在 COVID-19 播散期间，手术患者在手术间内佩戴口罩是疫情防控管理措施之一。麻醉医生通常会为非全麻手术患者提供吸氧，其中经麻醉面罩吸氧是常见方式，然而佩戴口罩对保留自主呼吸的机体接受麻醉面罩下吸氧的血液氧合状态的影响目前尚无任何相关研究数据。本研究以健康志愿者作为研究对象，采用自身前后对照试验，在受试者佩戴或不戴一次性医用口罩两种情形下测定了经麻醉面罩下吸氧前后相应时间点的血液氧合状态的变化趋势。与吸氧前基础值相比，10 例健康受试者无论是否佩戴一次性医用口罩，均可有效增加受试者氧供；但与不戴口罩组相比，戴口罩组各时间点的动脉血氧分压均明显降低，差异具有统计学意义。两组其他呼吸氧合参数无明显差异。同时数据提示年龄增长与吸烟对戴口罩组和不戴口罩组之间的动脉血氧分压差值没有明显影响。本文首次验证了机体在佩戴一次性医用口罩再接受麻醉面罩吸氧时可以有效增加机体氧供，脉搏氧饱和度和动脉血氧饱和度均能迅速达到 100%，为要求播散性呼吸道疾病患者进入手术室佩戴口罩的管理措施提供了理论依据；但与直接麻醉面罩吸氧方式相比，其动脉血氧分压上升速度和幅度都有明显降低。这种差异对临床结局是否会带来影响，尚需进一步研究。
引用本文： 赵娜, 景宇淼, 关菊芬, 李想, 李晓光, 邢云飞, 向兴华, 侯永利, 黄雪娇, 张希玥, 赫金鑫, 王雪娟, 徐铭军. 佩戴口罩对保留自主呼吸机体接受麻醉面罩吸氧时血液氧合状态影响的探讨. 生物医学工程学杂志, 2020, 37(6): 1025-1030. doi: 10.7507/1001-5515.202007017 复制
引言
新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）至今仍在全球播散流行，前期来自国内外的数篇报道[1-6]均指出呼吸道传播和接触传播是其主要途径，而口罩是阻断此类传播的有效手段之一。为有效控制疫情，减少医院内感染和保护医护人员，我国前期发表的麻醉专家共识及相关研究均建议在疫情流行期间手术患者进入手术室应佩戴口罩，以减少潜在病例的可能传播[7-9]。
麻醉医师通常会为接受区域麻醉（如椎管内麻醉）下手术的患者常规吸氧，通过麻醉面罩吸氧是手术间常用吸氧方式。提倡进入手术室的患者佩戴口罩，尤其是针对高度疑似和确诊的 COVID-19 患者，是一项简单、经济、有效的防疫措施。因此了解手术室内保留自主呼吸患者佩戴口罩后接受麻醉面罩吸氧的通气及氧合情况，有助于完善患者呼吸氧合管理。
为减少临床干扰因素，本研究纳入健康志愿者作为受试者，探讨佩戴一次性医用口罩+麻醉面罩吸氧方式能否有效为机体供氧，同时与直接麻醉面罩吸氧的方式相比，机体的血液氧合情况是否存在差异，从而推断将手术患者佩戴口罩作为一项手术间内管控呼吸系统传播疾病的干预措施，对相关患者呼吸氧合情况的影响，并为今后此类呼吸道传播疾病患者临床呼吸氧合管理提供借鉴。
1 研究方法
1.1 研究方案
本研究已获得首都医科大学附属北京妇产医院伦理委员会批准（伦理审查编号 2020-KY-016-01），并与受试者签署知情同意书。受试者纳入标准为健康志愿者，年龄 20～60 岁，无心、肺、脑、肝、肾、血液系统等重要脏器病变，无语言交流及认知功能障碍。排除标准为近期上呼吸道感染史、上呼吸道解剖异常、上呼吸道手术史、有脊柱侧弯或漏斗胸等存在潜在通气功能障碍等解剖异常情况者。
