窒息氧合技術的臨床應用研究

柴 旋，王忠慧

（1.昆明醫科大學研究生院，云南 昆明 650100；2.云南省腫瘤醫院麻醉手術科，云南 昆明 650100）

1667 年，Hook M[1]將導管置入無自主呼吸的犬肺內并持續輸氧，發現可有效延長其生命，這是人類對窒息氧合現象的首次描述。1951 年，Enghoff H等[2]在狗的實驗中將此現象命名為“擴散呼吸”，并強調成功的必要條件是“肺內和死腔中高濃度的氧氣、通暢的氣道和充分的循環”，這些依然是目前研究理論的基石。但該現象提出后引起了爭議，部分學者認為此命名會對其產生機制形成誤解。1956年，Nahas GG 等[3]在研究缺氧對肺循環影響的動物實驗中首次提出了“窒息氧合（apneic oxygenation）”的概念，這一理念的提出得到了廣泛認可。遺憾的是，由于條件限制及倫理原則，該理念尚未得以在人類研究中證實。1959 年，Frumin MJ 等[4]首次在8 例擇期手術患者中應用了窒息氧合技術，研究發現給予8 L/min 氧流量充分給氧30 min，患者無通氣安全時限最長可達53 min。自此之后，關于窒息氧合技術的安全性和有效性的探索成為研究熱點。本文就窒息氧合技術的生理機制及其臨床應用展開綜述，以期為窒息氧合技術的規范化使用提供更多證據及啟發。

1 窒息氧合技術的作用機制

呼吸暫停時二氧化碳（CO2）從肺泡內排出量僅為10 ml/min，而氧氣（O2）的消耗量為250 ml/min，肺泡內因此產生一個負壓差（-240 ml/min），負壓使口咽部的氣體移向肺泡。它補充了肺泡內消耗的O2，因此肺泡氧濃度可在很長一段時間內保持較高水平，該現象被命名為“無通氣質量流”[5]。在該理論中，隨著時間的推移，肺泡中CO2的積累降低了O2向肺泡轉移的壓力梯度，并限制了“無通氣質量流”的持續時間[6]。然而，窒息氧合過程中肺泡內依舊存在CO2的清除，降低了肺泡內壓力，這可以促進O2大量進入肺泡或血液中CO2的進一步清除。此時，“無通氣質量流”無法解釋該現象。因此，有學者提出了“心源性振蕩”理論。心源性振蕩是由心臟收縮引起心臟體積的變化，使心臟周期中胸腔內壓發生改變，從而促進了氣體運動，有助于呼吸暫停期間的氣體交換[7]。但在無意識狀態下，其對整體氣體交換的貢獻程度仍然未知。

2 窒息氧合技術的方法

任何能將氧氣輸送入呼吸道的設備都可以實現窒息氧合，包括面罩、鼻導管、鼻咽管、口咽管、聲門上通氣設備、硬支氣管鏡、氣管導管等。氧氣輸入也可以直接通過視頻喉鏡中的通道完成[8]。最新報道的窒息氧合方法包括改良鼻咽管、口咽氧化裝置（oropharyngeal tube oxygenation device，ODD）及經鼻加濕快速通氣交換技術（transnasal humidified rapid insufflation ventilatory exchange，THRIVE）。不同窒息氧合方式均依賴于正常生理鼻腔及上呼吸道結構提供輸氧通道，因此，應用于顱面部創傷出血、顱底骨折、鼻咽喉腔發育畸形堵塞患者具有一定的安全隱患。目前對于各種窒息氧合方式的臨床研究不勝枚舉，對其療效的報道也眾說紛紜，尚缺乏大樣本多中心的隨機對照研究證實。臨床應用中需根據患者病情、科室硬件設施及醫師臨床經驗綜合評估合理選擇最佳氧療方式。

