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PRENDERGAST: OXYGEN THERAPY I N PNEUMONIA 4 9

OXYGEN THERAPY IN PNEUMOMA*By D'ARCY P R E N D E R G A S T , B . A . , M . B . , M.RC.P. ( L o N D . )

T o r o n t o..HE t h e r a p e u t i c u s e o f o x y g e n g o e s b a c k ag ' e a t many y e a r s , a l m o s t t o t h e d a y s o fP r i e s t l e y a n d L a v o i s i e r , w h o f i r s t p r e p a r e d t h eg a s , a n d s h o w e d t h a t i t i s t h e v i t a l p r i n c i p l e o fa i r . J u s t o n a c c o u n t o f i t s b e i n g s u c h a v i t a lp r i n c i p l e i t w a s u s e d a t f i r s t i n a l l m a n n e r o fd i s e a s e s , w i t h t h e h o p e t h a t i t w o u l d h a v e t h es a m e s t i m u l a t i n g e f f e c t i n t h e b o d y a s i t h a s i ns u c h c h e m i c a l r e a c t i o n s a s c o m b u s t i o n . A s t h ep h y s i o l o g y o f r e s p i r a t i o n a n d c i r c u l a t i o n b e c a m eb e t t e r k n o w n , t h e u s e o f o x y g e n w a s p u t o n am o r e r a t i o n a l b a s i s , a n d w a s r e s t r i c t e d t o d i s -t u r b a n c e s o f r e s p i r a t i o n a n d c i r c u l a t i o n . T h en e e d f o r o x y g e n i n t h e s e c o n d i t i o n s w a s o b v i o u s ,b u t t h e m e t h o d s o f a d m i n i s t r a t i o n w e r e s o m u -e f f i c i e n t , a n d u s u a l l y s t i l l a r e e v e n a t t h e p r e s e n td a y , t h a t t h e r e s u l t s h o p e d f o r w e r e n o t o b -t a i n e d , a n d t h i s f o r m o f t h e r a p y f e l l i n t o m o r eo r l e s s d i s r e p u t e . I t s e e m s t o h a v e b e e n r e s e r v e dl a r g e l y f o r t h e l a s t h o u r s o f p a t i e n t s d y i n g o fp n e u m o n i a , a n d w a s g i v e n t h e n m o r e f o r t h .s a k e o f f e e l i n g t h a t e v e r y t h i n g p o s s i b l e w a s b e i n gd o n e t h a n w i t h a n y h o p e o f s a v i n g l i f e . A t t h a ts t a g e i n t h e d i s e a s e , a n d a d m i n i s t e r e d i n t h ew a y i t u s u a l l y w a s , o x y g e n h a d n o m o r e e f f e c tt h a n t h e h y p o d e r m i c s o f s t r y c h n i n e g i v e n u n d e rs i m i l a r c i r c u m s t a n c e s .

T h e r e a s o n f o r t h i s u n f o r t u n a t e s i t u a t i o n i nr e g a r d t o o x y g e n t h e r a p y h a s b e e n t h e d i f f i c u l t yo f c h e c k i n g u p s c i e n t i f i c a l l y t h e a c t u a l e f f e c t o fo x y g e n i n t h e b o d y a f t e r i n h a l a t i o n b y t h ep a t i e n t . I n r e c e n t y e a r s s o m e o f t h i s d i f f i c u l t yh a s b e e n c l e a r e d u p b y t h e w o r k o f I l u e r t e r ,Van S l y k e , H a l d a n e , a n d o t h e r s , i n t h e i r i n v e s -t i g a t i o n s o n a r t e r i a l b l o o d i n n o r m a l a n d i nd i s e a s e d i n d i v i d u a l s . P r e v i o u s t o t h i s t h e r e h a db e e n n o m e a n s o f a s c e r t a i n i n g w h e t h e r o r n o tt h e o x y g e n c o n t e n t o f t h e b l oo d l e a v i n g t h e l u n g sw a s i n r e a l i t y b e i n g i n c r e a s e d b y t h e o x y g e n i n -h a l e d . F r a s e r , a t S t . B a r t h o l o m e w ' s H o s p i t a l ,h a s f u r t h e r s i m p l i f i e d t h e s e i n v e s t i g a t i o n s b ys h o w i n g t h a t i t i s e a s y a n d s a f e t o o b t a i n b l o o d

* R e a d a t t h e S e c t i o n o f M e d i c i n e , A c a d e m y o fM e d i c i n e , T o r u n t o , T u e s d a y , N o v . . . 1 9 2 7

s a m p l e s b y p u n c t u r e o f t h e f e m o r a l a r t e r y j u s tb e l o w t h e i n g u i n a l l i g a m e n t .