本研究干预方式分为两种：佩戴一次性医用口罩+麻醉面罩吸氧（戴口罩组，A 组）和直接麻醉面罩吸氧（不戴口罩组，B 组）。由于呼吸氧合监测所得参数与受试者特征（如身高、体重、潮气量、呼吸频率、呼吸方式等）密切相关，为尽量保证组间均衡性，减少对预期结果的干扰因素，本研究采用自身前后对照试验（before-after study in the same patient），最后共纳入 10 例健康志愿者。
每一例受试对象先后接受两种不同干预措施，同一受试者接受两种不同措施的顺序为随机抽签决定。两种不同干预措施之间的清洗期为半小时。
1.2 研究实施
1.2.1 麻醉恢复室准备工作
① 人口学资料（年龄、身高、体重、吸烟史）采集。② 分发试验用口罩：所有受试者统一佩戴研究者分发的口罩：一次性医用口罩（中国，振德医疗用品股份有限公司，型号：德美舒）。③ 桡动脉穿刺置管：所有受试者经检查 Allen 试验阴性后，在麻醉恢复室统一完成左侧桡动脉穿刺置管，并用肝素生理盐水封闭导管。
1.2.2 手术室内研究数据采集
① 吸氧设施准备：所有受试者均通过连接麻醉机的呼吸回路接受麻醉面罩下吸氧，100% 氧气流量调节至 5 L/min[10]，完全打开麻醉机限压阀，调节面罩面部贴合处的充气量，使其尽量贴合受试者面部，减少漏气，但不施加外力固定或压迫面罩。② 研究数据采集：受试者戴口罩进入手术室，抽签决定接受两种不同干预方式的顺序；后平卧于手术床，常规监测血压、脉搏氧饱和度和心电图。平静 5 min 后，采集基础动脉血气（戴口罩、吸空气，T0），并记录此时的脉搏氧饱和度、血压和心率。从吸氧（戴口罩或不戴口罩）开始按下墙面计时器，分别于吸氧 1 min（T1）、3 min（T2）和 20 min（T3）时采集动脉血气并记录此时的脉搏氧饱和度、血压和心率；20 min 为每种干预方式观察终止时间点。两种不同干预方式的实施中间间隔半小时，期间患者处于自然状态，戴口罩吸空气。血气检测采用便携式血气分析仪（Abbott Point of Care Inc，i-STAT®1 Analyzer，MN:300-G，美国）及同品牌配套检测芯片。
1.3 研究指标
本研究的主要观察指标为受试者动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）；次要观察指标包括动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、动脉血氧饱和度（arterial oxygen saturation，SaO2）和脉搏氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO2），以及患者主观舒适度评价。
1.4 统计方法
连续变量列出均数和标准差，并进行正态性检验及方差齐性检验，在满足正态分布且方差齐的条件下，采用 t 检验进行组间比较，否则采用 Wilcoxon 秩和检验进行组间比较。同一干预措施组内吸氧前后比较，连续性变量采用配对 t 检验/符号秩检验。在分析年龄和吸烟因素对两组吸氧后血液氧合参数变化趋势的影响时，△PaO2 表示 PaO2 在同一时刻点戴口罩组和不戴口罩组的差值，计算方式为同一时刻点戴口罩组数值减去不戴口罩组数值，统计方法同前。P 值小于 0.05 认为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 健康志愿者人口学资料
健康志愿者人口学资料如表 1 所示。10 例受试者中包含 5 名女性、5 名男性，平均年龄 45.1 岁（最小年龄 27 岁，最大年龄 60 岁）；其中 4 名男性有长年吸烟史。
表1
受试者人口学资料
Table1.
