在 COVID-19 播散期間，手術患者在手術間內佩戴口罩是疫情防控管理措施之一。麻醉醫生通常會為非全麻手術患者提供吸氧，其中經麻醉面罩吸氧是常見方式，然而佩戴口罩對保留自主呼吸的機體接受麻醉面罩下吸氧的血液氧合狀態的影響目前尚無任何相關研究數據。本研究以健康志愿者作為研究對象，采用自身前后對照試驗，在受試者佩戴或不戴一次性醫用口罩兩種情形下測定了經麻醉面罩下吸氧前后相應時間點的血液氧合狀態的變化趨勢。與吸氧前基礎值相比，10 例健康受試者無論是否佩戴一次性醫用口罩，均可有效增加受試者氧供；但與不戴口罩組相比，戴口罩組各時間點的動脈血氧分壓均明顯降低，差異具有統計學意義。兩組其他呼吸氧合參數無明顯差異。同時數據提示年齡增長與吸煙對戴口罩組和不戴口罩組之間的動脈血氧分壓差值沒有明顯影響。本文首次驗證了機體在佩戴一次性醫用口罩再接受麻醉面罩吸氧時可以有效增加機體氧供，脈搏氧飽和度和動脈血氧飽和度均能迅速達到 100%，為要求播散性呼吸道疾病患者進入手術室佩戴口罩的管理措施提供了理論依據；但與直接麻醉面罩吸氧方式相比，其動脈血氧分壓上升速度和幅度都有明顯降低。這種差異對臨床結局是否會帶來影響，尚需進一步研究。
引用本文： 趙娜, 景宇淼, 關菊芬, 李想, 李曉光, 邢云飛, 向興華, 侯永利, 黃雪嬌, 張希玥, 赫金鑫, 王雪娟, 徐銘軍. 佩戴口罩對保留自主呼吸機體接受麻醉面罩吸氧時血液氧合狀態影響的探討. 生物醫學工程學雜志, 2020, 37(6): 1025-1030. doi: 10.7507/1001-5515.202007017 復制
引言
新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）至今仍在全球播散流行，前期來自國內外的數篇報道[1-6]均指出呼吸道傳播和接觸傳播是其主要途徑，而口罩是阻斷此類傳播的有效手段之一。為有效控制疫情，減少醫院內感染和保護醫護人員，我國前期發表的麻醉專家共識及相關研究均建議在疫情流行期間手術患者進入手術室應佩戴口罩，以減少潛在病例的可能傳播[7-9]。
麻醉醫師通常會為接受區域麻醉（如椎管內麻醉）下手術的患者常規吸氧，通過麻醉面罩吸氧是手術間常用吸氧方式。提倡進入手術室的患者佩戴口罩，尤其是針對高度疑似和確診的 COVID-19 患者，是一項簡單、經濟、有效的防疫措施。因此了解手術室內保留自主呼吸患者佩戴口罩后接受麻醉面罩吸氧的通氣及氧合情況，有助于完善患者呼吸氧合管理。
為減少臨床干擾因素，本研究納入健康志愿者作為受試者，探討佩戴一次性醫用口罩+麻醉面罩吸氧方式能否有效為機體供氧，同時與直接麻醉面罩吸氧的方式相比，機體的血液氧合情況是否存在差異，從而推斷將手術患者佩戴口罩作為一項手術間內管控呼吸系統傳播疾病的干預措施，對相關患者呼吸氧合情況的影響，并為今后此類呼吸道傳播疾病患者臨床呼吸氧合管理提供借鑒。
1 研究方法
1.1 研究方案
本研究已獲得首都醫科大學附屬北京婦產醫院倫理委員會批準（倫理審查編號 2020-KY-016-01），并與受試者簽署知情同意書。受試者納入標準為健康志愿者，年齡 20～60 歲，無心、肺、腦、肝、腎、血液系統等重要臟器病變，無語言交流及認知功能障礙。排除標準為近期上呼吸道感染史、上呼吸道解剖異常、上呼吸道手術史、有脊柱側彎或漏斗胸等存在潛在通氣功能障礙等解剖異常情況者。
本研究干預方式分為兩種：佩戴一次性醫用口罩+麻醉面罩吸氧（戴口罩組，A 組）和直接麻醉面罩吸氧（不戴口罩組，B 組）。由于呼吸氧合監測所得參數與受試者特征（如身高、體重、潮氣量、呼吸頻率、呼吸方式等）密切相關，為盡量保證組間均衡性，減少對預期結果的干擾因素，本研究采用自身前后對照試驗（before-after study in the same patient），最后共納入 10 例健康志愿者。
每一例受試對象先后接受兩種不同干預措施，同一受試者接受兩種不同措施的順序為隨機抽簽決定。兩種不同干預措施之間的清洗期為半小時。
