研究背景
术后呼吸道并发症比较常见，估计发病率在3%到40%之间，导致住院时间更长，费用更高，死亡率更高。术中较高的吸入氧分数可降低手术部位感染的发生，但不良反应仍有待充分研究。%氧预充氧在麻醉诱导后几分钟内导致肺不张。少数研究已研究术中FiO2对临床显著呼吸系统并发症的影响。最近的一次Cochrane综述认为，证据不足以支持在麻醉和手术中常规使用高浓度氧，由于无法检测到对呼吸功能不全的显著影响。然而，纳入分析的患者数量太少，无法得出确切的结论。
对潜在的肺氧*性的了解对危重病人也有重要意义，因为每年有数亿病人在机查期间接受氧气治疗。在急诊室、重症监护病房(ICU)和手术室。为了增加动脉血氧含量，临床医生可以决定增加FiO2或使用高水平的PEEP。最佳的风险效益分析需要了解高吸气氧浓度对肺部结果的影响。
在本研究中，我们旨在探讨非胸外科手术患者术中FiO2与主要呼吸道并发症、伤口裂开、ICU入院及死亡率之间的关系。我们的主要假设是，术中高含氧量会增加术后出现重大呼吸道并发症的风险，而不依赖于预先确定的共同发病指标和手术复杂程度。
研究方法
研究设计和背景
.10.23
本研究是对年1月至年8月医院医院连续接受非心胸气管插管手术的成人病人资料的分析。排除标准如下：年龄18岁；手术前4周内手术；或在第一回归模型中使用的任何变量(FiO2或预定义)中缺少信息。医院合作伙伴机构审查委员会的批准(美国马萨诸塞州波士顿；第P号议定书)，这项研究是在任何数据检索之前在ClinicalTrials.gov(NCT)上注册。
数据来源
.10.23
检索并合并来自两个数据库、麻醉信息管理系统和研究患者数据注册表的数据，以提供围手术期和术后信息。所有结果都是根据世界卫生组织国际DIS统计分类得出的诊断代码在手术后规定的时间范围内的发生率来确定的。“缓解和相关健康问题”，第九次修订(ICD-9)或“现行程序术语(CPT)程序守则”。呼吸道的结果之前已经根据图表评估得到验证。
结局指标
.10.23
主要结局指标：
术后7天总的呼吸道并发症的发生率，包括再插管，呼吸衰竭，肺水肿，肺炎。
次要结局指标：
术后21天切口裂开发生率，术后7天内ICU入住率，术后7天和30天内死亡死亡率。
探索性指标：
术后30天内脑卒中及心肌梗死或肌钙蛋白试验阳性的发生率。
暴露和协变量数据
.10.23
暴露变量为插管至拔管之间的术中FiO2的中位数。在AIMS中，每分钟都会对Fio2进行前瞻性记录。收集了以下潜在混杂因素的信息，并将其纳入Logistic回归分析：性别、年龄、BMI、ASA身体状况分类、术后预测评分呼吸并发症(SPORC)，慢性阻塞性肺疾病(COPD)，Charlson共病指数(CCI)，麻醉期，阿片类药物，挥发性麻醉剂，例液体管理，输血，术中中位PEEP和体重潮气量，剂量的中间作用非去极化神经肌肉阻滞剂(nmba-ed95)，急诊/非急诊手术、住院/非卧床手术、手术严重程度评分(PSS)和手术服务。
对于探索性和敏感性分析，在手术过程中，在不同时间帧中测量的关于FIO2的信息，例如在气管插管后1分钟内FiO2和D拔管前的最后一分钟和插管后5min的外周氧饱和度(SpO2)/FiO2和术中SpO2中位数进行分析。
数据分析
连续变量和序数变量被描述为中间(四分位数范围[iqr]/(范围))和类别变量(如未指定为数字百分比)。根据它们的排名，为了适应非线性关系，连续变量，包括中位数FiO2，被划分为五分位数和序数变量被划分为与临床相关的类别。用Pearson偏相关系数的显着性作为先验趋势的P值，对FiO2的所有五组进行了FiO2与结果的相关性研究。定义Logistic回归模型：性别、年龄、BMI、ASA、COPD、CCI、SPORC、麻醉持续时间、类阿片、挥发性麻醉剂、液体给药、输血，PEEP，每预测体重潮气量，NMBA-ED95，急诊手术，入院类型，PSS发病率评分和外科服务。在分析死亡风险时，PSS病态死亡率用pss评分代替。
敏感性分析
为了进一步评估FiO2与呼吸道并发症之间的关系，我们进行了几项敏感性分析；这些分析包括评估中位数FI之间的关联。FiO2和主要呼吸道并发症的风险在亚组患者中按估计倾向评分进行分层，以分配到最高的FiO2五分之一。倾向评分是微乎其微的。ED使用Logistic回归模型，治疗状态（接受高中位数FiO2）作为从属变量。为了探讨高吸气浓度氧气暴露时间的影响，我们评估了接受高中位含氧量的累积分钟与主要结果。