Subjects’ demographic properties
2.2 戴口罩组吸氧前后血液氧合状态变化趋势
如表 2 所示，在试验观察的 3 个时间点 T1、T2、T3，受试者的血液氧含量指标（PaO2、SaO2、SpO2）均明显高于基础值（吸空气状态），而 PaCO2 无明显差异。与吸氧前基础值相对比，T1、T2、T3 的 PaO2 分别为（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），说明即使佩戴一次性医用口罩，受试者再接受麻醉面罩下吸氧，也可以有效增加机体供氧。
表2
戴口罩组与不戴口罩组吸氧前后各个时间点的血液氧合参数比较（均数 ± 标准差，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 戴口罩组与不戴口罩组吸氧后各个时间点的血液氧合参数比较
与吸氧前的基础值相对比，无论是否佩戴口罩，在开始吸氧后 PaO2 均迅速上升，在吸氧 3 min 时基本达到氧分压上升曲线的平台；在吸氧最开始的 1 min 内，不戴口罩的情况下 PaO2 上升速度明显更快。
与戴口罩组相比，不戴口罩组在各个观察时间点所获得的 PaO2 更高。在吸氧开始后的 T1、T2、T3 时间点，戴与不戴口罩情况下的 PaO2 数值分别为（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）（见表 2）。
在 3 个观察时间点，戴与不戴口罩情况下的 PaCO2 数值分别为（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）（见表 2）。数据表明戴口罩组受试者 PaCO2 会比不戴口罩的情况下低一些，而且其数值都轻微低于 PaCO2 的正常参考值范围。
本组结果还显示，戴口罩和不戴口罩吸氧情况下，SaO2 和 SpO2 都迅速达到饱和，两组并无差异（见表 2）。
2.4 年龄对戴口罩组和不戴口罩组 PaO2 变化趋势的影响
以 40 岁作为分界线，将受试者分为高龄组（> 40 岁，n = 6）和低龄组（≤ 40 岁，n = 4），结果提示无论是否配戴口罩，在吸氧前和吸氧后 3 个时刻点低龄组受试者的 PaO2 均高于高龄组，但差异没有统计学意义。同时，我们分别比较了两个年龄组在吸氧后 3 个时间点的△PaO2（同一时刻点戴口罩和不戴口罩的 PaO2 差值）的差异，结果显示两组△PaO2 差异并无统计学意义（见表 3）。
表3
年龄、吸烟和性别对吸氧后 3 个时间点戴口罩组与不戴口罩组的 PaO2 差值（△PaO2）的影响（均数 ± 标准差，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 吸烟对戴口罩组和不戴口罩组 PaO2 变化趋势的影响
按照吸烟与否将受试者分为非吸烟组（n = 6）和吸烟组（n = 4），结果提示戴口罩的情况下，在吸氧后 1 min，非吸烟组受试者的 PaO2 明显高于吸烟组［（244.17 ± 38.65）mm Hg vs.（184.00 ± 35.28）mm Hg，P = 0.037］；而不戴口罩的情况下，在吸氧后 1、3 min，非吸烟组受试者的 PaO2 都明显高于吸烟组［（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］；其他时刻点无论是否佩戴口罩，尽管非吸烟组受试者的 PaO2 高于吸烟组，但差异没有统计学意义。同时，我们分别比较了吸烟组与不吸烟组在吸氧后 3 个时间点的△PaO2，结果显示两组△PaO2 差异并无统计学意义（见表 3）。
受试者中吸烟者均为男性，为验证性别因素是否会对吸烟因素的分析结果产生一定影响，本研究做了进一步分析，即将受试者分为男性（n = 5）和女性（n = 5）两组，再分别比较在吸氧后 3 个时间点的△PaO2，结果显示两组△PaO2 差异也无统计学意义（见表 3）。
2.6 受试者主观舒适度评价
10 例受试者中，有 5 例认为佩戴口罩后面罩吸氧，在呼吸时存在呼吸不畅和更加明显的不适。