1.2 研究實施
1.2.1 麻醉恢復室準備工作
① 人口學資料（年齡、身高、體重、吸煙史）采集。② 分發試驗用口罩：所有受試者統一佩戴研究者分發的口罩：一次性醫用口罩（中國，振德醫療用品股份有限公司，型號：德美舒）。③ 橈動脈穿刺置管：所有受試者經檢查 Allen 試驗陰性后，在麻醉恢復室統一完成左側橈動脈穿刺置管，并用肝素生理鹽水封閉導管。
1.2.2 手術室內研究數據采集
① 吸氧設施準備：所有受試者均通過連接麻醉機的呼吸回路接受麻醉面罩下吸氧，100% 氧氣流量調節至 5 L/min[10]，完全打開麻醉機限壓閥，調節面罩面部貼合處的充氣量，使其盡量貼合受試者面部，減少漏氣，但不施加外力固定或壓迫面罩。② 研究數據采集：受試者戴口罩進入手術室，抽簽決定接受兩種不同干預方式的順序；后平臥于手術床，常規監測血壓、脈搏氧飽和度和心電圖。平靜 5 min 后，采集基礎動脈血氣（戴口罩、吸空氣，T0），并記錄此時的脈搏氧飽和度、血壓和心率。從吸氧（戴口罩或不戴口罩）開始按下墻面計時器，分別于吸氧 1 min（T1）、3 min（T2）和 20 min（T3）時采集動脈血氣并記錄此時的脈搏氧飽和度、血壓和心率；20 min 為每種干預方式觀察終止時間點。兩種不同干預方式的實施中間間隔半小時，期間患者處于自然狀態，戴口罩吸空氣。血氣檢測采用便攜式血氣分析儀（Abbott Point of Care Inc，i-STAT?1 Analyzer，MN:300-G，美國）及同品牌配套檢測芯片。
1.3 研究指標
本研究的主要觀察指標為受試者動脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）；次要觀察指標包括動脈血二氧化碳分壓（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、動脈血氧飽和度（arterial oxygen saturation，SaO2）和脈搏氧飽和度（pulse oxygen saturation，SpO2），以及患者主觀舒適度評價。
1.4 統計方法
連續變量列出均數和標準差，并進行正態性檢驗及方差齊性檢驗，在滿足正態分布且方差齊的條件下，采用 t 檢驗進行組間比較，否則采用 Wilcoxon 秩和檢驗進行組間比較。同一干預措施組內吸氧前后比較，連續性變量采用配對 t 檢驗/符號秩檢驗。在分析年齡和吸煙因素對兩組吸氧后血液氧合參數變化趨勢的影響時，△PaO2 表示 PaO2 在同一時刻點戴口罩組和不戴口罩組的差值，計算方式為同一時刻點戴口罩組數值減去不戴口罩組數值，統計方法同前。P 值小于 0.05 認為差異具有統計學意義。
2 結果
2.1 健康志愿者人口學資料
健康志愿者人口學資料如表 1 所示。10 例受試者中包含 5 名女性、5 名男性，平均年齡 45.1 歲（最小年齡 27 歲，最大年齡 60 歲）；其中 4 名男性有長年吸煙史。
表1
受試者人口學資料
Table1.
Subjects’ demographic properties
2.2 戴口罩組吸氧前后血液氧合狀態變化趨勢
如表 2 所示，在試驗觀察的 3 個時間點 T1、T2、T3，受試者的血液氧含量指標（PaO2、SaO2、SpO2）均明顯高于基礎值（吸空氣狀態），而 PaCO2 無明顯差異。與吸氧前基礎值相對比，T1、T2、T3 的 PaO2 分別為（220.10 ± 47.01）mm Hg（P < 0.001）、（237.60 ± 75.86）mm Hg（P < 0.001）和（237.10 ± 62.17）mm Hg（P < 0.001），說明即使佩戴一次性醫用口罩，受試者再接受麻醉面罩下吸氧，也可以有效增加機體供氧。
表2
戴口罩組與不戴口罩組吸氧前后各個時間點的血液氧合參數比較（均數 ± 標準差，n = 10）
Table2.
