利用高碳酸血症性过度通气加速吸入性挥发性麻醉药苏醒：一种使用标准医院设备的实用方法

摘要

本方案展示了一种使用标准麻醉设备诱导可控性高碳酸血症通气的实用方法。该技术通过提高二氧化碳（CO₂）水平和增强通气，加速麻醉药物的清除，从而促进患者从吸入麻醉中快速苏醒；在专用商业系统不可获取的情况下，此方法提供了一种可行的替代方案。

摘要

高碳酸血症性过度通气是一种通过可控地升高动脉二氧化碳（CO₂）水平来促进患者从吸入麻醉中苏醒的技术。由此产生的高碳酸血症可增加每分钟通气量，增强肺部麻醉气体的清除，并增加脑血流量，从而可能加快挥发性麻醉药物从脑组织中的消除。目前已开发出可实现该效应的商用设备，但在许多地区其可及性有限。本方案介绍了一种实用的替代方法，使用欧洲医院中常见的标准麻醉设备即可完成。通过暂时移除CO₂吸收剂并降低新鲜气体流量，可实现可控的CO₂重复吸入，同时使用活性炭过滤器清除回路中残留的挥发性麻醉药。本方案提供了逐步操作指导，以帮助安全、高效地达到目标呼气末CO₂水平。该方法是一种经济、实用的诱导高碳酸血症性过度通气的方式，在适当的临床条件下可能与更快的麻醉苏醒相关。

引言

近年来，人们越来越关注旨在促进全身麻醉后苏醒的各种方法¹。延迟苏醒和残留麻醉效应仍然是临床上的重要挑战，尤其是在需要快速进行神经系统评估和提高手术室效率的情况下。其中一种方法是高碳酸血症性过度通气。高碳酸血症性过度通气是一种受控的麻醉苏醒技术，在该技术中，通过有意提高动脉二氧化碳（CO₂）水平以增强每分钟通气量，被认为可在手术结束时促进挥发性麻醉药的清除^2,3,4,5,6,7。通过诱导轻度高碳酸血症，该方法可增加脑血流量^8,9，并刺激脑干中的呼吸中枢，从而可能促进自主呼吸和意识的恢复。该方法的总体目标是在保障患者安全、最小化残留麻醉效应的前提下，缩短苏醒和拔管时间，实现及时觉醒。

传统的苏醒策略主要依赖高流量新鲜气体来清除挥发性麻醉药。尽管该方法有效，但可能耗时较长，且无法最优地促进麻醉药物从脑组织中的清除。这是一种相对被动的清除策略，未主动利用已知可影响麻醉药清除的生理机制。高碳酸血症性过度通气旨在通过结合两种生理机制——由CO₂介导的呼吸驱动和脑血流灌注增加⁹——来克服这些局限，这两种机制被认为可增强麻醉药从肺部和脑组织中的清除。临床研究提示，与标准方法相比，该策略可显著缩短苏醒时间并改善恢复质量。

市面上有一种商用系统，该系统采用可扩展的重复呼吸回路，并结合活性碳过滤装置⁷。该装置将重复呼吸与麻醉气体清除功能集成于一次性使用系统中，旨在加速麻醉药物的清除。然而，该装置目前在欧洲及其他地区尚未广泛供应，限制了其在临床中的推广应用。因此，尽管文献中已有支持性证据，该技术在许多临床环境中的实际应用仍然有限。

本方案介绍了一种实用且易于实施的方法，用于在大多数欧洲医院常见的标准麻醉设备条件下诱导高碳酸性过度通气。通过移除CO₂吸收剂并降低新鲜气体流量，可实现可控的重复呼吸，同时使用活性炭过滤器清除呼吸回路中残留的挥发性麻醉药。该方法使麻醉操作人员能够在无需专用商业设备的情况下，重现高碳酸性过度通气的生理益处¹⁰。因此，本方案旨在弥合文献中所述技术与其在日常临床实践中可行性之间的差距。

除了操作简便和成本低廉外，该方法还具有教育优势，可让临床医生探讨通气、CO₂ 潴留与麻醉药物消除之间的生理相互作用。所述技术适用于无短暂性高碳酸血症禁忌证（如颅内压升高或肺动脉高压）的成年患者。在适当监测并严格遵循既定安全范围的前提下，高碳酸血症性过度通气可作为现代麻醉苏醒策略中的一种额外选择，供读者评估该方法是否适用于其临床环境和患者群体。