3 讨论
为提高机体耐受缺氧的能力，代偿麻醉、手术方式或术中体位对呼吸功能的影响，以及更好地应对围术期突发的呼吸不良事件，针对非全身麻醉而保留自主呼吸的患者（如椎管内麻醉下接受剖宫产手术的产妇等）常规会为其提供额外供氧，通过麻醉面罩给氧是一种常用方式[11-13]。而在 COVID-19 或其他呼吸道疾病疫情高发期间，患者戴口罩进入手术室是减少院内交叉感染和环境污染的有效手段，尤其是可能面对那些无症状高度疑似病例或确诊病例。本研究从目前临床的实际问题出发，探讨了术中保留自主呼吸的个体佩戴一次性医用口罩状态下再接受麻醉面罩供氧的血液氧合状态，研究结果证实：① 在佩戴一次性医用口罩的情况下，经麻醉面罩吸氧（氧流量 5 L/min）可以有效增加机体供氧，脉搏血氧饱和度和动脉血氧饱和度可以迅速达到饱和；② 与非疫情期间直接经麻醉面罩吸氧相比，受试个体佩戴一次性医用口罩后 PaO2 上升速度和幅度均明显降低，说明佩戴口罩一定程度上可阻碍机体通气；③ 年龄增长和吸烟并没有对戴或不戴口罩吸氧时机体 PaO2 之间的差异带来显著影响。
PaO2 是氧分子在血液中物理溶解所产生的张力，是反映机体是否缺氧的重要指标，也是反映机体外呼吸功能的重要参数；PaO2 的高低取决于吸入氧浓度和机体的分钟通气量；较高的 PaO2 有利于氧分子从血液中向外周组织释放，增加外周组织供氧[14-15]。麻醉中为患者供氧的目的就在于提高患者机体氧储备，增加外周组织供氧，因此本研究选择了 PaO2 作为主要观察指标。本研究显示：无论是否佩戴口罩吸氧，PaO2 上升最快的时间段是吸氧的前 3 min，3 min 后基本进入了一个平台期，PaO2 没有进一步明显上升。这与全麻诱导时提倡预给氧的时间在 3～5 min 的结论相吻合，因为更长时间的预给氧并不能进一步有效增加机体的氧储备[16-19]。
佩戴口罩吸氧，与吸氧前的基础值相比 PaO2 有显著增加，说明即使佩戴口罩吸氧也可以有效增加机体供氧，为麻醉专家共识中提倡进入手术间的患者应佩戴口罩的推荐意见提供了数据支持；但其 PaO2 上升速度和幅度明显低于没有佩戴口罩的状态，最大的可能是口罩在一定程度上阻碍了患者通气，增加了气道阻力，在吸氧条件不变的情况下，减少了单位时间内进入机体内的氧流量，这也是为什么 10 例中有 5 例受试者评价佩戴口罩后吸氧有相对明显的憋闷感。同时两组的 PaCO2 数据也证实了这一结论，本研究显示，佩戴口罩组的 PaCO2 数值低于没有佩戴口罩，同时也轻微低于正常参考值范围（35～45 mm Hg），推测原因在于受试者佩戴口罩时有憋闷感，从而本能地加深了呼吸幅度或加快了呼吸频率，代偿性地增加了每分钟通气量以克服佩戴口罩对通气的阻碍作用。
随着年龄增加，机体的动脉血氧分压会呈现轻微下降趋势[20-21]，而吸烟暴露对呼吸系统健康也有明确的负面影响[22-25]，因此，我们进一步分析了年龄增长和吸烟是否会加大戴口罩吸氧和不戴口罩吸氧时 PaO2 的差距。我们以 40 岁为界，将受试者划分为低龄组和高龄组；同时将受试者划分为吸烟组和非吸烟组，其中 4 名吸烟者均有长年吸烟史（吸烟 10～20 年，1～2 包/日）。研究数据提示，无论是否佩戴口罩，低龄组的 PaO2 均高于高龄组，非吸烟组的 PaO2 均高于吸烟组，但在大多数观测时刻点上这个差异没有显示出统计学意义。同时，在同一时刻点同一受试者戴口罩和不戴口罩时的 PaO2 差值（即△PaO2）上，数据提示年龄增长和吸烟倾向于减小△PaO2，但是这种差异在我们的研究中没有显示出统计学意义，推测可能是局限于小样本量所致，如果增加样本量有可能进一步明确地揭示这种差异。
本研究是针对新冠疫情管控形势下进行的一项临床预试验，尚具有一定局限性，比如研究样本量偏小。但在目前样本量下，已经发现了戴口罩组与不戴口罩组之间的明显差异，也初步证实了佩戴一次性医用口罩后再接受麻醉面罩吸氧对机体血液氧合状态的影响。另一方面，目前的研究仅在健康志愿者身上进行，因此外推到某些具有潜在呼吸功能障碍的特殊患者群体（比如肥胖、呼吸系统疾病、妊娠等）则具有一定局限性，但我们的数据可为这些患者的呼吸氧合管理提供参考。