Comparison of blood oxygenation status of subjects after receiving supplementary oxygen with or without a disposable medical mask (mean ± SD, n = 10)
2.3 戴口罩組與不戴口罩組吸氧后各個時間點的血液氧合參數比較
與吸氧前的基礎值相對比，無論是否佩戴口罩，在開始吸氧后 PaO2 均迅速上升，在吸氧 3 min 時基本達到氧分壓上升曲線的平臺；在吸氧最開始的 1 min 內，不戴口罩的情況下 PaO2 上升速度明顯更快。
與戴口罩組相比，不戴口罩組在各個觀察時間點所獲得的 PaO2 更高。在吸氧開始后的 T1、T2、T3 時間點，戴與不戴口罩情況下的 PaO2 數值分別為（220.1 ± 47.01）mm Hg vs.（296.31 ± 111.38）mm Hg（P = 0.002）、（237.6 ± 75.86）mm Hg vs.（308.1 ± 112.35）mm Hg（P = 0.001）和（237.1 ± 62.17）mm Hg vs.（302.1 ± 85.04）mm Hg（P ＝ 0.042）（見表 2）。
在 3 個觀察時間點，戴與不戴口罩情況下的 PaCO2 數值分別為（31.12 ± 5.75）mm Hg vs.（37.95 ± 6.09）mm Hg（P = 0.005）、（33.85 ± 6.70）mm Hg vs.（35.62 ± 6.28）mm Hg（P = 0.577）和（34.73 ± 7.12）mm Hg vs.（38.12 ± 8.07）mm Hg（P ＝ 0.147）（見表 2）。數據表明戴口罩組受試者 PaCO2 會比不戴口罩的情況下低一些，而且其數值都輕微低于 PaCO2 的正常參考值范圍。
本組結果還顯示，戴口罩和不戴口罩吸氧情況下，SaO2 和 SpO2 都迅速達到飽和，兩組并無差異（見表 2）。
2.4 年齡對戴口罩組和不戴口罩組 PaO2 變化趨勢的影響
以 40 歲作為分界線，將受試者分為高齡組（> 40 歲，n = 6）和低齡組（≤ 40 歲，n = 4），結果提示無論是否配戴口罩，在吸氧前和吸氧后 3 個時刻點低齡組受試者的 PaO2 均高于高齡組，但差異沒有統計學意義。同時，我們分別比較了兩個年齡組在吸氧后 3 個時間點的△PaO2（同一時刻點戴口罩和不戴口罩的 PaO2 差值）的差異，結果顯示兩組△PaO2 差異并無統計學意義（見表 3）。
表3
年齡、吸煙和性別對吸氧后 3 個時間點戴口罩組與不戴口罩組的 PaO2 差值（△PaO2）的影響（均數 ± 標準差，mm Hg）
Table3.
The effect of age, smoking and sex on the differences of PaO2 (△PaO2) between the two groups (with/without mask) at three time points after supplementary oxygen (mean ± SD, mm Hg)
2.5 吸煙對戴口罩組和不戴口罩組 PaO2 變化趨勢的影響
按照吸煙與否將受試者分為非吸煙組（n = 6）和吸煙組（n = 4），結果提示戴口罩的情況下，在吸氧后 1 min，非吸煙組受試者的 PaO2 明顯高于吸煙組［（244.17 ± 38.65）mm Hg vs.（184.00 ± 35.28）mm Hg，P = 0.037］；而不戴口罩的情況下，在吸氧后 1、3 min，非吸煙組受試者的 PaO2 都明顯高于吸煙組［（345.50 ± 121.87）mm Hg vs.（222.50 ± 18.84）mm Hg，P = 0.010；（367.00 ± 108.41）mm Hg vs.（219.75 ± 30.59）mm Hg，P = 0.032］；其他時刻點無論是否佩戴口罩，盡管非吸煙組受試者的 PaO2 高于吸煙組，但差異沒有統計學意義。同時，我們分別比較了吸煙組與不吸煙組在吸氧后 3 個時間點的△PaO2，結果顯示兩組△PaO2 差異并無統計學意義（見表 3）。
受試者中吸煙者均為男性，為驗證性別因素是否會對吸煙因素的分析結果產生一定影響，本研究做了進一步分析，即將受試者分為男性（n = 5）和女性（n = 5）兩組，再分別比較在吸氧后 3 個時間點的△PaO2，結果顯示兩組△PaO2 差異也無統計學意義（見表 3）。
2.6 受試者主觀舒適度評價
10 例受試者中，有 5 例認為佩戴口罩后面罩吸氧，在呼吸時存在呼吸不暢和更加明顯的不適。
3 討論
