進一步下降時,SaO2即快速下降,以致於人體必須進一步的調整以應對缺氧狀態。較高的溫度和較低的pH值會使此曲線向右移動,血紅素與氧氣結合力變弱,SaO2降低。在高海拔時,代償性換氣增加使PaCO2減少,進而提高pH值,氧氣-血紅素解離曲線向左偏移,有助於提高肺泡微血管與體動脈血氧飽和度。

  在海拔1,500公尺處,心肺功能正常的人SaO2約在95%左右。此海拔以上即為生理上的高海拔,也是除非有特殊疾病(比如原發或次發性肺動脈高壓、或慢性阻塞性肺病),健康人類會出現高山症的最低海拔,雖然通常發生在2,100~2,500公尺上以的海拔。在海拔5,500公尺處,即使經過充份高度適應,肺泡平衡後的SaO2約只有75%,若長期居留勢必會發生進行性衰竭(altitude deterioration),終至無法存活,此高度是所謂極度高海拔(extreme high altitude)。

 

高山症的好發因子與潛在疾病之關聯

 

  每個人對於高山症的易感受性都不同,也沒有良好的篩選工具可以預測個人高山症的發生。這種體質性的差異跟平地的體能表現和訓練無關,但發生過高山症的人再度發生的機率大為提高。長期居住在高海拔的居民比較能適應更高海拔的環境,然而慢性高山症會帶來另一些健康上的風險。某些研究指出五十歲以後由於大腦萎縮,高山症的發生率隨之降低。男性在高海拔肺水腫的發生率似乎略高於女性,但這種差異並不是很明顯。

  夜間週期性呼吸肇因於缺氧狀態下二氧化碳與酸度對呼吸中樞的負回饋反應,會導致動脈血氧飽和度降低,然而沒有明確的證據支持週期性呼吸與高山症的發生相關聯,雖然它的確會惡化已發生的高山症症狀。

  原發或次發性肺動脈高壓、心或肺內分流及慢性阻塞性肺病,是潛在疾病中最容易誘發及惡化高山症症狀的。有任何肺疾病、鬱血性心衰竭、心肌梗塞或不穩定心絞痛患者宜於高海拔旅遊前向原診治醫師或旅遊醫學門診醫師諮詢是否需要限制登高。糖尿病病患,特別是血糖控制不佳者,在高海拔會增加酮酸中毒和視網膜出血的風險。氣喘、高血壓和控制良好的冠狀動脈疾病患者並不會因高海拔旅行而使得原有疾病惡化,或增加高山症的發生。

 

高山症的臨床症狀與診斷

 

  高山症是一連串疾病實體的總稱,包括急性高山病(acute mountain sickness, AMS)高海拔腦水腫(high altitude cerebral edema, HACE)高海拔肺水腫(high altitude pulmonary edema, HAPE)、極端高海拔的進行性衰竭(altitude deterioration)、慢性高山病(chronic mountain sickness)。目前最被關注的高海拔疾病為前三者,其中AMS被視為HACE的前驅疾病,擁有共同的致病機轉,發生HACE之前幾乎都有AMS的症狀出現。HAPE則可以在沒有AMS的情況下單獨發生。

  高山症狀的表現多樣,初期通常不具特異性,例如頭痛、頭暈、噁心、厭食、虛弱、失眠。惡化中的AMS,或已經產生HACE、HAPE的患者,則會出現意識改變、步態不穩、咳嗽、休息狀態下呼吸困難、活動力減低、胸悶及咳血等症狀。鑑於嚴重高山症的預防,有新近的海拔爬昇,出現任何無法分辨的不適症狀都應假設是罹患高山症並嚴加觀察、禁止上升高度,直到明顯證實不是高山症為此。

  根據Lake Louise Consensus,高山症的診斷標準如下:

急性高山病(acute mountain sickness, AMS)

  新近有海拔爬升,必須有頭痛加上下列症狀至少其中之一:

  1. 腸胃不適(食慾不振、噁心或嘔吐)

  2. 疲憊或衰弱

  3. 頭暈或頭昏

  4. 入睡困難

   高海拔腦水腫(high altitude cerebral edema, HACE)

    新近有海拔爬升, 且有下列二者之一的情況:

  1. AMS症狀,同時步態不穩意識改變

步態一般以Tandem gait為測試標準。

        2. 步態不穩而且意識變化,不管有無AMS症狀。

    高海拔肺水腫(high altitude pulmonary edema, HAPE)

       新近有海拔爬升,且有下列現象:

       一、下列症狀至少有二:

           1. 休息狀態下覺得呼吸困難。

           2. 咳嗽。

           3. 虛弱無力或勞動能力下降。

           4. 胸部緊縮感或充脹感。

       二、下列病徵至少有二:

           1. 至少一側肺野有囉音或哮鳴音。

           2. 中心型發紺。

           3. 呼吸過速(每分鐘20次以上)。

           4. 心搏過速(每分鐘90次以上)。

 

高山症的基本處置 – 下降高度、氧氣、高壓袋

 

  高山症的處置有所謂的黃金律,對於旅客和登山者而言,是簡單易懂的保命原則:

  黃金律0:(有人)得了高山病尚不必驚慌,但(讓隊員)死於高山病就是

       不智了。

  黃金律1:在高海拔的任何病症,都應先假定是高山病,直到證明是別的疾

       病為止。

  黃金律2:絕對不要帶著AMS的症狀上升高度。

  黃金律3:如果症狀正在惡化「立刻」下往低海拔。

  黃金律3:絕對不要將患有AMS的人單獨留下。

  對於AMS而言,藥物可能有效,但絕對不可因使用藥物而違背黃金律,特別是宥於團體壓力,行程即將提昇海拔高度的旅客和登山者。發生AMS的患者應注意身體保暖、減少活動度,盡可能由有經驗的領隊或隊友陪同觀察,經過半天以上的休息無法改善症狀,或有仍何惡化跡象,即應下降高度。一般而言,降低500至1,000公尺高度即足以改善大部份的症狀。

  HACE和HAPE是嚴重的急性高山症,如果沒有下降高度、給氧氣或高壓袋治療,死亡率將近百分之百,特別是HACE,可能在步態不穩發生後6-24小時內即進展到死亡。使用藥物不應該是延遲下降高度及尋求救援時機的藉口。在沒有交通工具可扺達、救援直昇機無法前來的高山地區,趁意識和行動能力未喪失前及早撤退下降是極為重要的保命步驟。若地形及天候狀況不允許下降高度,應盡可能坐著休息、給予氧氣及藥物(如果有的話),並且避免患者睡著,以待外援。

  氧氣治療在高海拔地區相當普遍。經由鼻管,AMS和HACE患者吸入2L/min、HAPE患者吸入4L/min氧氣,就能大幅改善症狀。世界上許多超過三千公尺高的城鎮,公共場所設有方便使用的吸氧設備,然而若是只有簡易的氧氣瓶,須特別注意有限的氧氣供應,缺氧狀態一旦被矯正,會鈍化生理代償性的高度適應能力,氧氣用盡前若沒有同時下降至較低海拔,仍將有惡化HACE和HAPE之虞。

  高壓袋是種極為有效的高山症治療方式。通常一副高壓袋有固定的氣壓增加值,模擬海拔下降1,500至2,000公尺的治療效果。

 

高山症的藥物治療

 

