作者：程卉婷，王彬，重庆医科大学附属第一医院麻醉科

氧气是维持生命的重要因素之一，围术期充足的氧供至关重要，目前使用的最佳FiO2存在广泛争议。FiO2≥80%为高吸入氧浓度，FiO2≤50%为低吸入氧浓度。近年来，围术期FiO2的选择引起广泛关注。低FiO2时可出现低氧血症、脑损伤等，而长时间高FiO2又可导致氧化应激、肺不张、高碳酸血症的发生。围术期不同FiO2对不同类型的患者也会产生不同影响。

1.氧疗对机体的影响

氧疗对肺的影响： 全麻过程中机械通气期间使用高FiO2可导致肺不张。肺不张是术后最常见的肺部并发症之一，发生机制包括压迫和吸收。压迫性肺不张是由膈肌移位形成的；吸收性肺不张则是在吸入高FiO2时肺泡气中的氮气被氧气替代，动脉血氧分压升高，肺泡内的气体易被血液吸收，肺泡表面活性张力消失，肺泡萎缩所产生的。

麻醉诱导时，使用纯氧进行预充至关重要，短时间高FiO2氧疗，可增加氧储备，防止在气管插管困难时发生低氧血症，但吸入纯氧易导致肺不张。Edmark等研究表明，在麻醉诱导时，降低FiO2可减少肺不张的发生，但血氧饱和度维持在安全插管的时间会明显缩短。在机械通气过程中使用高FiO2同样会发生肺不张。当患者围术期出现肺不张时，麻醉科医师通常会选择肺复张、呼气末正压通气(positive end expiratory pressure, PEEP)、降低FiO2等操作使肺复张，但Hedenstierna等研究表明，全身麻醉期间在高FiO2的情况下膨肺，并不能预防肺不张的发生，且在使用PEEP与膨肺操作之后，再次吸入高FiO2，肺不张会在10 min内再次发生；与高FiO2比较，使用低FiO2时肺不张的发生更晚。因此，建议在保证患者安全的前提下，使用FiO2 80%进行预充氧，麻醉维持阶段可选择FiO2 30%～40%,同时使用肺复张手法、PEEP等操作减少分流、改善氧合、预防肺不张的发生。

氧疗对心脏的影响： 围术期心脏并发症较为多发，为了维持正常氧分压，保证心肌的氧供，避免低氧血症的发生，通常会使用高FiO2。高FiO2对心脏和外周血管系统会造成多种影响，在高氧环境中，心肌细胞分泌血管紧张素，并刺激血管内皮细胞产生内皮素，导致血管收缩，冠状动脉血管阻力增加；还可通过改变肌细胞肌浆网中对于钙的处理导致心肌舒张功能障碍，致使围术期冠状动脉和全身灌注受损；高FiO2时活性氧(reactive oxygen species, ROS)的生成也会增多，可通过炎症介质的级联反应导致心肌损伤。

Pedersen等研究表明，与低FiO2比较，围术期接受高FiO2的患者术后发生心肌损伤及因心肌梗死再入院率更高，围术期高FiO2可能与心肌梗死和其他心脏病的长期风险增加有关。故围术期使用高FiO2对心肌具有不利的影响，因此，在保证患者安全的前提下，应尽量将围术期FiO2降低，维持在30%～40%为宜。

氧疗对大脑的影响： 大脑是最不耐受缺氧的器官，超过4～6 min即可能导致不可逆的损伤。在围术期必须保障大脑的氧供，然而供氧过剩又会对大脑产生不利影响。术后认知功能障碍(post operative cognitive dysfunction, POCD)即为手术后常见的中枢神经系统并发症之一，且在老年患者中更易发病，Onur等研究表明，在冠状动脉搭桥手术过程中，使用高FiO2与术后远期认知功能障碍有关。

Terraneo等研究表明，长期轻度高氧可导致持续性脑损伤，与轻度缺氧所致脑损伤程度相当。赵钰玮等研究表明，即使短时间暴露于高FiO2仍可能引起远期神经细胞损伤，高FiO2可引起脑灌注减少。近红外光谱(near-infrared spectroscopy, NIRS)是目前进行实时监测区域性脑组织氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation, rScO2)的常用手段，围术期合理监测并及时对FiO2进行调节，将有利于预防FiO2不适造成的大脑损伤。

