中暑之生理機轉及預防 朱柏齡 三軍總醫院 腎臟科

實例介紹 主訴：語言障礙約3個月 現病史： 90-8-26，出操後高燒、神志昏迷為恭醫院長庚醫院 (神志昏迷，原因不明，疑似中暑) 90-9-11神志恢復，但有語言障礙 轉至三總 預後：90-11-27 出院時，仍有語言障礙

實例介紹 (91年) 主訴：跑步途中昏倒及高燒 現病史： 實例介紹 (91年) 主訴：跑步途中昏倒及高燒 現病史： 例行跑步(3000公尺昏倒送至804醫院 神智昏迷、高燒、無尿靜脈補水(3000 ml) ，未恢復轉往三總 多重器官衰竭(腎、肝、腦、腎出血、橫紋肌溶解) 結果：死亡

實例介紹 (92年) 男，21歲 CC：高燒及神智昏迷約一天 現病史 一週前入五 鐵皮屋內出公差(8 AM – 11 AM) 罰跑約數百公尺 實例介紹 (92年) 男，21歲 CC：高燒及神智昏迷約一天 現病史 一週前入五 鐵皮屋內出公差(8 AM – 11 AM) 罰跑約數百公尺 虛弱嗜睡 金門縣立醫院 (體溫40.8ºC)氣管插管全身抽搐昏迷 後送台灣 預後 多重器官衰竭，住院19日後死亡

中暑病例報告（一） 一位20歲入伍新兵在劇烈運動後，神智躁動不安，與長官爭吵並威脅長官 之後，這位弟兄瘋狂地在操場奔跑，直到崩潰倒在地上 當時環境溫度 32.2℃，溼度 80% 理學檢查病患呈現昏迷狀態，乾熱皮膚，瞳孔放大，沒有反射，肛溫 42.2℃，心跳 160/分，血壓 80/40 毫米汞柱，呼吸次數 30次/分

中暑病例報告（二） 冷水冷卻後，血壓上升至 100/60 毫米汞柱，體溫下降至 38.9℃ 病患呈現全身抽搐及癲癇狀態 體溫上升至 41.7℃，皮膚發紺，尿液極少 實驗室檢查呈現白血球偏高（18000/cumm），血小板偏低（46000/cumm），血清肌酸酐 5.6mg/dL，血尿素氮 68mg/dL，鈉 136，鉀 5.8，碳酸氫根 9mEq/L，GOT 2640 U/L，GPT 840 U/L，Bil 5.2 mg/dL，CPK 100000 IU/L

中暑病例報告（三） 病人仍呈現昏迷狀態，體溫 38.9℃，並開始接受血液透析治療。 病人呈現全身性點狀出血及黃疸， Barbinski’s sign 陽性 心電圖呈現心臟下壁心肌缺氧 血清肌酸酐上升至 18.2 mg/dL，血尿素氮 195 mg/dL，血清鉀 6.2 mg/dL，病患繼續接受血液透析治療。 病患呈現全身抽搐，之後很快死亡，死前血清鉀離子由 4.2 上升至 8.0 mEq/L

實例介紹 主訴：發燒及神智昏迷約一小時 現病史：例行跑步後神志昏迷及發高燒 送至醫務所降溫送至三總 (體溫:39.1ºC，神志昏迷) 預後：急性腎衰竭、肝衰竭、完全恢復，住院11天。

對熱之生理反應 基礎產熱率: 70 Kcal/hr 日照後之熱散發: 150 Kcal/hr 工作後之產熱

產熱量(I) 活動 Kcal/hr 打字 84 足球 102 輕度裝配工作 108 角力 114 曲棍球 173 挑磚塊 216 打字 84 足球 102 輕度裝配工作 108 角力 114 曲棍球 173 挑磚塊 216 推獨輪車 300

產熱量(II) 活動 Kcal/hr 步行 (4公里/時) 340 籃球 344 5公里賽跑 360 手工鋸木 450 鏟土 570 步行 (4公里/時) 340 籃球 344 5公里賽跑 360 手工鋸木 450 鏟土 570 游泳 660

