作者：何施谦，郭尹浩，杨帆，何红霞，徐岁寒，李军，四川省绵阳市中心医院麻醉科；郭勇，四川省梓潼县人民医院麻醉科
在现代医学实践中，围术期管理是保障手术安全和提高术后恢复质量的关键环节之一。其中，吸入氧浓度的调整作为围术期管理的一个重要方面，直接影响着患者术后的肺功能和并发症的发生率。虽然氧气作为生命维持的基本元素，在手术过程中无疑发挥着至关重要的角色，但过量的氧气供应可能并非全然有益，特别是在围术期的应用上，其对术后肺部并发症(PPC)的影响引起了医学界的广泛关注。
虽然氧气是维持生命活动不可或缺的元素，围术期合理的氧气管理对于最大化其益处、最小化其潜在危害尤为关键。通过对吸入氧浓度的精确控制和个体化调整，可以有效降低术后肺部并发症的风险，从而提高患者的手术安全性和术后恢复质量。这一领域的进一步研究将有助于明确最佳的围术期氧气管理策略，为临床实践提供更加科学的指导。
1. 围术期吸氧治疗的益处与风险
在健康成人中，
然而，氧气在本质上是一种强氧化剂，当其浓度超过细胞正常代谢的需要时，可能会导致活性氧(reactive oxygen species， ROS)的产生，虽然低浓度的ROS对细胞信号传导和维持生理平衡具有重要作用，过量的ROS却能破坏细胞结构，包括蛋白质、脂质和核酸，最终可能导致细胞功能障碍甚至死亡。
ROS的产生与氧气浓度有关，吸入高浓度氧气可导致高氧血症，并且呈剂量依赖性地增加ROS的形成，进而触发氧化应激反应。氧化应激造成的损伤在衰老过程中发挥着重要作用，并且与癌症、糖尿病、神经退行性疾病、心血管疾病、类风湿关节炎、肾脏疾病、眼部疾病的发展密切相关。
在围术期，特别是在手术和麻醉条件下，高浓度的氧气吸入和氧化应激可能对肺部健康构成直接威胁。术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications， PPC)是手术患者中常见的问题，包括但不限于
围术期过量的氧气暴露，尤其是在没有严格监测和调整吸入氧浓度的情况下，可能加剧肺部的氧化损伤，增加PPC的风险。因此，围术期的氧气管理策略需要仔细考虑和科学制定，以平衡氧气供应和预防氧化损伤之间的关系。
最近的研究和临床指南开始探讨如何优化围术期的FiO2设置，旨在减少术后肺部并发症的发生，同时确保患者获得充分的氧气支持。这包括监测患者的氧饱和度和氧分压，根据患者的具体情况调整FiO2，以及在某些情况下使用氧气保护策略，如控制FiO2在最低有效浓度，以减少氧化应激的风险。
吸氧是围术期的常规呼吸支持手段，在麻醉诱导过程中难免遇到面罩通气和气管插管困难的被动局面，传统做法是在麻醉诱导时预先使用吸入氧浓度(FiO2)为100% 的氧气进行预氧合，以延长血氧饱和度开始下降的时间。在健康志愿者中，吸入浓度为100%的氧气可在血氧饱和度降至90%前提供长达约 8 min的安全边际。临床上术中发生意外不良事件时，往往需要迅速采取的抢救措施之一是将 FiO2提升至100%，以争取更多时间来应对紧急情况。
术后恶心呕吐(post-operative nausea and vomiting， PONV) 是全身麻醉常见并发症之一。研究发现，在接受吸入麻醉剂但没有预防性止吐药的患者中，吸入高浓度氧气对术后恶心呕吐的发生具有显著的保护作用。但笔者发现一些文献资料并不认可这一结论。一项对随机对照试验的荟萃分析表明，补充氧气不能降低PONV 总体风险。在儿童人群中，一项随机双盲试验表明术中吸入高FiO2对儿童术后恶心呕吐没有显著的预防作用。最新发布的第四版术后恶心和呕吐管理指南不建议通过补充氧气来预防 PONV。因此，术中吸氧浓度应逐渐调整，并且仅用于预防或治疗低氧血症。
目前，术后感染仍然是一个重要的全球公共卫生问题。WHO发布了关于减少手术部位感染的指南，建议任何接受手术麻醉、插管和
2. 围术期FiO2与PPC
据统计，1%～23%手术患者会发生术后肺部并发症，如肺不张、肺炎和呼吸衰竭。许多研究已经表明，围术期使用不同FiO2可能与术后肺部并发症发生相关，而即使是轻微的术后肺部并发症也会增加术后早期死亡率、ICU 入住率和住院时间。
2.1 PPC定义及高危因素
欧洲麻醉学会(ESA)和欧洲重症监护医学会(ESICM)将PPC定义为呼吸道感染、呼吸衰竭、
2.2 PPC发生的病理生理机制