探索性分析
进行了额外的探索性分析。人们可能会认为，FiO2与术后主要呼吸道并发症之间的关联可能是先前存在的氧合功能受损的一种表象，尽管存在着广泛的混杂控制。在探索性分析中，我们将插管后5min测得的SpO2=FIO2纳入回归模型。我们还对先前存在的慢性阻塞性肺疾病患者的亚组进行了初步分析。此外，我们在多变量调整分析中增加了代表手术过程不同部分的FiO2变量。我们在另外的探索性分析中，还控制了拔管前的最后一次TOF计数。为了进一步评估中位FiO2与呼吸并发症风险之间的关系是否是术中氧合受损的一种表象，我们重新进行术中动脉血气分析患者术中氧分压(PaO2)/术中中位氧分压(FiO2)。此外，为了研究个体提供者的变化对呼吸道并发症发生率的影响，我们采用混合效应Logistic回归方法，以个体提供者为随机效应变量。为了评价FiO2对非肺器官的影响，采用与PREM相同的混杂控制方法，评价了FiO2与心肌梗死和脑卒中风险之间的关系。为了控制与丢失数据有关的可能偏差，我们还通过链式方程进行了多次计算。除包含和排除标准外，还使用主要分析中包含的所有变量来估算缺失变量。分析采用SPSSVersion20(IBM)和SAS9.3版。结果以比数比(OR)表示,在95%置信区间(Cis)下，双侧P值0.05被认为具有统计学意义。
研究结果至年间，共对例外科手术病例进行了资格评估。根据预先确定的标准排除后，初步分析的队列为例，并按术中中位FiO2分为五层(表1)。接受最低氧浓度(低含氧量)组的中位含氧量为0.31[范围0.16-0.34]，而接受最高氧浓度(高含氧量)0.79[范围为0.64-1.00]。所有组在病人特征和其他通气环境方面都是相似的。例(4.1%)患者术后7天内出现主要呼吸道并发症的综合结果，其中例(1.1%)肺炎,例(2.7%)肺水肿,例(1.3%)呼吸衰竭,例(0.3%)再次插管(表2)。例(0.4%)21天内伤口裂开，例(3.1%)在术后7天内进入ICU。56例(0.1%)和例(0.5%)分别在术后7天和30天内死亡。
Logistic回归分析显示，随着术中中位FiO2呈剂量依赖性增加，发生重大呼吸道并发症的风险更高(调整后高FiO2和低FiO2的OR值为1.99，95%CI[1.72-2.31]，P0.）术后7天和30天内死亡率较高，有更高的中位FIO2呈剂量依赖性。7天死亡率，调整后高FiO2和低FiO2的OR值为2.09，95%CI[0.81-5])，P=1.03；30天死亡率，调整后高FiO2和低FiO2的OR值为1.97，95%CI[1.30-2.99]，P0.）。在术后7天内，中位FiO2与伤口裂开或进入ICU的风险之间没有明显的剂量依赖关系。
主要呼吸道合并症患者的平均FiO2值显著高于无并发症患者[分别为0.56(0.20)和0.51(0.17)]，P0.]。仅根据性别、年龄、ASA状态和麻醉时间校正，中位数FiO2与主要呼吸道并发症风险的相关性也有统计学意义。对于复合呼吸的结果，高FIO2对比低FIO2,仅在例麻醉持续时间较长（min），校正的OR值2.03（95%CI[1.70~2.43]，P0.)。随着暴露于高氧浓度(校正后的OR值中位数96min[IQR72-]vs9min[IQR7-11]，FiO20..22，95%CI[1.93-2.56])的增加，主要呼吸道并发症的风险也增加了。p0.；排除手术后7天内死亡的患者后，中位数FiO2仍与主要呼吸道并发症的风险相关(校正高FiO2与低FiO2的OR为1.98，95%CI1.70-2.30，P0.)。此外，假设手术后7天内死亡的患者有严重的呼吸道并发症，这一关联并没有改变。
