预氧合是气道管理的重要组成部分，因为它可以延长麻醉诱导后无呼吸期间低氧血症出现的时间，从而在气道管理出现困难时为操作人员争取更多时间。难以准确预测困难气道的发生，这时更长的安全无呼吸时间可能是救命的，这加强了有效预氧合的必要性。因此，预氧合被普遍推荐为全麻诱导前的国际标准。尽管国际上对预氧合必要性有共识，但描述了多种技术，尚未确定最佳方法。预氧合策略因使用的设备（面罩、高流量鼻氧 [HFNO]、无创通气）、患者体位（仰卧、头高位）、呼吸技术（潮气量呼吸、深呼吸）和氧气流量不同而异。以往数据表明，不同策略在一系列结果上有不同的效果。然而，对于每个临床环境中各变量的有效性，证据仍不明确，尤其是设备、体位和技术三者相互作用对结果的影响。预氧合的效果由其效能和效率决定。呼气末氧浓度（EtO2）越来越被认为是预氧合的一个不可靠指标，因为它只评估了效能而非效率。脉搏血氧仪测量的安全无呼吸时间（即从无呼吸开始到人工通气开始的时间，包括气道管理的尝试）可以提供一个更具临床相关性的有效性指标，但目前尚未对这一结果的预氧合技术进行数据汇总。此外，由于重点放在效能（EtO2）而非有效性（安全无呼吸时间）上，预氧合的真实比较效果仍存在不确定性。此外，HFNO 等技术在预氧合中的应用高度可变，大多数临床医生选择使用面罩通气作为首选，但这可能不是最有效的。最后，设备、体位和技术的比较作用尚未得到充分综合。因此，我们进行了系统评价和网络分析，以确定与成人患者最相关的预氧合技术。这项研究的结果可以为未来麻醉设置及其他领域的气道管理实践和建议提供依据。
方法
方案和注册本系统评价是根据推荐标准设计的，并按照系统评价网络Meta分析的优选报告项目（PRISMA-NMA）指南进行报告。该审查方案于2022年5月17日在PROSPERO上前瞻性注册（CRD42022326046）。
资格标准纳入标准为：（1）随机对照试验；（2）年龄≥16岁的患者；（3）在任何接受全身麻醉的环境中（例如急诊科[ED]；重症监护；择期或急诊手术）；（4）有关于安全屏气时间的数据显示；动脉血氧饱和度下降的发生率；气道管理期间最低动脉血氧饱和度（SpO2）；达到90%呼气末氧浓度（EtO2）的时间；以及预氧合结束时的动脉二氧化碳分压（PaCO2）和动脉氧分压（PaO2）；（5）随机分配到不同的预氧合技术（例如面罩；高流量鼻氧[HFNO]）和方法（例如仰卧位与头高位或不同流速）。预氧合技术包括气道操作期间的屏气氧合（过氧合）。排除标准为：（1）以英语、西班牙语或葡萄牙语以外的语言发表的研究；（2）没有感兴趣的结果数据；（3）除了预氧合技术外，不同组之间存在系统性差异。
搜索策略：一名医学图书管理员于2022年5月10日搜索了PubMed、Embase、Web of Science、拉丁美洲和加勒比健康科学文献（LILACS）、科学电子图书馆在线（SciELO）和Cochrane中央对照试验注册中心（CENTRAL）数据库，并于2023年9月23日进行了更新搜索。引用文献首先添加到Endnote软件中进行组织和初步去重，然后添加到EPPI Reviewer Web（Beta）中。与感兴趣的干预措施（预氧合）相关的搜索使用了关键字、同义词和受控词汇（如适用）。还进行了手工搜索，包括纳入研究的参考文献列表，以饱和相关数据的纳入。
研究选择：检索到的参考文献被导入EPPI Reviewer Web（Beta）中进行去重，然后进行标题和摘要以及全文筛选。应用资格标准选择要纳入的研究。两对审稿人独立完成了从标题和摘要筛选、全文筛选、偏倚风险评估到最终数据提取的所有步骤。比较结果，并通过讨论解决分歧并在审稿人之间达成共识。如果没有共识，则由另一名独立审稿人裁定。在数据不清楚或缺失的情况下，作者会在一个月内联系三次。如果没有回应，则排除缺失结果或研究。数据记录在Microsoft Excel®电子表格（微软公司，雷德蒙德，华盛顿，美国）中。首先在五项纳入的研究中试点该表格，然后根据需要进行调整。