本研究为了解围术期保留自主呼吸患者佩戴一次性医用口罩后再接受麻醉面罩吸氧的血液氧合状态变化趋势提供了数据，目前尚无类似研究。我们的研究证实即使佩戴一次性医用口罩再接受麻醉面罩吸氧，也可以有效增加机体氧含量，脉搏血氧饱和度和动脉血氧饱和度均迅速达到饱和，说明对于潜在的呼吸道传播疾病患者，手术间内在条件允许的情况下应尽量保持佩戴口罩的管理措施从理论和实际上都是可行的；但此时动脉血氧分压增加的幅度明显低于非疫情期间没有佩戴口罩的情况，这推测是由于佩戴一次性医用口罩之后增加了麻醉面罩下吸氧时的气道阻力所致。因此我们建议针对某些具有潜在呼吸功能障碍的人群（比如重度肥胖者、孕产妇、呼吸系统疾病患者、胸廓畸形患者等），在保留自主呼吸且佩戴有一次性医用口罩的情况下，应谨慎采用麻醉面罩吸氧并密切监护氧合参数，或者改用其他吸氧方式，如一次性医用口罩下鼻导管吸氧。同时我们建议，针对普通人群，当面临机体耗氧量大幅增加（如剧烈运动）时，应避免佩戴口罩以防机体缺氧。最后，虽然我们的研究证实了佩戴口罩后 PaO2 上升的速度和幅度有所下降，但对临床患者的预后结局是否存在影响尚不清楚，如果后续有类似研究，我们建议在特定人群（如呼吸系统疾患、重度肥胖患者）中开展试验，将能够更好地揭示佩戴口罩对围术期保留自主呼吸患者在手术间内接受额外供氧时的呼吸功能和血液氧合的影响。
利益冲突声明：本文全体作者均声明不存在利益冲突。
引言
新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）至今仍在全球播散流行，前期来自国内外的数篇报道[1-6]均指出呼吸道传播和接触传播是其主要途径，而口罩是阻断此类传播的有效手段之一。为有效控制疫情，减少医院内感染和保护医护人员，我国前期发表的麻醉专家共识及相关研究均建议在疫情流行期间手术患者进入手术室应佩戴口罩，以减少潜在病例的可能传播[7-9]。
麻醉医师通常会为接受区域麻醉（如椎管内麻醉）下手术的患者常规吸氧，通过麻醉面罩吸氧是手术间常用吸氧方式。提倡进入手术室的患者佩戴口罩，尤其是针对高度疑似和确诊的 COVID-19 患者，是一项简单、经济、有效的防疫措施。因此了解手术室内保留自主呼吸患者佩戴口罩后接受麻醉面罩吸氧的通气及氧合情况，有助于完善患者呼吸氧合管理。
为减少临床干扰因素，本研究纳入健康志愿者作为受试者，探讨佩戴一次性医用口罩+麻醉面罩吸氧方式能否有效为机体供氧，同时与直接麻醉面罩吸氧的方式相比，机体的血液氧合情况是否存在差异，从而推断将手术患者佩戴口罩作为一项手术间内管控呼吸系统传播疾病的干预措施，对相关患者呼吸氧合情况的影响，并为今后此类呼吸道传播疾病患者临床呼吸氧合管理提供借鉴。
1 研究方法
1.1 研究方案
本研究已获得首都医科大学附属北京妇产医院伦理委员会批准（伦理审查编号 2020-KY-016-01），并与受试者签署知情同意书。受试者纳入标准为健康志愿者，年龄 20～60 岁，无心、肺、脑、肝、肾、血液系统等重要脏器病变，无语言交流及认知功能障碍。排除标准为近期上呼吸道感染史、上呼吸道解剖异常、上呼吸道手术史、有脊柱侧弯或漏斗胸等存在潜在通气功能障碍等解剖异常情况者。
本研究干预方式分为两种：佩戴一次性医用口罩+麻醉面罩吸氧（戴口罩组，A 组）和直接麻醉面罩吸氧（不戴口罩组，B 组）。由于呼吸氧合监测所得参数与受试者特征（如身高、体重、潮气量、呼吸频率、呼吸方式等）密切相关，为尽量保证组间均衡性，减少对预期结果的干扰因素，本研究采用自身前后对照试验（before-after study in the same patient），最后共纳入 10 例健康志愿者。
每一例受试对象先后接受两种不同干预措施，同一受试者接受两种不同措施的顺序为随机抽签决定。两种不同干预措施之间的清洗期为半小时。
1.2 研究实施
1.2.1 麻醉恢复室准备工作
① 人口学资料（年龄、身高、体重、吸烟史）采集。② 分发试验用口罩：所有受试者统一佩戴研究者分发的口罩：一次性医用口罩（中国，振德医疗用品股份有限公司，型号：德美舒）。③ 桡动脉穿刺置管：所有受试者经检查 Allen 试验阴性后，在麻醉恢复室统一完成左侧桡动脉穿刺置管，并用肝素生理盐水封闭导管。
