預給氧，你真的會做嗎？

武漢市第一醫院麻醉科氣道管理小組

我們都知道在全麻誘導前需要預給氧，不過你確實知道預給氧的正確打開方式嗎？對下一個全麻病人，你將如何給氧去氮呢？

為什么要預給氧？什么情況下需要預給氧？如何操作？每個病人預給氧的方式都一樣嗎？預給氧有什么危害？如何解決？呼吸系統的生理其實挺復雜，這些問題回答起來并不簡單。

2017年2月刊的《Anesthesia & Analgesia》，編輯以“Is There Anything New About Preoxygenation? Duh, Yeah!”^[1]為題推薦了Nimmagadda等人發表于同期的一篇綜述：“Preoxygenation:Physiologic Basis,Benefits,and Potential Risks”^[2]。這篇文章梳理了120篇相關文獻，比較系統地回答了上面這些問題。

Is There Anything New About Preoxygenation? Duh, Yeah!

Peter D. Slinger, MD, FRCPC

1.對于大部分病人，新鮮氣體流量超過靜息分鐘通氣量（大約5L/min），正常潮氣量吸入純氧3分鐘就完全足夠了。更長的時間，更深的呼吸似乎并不能給病人的肺臟或血液帶來更多的氧氣。

2.孕婦需要更高的氧流量（10L/min）；肥胖患者取頭高位更有利；小兒患者僅需2分鐘預給氧；而老年人需要5分鐘。

3.預給氧并不會延誤意外食道插管的判斷；吸收性肺不張可以用通氣前常規手法復張解決；也沒有證據顯示短暫的高濃度氧產生的活性氧成分有什么損害。

4.然而，預給氧有幾個潛在的負面影響作者并沒有提及：給一個兩歲的小孩緊緊地扣上面罩，不僅患兒和家長，麻醉醫生都會很緊張；在有些非常緊急的情況下，比如臍帶脫垂，預給氧可能會占用寶貴的搶救時間。而且，我也不清楚對使用博來霉素的患者來說，如何預給氧才是最優選擇（如果預計沒有插管困難，我一般使用40%濃度的氧，但我無法找到任何科學依據）。

5.我們可以非常簡便地監測預給氧的效果。只要呼氣末氧濃度（Eto2）≥90%就說明預給氧足夠，可以開始誘導了。相信下一代的麻醉醫生都會常規監測Eto2。

6.在緊急情況下，我們可以使用高流量鼻導管給氧來改善預給氧的效果。高達50-70L/min的濕化氧氣不僅可以提供高濃度氧，而且可以減少氣道死腔，并提供一定程度的持續氣道正壓CPAP^[2]。這一概念被取了一個拗口的名字，叫什么“經鼻濕化快速充氣交換通氣”（transnasal humidified rapid insufflation ventilator exchange,THRIVE)^[3]。我相信這個裝置將會廣泛應用于慢阻肺、鼾癥、肥胖以及其他有低氧風險的患者身上。傳統的給氧游戲規則將會因它而發生改變。

Preoxygenation: Physiologic Basis, Benefits, and Potential Risks

Usharani Nimmagadda,MD,? M. Ramez Salem,MD,?and George J.Crystal,PhD?**

有誤吸風險的病人，不能面罩加壓給氧，氣管插管前充分的預給氧是快速順序誘導不可缺少的一部分。
2003版美國ASA困難氣道管理指南提出“處理困難氣道前需要面罩預給氧”^[3]；
2015版英國DAS未預料困難氣道管理指南要求“所有病人全麻誘導前都需要預給氧”^[4]；
2012版英國DAS氣管拔管指南提出拔管前預給氧也非常重要^[5]；
甚至有推薦在任何中斷通氣操作前都要給氧去氮，比如在氣管內吸引之前^[6]。

PREOXYGENATION: PHYSIOLOGIC BASIS,EFFICACY, AND EFFICIENCY

預給氧：生理基礎，效能，和效率

預給氧提高身體氧儲備，主要是提高了功能殘氣量的氧含量。

預給氧效果的評估包括效能（efficacy）和效率（efficiency）。
效能（efficacy）指標包括：肺泡氧濃度（FAO2）升高；肺泡氮氣濃度（FAN2）降低；動脈氧分壓（PAO2）增高。
效率（efficiency）則是根據呼吸暫停時血氧飽和度（SaO2）的下降速度來評估的。
預給氧有兩個階段：用氧流量洗出回路中的氮氣；用肺泡通氣洗出功能殘氣區的氮氣

