基础知识 麻醉前预氧合你不知道的新知识

　　了解这些基础理论，我们做好预氧合会更有信心，那么怎么在这些理论加持下做好预氧合安全的情况使呼吸暂停时间更长呢?后续会慢慢阐述。

　　延长呼吸暂停安全时间的策略称为预氧合，并于2003年在美国麻醉师协会（ASA）的气道管理指南中首次命名。下面我们介绍预氧合的生理基础，特别强调氧途径和身体的氧储存，并介绍怎么样去使用新的工具更好地控制预氧。

　　氧气路径是从大气中获得，再到线粒体中消耗。在稳定状态下，肺泡的净吸氧量等于组织的耗氧量（VO2）。氧气储存在肺部、血液和组织中。这些储存器中的每一个都有一定的储存氧气的能力，当氧气被转移到下一个储存器时，它会从上一个储存器接收相同数量的氧气（图1）。尽管它很重要，但人体还没有发展出储存氧气的强大机制。因此，氧气储存是有限的，在通气停止后，生命难以维持超过几分钟。

　　肺功能残气量（FRC）以气态储存氧气。当呼吸空气时，13%的FRC是氧气。一个70kg成人肺部大约储存 270ml氧气，血液中大约储存820毫升氧气。组织可以被视为另一个存储器。这个储存库中的氧被发现溶解在组织中，并可逆地与肌红蛋白结合。肌红蛋白是一种存在于骨骼和心肌细胞中的单体细胞内蛋白。肌红蛋白对氧的亲和力非常高。这种对氧的高亲和力可使肌红蛋白在低氧血症期间充当氧源。这也解释了当呼吸室内空气时，肌红蛋白已经饱和，即使氧分压增加，它也不能增加结合氧的量。在成年人中，肌红蛋白中的氧储存是大约 200ml，骨骼肌使用肌红蛋白氧只能承受7s的代谢活动。总之，据估算，成人氧储存量大约1335ml。

　　我们将呼吸暂停定义为肺泡通气的停止（VȦ=0）。一旦进入呼吸暂停状态，身体从储存库中获取氧气以继续消耗。以一个70kg的成人作为模型，存储的氧气为1335毫升，耗氧量（VO2）为3.5ml/kg.min，那么呼吸暂停期间氧气消耗的时间为5分26秒。

　　但是这仅是理论值，在实践中是不正确的，因为它假定储存器中的氧气可以全部使用。事实上，随着储存量的减少，组织中的氧气压力降低，即使储存中仍有氧气，但慢慢的开始出现缺氧。因此，应根据存储的时间将氧饱和度保持在可接受的值。对于一个成年患者，预测氧饱和度超过90%的呼吸暂停时间仅为1分零几秒。根据呼吸暂停时间与动脉血氧饱和度之间的关系，一个有用且更实用的概念是“安全呼吸暂停时间”，也称为无脱氧呼吸暂停维持的时间（DAWN），其定义为通气停止（即呼吸暂停开始）和动脉血氧饱和度（SaO2）达到90%之间的时间。因此，当呼吸周围空气时，储存的氧气，只能使SaO2在大约1分钟内保持在90%以上，这表明了身体对通气的极大依赖性。

　　预氧合生理学安全呼吸暂停时间随着氧气的使用而增加，这样的一个过程称为预氧合。预氧合是呼吸暂停之前的一个过程，通过该过程，身体的氧气储存量增加，以延长安全呼吸暂停的时间，直到恢复通气。其主要应用是在麻醉诱导之前。在需要呼吸暂停的情况下（如气道手术）或不需要但有几率发生的情况（如拔管时），也可考虑使用预氧。预充氧的方法是通过纯氧通气。氧取代了肺泡氮（因此被称为去氮），同时转移到血液和组织中，增加了其部分压力，从而增加了血液和组织的浓度。

　　预充氧是一个指数增长过程，由时间常数（τ）控制。该常数以时间为单位，表示系统响应变化的速度。在指数函数中，考虑的变量（即PO2）增加得越来越慢，直到达到某个极限值。跟着时间的推移，变化率趋于零。在预充氧期间的肺氧冲洗中，时间常数由体积与流量之比确定，即：

　　在正确的预氧后，假设肺泡氧压（PAO2）为≈ 670 mmHg（89.3 kPa），人体的氧气储存量为≈ 2985ml。在健康成人中，这种氧气量能够将安全呼吸暂停时间延长8分钟以上（与同一患者无预氧的呼吸暂停时间相比，安全呼吸暂停的时间增加了800%）。图2以比例方式显示了人体氧气储存量的大小。请注意，从数量上讲，最重要的存储在FRC中。预氧只干预决定安全呼吸暂停时间的变量之一。应该理解的是，任何改变耗氧量的情况都会影响储存器支持有氧代谢的时间。