方案

该操作需遵循机构内人体研究伦理及麻醉实践指南。仅可将此方法用于无短暂性高碳酸血症禁忌证的患者，例如无颅内压升高或肺动脉高压的患者。操作全程必须持续监测氧饱和度、呼气末 CO₂、麻醉气体浓度及血流动力学指标。所示数据来自单例患者的匿名监测数据，并已根据机构关于临床数据用于教育或科研用途的相关政策进行使用。患者在入院时已提供关于其匿名医疗数据使用的广泛同意（“入院时同意”），因此无需额外获取针对本研究的知情同意或单独的伦理审批。

注意：患者选择标准：接受挥发性麻醉下择期手术、预计可正常苏醒且术中血流动力学稳定的成年患者。排除标准：颅内高压、严重肺动脉高压或失代偿性心脏疾病患者不得使用本方案。其他禁忌证包括根据已确立的临床指征及术中麻醉医师判断，认为短暂性高碳酸血症可能带来风险的任何情况。高碳酸性过度通气方案应在手术结束、停止手术刺激后，由临床医师判断可以开始苏醒时启动。

警告：在开始操作前，需确认麻醉工作站允许对呼吸回路进行安全改装，包括在持续机械通气期间临时移除或旁路二氧化碳（CO₂）吸收罐。应熟悉所用设备的具体呼吸机设置及报警功能。确认在整个操作过程中可连续监测气道压力、通气参数及气体交换情况。

1. 麻醉回路的准备

注意：使用过的活性炭过滤器的处置应遵循当地医疗机构关于可能被挥发性麻醉剂污染的一次性麻醉器械和材料的废弃物管理规程。

1. 关闭挥发性麻醉蒸发器，确保无麻醉药物输送至回路中。
2. 调节麻醉机的氧气混合器，将吸入氧浓度（FiO₂）设置为1.0，即输送100%氧气。
3. 使用麻醉机上的流量控制旋钮，将新鲜气体流量（FGF）降低至约0.2 L·min⁻¹，以促进回路内的重复呼吸。
4. 将一个活性碳过滤器（见材料表）连接至麻醉回路吸气支的Y型接头远端，确保按照制造商说明正确安装方向，如图1A–C所示。
5. 通过检查连接是否牢固、气密且无泄漏，并确认气体单向流经过滤器，以验证安装位置正确。
6. 如发生非预期断开，应按照制造商建议用100%氧气重新充满呼吸回路（即按下O₂冲洗按钮1–2秒，或暂时将新鲜气体流量提高至15 L·min⁻¹持续3–4秒）。
   注意：部分机构在特定条件下允许有限次重复使用活性碳过滤器；请严格遵守当地关于重复使用与处置的相关规定。
7. 将二氧化碳吸收罐（钠石灰）从麻醉机上断开，以允许呼吸回路内二氧化碳蓄积，如图1D–E所示。
   注意：确保二氧化碳吸收器被完全旁路或移除；部分移除可能导致二氧化碳水平不可预测。在继续操作前，通过确认吸收器已完全排除在呼吸回路之外（无气体流经吸收罐）、目视检查旁路位置是否正确，并观察旁路杠杆是否处于正确位置，来验证配置无误。在开始重复呼吸后，应观察到呼气末二氧化碳水平的预期上升，方可继续下一步。
8. 在启动高碳酸性过度通气期间，持续监测吸入的挥发性麻醉药浓度。
   注意：在低新鲜气体流量（0.2 L·min⁻¹）下，预计吸入麻醉药浓度将在约1–2分钟内迅速下降至接近零水平（<0.1 vol%）。若在此时间段后仍可检测到吸入浓度，应立即更换活性碳过滤器后再继续执行本方案。
9. 在继续操作前，确认所有回路连接均气密，且麻醉机显示正常的压力和流量读数。