将插管后5min获得的SpO2、FiO2比值作为模型的协变量，重复进行初步分析。这些结果与初步分析的结果相似(校正后的高FiO2和低FiO2呼吸并发症的OR值为2.10，95%CI[1.79-2.46]，P0.；)。在控制阻塞性睡眠呼吸暂停高风险(Sposa7)时，结果也保持稳定(Sposa7；校正后的高FiO2和低FiO2呼吸并发症的OR值为1.99，95%CI[1.72-2.31]，P0.)。COPD患者的主要呼吸并发症发生率为6.6%，术中FiO2对主要呼吸道并发症风险的影响与总体相似。纳入的例患者术中PaO2约61%(n=)的病人PaO2中位数20kPa，最高氧浓度组33%PaOkPa。在模型中加入PaO2/FiO2中位数作为协变量时，术中FiO2与呼吸并发症风险之间的P值仍有显着性差异（校正后的高FiO2和低FiO2呼吸并发症的OR值为1.62，95%CI[1.20-2.19]，P0.）。同样，结果未通过向模型中添加中位SpO2作为协变量来影响。
即使在计算了在手术的不同时间间隔内测量到的额外的FiO2变量后，中位数FiO2的关联仍然保持其效果大小。
初步分析的结果在基于中位数FiO2的十分之一组中重复时保持稳定，在呼吸并发症的风险方面，安全的FiO2没有明确的阈值。当将个体麻醉提供者作为模型的随机效应变量时，与高FiO2相关的呼吸并发症风险增加仍显着。所有其他固定效应变量的初步分析(高FIO2vs低FIO2的校正OR值为1.46，95%CI[1.30-1.64]，P0.)。在纳入有记录的TOF计数作为模型的附加协变量后，中位FIO2和术后并发症之间的相关性依然稳定。多因素综合分析显示，FiO2对呼吸并发症发生率的影响与初步分析相似（校正的高FIO2vs低FIO2OR值为1.70,95%CI[1.51-1.92];急性心肌梗死诊断例（0.2%），例（0.4%）肌钙蛋白试验阳性。心脏损伤的风险与高氧的剂量依赖关系不大。最后，例(0.5%)患者在手术后发生脑卒中，但风险与FiO2不相关。
讨论
在对一大群接受非心胸外科手术机械通气的外科患者档案管理数据的分析中，我们发现术中高FIO2中位数与术后主要呼吸道并发症的复合结局显著相关。高FIO2也会增加30天死亡率的风险。我们的分析控制了一组预定义的混杂变量，并在一系列敏感性分析(包括手术复杂性、并发症、肺功能、术中氧合和暴露时间的标记物)中表现出稳定性。
本研究中的分析是根据一组反映常规临床实践的大数据进行的。从术中管理和术后并发症的准确和前瞻性记录中检索数据。在开始数据分析之前，我们最终确定了方案，包括定义风险因素和结果的重要性，并在ClinicalTrials.gov上注册了这项研究。观察设计使我们能够收集大量的事件，这为分析提供了足够的力量来发现相对罕见的并发症的不同之处。一种特殊的强度与动脉血气分析的可用性有关，这使我们能够区分动脉上氧分压(高氧)和适当的治疗缺氧呼吸衰竭。然而，必须提到一些重要的限制。首先，我们调整了大量不同的危险因素，并进行了一些敏感性分析，包括倾向评分，以减少混淆的风险。最优的是，我们的结果应该在未来的随机对照试验中得到证实。然而，由于手术病人临床上有意义的呼吸道并发症的发生率较低，以及多种危险因素(共患病和与程序有关的因素)，需要对数千名患者进行和对照试验。
残余和无法衡量的混乱是无法消除的。例如，我们无法知道为什么麻醉提供者决定使用记录的氧气含量。我们的氧合数据显然排除了FiO2与呼吸道并发症的关系可归因于基线缺氧的可能性。更确切地说，许多麻醉医师明显为患者提供过度氧合，我们发现的一个很可能的解释是，根据麻醉医生的个人喜好选择FiO2的值。我们的机构对术中的FiO2值没有标准的操作程序。可以说麻醉医生是FiO2与呼吸道并发症之间关联的一个混杂变量。因此，我们按提供者对患者进行分类，初步分析发现，FiO2与呼吸并发症风险之间的关系保持不变。目前还没有可能影响呼吸结局发生的术后处理数据。然而，这些不可能与术中FiO2值及呼吸并发症发生率直接相关。
整个过程中的中位数FiO2可能不足以代表高氧浓度的负担。因此，在额外的探索性分析中，我们包括在手术过程的不同部分测量到的FiO2，以评估中位FiO2在呼吸道并发症发生中的观察效果的影响。我们观察到插管后即刻和拔管前测定的FiO2，或术中使用的FiO2的范围，并不能解释术后呼吸并发症的任何变化。此外，将这些变量添加到主回归模型中并不会改变中位数FiO2与呼吸道并发症之间的关联。我们没有包括插管前的Fio2值的信息，因为这个变量的准确性将取决于多个因素。