数据收集：收集的数据包括研究人口统计学数据、患者特征、干预细节和感兴趣的结果。研究人口统计学数据包括作者姓名、出版年份和原产国。患者特征包括年龄、身体质量指数、身高、体重、性别、美国麻醉医师协会（ASA）身体状况、全身麻醉的指征（危重病、急诊手术、择期手术）以及全身麻醉的诱导位置（院前、急诊科、重症监护室[ICU]、手术室）。关于干预措施的收集细节包括预氧合技术（面罩、高流量鼻氧[HFNO]、无创通气）；预氧合位置（坐位、仰卧位）；预氧合修饰（呼气末正压[PEEP]；流速；呼吸模式）；预氧合时间（秒）；预氧合终点（EtO2；时间；呼吸次数）；全身麻醉诱导技术（标准；快速序贯诱导）；使用的药物和剂量（麻醉药；咪达唑仑；阿片类药物；神经肌肉阻滞剂）；气道管理技术（气管插管；声门上气道装置；面罩；经鼻加湿快速充气通气交换[THRIVE]）；和屏气氧合（HFNO流速）。我们收集了所有感兴趣结果的细节，并报告了每个结果的定义。
结果主要关注的结果是通过脉搏氧饱和度（即动脉血氧饱和度下降的时间）测量的安全屏气时间。选择这个结果是因为它被认为是评估预氧合效果最合适的指标。去饱和的定义基于每项研究报告的数据。安全屏气时间的定义是从麻醉诱导到发生去饱和的时间。如果在去饱和发生之前进行了确定的气道管理，这些数据将被排除在Meta分析之外。次要结果包括动脉血氧饱和度下降的发生率；气道管理期间最低的SpO2；达到90%呼气末氧浓度（EtO2）的时间；以及预氧合结束时的PaCO2和PaO2。还寻求了包括并发症（气道、心血管、死亡率、其他）在内的其他结果。
我们构建了一个网络图来评估网络证据基础的整体安排。网络图由节点（个体干预措施）和线（技术之间的直接比较）组成。节点的面积与分配给相关干预措施的患者数量成比例；线的厚度与研究相应直接比较的随机试验数量成比例。
个别研究的偏倚风险我们使用Cochrane偏倚风险工具（RoB 2）评估每个结果中个别研究的偏倚风险。通过该工具评估了五个领域：（1）随机化过程；（2）偏离预期干预；（3）缺失的结果数据；（4）结果的测量；（5）报告结果的选择。此外，还进行了整体偏倚风险评估。
数据分析：对于连续结果，计算了均值（标准偏差[sd]）。如果呈现的是中位数（四分位距[IQR][范围]），则使用Hozo方法将其转换为均值（sd）。对于分类结果，收集并分析了每组中事件和患者的数量以及组间的相对风险和标准误差。我们使用R软件（R基金会统计计算，奥地利维也纳）中的‘gemtc’包进行贝叶斯网络Meta分析。提取或计算了每个对比的效应量、标准误差和95%的可信区间（CrI）。从定性和定量两个方面评估了异质性。通过异质性分析中的I2统计量估算了每个比较的异质性数量。在存在定性或定量异质性的情况下，我们进行了随机效应网络Meta分析。我们还通过应用异质性分析和节点分裂方法，从局部和整体方法评估了直接和间接估计之间的不一致性。我们得出了包含每对比较估计效应量和95% CrI的联赛表。我们还构建了网络森林图，显示我们的主要结果的比较效应量和95% CrI以及干预措施的排名。
干预措施：我们将预氧合技术及其变体分为九种不同的个体干预措施：（1）仰卧位，使用面罩进行潮气量通气（TVV），无压力支持（FMsupine）；（2）在屏气前的头高位，使用面罩进行TVV，无压力支持（FMhead-up）；（3）仰卧位，使用面罩进行TVV和压力支持（持续正压通气[CPAP]、压力支持通气[PSV]、PEEP）（PSsupine）；（4）在屏气前的头高位，使用面罩进行TVV和压力支持（PShead-up）；（5）仰卧位，使用面罩且患者进行深呼吸，无压力支持（DBsupine）；（6）在屏气前的头高位，使用面罩且进行深呼吸，无压力支持（DBhead-up）；（7）仰卧位，使用HFNO（HFNOsupine）；（8）在屏气前的头高位进行预氧合，使用HFNO（HFNOhead-up）；以及（9）头高位，使用HFNO和压力支持（HFNO+PShead-up）。这些被这样分类是为了考虑技术、位置和修饰对功能残气量（FRC）的影响，这是评估预氧合效果的关键决定因素。