在全身麻醉的过程中，呼吸系统受到的影响是多方面且复杂的，一方面因为呼吸中枢受到抑制，机体对高碳酸血症和缺氧的通气应答显著受损。全身麻醉对呼吸系统的不良影响从麻醉诱导时患者失去意识后就已经开始，患者呼吸中枢受到抑制，引起长时间呼吸暂停，随后自主呼吸恢复，自主呼吸时的分钟通气量呈剂量依赖性地降低。临床研究表明，即使仅使用低剂量的麻醉药，受试者机体对高碳酸血症和缺氧的通气应答也会显著受损。
另一方面，无论患者是否使用神经肌肉阻滞药物，麻醉诱导后均可出现呼吸肌张力下降，气道阻塞、脊柱弯曲增加、膈肌向头侧移动、胸壁横截面积减小、
在使用神经肌肉阻滞药物的全身麻醉患者中，肺不张十分普遍，并且与神经肌肉阻滞药物存在剂量依赖性关联。全身麻醉时，由于机体的膈肌向头侧移动，胸腔内压力升高，重力依赖区肺组织的胸膜压力大于肺泡跨壁压，形成压迫性肺不张。当 FRC减少到闭合容积以下时气道关闭，导致新鲜气流无法进入，气道狭窄或气道闭合区域的肺泡气体经过肺泡间隙内毛细血管网快速吸收，形成吸收性肺不张。其中，吸收性肺不张的发展随着FiO2增高而加剧，特别是在FiO2=1.0 时。有研究发现，分别使用FiO2 =1.0、FiO2 =0.8及FiO2 =0.6的气体进行预氧合时，诱导后几分钟出现了5.6%、1.3% 和 0.2% 的胸部 CT横截面积的肺不张。
2.3 围术期FiO2与PPC发生的相关性
围术期进行机械通气时，肺是最先也是最主要的暴露于高FiO2的器官。肺组织长时间暴露于高氧环境中，容易引起高氧性急性肺损伤(HALI)，其特征是气管支气管黏膜和肺泡的生化损伤，表面活性物质减少，毛细血管内皮细胞变性和炎性因子增加，吸收性肺不张和缺氧性肺血管收缩受抑制。对于有自主呼吸的受试者，高比例FiO2会降低全身麻醉维持期的分钟通气量，抑制缺氧性肺血管收缩而导致通气与血流灌注比值恶化，并通过Haldane效应导致PaCO2增加。
在全身麻醉的诱导期，麻醉医师通常会使用高浓度氧气进行预充以延长安全窒息时间，在使用FiO2=1.0 的氧气进行预充氧后，去氧饱和度时间(即患者窒息后 SpO2下降至<90% 的时间)比使用FiO2为0.8的氧气时的去氧饱和度时间长 1.8 min。然而围术期的高氧暴露可促进PPC发生，在非
在全身麻醉维持期间，患者的中枢神经系统由于麻醉药物效果而处于抑制状态，神经肌肉阻滞药物使骨骼肌松弛，自主呼吸减弱或者消失，因此麻醉医师通常采用机械通气来保持呼吸功能。机械通气不仅维持着患者的生命体征，同时也对预防术后肺部并发症起着决定性作用。
肺保护性通气策略已被证实能有效降低PPC的风险，主要包括调整至合适的潮气量(VT)、设置恰当的呼气末正压(PEEP)、使用肺复张手法(RM)以及调节适宜的吸入氧浓度。这些策略共同作用于减轻机械通气可能引起的肺损伤，促进患者术后的肺功能恢复。近期由Fan等研究涉及90名接受全身麻醉进行下腹部手术的患者，随机分3组，分别接受30%、50%、80%不同浓度的氧气吸入，结果发现，在接受较低吸入氧浓度的患者中，较长时间的机械通气(手术时间为3～5 h)导致的肺损伤及肺不张情况有明显减轻，同时氧合状态也得到改善。因此在全身麻醉期间，通过精细调节吸入氧浓度，可以显著优化患者的术后呼吸功能，减少并发症的发生，指向了肺保护性通气策略在降低PPC发生率中的重要作用。
在全身麻醉后的复苏期，一个关键挑战是维持肺功能的稳定，因为麻醉复苏和拔管操作可能会加速肺泡塌陷，研究表明这与拔管前使用的FiO2有直接关系，在高氧环境下，肺泡内氧气被迅速吸收而未能及时补充空气，发生吸收性肺不张从而导致肺泡萎陷。然而，高FiO2在复苏期的应用对术后恢复的具体影响尚未完全明确。
一方面，使用<100%的FiO2(即FiO2<1.0)可能缩短去饱和度时间，这种情况可能增加拔管困难和其他相关安全问题的风险。因此，在某些情况下，复苏期使用较高的FiO2来保证充足的氧合，避免低氧血症和促进更安全的拔管过程，似乎是一个更为合理的选择。
在实际临床实践中，需要根据患者的具体情况，包括手术类型、患者的基础疾病状态以及术中发生的特定事件，综合考虑使用何种水平的FiO2最为适宜。此外，对于拔管策略的选择，也需要仔细评估，确保既能最大限度地减少肺泡塌陷和吸收性肺不张的风险，又能保证患者在复苏期的安全和氧合水平。因此，尽管高FiO2在复苏期可能带来一定的好处，如简化拔管过程和减少与低氧合相关的风险，但其对于术后肺功能和整体恢复结果的长期影响仍需进一步研究和评估。