残余神经肌肉阻滞与呼吸道并发症有关。在我们的研究中，我们控制了神经肌肉阻断剂剂量和新斯的明剂量，最后一次记录在拔管前的TOF计数，作为术后残余神经肌肉阻滞的潜在指标。此外，我们扩展了分析，并包括在探索性分析中的额外的混杂因素(硬膜外镇痛，驱动压力，低血压持续时间和通气方式)。这并没有改变主要结果。FIO2与呼吸并发症的部分相关系数较小，但我们并没有发现FIO2与呼吸并发症发生率有密切关系。术后呼吸道并发症的一小部分可以用氧*性来解释。
临床医生对术中机械通气期间使用的适当FiO2设置有重大争议。这是因为建议的高氧的有利效果，比如减少外科伤口感染和增加去饱和时间，可以被有害的影响所抵消，例如肺不张增多，肺受到氧化应激，癌症的加重。我们的结果显示，麻醉师提供的FiO2值，导致术中氧饱和度高于正常人在休息时的平均观察值。然而，尽管有这些证据和这些潜在的主要影响，目前，对围手术期氧浓度与术后呼吸道并发症的关系的研究甚少。我们发现术中FiO2与术后主要并发症之间存在显著的关联，这与以前进行的小规模研究形成了对比,对例患者进行一次较大的对照试验，两次系统评价,尽管在高、低FiO2两组中都观察到了特定的生理效应，但仍未能显示出FIO2的作用。
几种机制可能与氧相关肺损伤有关。肺泡氧分压过高会导致小肺单位更快地塌陷，这是由于富氧气体从关闭的肺泡或通气极低的肺泡吸收到血液中的结果。肺不张导致肺内分流和氧合受损。肺不张的数量取决于氧浓度和高氧给药时间。肺不张很可能是感染的焦点，并可能导致额外的肺部并发症。严重肺不张甚至可能是呼吸机相关肺损伤的早期机制，因为动物研究表明，非叶性肺不张也会在非肺不张区域导致炎症和肺泡感染。氧相关肺损伤的另一个可能机制是高氧引起的氧化应激。高氧和炎症促进活性氧的形成和细胞的损伤。与生俱来的抗氧化系统通常保护身体免受过量的自由基，但在长期高氧的情况下会变得不堪重负。与氧有关的损伤可能与基础肺病理特别相关。氧相关损伤也适用于非肺器官。给心肌梗死和常氧患者的高流量氧会导致肌酐激酶升高，梗死范围更大,可能是由于冠脉阻力增加、冠脉血流和心脏指数降低以及活性氧的产生。因此，可能认为高氧症会增加术后发生心肌梗死的风险。最后，在一项对心脏骤停复苏后进入ICU的患者的研究中，动脉高氧症与住院死亡率的增加有着独立的联系。然而，我们没有发现高FiO2与心脏或脑发病率之间的显著关联。这可能是由于在我们的研究中缺乏检测这些结果的能力所致。
我们确实发现给氧与30天死亡率之间存在显著的剂量-反应关系。据报道，腹部手术中随机服用高FIO2的患者的长期死亡率也有所上升。在我们的研究中，与增加的FIO2相关的死亡率增加的风险可能与心功能损害有关。此外，我们发现高氧肺水肿增多的部分原因可能是心肌损伤引起的心源性肺水肿。在最近公布的一项试验中还发现高氧症与发病率增加之间存在显著的关联。在这项试验中，进入ICU的病人被随机分配到标准或保守氧疗。我们没有发现伤口裂开与FiO2之间有任何显著的关联。然而，发病率明显低于前瞻性试验报告。高氧可增加对呼吸暂停和低通气的耐受性，麻醉医生经常使用高氧来防止在危急情况下例如诱导前和麻醉期间。[19]同样，在手术室或ICU的危重病人中，为了防止缺氧，PaO2可能保持在正常范围以上，因为这被认为是没有相关风险。在我们进行动脉血气分析的患者中，60%的患者的PaO2中位数20kPa。这个亚组的患者接受高FIO2，中位数为0.53[范围0.22-0.99]，PaO2=FiO_2=57kPa[范围20~kPa]，FIO2和呼吸道并发症相关性不变。这一观察，再加上中位血氧饱和度与呼吸道并发症之间的剂量-反应关系，支持了这样的假设，即在我们研究的病人中，FiO2的增加不仅仅是为了维持正常血液氧合的特定值。相反，他们产生了生理上的条件，这可能导致观察到的并发症通过上述机制讨论。超生理氧合的贡献可能是一个独立的因素，也可能是与其他原因引起的肺损伤的协同因素(“二次打击”假说)，造成进一步恶化。
结论
在对数据库中管理数据进行分析时，术中高FIO2与术后7天内主要呼吸道并发症的发生率呈剂量依赖关系,30天的死亡率独立于预先确定的危险因素。这一发现在包括术中氧合在内的一系列敏感性分析中是可靠的。
文章来源：
文献题目：
Highintraoperativeinspiratoryoxygenfractionandriskofmajorrespiratory