  Acetazolamide(商品之一為Diamox),是預防及治療高山症的著名藥物。它促進腎臟對碳酸氫根的排泄,造成代謝性酸血症以加強呼吸中樞對二氧化碳的敏感度,來改善PAO2、PaO2及SaO2,並促進高度適應。治療AMS或HACE,一般每八至十二小時服用250mg的acetazolamide。若是預防性投藥,建議在上升至2,500公尺以上高度前24小時,每隔十二小時給予125mg的劑量,直到扺達最高高度後48小時或第三個晚上為止。對於週期性呼吸造成的高海拔失眠,於睡前1~2小時服用125mg,被認為是安全有效的使用方式。其副作用不少,包括肢體麻木感、虛弱、噁心、低血鉀、多尿及過敏,對磺胺類藥物過敏者及孕婦為使用禁忌。

  Dexamethasone對於改善AMS症狀和治療HACE有效,於HAPE則無效用。通常每六小時給予4mg的劑量。值得注意的是類固醇藥物會有反彈性症狀,停藥可能會加劇AMS或HACE病況,故須原海拔觀察至少18小時,無反彈症狀才可以繼續上升高度。Dexamethasone並沒有促進高度適應之效,2008年美國CDC旅遊者健康黃皮書建議在上升高度時使用acetazolamide預防AMS,而保留dexamethasone至下降高度時才使用。

  Nifedipine(商品名Adalat) 可有效減少肺血管阻力及肺動脈壓,對預防及治療HAPE有效,對AMS及HACE則無效。預防性用藥為每十二小時給予長效型20~30mg的劑量,治療已發生的HAPE則先給短效型10mg舌下錠,之後每十二小時給予20~30mg。其副作用包括血壓下降及心跳加速,若無法忍受這樣的副作用,可以考慮使用吸入性salmeterol來預防或治療HAPE。Salmeterol是長效的β-交感神經作用劑,建議自高度上升前開始每12小時吸一次。

  Sildenafil(商品名Viagra) 由於選擇性降低肺動脈壓,也被認為對預防及治療HAPE有效。然而使用前要考慮到頭痛、潮紅等副作用,並避免和硝酸鹽類藥物併用。

 

高山症的預防

 

  透過對旅行或登山區域的了解和適當的行程設計,可以降低AMS的機率,並避免絕大多數的高海拔重症—HACE及HAPE的發生。緩慢爬升高度、預留休息日以讓身體充份適應高度是基本原則,通常建議在海拔1,500~2,500公尺高度先住一晚,扺達海拔3,000公尺以上後,每晚住宿高度不宜比前一晚高出300~600公尺。每隔2至3天,或每上升一千公尺,建議休息一天不繼續上升高度。

  由於缺氧症狀通常在夜間惡化,登山行程宜秉持「白天爬高、晚上睡低」的原則,並慎選避風、保暖及容易撤退的住宿地點。在高海拔隨時注意保暖、避免過度劇烈活動、避免服用中樞神經抑制藥物,都能在某種程度上減少高山症的發生。若是行程安排或個人體質有較高的高山症風險,或曾有任何高山症病史,建議行前至旅遊醫學門診向醫師諮詢並準備高山症預防用藥,對於至非常高海拔(超過4,000公尺)的旅行者而言,氧氣或高壓袋是可以考慮的配備。

  在團隊互動上,同一團體的旅行者或登山客應彼此照應,互相關心容易被忽略或誤認是其它輕症的症狀,多一分警覺,將少一分因高山症造成的無可挽回的後果。

 

  站在旅遊醫學及預防醫學的觀點,高山症是可以積極預防、有效治療的疾病。隨著越多越多關於致病機轉的研究和治療方式的進展,嚴重高山症的發生不再那麼令人手足無措,只要高海拔旅行者都能事先做好周詳的旅行或登山計畫,必要時透過旅遊醫學或家庭醫學科醫師的協助指導,將能避免遺憾發生,愉快徜徉高山峻嶺的美麗山林,豐富視界與人生。

 

參考資料:

  1. Centers for Disease Control and Prevention, USA (2008)

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    Http://wwwn.cdc.gov/travel/yellowBookCh6-AltitudeIllness.aspx,

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  2. 高偉君, 曾春典, 陳秀熙, 馬惠明, 陳俊忠, 高偉峰。

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