L a c k o f o x y g e n i n t h e b o d y t i s s u e s may b e d u et o o n e o r m o r e o f s e v e r a l c a u s e s

1 . T h e r e may b e t o o l i t t l e o x y g e n i n t h e a i r ,a s a t t h e g r e a t a l t i t u d e s f o u n d i n m o u n t a i nc l i m b i n g a n d f l y i n g .

2 . T h e r e may b e t o o l i t t l e h . r n n o g l o b i n a v a i l -a b l e , a s i n a n . m i a a n d i n p o i s o n i n g b y c a r b o nm o n o x i d e .

3 . T h e r e may b e f a i l u r e o f c i r c u l a t i o n , a s i nh e a r t d i s e a s e , when t h e b l o o d f l o w i s t o o s l o w t ok e e p up a n a d e q u a t e s u p p l y o f o x y g e n t o t h et i s s u e s .

I n t h e t y p e s o f c a s e s e x e m p l i f i e d b y a n m e m i aa n d h e a r t f a i l u r e t h e a d m i n i s t r a t i o n o f o x y g e nw i l l d o n o g o o d . T h e l u n g i s t h e o n l y p l a c ew h e r e o x y g e n c a n e n t e r t h e b l o o d s t r e a m , a n di n t h e s e c o n d i t i o n s t h e b l o o d l e a v i n g t h e l u n g s i sa l r e a d y c a r r y i n g p r a c t i c a l l y i t s f u l l l o a d . I n -c r e a s i n g t h e a m o u n t o f o x y g e n i n t h e i n s p i r e da i r i n t h e s e c a s e s c a n o n l y i n c r e a s e t h e a m o u n to f o x y g e n i n t h e b l o o d b y f o r c i n g a l i t t l e m o r eo f t h e g a s i n t o s i m p l e s o l u t i o n i n t h e p l a s m a .

4 . L a s t l y , a n o x a . m i a m ay b e d u e t o a b n o r m a l -i t i e s i n t h e l u n g , p r e v e n t i n g t h e b l o o d f r o mg e t t i n g i t s p r o p e r s u p p l y o f o x y g e n f r o m t h ei n s p i r e d a i r . E x a m p l e s o f s u c h a b n o r m a l i t i e sa r e i n f a r c t , o m d e m a , a n d p n e u m o n i a . I n t h e s ec a s e s t h e c i r c u l a t i o n i s . a d e q u a t e , o r a l m o s t s o ,b u t t h e s t a t e o f t h e a l v e o l i i n t e r f e r e s w i t h t h et r a n s f e r o f g a s e s b e t w e e n b l o o d a n d a i r . I tw o u l d s e e m r e a s o n a b l e t o s u p p o s e t h a t i f t h eo x y g e n i n t h e a l v e o l a r a i r w e r e i n c r e a s e d i tw o u l d b e e a s i e r f o r t h e b l o o d t o b e c o m e f u l l ys a t u r a t e d i n t h e s h o r t t i m e i t s p e n d s i n t h ep u l m o n a r y c i r c u l a t i o n .

N o r m a l l y , b l o o d l e a v e s t h e l u n g s a b o u t 9 5 p e rc e n t s a t u r a t e d w i t h o x y g e n . I n s e v e r e c a s e s o fp n e u m o n i a t h e a r t e r i a l s a t u r a t i o n may s i n kb e l o w 8 0 p e r c e n t , o r s o m e t i m e s e v e n b e l o w 7 0p e r c e n t . T h e r e i s c o n s i d e r a b l e e v i d e n c e t os u g g e s t t h a t s u c h a l a c k o f o x y g e n may i n i t s e l fb e t h e c a u s e o f s o m e o f t h e m o r e s e v e r e s y m p -