氧疗对手术部位感染的影响： 手术部位感染(surgical site infection, SSI)是术后常见并发症之一，会增加败血症以及入住重症监护室和再住院的风险，同时也会增加护理成本，并与死亡率升高相关，因此预防SSI至关重要。

中性粒细胞的氧化杀伤作用是SSI的主要防御机制，低FiO2会降低中性粒细胞的氧化杀菌活性，还可影响上皮再生和新血管生成。而组织中的高氧分压可以增强氧化杀伤的作用，并增加ROS如超氧阴离子的生成，超氧阴离子可转化为过氧化氢并与氯离子结合后形成具有杀菌作用的次氯酸，降低SSI的风险。

围术期氧疗是降低手术切口感染发生率的有效方法。2016年，世界卫生组织建议，全身麻醉患者术中FiO2维持在80%,以减少SSI。Ferrando等研究表明，围术期维持高FiO2并不能降低患者SSI的发生率，并且可能产生有害影响。因此，FiO2在预防SSI方面的作用尚未确定，且高FiO2可能产生氧化应激等不良反应，临床医师应充分考虑患者具体情况以及手术类型，选择合适的FiO2，并且合理利用抗生素预防SSI的发生。

氧疗对术后恶心呕吐的影响 术后恶心呕吐(postoperative nausea and vomiting, PONV)是麻醉最常见的并发症之一，PONV的发生与患者自身情况、麻醉用药及手术种类等因素相关。呕吐不仅是患者的痛苦经历，且易导致水电解质、酸碱平衡紊乱，剧烈呕吐还可导致伤口裂开、切口疝形成，甚至误吸和吸入性肺炎发生，对患者造成不利影响。

目前，氧疗对于PONV的影响效果仍存在争议，Hovaguimian等通过Meta分析表明，对于未使用止吐药的患者，高FiO2可以降低PONV发生率。但Markwei等通过Meta分析表明，围术期提高FiO2并不能降低PONV发生率，在PONV高风险患者中，使用高FiO2似乎不能替代预防性止吐药。由于造成PONV的因素诸多，机制尚未完全阐明，因此单纯通过提高FiO2是否可以有效预防PONV仍需大量研究进一步证实。在临床工作中，吸入高FiO2有导致肺不张发生等风险，因此不建议单纯提高FiO2预防PONV,可通过围术期给予昂丹司琼等止吐药来预防PONV的发生。

其他影响： 氧气是人体健康最根本的要素之一，低FiO2时易发生低氧血症，Wu等研究表明，机体可通过低氧诱导因子-1启动促红细胞生成素等因子的表达适应氧水平的变化。但长期低FiO2可导致细胞代谢紊乱、变性坏死。

围术期使用高FiO2可改善组织灌注、促进伤口愈合，但同时可能引起氧化应激、炎症反应、上皮细胞调亡等损伤。正常人体内由于抗氧化系统的存在，可使ROS的产生和清除处于动态平衡。高FiO2可诱发线粒体产生过多的ROS成分，如超氧化物、羟自由基等，发生氧化应激，损伤机体。麻醉科医师通常在围术期重视低氧血症，却易忽视高氧血症，Guensch等研究表明，高氧血症可进一步加重原有脏器的损伤，甚至出现氧中毒，在围术期选择合适的FiO2至关重要。

2.围术期吸入氧浓度的选择

围术期FiO2的设置是呼吸管理极为重要的一部分，应结合不同手术类型、患者自身情况等进行综合分析评定，既要保证组织器官的氧供，又要避免氧过剩对组织器官的损伤。

单肺通气： 单肺通气是肺萎陷的常用方法，是胸科手术的必备条件。而单肺通气最常见的并发症即为低氧血症，氧疗可预防低氧血症发生。若单肺通气时发生肺不张和低氧血症，首选的方法即为提高FiO2。

但是高FiO2会导致肺不张，加重低氧血症及肺损伤，Olivant Fisher等研究表明，与吸入纯氧比较，FiO2为50%的实验动物肺组织的肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor, TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin, IL-6)、IL-8水平降低，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)水平增加，提示FiO2 50%可有效减轻肺部炎症反应和氧化应激损伤，改善肺功能。刘礼军等研究表明，单肺通气时，与FiO2 90%比较，降低FiO2至75%时，患者循环稳定，氧合充分。故在单肺通气时，使用低FiO2既可保证患者充分氧合，还可减少高FiO2对肺组织的氧化应激损伤。