3 窒息氧合技術的臨床應用

3.1 窒息氧合技術在全身麻醉誘導期的應用 麻醉誘導是全麻過程中極為重要的一環，臨床中誘導后“不能插管、不能通氣”極大增加了患者低氧血癥及其并發癥的風險，對麻醉醫生而言，無疑是一項巨大的考驗。2022 年美國麻醉醫師協會（American Society of Anesthesiologists，ASA）困難氣道管理實踐指南建議[9]，“不能插管、不能通氣”的情況下經聲門上通氣裝置行窒息氧合可改善血氧飽和度（B4-B類證據）。視頻喉鏡因其可視化及操作簡便性，常作為困難氣道的處理工具。然而視頻喉鏡氣管插管中分泌物過多視野受限導致插管時間延長，增加了誘導后低氧風險。此外，反復多次插管口腔分泌物及血液增多進一步增加插管難度。為了解決這一臨床問題，Wang HY 等[10]設計了氧氣輸送裝置與視頻喉鏡聯合用于氣管插管，并在人體模型中評價了不同氧流量下的氣管內實際氧濃度及唾液清除效果，研究發現該氧氣輸送裝置可很好的與視頻喉鏡氣管插管結合，氧流量6～8 L/min 時是唾液清除的最佳選擇，在清醒纖支鏡氣管插管研究中得出了相似結論[11]。窒息氧合技術在提高吸入氧濃度的同時可實現高質量的可視化，提高了安全性。

3.2 窒息氧合技術在上呼吸道手術中的應用 顯微喉鏡手術需要共用氣道，這就需要外科醫生與麻醉師之間的密切合作，以優化手術條件。窒息氧合利用無通氣質量流的原理，在呼吸暫停條件下維持肺泡毛細血管的氧合，同時最大限度地減少喉頭運動。傳統觀念認為[12]，在無管化喉外科手術中，不建議通過開放供氧系統如鼻導管輸送O2，因為在激光或電灼使用時增加了氣道著火的可能性。近年研究發現[13]，高流量鼻導管（high flow nasal oxygen therapy，HFNO）可獲得足夠的無通氣安全時限，且30%氧濃度可保證激光安全，降低火災風險，在滿足手術需求的同時保證患者氧合。低流量氣管內窒息氧合（0.5～1 L/min）組與HFNO 組具有相同維持氧合的能力[14]。窒息氧合技術可為外科醫生提供完全暴露、通暢和高度穩定的手術野，在改善術中氧合的同時，可縮短懸吊時間，減少懸吊調整次數，降低術后疼痛評分[15]。與氣管插管和噴射通氣相比，更有利于患者的早期康復，在門診喉部手術中具有潛在的經濟效益。氣道通暢性是窒息氧合技術在上呼吸道手術中應用的前提，無論選擇何種方法管理氣道，都應時刻關注手術操作進程及患者情況，及時處理突發情況。氧濃度及流量的設定應結合患者情況及手術要求個體化選擇，在維持氧合的基礎上最大程度滿足手術需求。

3.3 窒息氧合技術在日間手術氣道管理中的應用日間麻醉是麻醉學的分支學科，要求麻醉醫生在創造可接受的手術條件的同時，保證患者蘇醒迅速及迅速康復出院。氣道管理是其中的重要環節，近年來，窒息氧合技術廣泛應用于日間麻醉的氣道管理中。涵蓋了宮腔鏡檢查、胃腸鏡檢查、硬性支氣管鏡檢查、內鏡超聲、無抽搐電休克治療、心內電生理檢查與微波消融術、經皮肺穿刺活檢等領域[16-18]。其優點有：可滿足手術期間充分的氣體交換，無需額外氣道干預措施；降低惡心嘔吐、呃逆及蘇醒期嗆咳的發生率，患者舒適性更高；在氣道操作最小化的同時保證了安全性，提高患者及外科醫生滿意度[19，20]。值得注意的是，日間麻醉選擇該技術作為術中通氣方式時，建議使用全憑靜脈麻醉維持。選擇靜吸復合麻醉或全憑吸入麻醉時，其斷斷續續的通氣管理無法保證足夠的麻醉深度，長時間可能會增加術中窒息的發生率。此外，其氣道密閉性欠佳，吸入麻醉藥的使用存在手術室污染風險并增加了醫務人員自身安全隱患。

3.4 窒息氧合技術在ICU 及呼吸內科中的應用 危重監護病房（intensive care unit，ICU）患者病情復雜，通常合并多種基礎疾?。ㄈ缧姆喂δ懿蝗?、凝血功能異常、高應激狀態、高齡、肥胖），極大地增加了氣道管理難度。此外，ICU 及呼吸內科患者往往需要長時間呼吸支持，通氣方式的選擇對肺部并發癥及患者預后轉歸顯得尤為重要。近年來，有研究者發現窒息氧合技術顯著降低了ICU 緊急氣管插管過程中低氧血癥的發生率[21]。而在急性低氧性呼吸衰竭的患者中，無創通氣（noninvasive ventilation，NIV）或HFNO 預氧并沒有改變嚴重低氧或其他并發癥的風險。二次分析表明在中-重度低氧血癥患者中，與HFNO 相比，無創通氣預氧后嚴重氧飽和度降低的發生率較低、最低脈搏血氧飽和度明顯升高，可能是因為高流量下產生1～3 cm H2O 的呼氣末正壓進行窒息氧合的效果不如無創通氣提供的高正壓[22]。然而，上述結論似乎并不適用于穩定期慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）患者。初步證據表明[23]，短期（2 h 內）應用HFN0 可改善COPD 患者的高碳酸血癥，減少生理死腔，減輕呼吸肌工作，改善氣道清除能力并具有良好的耐受性。長期（6 周～1 年）HFNO 治療可進一步提高穩定期COPD 患者的生活質量，降低因急性加重而再次入院的風險[24]。但不能減少插管需求，且較高的HFNO 氣體流量會導致大量的O2消耗和醫療費用的增加[25]。