為提高機體耐受缺氧的能力，代償麻醉、手術方式或術中體位對呼吸功能的影響，以及更好地應對圍術期突發的呼吸不良事件，針對非全身麻醉而保留自主呼吸的患者（如椎管內麻醉下接受剖宮產手術的產婦等）常規會為其提供額外供氧，通過麻醉面罩給氧是一種常用方式[11-13]。而在 COVID-19 或其他呼吸道疾病疫情高發期間，患者戴口罩進入手術室是減少院內交叉感染和環境污染的有效手段，尤其是可能面對那些無癥狀高度疑似病例或確診病例。本研究從目前臨床的實際問題出發，探討了術中保留自主呼吸的個體佩戴一次性醫用口罩狀態下再接受麻醉面罩供氧的血液氧合狀態，研究結果證實：① 在佩戴一次性醫用口罩的情況下，經麻醉面罩吸氧（氧流量 5 L/min）可以有效增加機體供氧，脈搏血氧飽和度和動脈血氧飽和度可以迅速達到飽和；② 與非疫情期間直接經麻醉面罩吸氧相比，受試個體佩戴一次性醫用口罩后 PaO2 上升速度和幅度均明顯降低，說明佩戴口罩一定程度上可阻礙機體通氣；③ 年齡增長和吸煙并沒有對戴或不戴口罩吸氧時機體 PaO2 之間的差異帶來顯著影響。
PaO2 是氧分子在血液中物理溶解所產生的張力，是反映機體是否缺氧的重要指標，也是反映機體外呼吸功能的重要參數；PaO2 的高低取決于吸入氧濃度和機體的分鐘通氣量；較高的 PaO2 有利于氧分子從血液中向外周組織釋放，增加外周組織供氧[14-15]。麻醉中為患者供氧的目的就在于提高患者機體氧儲備，增加外周組織供氧，因此本研究選擇了 PaO2 作為主要觀察指標。本研究顯示：無論是否佩戴口罩吸氧，PaO2 上升最快的時間段是吸氧的前 3 min，3 min 后基本進入了一個平臺期，PaO2 沒有進一步明顯上升。這與全麻誘導時提倡預給氧的時間在 3～5 min 的結論相吻合，因為更長時間的預給氧并不能進一步有效增加機體的氧儲備[16-19]。
佩戴口罩吸氧，與吸氧前的基礎值相比 PaO2 有顯著增加，說明即使佩戴口罩吸氧也可以有效增加機體供氧，為麻醉專家共識中提倡進入手術間的患者應佩戴口罩的推薦意見提供了數據支持；但其 PaO2 上升速度和幅度明顯低于沒有佩戴口罩的狀態，最大的可能是口罩在一定程度上阻礙了患者通氣，增加了氣道阻力，在吸氧條件不變的情況下，減少了單位時間內進入機體內的氧流量，這也是為什么 10 例中有 5 例受試者評價佩戴口罩后吸氧有相對明顯的憋悶感。同時兩組的 PaCO2 數據也證實了這一結論，本研究顯示，佩戴口罩組的 PaCO2 數值低于沒有佩戴口罩，同時也輕微低于正常參考值范圍（35～45 mm Hg），推測原因在于受試者佩戴口罩時有憋悶感，從而本能地加深了呼吸幅度或加快了呼吸頻率，代償性地增加了每分鐘通氣量以克服佩戴口罩對通氣的阻礙作用。
隨著年齡增加，機體的動脈血氧分壓會呈現輕微下降趨勢[20-21]，而吸煙暴露對呼吸系統健康也有明確的負面影響[22-25]，因此，我們進一步分析了年齡增長和吸煙是否會加大戴口罩吸氧和不戴口罩吸氧時 PaO2 的差距。我們以 40 歲為界，將受試者劃分為低齡組和高齡組；同時將受試者劃分為吸煙組和非吸煙組，其中 4 名吸煙者均有長年吸煙史（吸煙 10～20 年，1～2 包/日）。研究數據提示，無論是否佩戴口罩，低齡組的 PaO2 均高于高齡組，非吸煙組的 PaO2 均高于吸煙組，但在大多數觀測時刻點上這個差異沒有顯示出統計學意義。同時，在同一時刻點同一受試者戴口罩和不戴口罩時的 PaO2 差值（即△PaO2）上，數據提示年齡增長和吸煙傾向于減小△PaO2，但是這種差異在我們的研究中沒有顯示出統計學意義，推測可能是局限于小樣本量所致，如果增加樣本量有可能進一步明確地揭示這種差異。
本研究是針對新冠疫情管控形勢下進行的一項臨床預試驗，尚具有一定局限性，比如研究樣本量偏小。但在目前樣本量下，已經發現了戴口罩組與不戴口罩組之間的明顯差異，也初步證實了佩戴一次性醫用口罩后再接受麻醉面罩吸氧對機體血液氧合狀態的影響。另一方面，目前的研究僅在健康志愿者身上進行，因此外推到某些具有潛在呼吸功能障礙的特殊患者群體（比如肥胖、呼吸系統疾病、妊娠等）則具有一定局限性，但我們的數據可為這些患者的呼吸氧合管理提供參考。
本研究為了解圍術期保留自主呼吸患者佩戴一次性醫用口罩后再接受麻醉面罩吸氧的血液氧合狀態變化趨勢提供了數據，目前尚無類似研究。我們的研究證實即使佩戴一次性醫用口罩再接受麻醉面罩吸氧，也可以有效增加機體氧含量，脈搏血氧飽和度和動脈血氧飽和度均迅速達到飽和，說明對于潛在的呼吸道傳播疾病患者，手術間內在條件允許的情況下應盡量保持佩戴口罩的管理措施從理論和實際上都是可行的；但此時動脈血氧分壓增加的幅度明顯低于非疫情期間沒有佩戴口罩的情況，這推測是由于佩戴一次性醫用口罩之后增加了麻醉面罩下吸氧時的氣道阻力所致。因此我們建議針對某些具有潛在呼吸功能障礙的人群（比如重度肥胖者、孕產婦、呼吸系統疾病患者、胸廓畸形患者等），在保留自主呼吸且佩戴有一次性醫用口罩的情況下，應謹慎采用麻醉面罩吸氧并密切監護氧合參數，或者改用其他吸氧方式，如一次性醫用口罩下鼻導管吸氧。同時我們建議，針對普通人群，當面臨機體耗氧量大幅增加（如劇烈運動）時，應避免佩戴口罩以防機體缺氧。最后，雖然我們的研究證實了佩戴口罩后 PaO2 上升的速度和幅度有所下降，但對臨床患者的預后結局是否存在影響尚不清楚，如果后續有類似研究，我們建議在特定人群（如呼吸系統疾患、重度肥胖患者）中開展試驗，將能夠更好地揭示佩戴口罩對圍術期保留自主呼吸患者在手術間內接受額外供氧時的呼吸功能和血液氧合的影響。