熱之排除 傳導，對流，輻射 (當週遭溫度低於體溫) 水分由體表蒸發 呼吸道蒸發 二、 傳導：固體的傳熱方式主要是傳導；熱從高溫的物體傳到低溫的物體。　 1. 手拿著冰塊，熱從高溫的手傳到低溫的冰塊。 2. 手放入熱水中，熱從高溫的熱水傳到低溫的手上。　 3. 一般而言，金屬對熱的傳導效果比非金屬較好。故金屬當鍋子，而用木頭、塑膠等當鍋子的把手。 三、 對流：液體和氣體的傳熱方式主要是對流。　   1. 水受熱時，體積變大，密度變小，故熱水上升，冷水下降。故加熱試管 上端的水時，用手摸試管底端仍不覺燙。 2. 煙囪的設置幫助氣體對流，當熱空氣向上時，新鮮冷空氣由下端不斷補充，使爐內的燃燒效果更好。  四、 輻射：不需任何物質當媒介，而直接由熱源傳播出去的方式叫輻射。　 1. 太陽的熱是藉由輻射方式，傳到地球，故不須經由任何介質而傳播。 2. 白色物體較不易吸收輻射熱，而黑色物體較易吸收輻射熱，故夏天宜穿白色衣服，而冬天則較適宜穿黑色或深色的衣服。 五、保溫瓶的保溫原理　 1. 外殼真空夾層 ：避免傳導、對流 的熱散失。　 2. 兩壁上鈑銀：銀面光滑可將熱反射，減少輻射熱流失。 3. 瓶蓋用軟木：減少傳導 的熱散失。 六、燜燒鍋的設計： 將食物加熱後，隔絕熱的傳播途徑，把熱能保留下來，雖然不必加熱，但經過一段時間後，仍可將食物燜熱

熱之排除 每蒸發一公克水分，約有0.6千卡熱 量損失 無感水分排除：600 ml,同時排除身 體基本熱量產生的20% -30% 當環境溫度超過或等於皮膚溫 度時(約34-36oC)=> 無法藉由 傳導， 對流，輻射來排熱

熱適應(Acclimatization) 重複及長期暴露於熱環境下，導致初期暴露熱環境所受之生理壓力減弱

對熱之生理反應 例子: 重度工作時: 肌肉溫度=> 41.1oC 代謝產熱: 未曾熱適應之年輕人, 在高熱 環境下運動一小時

對熱之生理反應 主要熱之來源: 肌肉收縮時之生化反應+肝臟代 謝(葡萄糖新生及肝糖溶解) 在重度工作下，直腸之溫度可能 低估身體其他部分之溫度

心血管系統對熱之反應 皮膚及骨骼肌之血管擴張大於 內臟血管收縮之速度=>有效動 脈容積減少 對熱之忍受能力: 和心血管系統之反應能力有關

心血管系統對熱之反應 肌肉收縮之工作=> 大量血液流往肌肉 (運動性高熱) 在劇烈運動時，肌肉血流量可增至正常 時之20-40倍( 1ml/100 gm/min) 七十公斤之男性，肌肉重30公斤，負重 物跑步，使用2/3之肌肉能力=> 分流至 肌肉之血流 4L/min

心血管系統對熱之反應 肌肉收縮產生之熱  傳導流至肌肉之血管  流回心臟  至下視丘  引起皮膚血管擴張及流汗

心血管系統對熱之反應 腦內溫度 週圍血流量 暴露在高熱前臂血流量可由 4ml/min/dL肌肉量，升至12 mL/min 流至下視丘前葉血液之溫度控制此 反應 (並非由皮膚或核心溫度控制)

心血管系統對熱之反應 至肌肉及皮膚之血流量增加=>嚴重之 低血壓 (若內臟之血管收縮不足時) 若皮膚溫度升高至 40.5oC 而動脈血 心輸出量 125% 肝血流量 15%~ 60% 血管阻力 120%

