机械通气术后呼吸系统并发症相对常见，其发生率估计在3%~40%之间[1]，易导致术后并发症增加，住院时间延长，费用增加。术中吸入高浓度氧（FiO2）可能降低手术部位感染的发生率，但高浓度氧使用不当可能导致氧中毒，而肺脏是最易受损的器官，即高氧所致肺损伤（HILI）。本研究旨在观察全麻腹腔镜结直肠肿瘤术中滴定氧浓度在60%~80%范围内，对炎症因子释放的影响，探讨氧浓度滴定技术在全麻中的肺保护作用。
2017年12月至2018年10月，连续入选在重庆市巴南区人民医院首次行择期腹腔镜结直肠肿瘤手术的患者30例，其中男性14例，女性16例，麻醉风险评分表（ASA）I-III级，年龄38~81岁。根据随机数字表法分为纯氧组（A组，n=15）及氧浓度滴定组（B组，n=15）。本研究经本院伦理委员会批准 ，并与患者签署知情同意书。
（1）纳入标准：ASA分级I-III级；择期行腹腔镜结直肠肿瘤手术的患者。
（2）排除标准：急诊手术者；术前两周曾行机械通气患者；严重肺部疾病患者；心功能不全患者；肾功能不全患者；精神疾病患者；其他危重疾病。
（1）术前准备：入室后开放外周静脉，常规行心电图（ECG）、无创血压(NIBP)、 血氧饱和度(SpO2)、桡动脉有创动脉压（IBP）监测。
（2）麻醉方法：二组患者采用依托咪酯、舒芬太尼、阿曲库铵常规麻醉诱导。麻醉维持采用静吸复合维持，丙泊酚、瑞芬太尼静脉泵注，七氟醚吸入维持麻醉深度。术中补充液体，以晶体液为主，监测尿量。所有入组患者均由同一位术者完成。
（3）机械通气方法：全麻诱导插管后调整呼吸参数，两组潮气量均设置为6~8ml/kg，术中根据呼气末二氧化碳（PETCO2）调整呼吸频率，使PETCO2维持在35~45 mm Hg之间。其中B组设置初始氧浓度80%，术中根据血气分析结果调整FiO2在60%~80%范围内，使PO2维持在150~180 mm Hg；A组FiO2设置为100%。
（4）观察指标：麻醉诱导前（T1）、气管插管后1 h（T2）、拔管前（T3）分别抽取动脉血行血气分析检查；分别在T1、T2、T3时刻抽取静脉血行炎症因子标志物[白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-2（IL-2）、转化生长因子-β（TGF-β）、超氧化物歧化酶（SOD）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、涎液糖链抗原（KL-6）]检测；记录患者手术时间、机械通气时间、术中出入量；记录患者恢复室（PACU）拔管时间。
（5）统计分析：采用SPSS 17.0软件进行统计学分析。计量资料以均值±标准差（x±s）表示，两组间的比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料以例数及百分比表示，数值比较采用卡方检验；等级资料采用非参数检验。P<0.05认为有统计学意义。
比较两组患者基线资料，统计学分析无显著性差异，P>0.05，见表1。
比较两组患者血气分析指标，在T2时刻，纯氧组（A组）PO2（392.47±96.27）kPa显著高于氧浓度滴定组（B组）（169.15±20.94）kPa（P<0.05）；而pH、PCO2、SpO2在各个时间点比较，两组无显著性差异（P>0.05），见表2。
注：与A组相比，＊P<0.05
比较两组患者炎症因子标记物，在T3时刻，纯氧组IL-6（115.45±126.53） pg/ml、TNF-α（28.90±25.40）pg/ml显著高于滴定组[（9.08±14.31）pg/ml、(8.11±2.42) pg/ml]，差异有统计学意义（P<0.05）；T3时刻纯氧组SOD（139.95±26.71）U/ml显著低于滴定组（180.82±22.42）U/ml，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。
注：与A组相比，＊P<0.05
比较两组患者手术时间、机械通气时间、术中出入量及PACU拔管时间，差异无统计学意义，P>0.05，见表4。
全身麻醉进行手术治疗的患者在围手术期会接受补充的吸入氧气。在围术期也通常使用高浓度的吸入氧气作为预防措施以防止未预料的低氧血症。高浓度的吸入氧气会导致吸收性肺不张，这种作用的大小取决于给氧的持续时间和浓度[2,3]。
几种机制可能导致与氧有关的肺损伤。由于从关闭的肺泡或通气/灌注比低的肺泡中吸收富氧气体进入血液，高氧浓度导致肺单位更快塌陷[4]。由此导致的肺不张可以造成肺内分流和氧合受损。这可能导致额外的肺部并发症[5]，严重肺不张甚至可能是呼吸机相关肺损伤的早期机制。