目前对于术中高氧是否会影响PPC发病仍存在争议，多项临床和试验性研究试图评估高氧对PPC的影响，在队列研究与随机对照试验中得出了截然相反的结论。一项对5 749名手术患者参加的时长为39个月的队列研究进行的回顾性分析表明，围术期暴露于80%的氧气不会增加PPC风险。
此外，一项纳入17 项中等质量试验和两项具有严重偏倚风险的非随机研究的荟萃分析表明，给予80%与30%的氧气与PPC增加无关。然而Staehr-Rye等利用多元逻辑回归模型对73 922名接受非心胸外科手术患者的回顾性研究中发现，术中高FiO2与术后30 d主要呼吸系统并发症(再次气管插管、呼吸衰竭、
Koo等对共计787名患者参与的10项随机对照试验进行了Meta分析，作者将术中高吸入氧浓度定义为FiO2≥0.8，将术中低吸入浓度氧浓度定义为 FiO2≤0.5。尽管此结果显示高吸入氧浓度组与低吸入氧浓度组的术后SpO2未观察到显著差异，但此研究显示高吸入氧浓度组的患者的术后PaO2比低吸入氧浓度组患者更低(MD-4.97 mm Hg， 95% CI[-8.21，-1.72]，P=0.003)，且高吸入氧浓度组的患者手术后的肺不张程度更为严重(MD 2.04%，95% CI [0.14，3.94]，P=0.04)。
在当前的医学研究中，对于围术期吸入氧浓度的最佳范围存在着持续的探索和讨论。高浓度氧气吸入对人体的潜在损伤已经明确，因此多数研究将30%的氧气作为低FiO2阈值，而80%的氧气则被视为高FiO2阈值，用以评估不同氧浓度对患者术后恢复及并发症发生的影响。
然而，笔者发现这些研究结果并未明确指出FiO2与患者术后具体健康结果之间的直接关联性，特别是在不同氧浓度水平下的效果可能并非简单的线性关系。研究发现，在0.30～0.80的FiO2，氧浓度与手术后的健康结果之间的关系可能呈现出非线性特性。在该实验中，当术中组织氧分压(PtO2)等于术前水平时，所使用的FiO2为0.40～0.60。因此，中等水平FiO2可能最适合全身麻醉手术患者，因为这可能最接近细胞水平的生理状况。
此外，一项由Feng等研究结果表明，40%的吸入氧浓度在预防肺不张和避免低氧血症方面可能是最优选择。这一发现突出了在保持氧合的同时最小化肺部并发症风险的重要性，尤其是在脆弱的新生儿群体中。对于对新生儿群体而言，尽管30%与40%的氧浓度在减少肺实变评分方面表现出了潜在的优势，但在这两个浓度之间的具体效果仍然需要进一步的研究来明确。
对于对非新生儿群体而言，未来的研究工作需在30%～80%的氧浓度范围内进行，旨在深入探究不同FiO2水平对于术后肺功能恢复和并发症风险的具体影响。这些研究的目标是为临床医生提供更加精确的围术期氧气管理指导，以改善患者的术后恢复质量和减少并发症的发生，特别是在需要精细调节氧气治疗的高风险患者群体中。
3. 小结
术后肺部并发症是围术期中相对常见的问题，对患者的术后恢复质量及生存率带来显著影响，如增加早期死亡风险、延长ICU停留及整体住院时间。全身麻醉下的机械通气在PPC的发展中起着重要作用，其中吸入氧浓度的调节是关键的一环。虽然高浓度氧气的应用在增加围术期安全边际方面发挥着作用，但同时也可能通过引发氧化应激等多种机制，增加肺部损伤的风险。因此，采取合适的吸入氧浓度和实施其他肺保护措施成为降低PPC发生率的重要策略。
根据多项最新的临床随机对照试验结果，围术期吸入高浓度氧气低浓度氧气可促进吸收性肺不张的形成从而影响PPC的进展，并且术中高吸氧浓度与术后30天主要呼吸系统并发症呈现剂量依赖性相关。不过，尽管如此，关于不同吸入氧浓度对术后肺功能及并发症影响的研究结果仍具争议性，目前尚无一致结论。围术期理想吸入氧浓度符合生理需求，有助于平衡氧气供应与氧化应激风险。
鉴于现有证据的局限性和研究结果的多样性，未来仍需开展更多细致的临床研究，以探索和验证围术期最优的氧气管理策略。这些研究应关注不同FiO2水平对PPC影响的具体机制、远期预后等，以期为临床实践提供更精确的指导。综合当前的研究进展和临床实践需求，围术期氧气管理策略的优化将是未来麻醉学和围手术期医学研究的重点之一，以达到最大化患者提高安全保障和术后恢复效果，最小化PPC及其他并发症的发生目标。
来源：何施谦,郭尹浩,杨帆,等.围术期不同吸入氧浓度与术后肺部并发症的研究进展[J].河北医药,2024,46(07):1070-1074+1079.
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