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
引言
新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）至今仍在全球播散流行，前期來自國內外的數篇報道[1-6]均指出呼吸道傳播和接觸傳播是其主要途徑，而口罩是阻斷此類傳播的有效手段之一。為有效控制疫情，減少醫院內感染和保護醫護人員，我國前期發表的麻醉專家共識及相關研究均建議在疫情流行期間手術患者進入手術室應佩戴口罩，以減少潛在病例的可能傳播[7-9]。
麻醉醫師通常會為接受區域麻醉（如椎管內麻醉）下手術的患者常規吸氧，通過麻醉面罩吸氧是手術間常用吸氧方式。提倡進入手術室的患者佩戴口罩，尤其是針對高度疑似和確診的 COVID-19 患者，是一項簡單、經濟、有效的防疫措施。因此了解手術室內保留自主呼吸患者佩戴口罩后接受麻醉面罩吸氧的通氣及氧合情況，有助于完善患者呼吸氧合管理。
為減少臨床干擾因素，本研究納入健康志愿者作為受試者，探討佩戴一次性醫用口罩+麻醉面罩吸氧方式能否有效為機體供氧，同時與直接麻醉面罩吸氧的方式相比，機體的血液氧合情況是否存在差異，從而推斷將手術患者佩戴口罩作為一項手術間內管控呼吸系統傳播疾病的干預措施，對相關患者呼吸氧合情況的影響，并為今后此類呼吸道傳播疾病患者臨床呼吸氧合管理提供借鑒。
1 研究方法
1.1 研究方案
本研究已獲得首都醫科大學附屬北京婦產醫院倫理委員會批準（倫理審查編號 2020-KY-016-01），并與受試者簽署知情同意書。受試者納入標準為健康志愿者，年齡 20～60 歲，無心、肺、腦、肝、腎、血液系統等重要臟器病變，無語言交流及認知功能障礙。排除標準為近期上呼吸道感染史、上呼吸道解剖異常、上呼吸道手術史、有脊柱側彎或漏斗胸等存在潛在通氣功能障礙等解剖異常情況者。
本研究干預方式分為兩種：佩戴一次性醫用口罩+麻醉面罩吸氧（戴口罩組，A 組）和直接麻醉面罩吸氧（不戴口罩組，B 組）。由于呼吸氧合監測所得參數與受試者特征（如身高、體重、潮氣量、呼吸頻率、呼吸方式等）密切相關，為盡量保證組間均衡性，減少對預期結果的干擾因素，本研究采用自身前后對照試驗（before-after study in the same patient），最后共納入 10 例健康志愿者。
每一例受試對象先后接受兩種不同干預措施，同一受試者接受兩種不同措施的順序為隨機抽簽決定。兩種不同干預措施之間的清洗期為半小時。
1.2 研究實施
1.2.1 麻醉恢復室準備工作
① 人口學資料（年齡、身高、體重、吸煙史）采集。② 分發試驗用口罩：所有受試者統一佩戴研究者分發的口罩：一次性醫用口罩（中國，振德醫療用品股份有限公司，型號：德美舒）。③ 橈動脈穿刺置管：所有受試者經檢查 Allen 試驗陰性后，在麻醉恢復室統一完成左側橈動脈穿刺置管，并用肝素生理鹽水封閉導管。
1.2.2 手術室內研究數據采集
① 吸氧設施準備：所有受試者均通過連接麻醉機的呼吸回路接受麻醉面罩下吸氧，100% 氧氣流量調節至 5 L/min[10]，完全打開麻醉機限壓閥，調節面罩面部貼合處的充氣量，使其盡量貼合受試者面部，減少漏氣，但不施加外力固定或壓迫面罩。② 研究數據采集：受試者戴口罩進入手術室，抽簽決定接受兩種不同干預方式的順序；后平臥于手術床，常規監測血壓、脈搏氧飽和度和心電圖。平靜 5 min 后，采集基礎動脈血氣（戴口罩、吸空氣，T0），并記錄此時的脈搏氧飽和度、血壓和心率。從吸氧（戴口罩或不戴口罩）開始按下墻面計時器，分別于吸氧 1 min（T1）、3 min（T2）和 20 min（T3）時采集動脈血氣并記錄此時的脈搏氧飽和度、血壓和心率；20 min 為每種干預方式觀察終止時間點。兩種不同干預方式的實施中間間隔半小時，期間患者處于自然狀態，戴口罩吸空氣。血氣檢測采用便攜式血氣分析儀（Abbott Point of Care Inc，i-STAT?1 Analyzer，MN:300-G，美國）及同品牌配套檢測芯片。
1.3 研究指標