1.2.2 手术室内研究数据采集
① 吸氧设施准备：所有受试者均通过连接麻醉机的呼吸回路接受麻醉面罩下吸氧，100% 氧气流量调节至 5 L/min[10]，完全打开麻醉机限压阀，调节面罩面部贴合处的充气量，使其尽量贴合受试者面部，减少漏气，但不施加外力固定或压迫面罩。② 研究数据采集：受试者戴口罩进入手术室，抽签决定接受两种不同干预方式的顺序；后平卧于手术床，常规监测血压、脉搏氧饱和度和心电图。平静 5 min 后，采集基础动脉血气（戴口罩、吸空气，T0），并记录此时的脉搏氧饱和度、血压和心率。从吸氧（戴口罩或不戴口罩）开始按下墙面计时器，分别于吸氧 1 min（T1）、3 min（T2）和 20 min（T3）时采集动脉血气并记录此时的脉搏氧饱和度、血压和心率；20 min 为每种干预方式观察终止时间点。两种不同干预方式的实施中间间隔半小时，期间患者处于自然状态，戴口罩吸空气。血气检测采用便携式血气分析仪（Abbott Point of Care Inc，i-STAT®1 Analyzer，MN:300-G，美国）及同品牌配套检测芯片。
1.3 研究指标
本研究的主要观察指标为受试者动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）；次要观察指标包括动脉血二氧化碳分压（arterial partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）、动脉血氧饱和度（arterial oxygen saturation，SaO2）和脉搏氧饱和度（pulse oxygen saturation，SpO2），以及患者主观舒适度评价。
1.4 统计方法
连续变量列出均数和标准差，并进行正态性检验及方差齐性检验，在满足正态分布且方差齐的条件下，采用 t 检验进行组间比较，否则采用 Wilcoxon 秩和检验进行组间比较。同一干预措施组内吸氧前后比较，连续性变量采用配对 t 检验/符号秩检验。在分析年龄和吸烟因素对两组吸氧后血液氧合参数变化趋势的影响时，△PaO2 表示 PaO2 在同一时刻点戴口罩组和不戴口罩组的差值，计算方式为同一时刻点戴口罩组数值减去不戴口罩组数值，统计方法同前。P 值小于 0.05 认为差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 健康志愿者人口学资料
健康志愿者人口学资料如表 1 所示。10 例受试者中包含 5 名女性、5 名男性，平均年龄 45.1 岁（最小年龄 27 岁，最大年龄 60 岁）；其中 4 名男性有长年吸烟史。
表1
受试者人口学资料
Table1.
Subjects’ demographic properties
2.2 戴口罩组吸氧前后血液氧合状态变化趋势
如表 2 所示，在试验观察的 3 个时间点 T1、T2、T3，受试者的血液氧含量指标（PaO2、SaO2、SpO2）均明显高于基础值（吸空气状态），而 PaCO2 无明显差异。与吸氧前基础值相对比，T1、T2、T3 的 PaO2 分别为（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），说明即使佩戴一次性医用口罩，受试者再接受麻醉面罩下吸氧，也可以有效增加机体供氧。
表2
戴口罩组与不戴口罩组吸氧前后各个时间点的血液氧合参数比较（均数 ± 标准差，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 戴口罩组与不戴口罩组吸氧后各个时间点的血液氧合参数比较
与吸氧前的基础值相对比，无论是否佩戴口罩，在开始吸氧后 PaO2 均迅速上升，在吸氧 3 min 时基本达到氧分压上升曲线的平台；在吸氧最开始的 1 min 内，不戴口罩的情况下 PaO2 上升速度明显更快。
与戴口罩组相比，不戴口罩组在各个观察时间点所获得的 PaO2 更高。在吸氧开始后的 T1、T2、T3 时间点，戴与不戴口罩情况下的 PaO2 数值分别为（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）（见表 2）。