氧气相关肺损伤的另一个可能的机制是高氧诱导的氧化应激。氧化应激可能导致线粒体功能的损害，过量活性氧化物对蛋白质和DNA也有损害。高氧、炎症和缺血再灌注都会加速氧化，而抗氧化系统的失衡会使氧化应激进一步加剧，从而形成活性氧物质，例如超氧化物、羟基自由基和过氧化氢。而氧自由基在呼吸道上皮细胞上的大量表达会使核转录因子(NF-κB)激活，炎症因子释放增加，从而损伤呼吸道、肺泡的上皮细胞、内皮细胞及平滑肌细胞，肺血管通透性增加，引起肺损伤[6]。在这种情况下，高氧诱导的氧化应激是生物损伤的合理机制，可能与某些患者的预后不良有关[7]。
在促炎因子与抗炎因子系统中，机械通气能使肺内皮细胞和血管平滑肌受损，并能刺激肺泡II型上皮细胞增生、肺表面活性物质表达增多，损伤的内皮细胞使TNF-α表达增高。TNF-α作为启动因子促使炎症反应并诱导其他炎症因子形成，同时激活NF-κB产生炎症因子，两者相互作用加速炎症反应[6]。
在Staehr-Rye AK等[8]的研究中，他们发现术中高吸入氧浓度以剂量依赖性方式与术后7天内发生的主要呼吸系统并发症相关联。他们的数据也表明，除非有明确的益处证据，否则应将氧疗法滴定至正常值，因为许多患者都会发现超生理氧气值。
当然也有学者提出了高氧的益处，如减少外科伤口感染，在一定程度上降低了术后恶心呕吐的风险[9]。也有学者建议在结直肠手术中使用高浓度吸入氧气（FiO2 80%）以减少术后切口感染[10]。然而，很少有前瞻性研究调查围术期氧浓度与术后呼吸系统并发症之间的关系。近期一篇Meta分析发现麻醉期间高吸入氧气分数会使术后肺部参数恶化，包括术后氧分压，肺泡-动脉氧梯度和肺不张严重程度[11]。因此，在确定易患术后肺部并发症患者的吸入氧浓度时，需要采取谨慎的方法。
在我们的研究中，T2时刻纯氧组（A组）的氧分压（392.47±96.27）kPa明显高于氧浓度滴定组（B组）（169.15±20.94）kPa，拔管前A组也高于B组，但是差异无统计学意义，分析原因在于T3时刻麻醉者可能进行脱氧试验，致使结果有偏倚。在T3时刻，纯氧组IL-6（115.45±126.53）pg/ml、TNF-α（28.90±25.40）pg/ml显著高于滴定组[（9.08±14.31）pg/ml、（8.11±2.42）pg/ml]，差异有统计学意义（P<0.05）。IL-6是反应机体炎症反应程度及肺损伤程度的重要指标，其增高与肺损伤程度关系密切，且炎症因子的增高呈时间依赖性。T3时刻纯氧组SOD（139.95±26.71）U /ml显著低于滴定组（180.82±22.42）U/ml，差异有统计学意义（P<0.05）。SOD是生物体内清除自由基的首要物质，其可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞。本研究中T3时刻SOD明显下降，可能与高氧致肺损伤产生氧自由基增多，SOD清除致水平下降有关。KL-6常作为间质性肺疾病的临床诊断和预后评价，随着研究的深入，KL-6在ARDS患者中也发现其水平增高[12]，但KL-6对肺部感染诊断的价值还在探索中。本研究中对照组KL-6有所增加，但差异无统计学意义，其在肺损伤的评估价值方面仍需继续研究。
本研究也存在一定的局限性。本研究样本量少，研究结果可能存在偏倚，且我们并没有研究术中氧浓度与术后肺部并发症发生率之间的关系，以及其与住院时间和死亡率的关系。这也是我们下一步需要研究的内容。
综上所述，相较于全麻术中纯氧吸入，氧浓度滴定技术调控吸入氧浓度FiO2在60%~80%范围内，使PO2维持在150~180 mm Hg，可以减少术中炎症因子的释放，从而抑制炎症反应，减轻肺损伤。
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基金项目：重庆市社会事业与民生保障科技创新专项（编号：cstc 2016shmszx130061）
谢 沙 女，重庆市巴南区人民医院麻醉疼痛科医师，临床麻醉硕士研究生，主要从事临床麻醉工作和肺保护研究。
钱大东 男，重庆市巴南区人民医院麻醉疼痛科副主任医师，主要从事临床麻醉和疼痛治疗。
张雨雷 硕士研究生、主任医师，现任重庆市巴南区人民医院院长。长期从事中医临床及管理工作，2007年8月被重庆市委、市政府授予“重庆市有突出贡献的中青年专家”称号；2008年1月，被人事部、卫生部、国家中医药管理局评为“全国医药系统先进个人”。2013年12月被重庆市医院管理学会评为“2013年度优秀院长”。有多项科研课题受资助，曾在核心期刊发表数十篇学术文章。