网络Meta分析网络分析同时考虑了纳入研究中的各个预氧合技术进行直接和间接比较。我们将多臂研究分为多个成对比较，取一个单臂（一个预氧合技术）作为参考组，与其他组进行比较。我们报告了累积排序曲线下的面积（SUCRA）分数，以对干预措施进行排序，这衡量了某种干预措施优于竞争干预措施的确定程度。我们还生成了网络森林图，以可视化网络分析中的不确定性。使用τ2、I2统计量和Cochran's Q检验评估了异质性和不一致性。更多细节请参见补充材料，附录S2。我们通过局部和整体方法评估了直接和间接证据之间的一致性。应用异质性分析、节点分裂方法和Q统计量评估同质性和一致性。
结果
主要结果：安全屏气时间在评估安全屏气时间时，研究考虑了不同的SpO2去饱和阈值，范围从90%到95%。我们在安全屏气时间的网络Meta分析中纳入了27项研究，评估了8种不同技术的1464名患者。结果摘要见表1。HFNOhead-up是排名最高的技术（图4和表1），与FMsupine（平均差异[95% CrI]为291 [138–456]秒）和FMhead-up（平均差异[95% CrI]为203 [79–343]秒）相比，去饱和时间显著延长（图4和表1以及补充表S1）。预测的功能残气量（FRC）受损未显著影响结果。功能残气量减少患者（肥胖患者和孕妇；8项研究；357名患者）的亚组分析显示，HFNOhead-up（SUCRA=92%）是排名最高的技术。非孕妇和非肥胖患者的亚组分析也显示，HFNOhead-up（SUCRA=88%）是排名最高的技术，与FMsupine相比，去饱和时间显著延长（平均差异[95% CrI]为323 [58–628]秒）。报告此结果的患者在25项研究中进行了择期手术的气道管理，在1项研究中进行了紧急手术，在1项研究中进行了急诊科的快速序贯插管。个别研究的偏倚风险、国家、使用琥珀胆碱或屏气氧合的应用对这些网络分析结果没有显著影响。不使用屏气氧合技术的研究的亚组分析也显示，HFNOhead-up是排名最高的技术（SUCRA=93%），并且与FMsupine（222 [63–378]秒）和FMhead-up（139 [15–262]秒）相比，安全屏气时间显著延迟。
动脉血红蛋白去饱和的发生率为了分析动脉血红蛋白去饱和的发生率，我们没有根据位置（仰卧位与头高位）区分干预措施，以保持比较网络的连通性，从而便于分析。研究考虑了不同的SpO2去饱和阈值，范围从80%到95%。我们在这项网络Meta分析中纳入了13项研究，评估了1748名患者的四种不同技术（面罩[FM]；压力支持[PS]；深呼吸[DB]；HFNO）。面罩和压力支持的预氧合是可比较技术中排名最高的（SUCRA=94%）。与无压力支持的面罩相比，压力支持（比值比[95% CrI]为0.24 [0.06–0.58]）和HFNO（0.35 [0.20–0.56]）显著降低了动脉去饱和的几率。由于精确度不足，证据的确定性为中等。
在分析严重去饱和的发生率时，我们将严重去饱和定义为SpO2<80%。我们也没有根据位置区分干预措施，以保持比较网络的连通性。我们在这项分析中纳入了7项研究，评估了862名患者的四种不同技术（FM；PS；HFNO；HFNO与PS同时[HFNO和PS]）。HFNO与PS同时是降低严重去饱和几率的排名最高的技术（SUCRA=95%）（补充图S3）。然而，与无PS的FM相比，任何技术在降低严重动脉去饱和几率方面都没有显著差异（见补充图S3）。由于精确度不足和一致性问题，证据的确定性较低。
最低饱和度我们在气道管理期间最低SpO2的网络Meta分析中纳入了18项研究，评估了1986名患者的八种预氧合技术。临床情景各异，一些研究从接受常规气道管理的患者中收集数据，而另一些研究则在开始气道操作之前等待特定的终点。这些终点更常见于测量安全屏气时间的研究中，例如特定的SpO2或给定的时间。HFNO+PShead-up是该结果的排名最高的技术（SUCRA=88%）。任何两种不同技术之间的最低SpO2没有显著差异（图4）。由于异质性、一致性问题和精确度不足，证据的确定性非常低。
达到90%呼气末氧浓度的时间我们在达到90%呼气末氧浓度时间的网络Meta分析中纳入了7项研究，评估了566名患者的五种技术。在可供分析的技术中，PShead-up是排名最高的（SUCRA=93%）（PShead-up, PSsupine, FMhead-up, FMsupine, DBhead-up）（图4），并且是唯一一种与FMsupine相比显著减少达到90%呼气末氧浓度时间的技术（图4）。由于研究内偏倚、一致性问题和精确度不足，证据的确定性非常低。