本研究的主要觀察指標為受試者動脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）；次要觀察指標包括動脈血二氧化碳分壓（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、動脈血氧飽和度（arterial oxygen saturation，SaO2）和脈搏氧飽和度（pulse oxygen saturation，SpO2），以及患者主觀舒適度評價。
1.4 統計方法
連續變量列出均數和標準差，并進行正態性檢驗及方差齊性檢驗，在滿足正態分布且方差齊的條件下，采用 t 檢驗進行組間比較，否則采用 Wilcoxon 秩和檢驗進行組間比較。同一干預措施組內吸氧前后比較，連續性變量采用配對 t 檢驗/符號秩檢驗。在分析年齡和吸煙因素對兩組吸氧后血液氧合參數變化趨勢的影響時，△PaO2 表示 PaO2 在同一時刻點戴口罩組和不戴口罩組的差值，計算方式為同一時刻點戴口罩組數值減去不戴口罩組數值，統計方法同前。P 值小于 0.05 認為差異具有統計學意義。
2 結果
2.1 健康志愿者人口學資料
健康志愿者人口學資料如表 1 所示。10 例受試者中包含 5 名女性、5 名男性，平均年齡 45.1 歲（最小年齡 27 歲，最大年齡 60 歲）；其中 4 名男性有長年吸煙史。
表1
受試者人口學資料
Table1.
Subjects’ demographic properties
2.2 戴口罩組吸氧前后血液氧合狀態變化趨勢
如表 2 所示，在試驗觀察的 3 個時間點 T1、T2、T3，受試者的血液氧含量指標（PaO2、SaO2、SpO2）均明顯高于基礎值（吸空氣狀態），而 PaCO2 無明顯差異。與吸氧前基礎值相對比，T1、T2、T3 的 PaO2 分別為（220.10 ± 47.01）mm Hg（P < 0.001）、（237.60 ± 75.86）mm Hg（P < 0.001）和（237.10 ± 62.17）mm Hg（P < 0.001），說明即使佩戴一次性醫用口罩，受試者再接受麻醉面罩下吸氧，也可以有效增加機體供氧。
表2
戴口罩組與不戴口罩組吸氧前后各個時間點的血液氧合參數比較（均數 ± 標準差，n = 10）
Table2.
Comparison of blood oxygenation status of subjects after receiving supplementary oxygen with or without a disposable medical mask (mean ± SD, n = 10)
2.3 戴口罩組與不戴口罩組吸氧后各個時間點的血液氧合參數比較
與吸氧前的基礎值相對比，無論是否佩戴口罩，在開始吸氧后 PaO2 均迅速上升，在吸氧 3 min 時基本達到氧分壓上升曲線的平臺；在吸氧最開始的 1 min 內，不戴口罩的情況下 PaO2 上升速度明顯更快。
與戴口罩組相比，不戴口罩組在各個觀察時間點所獲得的 PaO2 更高。在吸氧開始后的 T1、T2、T3 時間點，戴與不戴口罩情況下的 PaO2 數值分別為（220.1 ± 47.01）mm Hg vs.（296.31 ± 111.38）mm Hg（P = 0.002）、（237.6 ± 75.86）mm Hg vs.（308.1 ± 112.35）mm Hg（P = 0.001）和（237.1 ± 62.17）mm Hg vs.（302.1 ± 85.04）mm Hg（P ＝ 0.042）（見表 2）。
在 3 個觀察時間點，戴與不戴口罩情況下的 PaCO2 數值分別為（31.12 ± 5.75）mm Hg vs.（37.95 ± 6.09）mm Hg（P = 0.005）、（33.85 ± 6.70）mm Hg vs.（35.62 ± 6.28）mm Hg（P = 0.577）和（34.73 ± 7.12）mm Hg vs.（38.12 ± 8.07）mm Hg（P ＝ 0.147）（見表 2）。數據表明戴口罩組受試者 PaCO2 會比不戴口罩的情況下低一些，而且其數值都輕微低于 PaCO2 的正常參考值范圍。
本組結果還顯示，戴口罩和不戴口罩吸氧情況下，SaO2 和 SpO2 都迅速達到飽和，兩組并無差異（見表 2）。
2.4 年齡對戴口罩組和不戴口罩組 PaO2 變化趨勢的影響
以 40 歲作為分界線，將受試者分為高齡組（> 40 歲，n = 6）和低齡組（≤ 40 歲，n = 4），結果提示無論是否配戴口罩，在吸氧前和吸氧后 3 個時刻點低齡組受試者的 PaO2 均高于高齡組，但差異沒有統計學意義。同時，我們分別比較了兩個年齡組在吸氧后 3 個時間點的△PaO2（同一時刻點戴口罩和不戴口罩的 PaO2 差值）的差異，結果顯示兩組△PaO2 差異并無統計學意義（見表 3）。
表3
年齡、吸煙和性別對吸氧后 3 個時間點戴口罩組與不戴口罩組的 PaO2 差值（△PaO2）的影響（均數 ± 標準差，mm Hg）
Table3.