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50 THE C ANADIAN MEDIC AL ASSOCIATION JOURNALt o m s a n d d a n g e r s o f p n e u m o n i a . A s a n e x a m p l eo f s u c h e v i d e n c e , i t w a s a common o b s e r v a t i o nd u r i n g t h e w a r t h a t a v i a t o r s r e t u r n i i i g f r o mp a r t i c u l a r l y h i g h p a t r o l s , e v e n t h o s e d u r i n gw h i c h t h e r e h a d b e e n n o s p e c i a l s t r a i n o r f i g h t -i n g , w e r e i r r i t a b l e a n d c o n f u s e d . A g a i n , B a r -c r o f t s h u t h i m s e l f i n a n a i r - t i g h t c h a m b e r i nw h i c h t h e o x y g e n w a s s u f f i c i e n t l y r e d u c e d t oc a u s e h i s a r t e r i a l s a t u r a t i o n t o s i n k f r o m t h en o r m a l 9 5 p e r c e n t t o 8 8 p e r c e n t . T h i s i s av e r y m i l d d e g r e e o f a n o x . m i a , b u t w a s e n o u g ht o c a u s e i n h i m s u c h s y m p t o m s a s v o m i t i n g ,v e r t i g o , s e v e r e h e a d a c h e , . n d i n c r e a s e d p u l s er a t e . T h e s e r e s u l t s w e r e e o n f . r m e d b y I l a l d a n ea n d o t h e r s i n s i m i l a r e x p e r i m e n t s . A n o t h e re x a m p l e o f t h e e f f e c t s o f a n o x . m i a i s c a r b o nm o n o x i d e p o i s o n i n g . I n s e v e r e c a s e s , a l t h o u g ht h e o x y g e n c o n t e n t o f t h e b l o o d may b e r e -s t o r e d t o n o r m a l w i t h i n a c o u p l e o f h o u r s , t h e r emay a l r e a d y b e s o much d a m a g e d o n e t o t h ec e n t r a l n e r v o u s s y s t e m t h a t t h e p a t i e n t d o e s n o tr e c o v e r . He may l i v e f o r s e v e r a l d a y s , u n -c o n s c i o u s a l l t h e t i m e , a n d s o m e t i m e s s h o w i n ge p i l e p t i f o r m t w i t c h i n g s .

T h e r e i s t h e n l i t t l e d o u b t t h a t a n o x a m i a mayb e o n e o f t h e s e r i o u s f a c t o r s o f p n e u m o n i a , a n dt h a t t h e a d m i n i s t r a t i o n o f o x y g e n s h o u l d b e o fv a l u e . T h e m e t h o d o f a d m i n i s t r a t i o n i s , h o w -e v e r , i m p o r t a n t . T h e r e i s n o d o u b t t h a t t h ew o r s t m e t h o d i s t h e o n e i n m o s t common u s e , i . e . ,a t u b e c o n n e c t i n g a n o x y g e n t a n k w i t h a f u n n e lh e l d l o o s e l y o v e r t h e p a t i e n t ' s f a c e . F o r a l l t h ea c t u a l e f f e c t t h i s h a s o n t h e b l o o d t h e f u n n e lm i g h t a l m o s t a s w e l l b e h a n g i n g o u t o f t h ew i n d o w . T h e r e a r c t h r e e o t h e r m e t h o d s i n u s e ,a l l v e r y m u c h b e t t e r . T h e f i r s t i s t h e n a s a lt u b e , t h e s e c o n d i s t h e H a l d a n e m a s k , a n d t h et h i r d i s t h e o x y g e n c h a m b e r . O x y g e n c h a m b e r su s e d i n d i f f e r e n t p l a c e s v a r y i n s i z e f r o m a s m a l lt e n t w h i c h j u s t c o v e r s t h e p a t i e n t ' s h e a d , t o ar o o m - s i z e d c a b i n e t . T h i s m e t h o d i s v e r y o f f i c i e n ta s r e g a r d s g e t t i n g o x y g e n i n t o t h e l u n g s , a n dh a s t h e g r e a t a d v a n t a g e o f h a v i n g n o a t t a c h -m e n t s t o a n n o y t h e p a t i e n t o r e m b a r r a s s h i sb r e a t h i n g . I t h a s , h o w e v e r , s e v e r a l d r a w - b a c k s .I t i s n o t e a s i l y a v a i l a b l e i n t h e h o m e . I t t e n d st o b e h o t . I t i s n o t e a s y t o g e t a t t h e p a t i e n t t of e e d , o r s p o n g e h i m , o r t o a p p l y m u s t a r dp l a s t e r s . H o w e v e r , w h e r e o x y g e n c h a m b e r s a r ei n u s e t h e r e s u l t s r e p o r t e d h a v e b e e n v e r y g o o d .T h e H a l d a n e m a s k , o r o n e o f t h e v a r i o u s m o d i -f i c a t i o n s o f i t t h a t h a v e b e e n d e v i s e d s i n c e t h e