𝑃aO2在评估预氧合结束时的𝑃aO2的研究时，预氧合的持续时间各不相同，使用了不同的终点（例如，八次深呼吸，3或5分钟）。我们纳入了25项研究进行分析，评估了1245名患者的八种技术（PShead-up; PSsupine; FMhead-up; FMsupine; HFNOhead-up; HFNOsupine; DBhead-up; DBsupine）。HFNOhead-up是排名最高的技术（SUCRA=89%）（图4），与FMsupine相比，平均差异（95% CrI）为14.0（4.0–24.2）kPa，与FMhead-up相比为11.3（4.5–17.8）kPa。与FMsupine相比，HFNOsupine（10.0 [3.0–17.0] kPa）和PSsupine（7.6 [1.8–13.4] kPa）也显著增加了预氧合结束时的𝑃aO2（图4）。由于异质性和精确度不足，证据的确定性较低。
𝑃aCO2我们在预氧合结束时的𝑃aCO2网络Meta分析中纳入了24项研究，评估了1186名患者的八种技术（HFNOhead-up; HFNOsupine; PShead-up; PSsupine; FMhead-up; FMsupine; DBhead-up; DBsupine）。在可供分析的技术中，DBsupine是排名最高的技术（SUCRA=97%）（图4），并且是唯一一种在预氧合结束时与FMsupine相比显著降低𝑃aCO2的技术（平均差异[95% CrI]为−0.5 [−0.9至−0.1] kPa）（图4）。由于异质性和精确度不足，证据的确定性较低。
并发症
没有个别并发症有足够的数据进行网络Meta分析。四项研究评估了胃胀气的风险：三项研究没有显示干预措施之间的相关差异（HFNOhead-up vs PShead-up；PSsupine vs FMsupine；和PSsupine vs FMsupine），其中一项研究显示，与仅在初始屏气期间应用正压支持的潮气量呼吸面罩相比，HFNO显著降低了胃胀气的风险。六项研究评估了返流的风险，其中五项研究显示干预措施之间没有显著差异，而一项研究显示，与面罩相比，HFNO显著降低了返流的风险。一项研究显示，与面罩相比，在ICU中急性低氧性呼吸衰竭的危重患者中，HFNO显著缩短了机械通气的持续时间。在其余并发症的其他比较中没有显著差异。
讨论
我们进行了不同预氧合技术效果的系统评价和网络Meta分析。我们发现，与其他策略相比，头高位使用高流量鼻氧（HFNO）的患者最有可能与更长的安全屏气时间相关。事实上，有中等确定性的证据表明，头高位的HFNO比单独使用面罩能延长安全屏气时间。这些结果在敏感性和亚组分析中保持不变，评估的变量对结果和推论没有显著影响。实际上，在评估HFNO的九项研究中，HFNO与不同技术相比显著延长了安全屏气时间。头高位的HFNO也是预氧合结束时PaO2增加的排名最高的技术，与FMsupine和FMhead-up相比，PaO2显著增加。这些发现与生理学研究一致，后者发现HFNO可以提供正气道压力和肺泡招募，从而增加功能残气量（FRC）。这些机制可能会导致肺泡氧分压升高、通气/灌注比率改善和全身氧含量增加，从而导致本研究中发现的PaO2增加和安全屏气时间延长。尽管其他结果的排名也表明HFNO优于其他技术，但这些次要结果没有显著统计学差异，因此不应得出明确的结论。
尽管读者可能担心支持头高位HFNO延长安全屏气时间的患者数量相对较少，但我们应记住，其他因素在证据的强度中也起作用，例如原始研究中效应量的大小、HFNO在所有评估该技术的研究中表现优越的连贯性和一致性，以及所纳入临床试验的质量。我们还应考虑由先前研究支持的这一发现的机制合理性。总之，这些特征导致两种技术之间存在显著统计学差异，使我们认为这一发现的证据具有中等确定性。然而，尽管HFNO技术是延长安全屏气时间的最佳技术，但其表现并未显著优于所有其他技术，进一步的研究将有助于改进排名。