The effect of age, smoking and sex on the differences of PaO2 (△PaO2) between the two groups (with/without mask) at three time points after supplementary oxygen (mean ± SD, mm Hg)
2.5 吸煙對戴口罩組和不戴口罩組 PaO2 變化趨勢的影響
按照吸煙與否將受試者分為非吸煙組（n = 6）和吸煙組（n = 4），結果提示戴口罩的情況下，在吸氧后 1 min，非吸煙組受試者的 PaO2 明顯高于吸煙組［（244.17 ± 38.65）mm Hg vs.（184.00 ± 35.28）mm Hg，P = 0.037］；而不戴口罩的情況下，在吸氧后 1、3 min，非吸煙組受試者的 PaO2 都明顯高于吸煙組［（345.50 ± 121.87）mm Hg vs.（222.50 ± 18.84）mm Hg，P = 0.010；（367.00 ± 108.41）mm Hg vs.（219.75 ± 30.59）mm Hg，P = 0.032］；其他時刻點無論是否佩戴口罩，盡管非吸煙組受試者的 PaO2 高于吸煙組，但差異沒有統計學意義。同時，我們分別比較了吸煙組與不吸煙組在吸氧后 3 個時間點的△PaO2，結果顯示兩組△PaO2 差異并無統計學意義（見表 3）。
受試者中吸煙者均為男性，為驗證性別因素是否會對吸煙因素的分析結果產生一定影響，本研究做了進一步分析，即將受試者分為男性（n = 5）和女性（n = 5）兩組，再分別比較在吸氧后 3 個時間點的△PaO2，結果顯示兩組△PaO2 差異也無統計學意義（見表 3）。
2.6 受試者主觀舒適度評價
10 例受試者中，有 5 例認為佩戴口罩后面罩吸氧，在呼吸時存在呼吸不暢和更加明顯的不適。
3 討論
為提高機體耐受缺氧的能力，代償麻醉、手術方式或術中體位對呼吸功能的影響，以及更好地應對圍術期突發的呼吸不良事件，針對非全身麻醉而保留自主呼吸的患者（如椎管內麻醉下接受剖宮產手術的產婦等）常規會為其提供額外供氧，通過麻醉面罩給氧是一種常用方式[11-13]。而在 COVID-19 或其他呼吸道疾病疫情高發期間，患者戴口罩進入手術室是減少院內交叉感染和環境污染的有效手段，尤其是可能面對那些無癥狀高度疑似病例或確診病例。本研究從目前臨床的實際問題出發，探討了術中保留自主呼吸的個體佩戴一次性醫用口罩狀態下再接受麻醉面罩供氧的血液氧合狀態，研究結果證實：① 在佩戴一次性醫用口罩的情況下，經麻醉面罩吸氧（氧流量 5 L/min）可以有效增加機體供氧，脈搏血氧飽和度和動脈血氧飽和度可以迅速達到飽和；② 與非疫情期間直接經麻醉面罩吸氧相比，受試個體佩戴一次性醫用口罩后 PaO2 上升速度和幅度均明顯降低，說明佩戴口罩一定程度上可阻礙機體通氣；③ 年齡增長和吸煙并沒有對戴或不戴口罩吸氧時機體 PaO2 之間的差異帶來顯著影響。
PaO2 是氧分子在血液中物理溶解所產生的張力，是反映機體是否缺氧的重要指標，也是反映機體外呼吸功能的重要參數；PaO2 的高低取決于吸入氧濃度和機體的分鐘通氣量；較高的 PaO2 有利于氧分子從血液中向外周組織釋放，增加外周組織供氧[14-15]。麻醉中為患者供氧的目的就在于提高患者機體氧儲備，增加外周組織供氧，因此本研究選擇了 PaO2 作為主要觀察指標。本研究顯示：無論是否佩戴口罩吸氧，PaO2 上升最快的時間段是吸氧的前 3 min，3 min 后基本進入了一個平臺期，PaO2 沒有進一步明顯上升。這與全麻誘導時提倡預給氧的時間在 3～5 min 的結論相吻合，因為更長時間的預給氧并不能進一步有效增加機體的氧儲備[16-19]。