w a r , i s a l s o v e r y e f f i c i e n t . I t i s f r e e f r o m m o s to f t h e d r a w b a c k s o f t h e c h a m b e r m e t h o d . T h ed i f f i c u l t y i s t h a t t h e p a t i e n t w h o i s r e a l l y i l l ,a n d w h o n e e d s i t m o s t , u s u a l l y r e f u s e s t o w e a ri t . E v e n a n o r m a l p e r s o n r e q u i r e s a l i t t l e p r a c -t i c e b e f o r e f e e l i n g q u i t e c o m f o r t a b l e i n a n y t y p eo f g a s - m a s k . W h e n t h e r e i s a n y d y s p n . a , a s i nt h e p n e u m o n i c p a t i e n t , o r i n t h e h e a l t h y i n -d i v i d u a l a f t e r e x e r c i s e , a m a s k i s u s u a l l y i n t o l e r -a b l e . O n e c a n f o r c e t h e p a t i e n t t o w e a r i t , a si s s o m e t i m e s d o n e , b u t i t i s d o u b t f u l w h e t h e r i t sv a l u e i s n o t m o r e t h a n o f f s e t b y t h e s t r u g g l e sa g a i n s t i t .

T h e r e m a i n i n g m e t h o d i s b y t h e n a s a l t u b e ,a n d t a k e n a l l a r o u n d i t i s , p e r h a p s , t h e b e s t f o rg e n e r a l u s e . I t i s n o t q u i t e s o e f f i c i e n t a s e i t h e rt h e c h a m b e r o r t h e m a s k , b u t i t i s f r e e f r o mt h e i r d i s a d v a n t a g e s . I t i s r a r e l y o b j e c t e d t o b ya n y p a t i e n t , a n d i s c h e a p a n d e a s y t o s e t u pa n y w h e r e . I t c o n s i s t s s i m p l y o f a l o n g r u b b e rt u b e l e a d i n g f r o m a n o x y g e n t a n k a n d e n d i n g i na s o f t r u b b e r c a t h e t e r . T h i s c a t h e t e r i s l u b r i -c a t e d w i t h v a s e l i n e , o r b e t t e r s t i l l w i t h c o c a i n eo i n t m e n t , a n d i s p u s h e d b a c k t h r o u g h t h e n o s t r i lt o w i t h i n h a l f a n i n c h o f t h e p o s t e r i o r w a l l o ft h e n a s o p h a r y n x . I n t h e a v e r a g e a d u l t t h i sp o i n t w i l l b e t h r e e i n c h e s f r o m t h e t i p o f t h en o s e . A s t r i p o f a d h e s i v e t a p e w i l l f i x t h e t u b et o t h e c h e e k s o t h a t i t i s n o t s o l i k e l y t o b e i n -a d v e r t e n t l y p u l l e d o u t . I t i s a n i m p r o v e m e n t t ob u b b l e t h e o x y g e n t h r o u g h h o t w a t e r o n i t s w a yt o t h e p a t i e n t . T h i s w a r m s t h e g a s a n d s a t u r a t e si t w i t h w a t e r v a p o u r , d o i n g a w a y w i t h t h e t e n d -e n c y t o d r y t h e t h r o a t , w h i c h i s o t h e r w i s e a na n n o y i n g f e a t u r e . A n o t h e r i m p r o v e m e n t i s t h eu s e o f t h e h e a d b a n d s u g g e s t e d b y G e o f f r e yB o u r n e i n t h e L a n c e t o f J u l y 1 , 1 9 2 2 . T h i sh o l d s t h e c a t h e t e r m o r e s e c u r e l y t h a n a d h e s i v ep l a s t e r , a n d i s m o r e c o m f o r t a b l e f o r t h e p a t i e n t .T h e m o s t common f a u l t w i t h t h i s n a s a l t u b em e t h o d i s i n n ot g i v i n g t h e o x y g e n f a s t e n o u g h .T h e u s u a l r a t e o f f i v e t o t e n b u b b l e s a s e c o n df r o m a h a l f - c e n t i m e t r e t u b e a m o u n t s t o l e s s t h a na h a l f l i t r e o f o x y g e n a m i n u t e . T h i s i s n o te n o u g h t o h a v e a n y a p p r e c i a b l e e f f e c t o n t h ea l v e o l a r a i r . M o s t i n d i v i d u a l s c a n t o l e r a t e a b o u tf o u r l i t r e s p e r m i n u t e . W h e n n o m e t e r i ss u p p l i e d w i t h t h e o x y g e n t a n k , t h e e a s i e s t r u l ei s s i m p l y t o h a v e a s h i g h a r a t e o f f l o w a s t h ep a t i e n t c a n b e a r . I t d o e s n o t m a t t e r w h e t h e rh e b r e a t h e s t h r o u g h n o s e o r m o u t h , a s t h e o x y g e n