心血管系統對熱之反應 當內臟血流之減低無法代償血 漿之喪失(流至皮膚及肌肉， 血管擴張，及流汗)  有效動脈血容積明顯降低

心血管系統對熱之反應 血液分流至肌肉及皮膚  有效動脈容積   靜脈回流 心跳 心搏出量  有效動脈容積   靜脈回流 心跳 心搏出量 若心跳及靜脈回流能適當維持=>心輸 出量不變或上升 若高溫持續過久=> 心輸出量明顯下降

年齡及體熱之儲存 有效體熱之儲存 年齡 20 15 (Cal/M2/hr) 10 5 23 27 29 30 48 Development of heat pyrexia (JAMA, 1960; 173:1175-86) A series of 25 experiments showing the relationship between effective body heat storage and age in 5 subjects. The thermal levels is at 54.4 C (130 F) and 100 Hg of vapor pressure for two hours. It is evident that, as age increases, so does the amount of effective calories absorbed. 5 23 27 29 30 48 年齡

心血管系統對熱之反應 當於高熱環境運動至體力耗竭時， 皮膚血流量極度下降  皮膚之排汗能力  排汗量  包覆式高熱 在熱環境下忍受大量工作之關鍵在 於是否能維持適當之心輸出量

心臟血管系統對熱之調適 三項主要之調適 增加最大心輸出量 減少最大心跳速率 增加心搏出量

心臟血管系統對熱之調適 熱適應者:同樣之運動量體 溫上升較少 增加心臟血管系統功能，加 速散熱 加速代謝之效率(有氧代謝)

汗液量及成分 部隊士兵熱曝露六個月: 前2週: 汗液排出量 後五個月:  汗液量 同樣工作體溫上升較少 達到排汗之體溫未變，只是排汗量減少

訓練後心肺之調適(II) 改善肺換氣效率  最大排氣量  最大排氣量耗費之能量  擴散能力

中暑之定義 在濕熱環境下劇烈的運動體能操練，即可能導致中暑傷害 熱中暑以高體溫(肛溫超過40.6C)，嚴重神經學異常及多發性器官衰竭為特徵

熱環境下之熱能調控 熱平衡是指代謝性熱能之產生，熱能與周圍環境之交換以及汗液之熱能排散之間取得平衡點 代謝性熱能包含身體產生之內因熱自外在環境吸收之熱能 熱能以輻射對流及傳導來排散 1大卡熱能需要1.7毫升汗液來排散，劇烈運動時，1小時產生的熱能可能需要1公升之汗液來排散

中暑之危險因子 溫度過高 濕度過高 中暑危險係數過高 劇烈運動 代謝疾病：甲狀腺、糖尿病、心臟病、肝病 先天無汗腺症 感冒、發燒、腹瀉、肺炎、感染 睡眠不足，體質耗弱

手汗症手術後 肥胖症(>85kg) 情緒緊張者 水份缺乏者 新兵(當兵5至7天) 鉀離子缺乏者 藥物導致排汗不良

中暑危險係數測定法 公式：室外溫度(°C)＋室外相對濕度(%) ×0.1=危險係數 危險係數 危安狀況 預防方法 小於30 安全 正常作息 30至35 注意 水份補充確實 35至40 警戒 水份補充確實、避免激烈競技 大於40 禁止 強制水份補充、避免室外日照操課

中暑危險係數測定法 範例：室外溫度33度 室外相對濕度80% 速算法：33 + ( 80 X 0.1 ) = 41 處置：對照危險係數屬「禁止」狀況， 　　　應強制補充水份並避免室外日照 　　　操課。

容易誘發中暑之藥物 I.因抑制胆鹼激素作用(Cholinergic effect) 而減少排汗功能的藥物 抗組織胺(Antihistamine)：Vena，CTM，Bonamin 乙型神經阻斷劑(Propanolol、Tenormine) 抗胆鹼抑制劑(atropine)