2. 诱导高碳酸血症性过度通气

1. 总体方法
   1. 根据手术结束时的术中通气状态，可在机械通气或自主呼吸的患者中应用该方案。
2. 机械通气患者
   1. 设置机械通气以实现可控性高碳酸血症。
   2. 将潮气量增加至8–10 mL·kg⁻¹理想体重，并将每分钟通气量调整至10–12 L·min⁻¹。
   3. 注：这些调整由操作者控制，通过改变肺泡通气量间接调节CO₂水平。应避免仅依赖呼吸频率的调整，因为潮气量的变化在控制CO₂潴留方面更为有效。
3. 降低新鲜气体流量（见1.3）并移除CO₂吸收器（见1.4），以允许可控的CO₂重复吸入。在此情况下，升高的CO₂水平可刺激呼吸驱动，从而在无需外部呼吸机调节的情况下，引起每分钟通气量的生理性增加。
4. CO₂监测与新鲜气体流量的调整
   1. 通过二氧化碳波形图持续监测呼气末CO₂（EtCO₂）。
   2. 根据实时CO₂趋势，逐步且滴定式地调整新鲜气体流量（FGF）。
   3. 当EtCO₂超过目标范围（7.0–7.3 kPa；52.5–55 mmHg）时，以约0.1–0.3 L·min⁻¹的小幅增量增加FGF。
   4. 每次调整后1–2分钟内重新评估EtCO₂，以判断反应情况。
   5. 当EtCO₂低于目标范围时，将FGF减少至最低约0.2 L·min⁻¹，以促进CO₂积聚。
   6. 避免突然或大幅度的调整，以防CO₂水平超出目标范围或出现波动。
   7. 在整个操作过程中，将FGF维持在低流量范围（0.2–1.0 L·min⁻¹），并根据连续的二氧化碳波形图反馈进行滴定。
      注：诱导的高碳酸血症应为短暂性，仅限于麻醉苏醒阶段。目标呼气末CO₂范围（7.0–7.3 kPa；52.5–55 mmHg）通常在麻醉剂洗脱期间维持数分钟，并在自主呼吸充分恢复及出现明确苏醒临床征象时立即终止。
5. 稳定阶段：当达到目标EtCO₂范围后，可轻微增加新鲜气体流量（例如从0.2增至0.5 L·min⁻¹），以稳定CO₂水平。
   注：应避免过度CO₂积聚（>8.0–8.5 kPa），以降低呼吸性酸中毒或交感神经过度激活的风险。

3. 维持与监测

1. 在整个操作过程中，维持吸入氧浓度（FiO₂）在 0.7–1.0。
2. 使用校准的气体分析仪持续监测吸入和呼出的挥发性麻醉药浓度（代表性监护仪显示见图2）。
3. 持续观察患者的血流动力学、氧合及通气参数，直至吸入的挥发性麻醉药浓度降至零。
4. 评估自主呼吸恢复情况以及苏醒的临床征象（如睁眼、有目的的肢体活动或对语言指令产生反应）。
5. 一旦患者达到充分的拔管条件，即按照本机构的标准标准进行拔管。

4. 术后步骤

1. 在完成该方案后、准备下一个病例前，立即从吸气支路中移除活性炭过滤器。
2. 为降低人为错误的风险，需通过视觉和物理方式确认滤器已被移除，且标准回路配置已恢复。
   警告：若未移除活性炭过滤器，可能导致麻醉气体意外吸附，并在后续手术中引发术中知晓¹¹.
3. 重新连接或重新安装 CO₂ 吸收器₂ 在为下一个病例开始麻醉前，更换吸收剂（钠石灰）。
4. 通过验证正常的 CO₂ 功能以确认其正确工作₂ 在麻醉诱导前完成吸收剂安装及稳定的基线微流图监测。为降低遗漏风险，应将此步骤纳入病例间标准麻醉机检查流程。
   警告：未恢复 CO₂ 吸收器可能导致后续手术中发生意外的重复呼吸和术中高碳酸血症。鉴于回路改装具有重要临床意义，建议在操作后明确进行回路检查。在下一台手术开始前，应标准化地“恢复至基线”核查麻醉机配置，以确保所有临时组件已被移除，并恢复标准设置。