除了预氧合，HFNO还可以在屏气期间提供氧合手段，提供不间断的高氧分数和一定程度的正气道压力，这对应于进一步延长安全屏气时间。我们的结果表明，HFNO通过在预氧合和屏气氧合期间正向影响全身氧含量来延长安全屏气时间。包括的数据表明，即使仅评估未进行屏气氧合的研究数据，头高位的HFNO仍然是最有可能显示最长安全屏气时间的技术。与仰卧位和头高位的面罩相比，无屏气氧合的头高位HFNO的预氧合显著延长了安全屏气时间。
预氧合仍然是最大化气道管理安全性的最重要干预措施。在4-10%的麻醉诱导气管插管过程中发生动脉去饱和，延长去饱和时间增加了气道管理的安全裕度，并可能降低重大并发症的风险。鉴于优化预氧合的重要性，之前已经进行了一些系统评价以确定与最佳效果相关的策略。然而，之前的系统评价由于缺乏定量综合、单一干预差异（如位置或无创通气的添加）的比较、样本量有限或与围手术期实践无关，无法得出普遍适用的结论。因此，对所有干预措施进行方法学严格的综合分析，并考虑到改善FRC的技术，是有价值的。
尽管在控制了屏气氧合的应用后，头高位HFNO的预氧合效果优越，但值得注意的是，HFNO在达到90%呼气末氧浓度的时间上并未排名最高。这是因为没有使用HFNO的研究报告了这一指标，因为使用鼻插管很难收集这一数据。此外，这一结果只是一个疗效而不是效率的指标，我们的数据表明，它是一个不良的替代标志。此外，预氧合结束时，使用面罩深呼吸后的PaCO2排名最高。这可能反映了分钟通气量的增加，尽管预计HFNO不会显著增加分钟通气量。因此，这一结果也是预氧合效果的不良替代标志。
与我们的数据表明HFNO优于面罩一样，现在的数据还表明，预氧合的方便性和患者舒适度也优于HFNO。然而，HFNO存在技术挑战。特别是，鼻插管以前与同时放置面罩不兼容，只能在任何给定时间使用其中一个设备。因此，向过氧合策略中添加HFNO非常麻烦，考虑到在屏气期间，面罩通气传统上被视为至关重要，这通常会排除使用HFNO。然而，通过新的设计，高流量鼻插管现在可以无缝过渡到面罩通气，因此进一步增强了其在过氧合中的实用性。
本研究的另一个发现是患者位置对预氧合的潜在益处。类似的技术适用于增加FRC，也增加了肺单位内的氧气量，从而提高了预氧合的效果。例如，HFNO和头高位面罩潮气量和深呼吸与仰卧位相比，去饱和时间更长，基于SUCRA值和排名，尽管这可能没有显著的统计学意义。合理假设上身抬高的程度在预氧合的效果中起作用。然而，我们无法评估这一假设，未来可能需要调查以确定最佳的头高位高度。此外，提供一定程度PEEP的技术也可以增加FRC，这也可能解释了HFNO和压力支持优于面罩的原因。
在不良事件中，特别关注的是HFNO的胃胀气风险。然而，个别研究显示，在这一结果上HFNO不逊于面罩。两种技术在某些情况下表现出不相关的差异，而HFNO在与在插管前应用正压通气/氧合的面罩相比可能减少胃胀气的发生率。考虑到HFNO产生的低压，这些结果是合理的。
本研究有一些局限性。对于主要结果，动脉去饱和的定义存在异质性，选择了不同的饱和度作为去饱和的阈值。一些干预措施的变量未被考虑，例如吸气或呼气压力、预氧合持续时间或HFNO的流速。虽然控制这些变量可能有用，但变量太多，难以得出有意义的结论。当我们无法获得患者位置信息时，我们将干预措施分配到仰卧位，且人群不包括孕妇、肥胖患者或危重病患者，这些患者可能对预氧合效果有影响。因此，仰卧位干预措施可能包括头高位患者的数据。此外，我们没有足够的数据来综合重症监护的数据，因此在将这些发现推广到该群体时需要谨慎。麻醉技术存在异质性，例如催眠药、神经肌肉阻滞药和剂量方案，我们无法控制。纳入的研究数量适中，其中包括的研究样本量有限。此外，许多结果的证据确定性不同。综上所述，需要大规模的随机对照试验。大多数纳入的研究是在择期环境中进行的，因此，不适合推广到其他人群。
总之，这项系统评价和网络Meta分析表明，与单独使用面罩相比，头高位高流量鼻氧在诱导全身麻醉前的预氧合对成人更有效，是最有效的策略。临床医生在常规临床实践中应考虑使用高流量鼻氧并将患者置于头高位进行预氧合。