佩戴口罩吸氧，與吸氧前的基礎值相比 PaO2 有顯著增加，說明即使佩戴口罩吸氧也可以有效增加機體供氧，為麻醉專家共識中提倡進入手術間的患者應佩戴口罩的推薦意見提供了數據支持；但其 PaO2 上升速度和幅度明顯低于沒有佩戴口罩的狀態，最大的可能是口罩在一定程度上阻礙了患者通氣，增加了氣道阻力，在吸氧條件不變的情況下，減少了單位時間內進入機體內的氧流量，這也是為什么 10 例中有 5 例受試者評價佩戴口罩后吸氧有相對明顯的憋悶感。同時兩組的 PaCO2 數據也證實了這一結論，本研究顯示，佩戴口罩組的 PaCO2 數值低于沒有佩戴口罩，同時也輕微低于正常參考值范圍（35～45 mm Hg），推測原因在于受試者佩戴口罩時有憋悶感，從而本能地加深了呼吸幅度或加快了呼吸頻率，代償性地增加了每分鐘通氣量以克服佩戴口罩對通氣的阻礙作用。
隨著年齡增加，機體的動脈血氧分壓會呈現輕微下降趨勢[20-21]，而吸煙暴露對呼吸系統健康也有明確的負面影響[22-25]，因此，我們進一步分析了年齡增長和吸煙是否會加大戴口罩吸氧和不戴口罩吸氧時 PaO2 的差距。我們以 40 歲為界，將受試者劃分為低齡組和高齡組；同時將受試者劃分為吸煙組和非吸煙組，其中 4 名吸煙者均有長年吸煙史（吸煙 10～20 年，1～2 包/日）。研究數據提示，無論是否佩戴口罩，低齡組的 PaO2 均高于高齡組，非吸煙組的 PaO2 均高于吸煙組，但在大多數觀測時刻點上這個差異沒有顯示出統計學意義。同時，在同一時刻點同一受試者戴口罩和不戴口罩時的 PaO2 差值（即△PaO2）上，數據提示年齡增長和吸煙傾向于減小△PaO2，但是這種差異在我們的研究中沒有顯示出統計學意義，推測可能是局限于小樣本量所致，如果增加樣本量有可能進一步明確地揭示這種差異。
本研究是針對新冠疫情管控形勢下進行的一項臨床預試驗，尚具有一定局限性，比如研究樣本量偏小。但在目前樣本量下，已經發現了戴口罩組與不戴口罩組之間的明顯差異，也初步證實了佩戴一次性醫用口罩后再接受麻醉面罩吸氧對機體血液氧合狀態的影響。另一方面，目前的研究僅在健康志愿者身上進行，因此外推到某些具有潛在呼吸功能障礙的特殊患者群體（比如肥胖、呼吸系統疾病、妊娠等）則具有一定局限性，但我們的數據可為這些患者的呼吸氧合管理提供參考。
本研究為了解圍術期保留自主呼吸患者佩戴一次性醫用口罩后再接受麻醉面罩吸氧的血液氧合狀態變化趨勢提供了數據，目前尚無類似研究。我們的研究證實即使佩戴一次性醫用口罩再接受麻醉面罩吸氧，也可以有效增加機體氧含量，脈搏血氧飽和度和動脈血氧飽和度均迅速達到飽和，說明對于潛在的呼吸道傳播疾病患者，手術間內在條件允許的情況下應盡量保持佩戴口罩的管理措施從理論和實際上都是可行的；但此時動脈血氧分壓增加的幅度明顯低于非疫情期間沒有佩戴口罩的情況，這推測是由于佩戴一次性醫用口罩之后增加了麻醉面罩下吸氧時的氣道阻力所致。因此我們建議針對某些具有潛在呼吸功能障礙的人群（比如重度肥胖者、孕產婦、呼吸系統疾病患者、胸廓畸形患者等），在保留自主呼吸且佩戴有一次性醫用口罩的情況下，應謹慎采用麻醉面罩吸氧并密切監護氧合參數，或者改用其他吸氧方式，如一次性醫用口罩下鼻導管吸氧。同時我們建議，針對普通人群，當面臨機體耗氧量大幅增加（如劇烈運動）時，應避免佩戴口罩以防機體缺氧。最后，雖然我們的研究證實了佩戴口罩后 PaO2 上升的速度和幅度有所下降，但對臨床患者的預后結局是否存在影響尚不清楚，如果后續有類似研究，我們建議在特定人群（如呼吸系統疾患、重度肥胖患者）中開展試驗，將能夠更好地揭示佩戴口罩對圍術期保留自主呼吸患者在手術間內接受額外供氧時的呼吸功能和血液氧合的影響。
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