在 3 个观察时间点，戴与不戴口罩情况下的 PaCO2 数值分别为（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）（见表 2）。数据表明戴口罩组受试者 PaCO2 会比不戴口罩的情况下低一些，而且其数值都轻微低于 PaCO2 的正常参考值范围。
本组结果还显示，戴口罩和不戴口罩吸氧情况下，SaO2 和 SpO2 都迅速达到饱和，两组并无差异（见表 2）。
2.4 年龄对戴口罩组和不戴口罩组 PaO2 变化趋势的影响
以 40 岁作为分界线，将受试者分为高龄组（> 40 岁，n = 6）和低龄组（≤ 40 岁，n = 4），结果提示无论是否配戴口罩，在吸氧前和吸氧后 3 个时刻点低龄组受试者的 PaO2 均高于高龄组，但差异没有统计学意义。同时，我们分别比较了两个年龄组在吸氧后 3 个时间点的△PaO2（同一时刻点戴口罩和不戴口罩的 PaO2 差值）的差异，结果显示两组△PaO2 差异并无统计学意义（见表 3）。
表3
年龄、吸烟和性别对吸氧后 3 个时间点戴口罩组与不戴口罩组的 PaO2 差值（△PaO2）的影响（均数 ± 标准差，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 吸烟对戴口罩组和不戴口罩组 PaO2 变化趋势的影响
按照吸烟与否将受试者分为非吸烟组（n = 6）和吸烟组（n = 4），结果提示戴口罩的情况下，在吸氧后 1 min，非吸烟组受试者的 PaO2 明显高于吸烟组［（244.17 ± 38.65）mm Hg vs.（184.00 ± 35.28）mm Hg，P = 0.037］；而不戴口罩的情况下，在吸氧后 1、3 min，非吸烟组受试者的 PaO2 都明显高于吸烟组［（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］；其他时刻点无论是否佩戴口罩，尽管非吸烟组受试者的 PaO2 高于吸烟组，但差异没有统计学意义。同时，我们分别比较了吸烟组与不吸烟组在吸氧后 3 个时间点的△PaO2，结果显示两组△PaO2 差异并无统计学意义（见表 3）。
受试者中吸烟者均为男性，为验证性别因素是否会对吸烟因素的分析结果产生一定影响，本研究做了进一步分析，即将受试者分为男性（n = 5）和女性（n = 5）两组，再分别比较在吸氧后 3 个时间点的△PaO2，结果显示两组△PaO2 差异也无统计学意义（见表 3）。
2.6 受试者主观舒适度评价
10 例受试者中，有 5 例认为佩戴口罩后面罩吸氧，在呼吸时存在呼吸不畅和更加明显的不适。
3 讨论
为提高机体耐受缺氧的能力，代偿麻醉、手术方式或术中体位对呼吸功能的影响，以及更好地应对围术期突发的呼吸不良事件，针对非全身麻醉而保留自主呼吸的患者（如椎管内麻醉下接受剖宫产手术的产妇等）常规会为其提供额外供氧，通过麻醉面罩给氧是一种常用方式[11-13]。而在 COVID-19 或其他呼吸道疾病疫情高发期间，患者戴口罩进入手术室是减少院内交叉感染和环境污染的有效手段，尤其是可能面对那些无症状高度疑似病例或确诊病例。本研究从目前临床的实际问题出发，探讨了术中保留自主呼吸的个体佩戴一次性医用口罩状态下再接受麻醉面罩供氧的血液氧合状态，研究结果证实：① 在佩戴一次性医用口罩的情况下，经麻醉面罩吸氧（氧流量 5 L/min）可以有效增加机体供氧，脉搏血氧饱和度和动脉血氧饱和度可以迅速达到饱和；② 与非疫情期间直接经麻醉面罩吸氧相比，受试个体佩戴一次性医用口罩后 PaO2 上升速度和幅度均明显降低，说明佩戴口罩一定程度上可阻碍机体通气；③ 年龄增长和吸烟并没有对戴或不戴口罩吸氧时机体 PaO2 之间的差异带来显著影响。