常用的預給氧方法

PREOXYGENATION FOR HIGH-RISK PATIENT POPULATIONS

高危人群的預給氧

Pregnant Patients

孕婦
與普通婦女相比，孕婦通氣量高而殘氣量低（VA/FRC），因此可以更快達到洗出效果。但也正因為殘氣容量小，同時氧耗量大，呼吸暫停后孕婦的氧飽和度下降更快。SaO2降到95%，普通女性是243秒（4分多鐘），孕婦是173秒（不到3分鐘）。普通女性頭高45°時間還可以延長，對孕婦則無效，可能是因為妊娠子宮影響了橫膈下降。對于孕婦，4次深呼吸效果不如3分鐘潮氣量呼吸，除緊急狀況外一般不推薦。由于分鐘通氣量高，預給氧時需要更高氧流量（10L/min）。

Morbidly Obese Patients

病態肥胖患者
預給氧后呼吸暫停SaO2降到90%，正常體重人群平均6min，而病態肥胖患者(BMI>40 kg/m2)只有2.7min。肥胖患者擺25°頭高位，時間可以延長大約50秒。面罩預給氧時建議加用鼻咽通氣道，或將氧管放于口咽部持續給氧，氧流量至少5L/min。

Pediatric Patients

小兒患者
研究表明，小兒只需要2min潮氣量呼吸就可以達到預給氧要求。同樣因為殘氣量小，氧耗量大，氧飽和度下降也很快。嬰兒比高齡兒童下降得更快。大多數嬰兒SaO2降到90%，不管有沒有預給氧，都只需要70-90秒。小兒專科麻醉醫師已經意識到，成人版的快速順序誘導可能并不適合兒童。改良版的誘導方式：合適的麻醉深度，足夠的肌松，高濃度氧，輕柔的手控通氣，放棄環狀軟骨壓迫，可能更適合兒童。

Elderly Patients

老年患者
老年性呼吸系統結構和生理改變包括：呼吸肌力減弱，肺實變彈性降低，通氣血流灌注比失調，氧耗降低但氧攝取能力也降低。對于老年人，3分鐘或更長時間的潮氣量呼吸，效果明顯好于4次深呼吸。

Patients With Pulmonary Disease

肺部疾病患者
慢阻肺患者即使短暫的窒息，比如吸痰，都可能導致氧飽和度快速下降。但由于慢性肺高壓，倒并不容易出現肺不張。對這類病人，要達到預給氧效果，可能需要5分鐘甚至更長時間的潮氣量呼吸。

Patients at High Altitude

高海拔地區的病人
高海拔不會改變空氣氧濃度（21%），但可以降低肺泡和動脈氧分壓PO2。隨著海拔升高，PO2成指數下降。目前沒有發現高海拔地區預給氧的相關研究。在高海拔地區，預給氧可能需要更長時間，但這還需要實驗研究證實。

TECHNIQUES TO ENHANCE PREOXYGENATION

改善預給氧效果的技術

Apneic Diffusion Oxygenation

無呼吸擴散給氧
方法是充分預給氧后，通過鼻咽或口咽通氣道，或環甲膜穿刺針，持續給予15L/min的氧氣。沒有氣道阻塞的健康成人，至少可以提供10min的充足氧供。甚至有報道可以維持Sao2在90%以上達100min^[7]。可用于支氣管鏡檢查或短小的聲門手術。問題在于氧供雖然足夠，但PCO2會持續升高。

Continuous Positive Airway Pressure（CPAP) and Positive End-Expiratory Pressure(PEEP)

持續氣道正壓和呼氣末正壓
單獨使用CPAP并不能使肥胖患者低氧發生時間延長，因為一旦去除面罩，其功能殘氣量又回到CPAP之前的水平。但CPAP之后，再面罩加壓機械通氣給予5min的PEEP，則可以延遲低氧飽和的發生。

Noninvasive Bilevel Positive Airway Pressure（BiPAP）

無創雙相氣道正壓
BiPAP結合了壓控通氣和CPAP的優點，使肺泡在整個呼吸環路（吸氣相和呼氣相）中都保持開放。

Transnasal Humidified Rapid Insufflation Ventilatory Exchange（THRIVE)

經鼻濕化快速充氣交換通氣
THRIVE綜合了無呼吸擴散給氧和CPAP的優點，通過氣體流量沖刷死腔來減少二氧化碳蓄積。通過一個特制的鼻導管，可以提供高達70L/min的氧流量，在靜脈誘導加了肌松藥之后可以持續給予足夠的氧合且避免了二氧化碳的升高。