　　还应考虑到，正确的预氧并不等同于延长安全呼吸暂停时间。限制储备量和/或增加耗氧量的情况将意味着，即使有正确的预氧，安全呼吸暂停时间也相对较短。正如我们稍后在分析特殊人群时所看到的，FRC降低或VO2增加的患者，正确的预氧不能够确保安全的长期呼吸暂停。

　　呼吸暂停性氧合发生在呼吸暂停期间，将气体从大气（即鼻咽和口咽空气空间）吸入肺部。与氧气一样，人体在肺、血液和组织中储存了CO2，成年人的CO2达到惊人的120L。在稳定状态下，当CO2的产生等于CO2的去除时，储存中的水平保持不变。然而，当生产和去除之间有差异时，储存水平会发生明显的变化。在呼吸暂停期间，由于CO2生产保持在其正常值并且消除变为零。呼吸暂停期间产生的所有CO2都被倾倒到储存器中，储存器中开始增加。呼吸暂停期间产生的绝大多数CO2不会进入的肺部储存，而是在身体组织内积聚。在呼吸暂停期间，大约90%的CO2由身体分配，只有10%释放到肺泡。也就是说，产生的大部分CO2不会进入肺泡，而消耗的氧气是从肺部获得的，那么剩下的是肺泡中的氧气流出量为250ml/min和流入8–20 ml min的CO2。净平衡是肺泡体积损失约230 ml min−1，它产生朝向肺部的负压梯度，从气道吸入气体。这种情况存在的必要条件是气道通畅。这种现象名称有很多，包括“弥散性呼吸”，更准确地说,“呼吸暂停性氧合”。

　　麻醉学是一门利用这一现象在不降低饱和度的情况下增加呼吸暂停时间的学科。呼吸暂停性氧合，以最佳受控的方式使用，能够给大家提供长达100分钟的呼吸暂停且饱和度超过90%。在实践中使用不相同的方法来利用呼吸暂停加氧的效果，所有这一些方法的共同点是上气道中的氧气注入。

　　呼吸暂停氧合已在实验和临床上被用作通过提供咽部氧气库来延长呼吸暂停窗口的策略。通过鼻插管应用低流量氧气可增加咽部FiO2，其作为咽部氧气贮存器，在气体从咽部向肺泡的大量流动过程中导致更大量的氧气输送。这会延长氧合时间，增加呼吸暂停时间。Taha等人在通过鼻导管5L/min氧气的患者中，在6分钟的过程中没有显示出去饱和。近年来，高流量鼻腔氧（HFNO）开始被用作呼吸暂停氧合的工具。肥胖患者在呼吸暂停期间通过鼻插管5L/min氧气的随机对照试验显示，呼吸暂停氧合组的外周毛细血管血氧饱和度（SpO2）显著延长，最低SpO2非常明显升高。呼吸暂停性氧合将允许持续氧合并增加呼吸暂停时间，但对CO2清除基本上没有影响，导致高碳酸血症和酸中毒。

　　在常规临床实践中，评估氧合的唯一方法是通过脉搏血氧测定。测定PaO2需要获取动脉样本，耗时且不实时。自2016年以来，一种名为ORI的设备™ 能够非侵入性估计PaO2的方法已经上市。通过在与传统血氧测定法类似的过程中发射和检测光，该装置能够测定100至200 mmHg（13.3至26.7 kPa）范围内的PaO2，并生成一个值，称为ORI（氧储备指数），该值介于0（表示无储备）和1（表示“大量”储备）之间。它的运行基于菲克原理，而菲克原理又基于质量守恒原理。

　　不同的研究评估了 ORI 和 PaO2值之间的相关性。这种相关性是正的和线 ，超过这个值相关性不好。由于 ORI 是趋势监测，因此应谨慎解释绝对值，但如果检查 ORI 变化和 PaO2变化，相关性良好，特别是在 ORITM 最高灵敏度的范围内。一旦预氧合开始，FeO2可用作肺储存监测器，ORITM 可用作血储存监测器。达到足够的 FeO2值但 ORITM 显示低值的情况可能表明存在肺内分流或某些特定的程度的通气/灌注失调，这是最常见的原因。如果是这样的一种情况，操作者将被提醒，尽管有良好的肺脱氮，安全呼吸暂停时间能减少。此外，能够尝试解决可能的肺不张的干预措施，如改变或气道加压。

　　总之，了解这些基础理论，我们做好预氧合会更有信心，那么怎么在这些理论加持下做好预氧合安全的情况使呼吸暂停时间更长呢?后续会慢慢阐述。