PaO2 是氧分子在血液中物理溶解所产生的张力，是反映机体是否缺氧的重要指标，也是反映机体外呼吸功能的重要参数；PaO2 的高低取决于吸入氧浓度和机体的分钟通气量；较高的 PaO2 有利于氧分子从血液中向外周组织释放，增加外周组织供氧[14-15]。麻醉中为患者供氧的目的就在于提高患者机体氧储备，增加外周组织供氧，因此本研究选择了 PaO2 作为主要观察指标。本研究显示：无论是否佩戴口罩吸氧，PaO2 上升最快的时间段是吸氧的前 3 min，3 min 后基本进入了一个平台期，PaO2 没有进一步明显上升。这与全麻诱导时提倡预给氧的时间在 3～5 min 的结论相吻合，因为更长时间的预给氧并不能进一步有效增加机体的氧储备[16-19]。
佩戴口罩吸氧，与吸氧前的基础值相比 PaO2 有显著增加，说明即使佩戴口罩吸氧也可以有效增加机体供氧，为麻醉专家共识中提倡进入手术间的患者应佩戴口罩的推荐意见提供了数据支持；但其 PaO2 上升速度和幅度明显低于没有佩戴口罩的状态，最大的可能是口罩在一定程度上阻碍了患者通气，增加了气道阻力，在吸氧条件不变的情况下，减少了单位时间内进入机体内的氧流量，这也是为什么 10 例中有 5 例受试者评价佩戴口罩后吸氧有相对明显的憋闷感。同时两组的 PaCO2 数据也证实了这一结论，本研究显示，佩戴口罩组的 PaCO2 数值低于没有佩戴口罩，同时也轻微低于正常参考值范围（35～45 mm Hg），推测原因在于受试者佩戴口罩时有憋闷感，从而本能地加深了呼吸幅度或加快了呼吸频率，代偿性地增加了每分钟通气量以克服佩戴口罩对通气的阻碍作用。
随着年龄增加，机体的动脉血氧分压会呈现轻微下降趋势[20-21]，而吸烟暴露对呼吸系统健康也有明确的负面影响[22-25]，因此，我们进一步分析了年龄增长和吸烟是否会加大戴口罩吸氧和不戴口罩吸氧时 PaO2 的差距。我们以 40 岁为界，将受试者划分为低龄组和高龄组；同时将受试者划分为吸烟组和非吸烟组，其中 4 名吸烟者均有长年吸烟史（吸烟 10～20 年，1～2 包/日）。研究数据提示，无论是否佩戴口罩，低龄组的 PaO2 均高于高龄组，非吸烟组的 PaO2 均高于吸烟组，但在大多数观测时刻点上这个差异没有显示出统计学意义。同时，在同一时刻点同一受试者戴口罩和不戴口罩时的 PaO2 差值（即△PaO2）上，数据提示年龄增长和吸烟倾向于减小△PaO2，但是这种差异在我们的研究中没有显示出统计学意义，推测可能是局限于小样本量所致，如果增加样本量有可能进一步明确地揭示这种差异。
本研究是针对新冠疫情管控形势下进行的一项临床预试验，尚具有一定局限性，比如研究样本量偏小。但在目前样本量下，已经发现了戴口罩组与不戴口罩组之间的明显差异，也初步证实了佩戴一次性医用口罩后再接受麻醉面罩吸氧对机体血液氧合状态的影响。另一方面，目前的研究仅在健康志愿者身上进行，因此外推到某些具有潜在呼吸功能障碍的特殊患者群体（比如肥胖、呼吸系统疾病、妊娠等）则具有一定局限性，但我们的数据可为这些患者的呼吸氧合管理提供参考。
本研究为了解围术期保留自主呼吸患者佩戴一次性医用口罩后再接受麻醉面罩吸氧的血液氧合状态变化趋势提供了数据，目前尚无类似研究。我们的研究证实即使佩戴一次性医用口罩再接受麻醉面罩吸氧，也可以有效增加机体氧含量，脉搏血氧饱和度和动脉血氧饱和度均迅速达到饱和，说明对于潜在的呼吸道传播疾病患者，手术间内在条件允许的情况下应尽量保持佩戴口罩的管理措施从理论和实际上都是可行的；但此时动脉血氧分压增加的幅度明显低于非疫情期间没有佩戴口罩的情况，这推测是由于佩戴一次性医用口罩之后增加了麻醉面罩下吸氧时的气道阻力所致。因此我们建议针对某些具有潜在呼吸功能障碍的人群（比如重度肥胖者、孕产妇、呼吸系统疾病患者、胸廓畸形患者等），在保留自主呼吸且佩戴有一次性医用口罩的情况下，应谨慎采用麻醉面罩吸氧并密切监护氧合参数，或者改用其他吸氧方式，如一次性医用口罩下鼻导管吸氧。同时我们建议，针对普通人群，当面临机体耗氧量大幅增加（如剧烈运动）时，应避免佩戴口罩以防机体缺氧。最后，虽然我们的研究证实了佩戴口罩后 PaO2 上升的速度和幅度有所下降，但对临床患者的预后结局是否存在影响尚不清楚，如果后续有类似研究，我们建议在特定人群（如呼吸系统疾患、重度肥胖患者）中开展试验，将能够更好地揭示佩戴口罩对围术期保留自主呼吸患者在手术间内接受额外供氧时的呼吸功能和血液氧合的影响。
利益冲突声明：本文全体作者均声明不存在利益冲突。