POTENTIAL RISKS OF PREOXYGENATION

預給氧潛在的風險

Delayed Diagnosis of Esophageal Intubation

延遲食道插管的診斷
這其實并不是問題，因為判斷導管插入食道并不是僅僅通過SPO2的下降。排除偶爾的假陽性和假陰性，通過EtCO2是可以很方便地判斷導管位置的。

Absorption Atelectasis

吸收性肺不張
75%~90%接受全麻的健康人都會發生肺不張，預給氧最主要的副作用就是吸收性肺不張。正常情況下，N2不會吸收入血，可以維持肺泡張力。預給氧將氮氣洗出，氧氣被吸收入血后就會造成肺泡萎陷。
解決的方法一是降低吸入氧濃度，二是手法肺復張。多項研究證實，吸入純氧可以導致明顯肺不張；吸入80%的氧，肺不張明顯減少；吸入60%的氧則幾乎不會發生肺不張。但隨著氧濃度下降，氧飽和度下降時間也逐漸縮短。手法通氣對預給氧特別有益，它包括了CPAP、PEEP，以及手法肺復張。一項CT研究顯示：自主呼吸5min同時給予CPAP（6cmH2O)后，再接著以6cmH2O的PEEP面罩加壓給氧5min，肺不張的發生率明顯低于對照組^[8]。Rothen等人研究顯示，給予40cmH2O的壓力，肺泡復張主要發生于前7-8秒^[9]。建議插管后即刻和拔管前都鼓一下肺。

Production of Reactive Oxygen Species

活性氧的產生
穩定的氧分子在生物組織中可能會被分解成活性氧組分，包括超氧負離子、羥基和過氧化氫。這些活性氧成分會作用于脂質、蛋白質和DNA，造成細胞損傷。長時間吸入純氧會產生活性氧成分。但吸入高濃度氧12h后才開始出現早期肺損傷表現。所以短時間的純氧預給氧是沒有什么危害的。

Cardiovascular Responses

心血管反應
預給氧期間的心血管反應沒有受到太多關注，但以下這些實驗結果值得我們注意。
普通人吸純氧會導致輕度心率減慢和相應的心排量減少，全身血管收縮和動脈血壓升高。這些變化是通過化學感受器和壓力感受器反饋引起的。阿托品可以阻止心率下降，所以應該是迷走反射。
純氧可以導致冠脈血流顯著下降（冠脈收縮導致），伴隨心肌氧耗下降。正常人冠脈血流下降，心肌細胞靠乳酸獲能，氧耗量減少，同時心率減慢，故氧供足夠。但對于重度冠心病人，對心肌代謝的研究結果有出入。有的研究認為吸氧可以導致乳酸分解大于產生，也就是有益于心肌供氧；另一些研究則顯示吸氧會促進乳酸產生，提示心肌缺血。
吸入高濃度氧可以降低腦血流量，也可以降低20%的腦氧耗量。
動物模型顯示高濃度氧使血管收縮，導致外周血管床血流量下降。
無論如何，預給氧時這些變化是否有臨床意義還存疑。到目前為止沒有確切的證據限制預給氧的實施。

CONCLUSIONS

結論
本文提供了強有力的證據顯示，預給氧不論是在誘導前還是拔管前實施，都可以延長低氧的發生。基于此，所有全麻病人均需要預給氧。而且只要有可能中斷氧供，比如氣管吸引前，清醒纖支鏡插管前和插管期間，都需要預給氧，特別是高危病人，比如重度肥胖患者。操作必須正確，且常規監測EtO2。高危病人預給氧效果可能會打折，臨床醫生需要掌握多種策略來改善氧合。預給氧時造成的吸收性肺不張很容易解決，不應該成為限制這項技術的障礙。

REFERENCES

1. Slinger, Peter D. Is There Anything New About Preoxygenation? Duh, Yeah!. Anesth Analg.2017;124:388-389. ?

2. Nimmagadda U, Salem MR, Crystal GJ. Preoxygenation：physiologic basis, benefits, and potential risks. Anesth Analg.2017;124:507–517. ? ?

3. American Society of Anesthesiologists Task Force on Management of the Difficult Airway. Practice guidelines for the management of the difficult airway. Anesthesiology. 2003;98:1269–1277. ? ?

4. Frerk C, Mitchell VS, McNarry AF, et al. Difficult airway society 2015 guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults. Br J Anaesth. 2015;115:827–848. ?

5. Popat M, Mitchell R, Dravid R, Patel A, Swampillai C, Higgs A. Difficult airway society guidelines for the management of tracheal extubation. Anaesthesia. 2012;67:318–340. ?

6. Baraka AS, Salem MR. Preoxygenation. In: Hagberg CA, ed. Benumof and Hagberg’s Airway Management, 3rd ed. Philadelphia,PA: Mosby Elsevier; 2012:657–682. ?

7. Frumin MJ, Epstein RM, Cohen G. Apneic oxygenation in man.Anesthesiology. 1959;20:789–798. ?

8. Cressey DM, Berthoud MC, Reilly CS.Effectiveness of continuous positive airway pressure to enhance preoxygenation in morbidly obese women. Anaesthesia.2001;56:680–684. ?

9. Rothen HU, Neumann P, Berglund JE, Valtysson J, Magnusson A, Hedenstierna G. Dynamics of re-expansion of atelectasis during general anaesthesia. Br J Anaesth. 1999;82:551–556. ?