容易誘發中暑之藥物 因剌激新陳代謝而增加身體熱量產生的藥物 甲狀腺補充劑 安非他命 利尿劑 三環抗憂鬱劑 吸入性麻醉劑

熱適應 逐漸增加熱環境下之運動量，讓身體適應，能忍受過去無法承受的運動量而能順利排散熱能，免除生命威脅。 熱適應需要數週的時間，這期間涵蓋心臟血管及系統的適應，腎素，血管張力素，留鹽激素之活化，腎臟鹽分之保存，熱能排散效率之提升，血漿容量之擴張，以及肌肉機械效益之改善

中暑導致急性腎衰竭之機轉 熱之直接細胞傷害 血液灌流不足 橫紋肌溶解 全身性血管內血液凝固 高血鈣 致器官出血 低血鉀 急性腎衰竭 多發性器官功能 障礙症候群 高血鈣 全身性血管內血液凝固 致器官出血 低血鉀

熱導致細胞傷害 氧化磷酸化作用失調 酵素系統停止作用 細胞膜之鈉通透性增加 ATP 能量減少 膜去極化性增高 蛋白質變性及細胞壞死 Tek et al,. Em Med Clin North Am 1992.

運動型中暑導致橫紋肌溶解 橫紋肌溶解病患 24~33%，導致急性腎衰竭 CPK超過 10000 U/L 之病患有較高比率之低血鈣現象

中暑病患血管內皮細胞傷害之證據(I) 多發性器官如肺、腦、腎臟、肝臟及腸道細胞之壞死及出血 上述器官廣泛性微小血管循環血栓之形成 顯微結構內皮細胞傷害之證據 廣泛性血管內血液凝固合併器官出血及成人呼吸窘迫症候群

中暑病患血管內皮細胞傷害之證據(II) 內毒素和發炎前驅細胞激素活化血管內皮細胞酵素 增加白血球沾黏於血管內皮組織和釋放ICAM-1，血管內皮素和 vWf Ag 凝血酶、內毒素或細胞激素刺激血管內皮細胞分泌vWf Ag

因為高體溫造成死亡的腸道病因病理機轉 內臟的組織灌流量減少和缺氧 腸道黏膜水腫，瘀點出血，在迴腸和大腸部分特別顯著 腸道缺血增加小腸的通透性增加和細菌轉移至血液導致菌血症 內毒素血症增加IL-1α, IL-6, TNF-α, ET-1, PAF etc Gideon M. Am J Foren Med Pathol 22:100, 2001

傳統性和運動型中暑 特性 傳統型中暑 運動型中暑 瀰漫性血管內凝血異常 不常見 常見 急性腎衰竭 不常見<5% 常見，30% 橫紋肌溶血 極少嚴重 嚴重 乳酸性中毒 高尿酸血症 中度 低血鉀症 很少 肌酐酸-尿毒氮比例 1:10 增加 磷酸酐肌酸、醛縮酶 微量增加 極度增加 低鈣血症 低血糖症 Am Fam Phy 1998

中暑併發症 急性腎衰竭 橫紋肌溶解症 腦水腫 腦出血 脊椎神經障礙(下半身癱瘓) 急性肝衰竭 肺炎 肺水腫 呼吸衰竭 心臟衰竭 腸胃道出血 瀰漫性血管內凝血症(DIC) 敗血症 死亡

中暑的預防 可預防的疾病 使其適應環境的熱度 盡量排於每日較涼快的時間出操（32℃以下，溼度80%以下） 減少體能活動的程度 補充水分和含鹽份的食物

中暑的預防 小心注意其他內科疾病和藥物，如利尿劑，抗膽鹼性物質，鎮靜劑 穿著較寬鬆，易排汗之衣物 強迫性行為官兵之心理治療 熟悉中暑之臨床症狀及初步急救措施，如 CPR、降溫等

注意中暑之臨床症狀 呼吸急促、嘔吐、汗液減少 口渴、尿液減少、可樂顏色尿液 發燒、頭暈、神智不清 肌肉痙攣、抽筋 躁動、精神病症狀、昏迷

謝謝聆聽 敬請指教