5. 安全与故障排除

1. 若出现以下任一情况，应立即通过将新鲜气体流量增加至 10 L·min⁻¹ 来终止高碳酸血症通气：氧饱和度下降（SpO₂ < 94%）、血流动力学不稳定（例如需要干预的低血压或具有临床意义的心律失常），或尽管已采取纠正措施但仍存在严重高碳酸血症（呼气末 CO₂ > 8.5 kPa；64 mmHg）。
2. 终止后，应立即恢复常规麻醉条件，包括重新安装 CO₂ 吸收器、将新鲜气体流量调回标准设置，并恢复适用于患者及麻醉阶段的常规通气参数。
   警告：若出现意外阻力、漏气或异常的二氧化碳波形图数值，应检查呼吸回路、连接件以及活性碳滤器的方向。在继续操作前，需确认装置气密性良好，并确保气体通过滤器为单向流动。本方案仅可由在机械通气、二氧化碳波形图解读及挥发性麻醉药管理方面经验丰富的麻醉专业人员实施。

6. 暂停点

警告：如有必要，可在完成步骤 1.6（回路设置）后、开始高碳酸性过度通气前暂停操作。一旦二氧化碳（CO₂）开始蓄积，不得暂停操作。在主动高碳酸血症期间，必须持续监测患者。

结果

本部分通过一个代表性病例，展示高碳酸血症过度通气技术的生理学和临床效应。如图1所示，实验装置可实现对CO₂吸收器的可控旁路，并整合活性炭过滤器，从而同时实现CO₂重复呼吸和挥发性麻醉剂的清除。该配置构成了在控制性CO₂升高条件下观察到的生理变化的基础，同时加快了麻醉药物的清除（图2）。

当二氧化碳吸收器旁路不完全或新鲜气体流量未充分降低时，可能导致二氧化碳蓄积不足和麻醉剂消除减慢，从而出现次优结果。这些情况凸显了严格遵守操作步骤的重要性，并需持续监测呼气末二氧化碳和麻醉气体浓度，以确保该技术的最佳效果。本代表性病例预设的临床终点包括睁眼时间、拔管时间和吸入及呼出挥发性麻醉药浓度降至零的时间。表1展示了代表性患者（不同于图1中的患者）在高碳酸血症性过度通气开始时（t = 0 min），即停止七氟烷、移除二氧化碳吸收器、插入活性炭过滤器并将新鲜气体流量降至0.2 L·min⁻...

讨论

本方案描述了一种使用常规麻醉设备诱导高碳酸血症性过度通气的实用方法。实施的关键步骤包括完全移除或旁路二氧化碳（CO₂）吸收罐、将新鲜气体流量降低至约0.2 L·min⁻¹，以及持续监测呼气末二氧化碳（EtCO₂）。精确控制CO₂的蓄积对于达到7.0–7.3 kPa（52.5–55 mmHg）的目标范围至关重要，同时需避免超出安全的生理限度。在吸气支路中加装活性炭过滤器，旨在清除挥发性麻醉药，同时允许安全的CO₂重复吸入。

该方案中有若干要点需要特别注意。首先，若未能完全移除CO₂吸收器或新鲜气体流量设置过高，可能导致CO₂蓄积不足，从而影响效果并延迟苏醒。其次，在通过调整控制性机械通气参数以诱导过度通气时，建议增加潮气量而非呼吸频率。第三，一旦达到目标CO₂水平，如有需要，可通过微小、间歇性（或持续性）的新鲜气体流量调节来维持该水平，以避免超过目标值并防止发生呼吸性酸中毒。正确校准气体分析仪，并密切监测二氧化碳波形图及血流动力学变化，对于正确实施该方法至关重要。

可根据患者的通气状况和医疗机构的资源对该方...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
一次性 CO2 吸收器，IS Can™Spherasorb™	英国，沃金厄姆，因特斯医疗	2196000	一次性二氧化碳吸收罐，操作过程中已移除
博士äger Atlan A350	博士ä格尔韦克，Lü贝克，德国	8621500	标准机械呼吸机，配备环路呼吸系统、二氧化碳监测和麻醉气体分析
IntelliVue X3 患者监护仪	飞利浦，荷兰埃因霍温	X3 867030	标准患者监护模块（ECG、SpO₂、NIBP）
Vapor-Clean 滤膜	Dynasthetics，美国盐湖城	SKU 101	www.dynasthetics.com/Vapor-Clean/