3.5 窒息氧合技術在COVID-19 中的應用 2019年COVID-19 感染者面臨著與病毒性肺炎和隨后的呼吸衰竭的風險。與COVID-19 感染相關的急性呼吸衰竭患者的管理策略仍在發展。在病毒流行早期，人們擔心使用HFNO 會增加氣溶膠的擴散，增加衛生保健工作者傳播疾病風險[26]。許多醫療機構因此放棄了將HFNO 作為治療重癥COVID-19 肺炎患者的工具，使許多原本受益于HFNO 的患者進行早期插管和機械通氣。McGrath JA 等[27]在體外模型中觀察了不同氣體流量下生物氣溶膠的釋放情況，并對不同距離的氣溶膠擴散進行了評估，發現HFNO 并沒有產生比正常呼吸更高的顆粒濃度，患者使用吸氧面罩可以減少釋放到周圍環境的患者源性生物氣溶膠的數量，從而降低醫務人員傳播的風險。

更多證據表明，HFNO 可減少有創機械通氣的需要[28，29]，縮短了臨床恢復時間[30]，降低呼氣末二氧化碳分壓，且患者接受度和舒適性更高，但總體死亡率無明顯差別[31]。在缺乏強有力的國際建議及專家共識的情況下，不同國家或地域、不同ICU 醫護對HFNO 失敗的判定標準及氣管插管時機存在差異。因此，不同的研究中對HFNO 對危重型COVID-19感染患者應用療效評估存在差異，后續需更大規模的多中心臨床研究證實。在危重型COVID-19 感染患者呼吸支持中，應以患者病情為基礎，結合醫院科室設備實際情況及人員操作熟練度，個體化選擇氧療及通氣方式，使患者臨床預后轉歸獲益最大化。

3.6 窒息氧合技術在臨床麻醉中的應用 麻醉學科的進步與外科的發展相輔相成，外科新術式的開展、加速康復外科（enhanced recovery after surgery，ERAS）理念的貫徹、微創外科技術的實施均離不開麻醉的發展，同時也對臨床麻醉工作提出了新的要求?！盁o管化麻醉”作為ERAS 的重要環節，有證據表明THRIVE 的應用可延長無管化麻醉的安全通氣時間[32]。利用這個優勢，許多醫療機構成功開展了無管化麻醉，尤其是在聲門下狹窄等共用氣道的短小手術中。HFNO 可在呼吸暫停的情況下，提供滿意的氣體交換，實現氣管重建術的“無管化麻醉”,且無出血、血胸、氣胸、氣壓傷等并發癥[33]。此外，窒息氧合還可在單肺通氣（one lung ventilation，OLV）過程中應用于非通氣肺，改善OLV 術后肺氧合功能，減輕術后全身和非通氣肺的炎癥和氧化應激反應，對肺組織起到有效的保護作用。

4 總結

窒息氧合技術可用于不同的臨床環境，可作為一個完善的氣道管理計劃的組成部分，降低缺氧的可能性。窒息氧合是氧合的補充手段，而不是氣道管理的主要技術，可延長患者的無通氣安全時限，直到獲得更可靠的氣體交換途徑，但它不能徹底代替氣道管理方法，目前沒有證據表明在氣道危機中可以依賴它。對窒息氧合技術的熱情需要伴隨著謹慎的態度和更大程度的科學嚴謹，尤其一些在新興的使用領域，如“無管化麻醉”。此外，還需進一步評估最有可能從該技術中獲益的人群。最后，窒息氧合技術不同方法的選擇、氧流量和吸氧濃度對療效的影響、CO2的清除方法及其在降低肺損傷風險方面的潛力等問題尚無明確定論，需在未來研究中找到答案，為窒息氧合技術的規范化使用提供有力證據。