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I.RENDERGAST: OXYGEN THERAPY I N PNRUMONJA 5 1i s b e i n g d e l i v e r e d f r o m t h e t u b ew h e r e n o s e a n d m o u t h m e e t .

I n t h e , c o u r s e o f s o m e u n p u b l im e n t s a t S t . B a r t h o l o m e w ' s H o s p i t .f o u n d t h a t a t f o u r l i t r e s p e r m i n u t et u b e t h e o x y g e n t e n s i o n i n t h e a lr a i s e d t o 3 1 p e r c e n t o r 2 4 0 m m s . ; ao n e - h a l f t i m e s t h e n o r m a l a m o u n to b s e r v e r f o u n d t h a t s i x l i t r e s p e r nH a l d a n e m a s k r a i s e s t h e a l v e o l a r tm m s . , n o t v e r y f a r f r o m p u r e o x y gs u c h e x t r e m e c o n c e n t r a t i o n i s d e sc e r t a i n . S o m e a n i m a l s , s u c h a sl i v e a p p a r e n t l y n o r m a l l i v e s i n p u rK a r s n e r w o r k i n g a t t h e C a r n e g i eB o s t o n , f o u n d t h a t i n r a b b i t s b r e a tp e r c e n t o x y g e n f o r u p w a r d s o f t h rw e r e d e f i n i t e i n f l a m m a t o r y c h a n g e s

I n a f e w c a s e s t r e a t e d b y t h eB a r t h o l o m e w ' s H o s p i t a l , a n d a tG e n e r a l H o s p i t a l , b y t h e n a s a l t u b cc h a n g e s i n t h e o x y g e n c o n t e n t o fb l o o d w e r e a s f o l l o w s :

ARTERIA

a t t h e p o i n ts h e d e x p e r i -1 , H i l t o n h a sb y t h e n a s a l

v e o l a r a i r i sb o u t t w o a n d

T h e s a m ei i n u t c b y t h en i s i o n t o 6 5 0. n . W h e t h e ri r a b l e i s n o t3 a n a r i e s , c a no x y g e n , b u tI n s t i t u t e i n

h i n g o v e r 8 0e e d a y s t h e r e

t h e m m o r i b u n d , w h e n t h e t r e a t m e n t w a s s t a r t e d .T h r e e c a s e s , N o s . 8 , 1 1 , a n d 1 2 , a l l m o r i b u n d ,a n d a l l w i t h a v e r y m a r k e d d e g r e e o f a n o x a . m i a ,f a i l e d t o s h o w a n y i m p r o v e m e n t i n t h e b l o o d .I n a l l t h e r e m a i n d e r t h e a n o x a . m i a w a s a t l e a s tp a r t i a l l y r e l i e v e d . S u b j e c t i v e i m p r o v e m e n t w a sh a r d t o j u d g e . S e v e r a l o f t h e c a s e s v o l u n t e e r e dt h e s t a t e m e n t t h a t t h e y f e l t b e t t e r , b u t m o s t w e r er a t h e r n o n c o m m i t t a l . I t c a n n o t b e s a i d w h e t h e ro r n o t a n y o f t h e s u r v i v o r s o w e d t h e i r l i v e s t ot h e o x y g e n , b u t i t i s a t l e a s t v e r y p o s s i b l e .T h e r e a r e i n f a c t n o f i g u r e s a v a i l a b l e a n y w h e r et o s h o w t h e e f f e c t o f o x y g e n t h e r a p y o n t h em o r t a l i t y o f p n e u m o n i a . T o b e o f a n y v a l u es u c h f i g u r e s w o u l d h a v e t o c o v e r l o n g s e r i e s o fu n s e l e c t e d c a s e s i n w h o m t h i s t y p e o f t r e a t -m e n t w a s m a d e a r o u t i n e .i n t h e l u n g s . A w o r d a s t o t h e c o s t o f s u c h t r e a t m e n t may. v r i t e r a t S t . b e o f i n t e r e s t . T h e n a s a l t u b e o u t f i t c o s t st h e T o r o n t o p r a c t i c a l l y n o t h i n g , a n d r e q u i r e s n o a t t e n t i o n