腹腔镜手术： 腹腔镜手术具有创伤小、对机体内环境干扰小、术后疼痛轻、恢复快等优点。建立人工气腹后腹内压升高及体位的改变会引起膈肌上抬、功能残气量减少、气道压力上升及肺膨胀受限共同引起肺通气/血流比值失调，围术期易出现低氧血症、肺不张，影响氧合，威胁患者安全，故对于接受腹腔镜手术的患者，围术期FiO2的选择显得尤为重要。

在腹腔镜手术中使用低FiO2,有利于手术患者肺功能的恢复，可降低术后肺部并发症的严重程度。因此，腹腔镜手术中，应根据患者的具体情况具体分析，在保证患者呼吸氧合充分的前提下，尽量降低围术期FiO2到30%以减少对患者的不利影响。

患儿： 小儿的气道解剖较为特殊，婴幼儿头大颈短，颈部肌肉发育不完全，易发生上呼吸道梗阻，肺组织发育尚不完善，肺膨胀不充分，易发生肺不张和肺气肿，新生儿氧储备能力较差，对缺氧的耐受力低，为保证患儿围术期呼吸循环正常，机械通气时FiO2的选择非常重要。

在患儿手术过程中，使用低FiO2能够有效改善肺通气、换气功能，维持良好的血氧交换，对肺功能和炎性因子影响很小。患儿围术期FiO2的选择尚未有定论，高FiO2时肺泡氧分压升高，虽然血液得到足够的氧气，但仍有大部分氧气未经血氧交换，以气体的形式残留于肺中，产生大量氧自由基对肺组织造成损伤；低FiO2时患儿易发生低氧血症，故麻醉科医师在手术过程中应在保证患儿安全的前提下选择FiO2 35%～40%,并在围术期及时关注患儿血氧分压及血氧饱和度的变化情况。

老年患者： 随着年龄的增大，老年患者各项生理功能均出现退行性改变，肺组织弹性回缩力减退，肺功能下降，残气量增加，通气量减少，且在围术期由于麻醉和外科手术的进一步影响，低氧血症及肺部并发症发生率高，故在围术期选择合适的FiO2至关重要。

王娟等研究表明，围术期维持低FiO2可降低老年患者术后肺部并发症的严重程度。腹腔镜手术中由于气腹及体位的影响，更易导致老年患者发生低氧血症、高碳酸血症及肺不张，王英等研究表明，老年患者腹腔镜手术时，低FiO2对肺氧合的影响更小，因此建议根据老年患者手术类型选择FiO2 30%～50%,并使用肺保护性策略防治肺不张。

肥胖患者： 肥胖已成为全球关注的热点问题，临床上超重或肥胖患者数量逐渐增多，肥胖患者常合并心血管系统、呼吸系统疾病，以及代谢综合征等，肥胖患者因胸壁重量大和腹部脂肪量高易合并功能残气量、肺泡通气量下降，呼吸做功增加，呼吸储备功能相对低下，是低氧血症的高发人群。麻醉和手术会进一步损害肥胖患者的呼吸功能，因此肥胖患者术后肺不张和低氧血症的发生率高。对于肥胖患者，维持围术期FiO2 50%～60%对肺氧合和呼吸力学是有益的，肥胖患者合并阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的概率较高，建议在气管拔管后行低水平气道持续正压通气或无创正压通气持续治疗改善氧合。

3.小 结

综上所述，围术期FiO2的选择至关重要，高FiO2可导致氧化应激、肺不张、脑损伤并可增加心脏疾病风险，并且高FiO2对于PONV及SSI的预防效果仍具有争议。对于不同类型的患者在围术期应以患者安全为前提，基于患者自身条件、手术种类、靶器官功能等因素谨慎选择围术期FiO2,为患者创造一个舒适、安全的治疗环境。目前对于全身麻醉患者围术期最佳FiO2的选择仍未有指南做出明确建议，需在今后的临床实践中不断研究探索。

来源：程卉婷,王彬.围术期氧疗的研究进展[J].临床麻醉学杂志,2024,40(05):549-552.

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