m e t h o d , t h e t h a t c a n n o t b e g i v e n b y t h e m o s t u n s k i l l e d n u r s et h e a r t e r i a l o r r e l a t i v e . T h e c o s t o f t h e c h a m b e r o r m a s kv a r i e s w i t h t h e d i f f e r e n t t y p e s , b u t i s n o t h i g hw h e n c o m p a r e d w i t h t h e c o s t o f o t h e r i t e m s o fL S A T U R A T I O N h o s p i t a l a p p a r a t u s . A s t h e d e m a n d f o r t h i sI t e f o r e A f t e rO x y g e n O x y g e n e q u i p m e n t i n c r e a s e s i t may b e t h a t t h e m e d i c a l8 6 % 9 1 % s u p p l y h o u s e s w i l l k e e p t h e m i n s t o c k a n d r e n t

8 9 9 28 1 8 9 t h e m a s r e q u i r e d . C o m m e r c i a l o x y g e n , w h i c h i s7 2 7 8 p r a c t i c a l l y c h e m i c a l l y p u r e a n d i s p e r f e c t l y7 2 8 48 6 9 2 s a t i s f a c t o r y , c o s t s a b o u t t w o c e n t s a c u b i c f o o t .7 8 8 6 U s e d c o n t i n u o u s l y a t f o u r l i t r e s a m i n u t e t h i s7 3 . 5 7 39 0 9 1 w o u l d a m o u n t t o a l i t t l e o v e r f o u r d o l l a r s a d a y .8 4 8 9 I n t h e a v e r a g e c a s e o f p n e u m o n i a , i n w h i c h t h e5 8 5 6 a d m i n i s t r a t i o n w a s s t a r t e d e a r l y a n d c o n t i n u e d6 7 6 25 9 7 1 t h r o u g h o u t t h e a c u t e s t a g e t h e t o t a l c o s t w o u l dh a d m a r k e d v a r y f r o m f i f t e e n d o l l a r s u p w a r d s .I n s u m m i n g u p t h e u s e o f o x y g e n i n p n e u -w e r e d e e p l y m o n i a t h e c h i e f p o i n t s a r e a s f o l l o w sw e d b y t h e0 t h e oAema 1 . T h e r e i s b o t h t h e o r e t i c a l a n d e x p e r i m e n t a lt w a s c a u s e d e v i d e n c e t h a t t h e a d m i n i s t r a t i o n o f o x y g e n i np n e u m o n i a s h o u l d b e o f v a l u e . What l i t t l ec p e r i p h e r a l c l i n i c a l e v i d e n c e i s a v a i l a b l e s u p p o r t s t h i s .[ u n c h a n g e d .) r o v e m e n t i n 2 . T h e t r e a t m e n t s h o u l d b e s t a r t e d e a r l y , b e -l u n g s m i g h t f o r e t h e a n o x a . m i a , w h i c h . C r e q u e n t l y o c c u r s i ns e v e r e c a s e s , i n j u r e s t h e c e n t r a l n e r v o u s s y s t e n . .a m o n i a . No C y a n o s i s i s n o t m a r k e d u n t i l t h e s a t u r a t i o n i ss e : i e s a s t o w e l l b e l o w 8 0 p e r c e n t , a n d b y t h i s t i m e i r r e -. g e n , a s t h e s e p a r a b l e d a m a g e may b e d o n e .. n d s o m e o f 3 . T h e a d m i n i s t r a t i o n m u s t b e d o n e e f f i c i e n t l y .