Volume 8, No. 1 • February 2025   Issue PDF

评估手术中的火灾风险：为何要将开放式氧气输送浓度限制在 30%？

by Mark E. Bruley, CCE-R, FACCE；Jeffrey Feldman, MD, MSE, FASA

尽管已经开展了相关教育工作，并提出了消除风险的完善建议，但手术火灾仍造成可避免的发病率和死亡率。1-6许多医疗协会和监管机构都建议将开放式氧气输送浓度限制在 30%。这包括美国麻醉医师学会 (American Society of Anesthesiologists)、美国外科医师协会 (American College of Surgeons)、美国胃肠和内窥镜外科医生协会 (Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons)、围手术期注册护士联合会 (Association of periOperative Registered Nurses)、联合委员会 (Joint Commission)、紧急救护研究所 (Emergency Care Research Institute, ECRI)、美国食品与药物管理局 (Food and Drug Administration) 以及宾夕法尼亚州患者安全监管机构 (Pennsylvania Patient Safety Authority)。

绝大多数严重火灾的根本原因是通过开放式输氧源（即，一次性面罩或鼻导管）提供氧气。因此，预防火灾的主要建议包括：

  1. 将与开放式输氧设备有关的氧气输送浓度限制在 30% 或更低
  2. 如果有临床指征显示需要更高的氧气浓度，则进行气道控制。

头部、颈部和上胸部周围的手术发生火灾的风险较高，而静脉镇静通常足以使患者感到舒适。氧气通常在镇静过程中通过开放式输氧源提供，以“确保患者安全”。发生手术火灾时，氧气成为了导致患者受伤的根本原因，而非提高安全性。由于输氧有助于确保充分氧合，在火灾风险较高的手术中，重要的是权衡输氧量，以便在不增加火灾风险的同时确保患者安全。以下信息回顾了建议将开放式氧气输送浓度限制在 30% 或以下的依据。该依据基于 Mark Bruley 等人几十年来在 ECRI (www.ecri.org) 研究手术火灾的成果。7

在手术火灾研究早期，ECRI 在 21%（室内空气）和 80% 的氧气浓度下对手术铺巾的可燃性进行了实验室测试。8其他作者也进行了类似的测试。9-12虽然没有专门测试手术铺巾和其他材料在 30% 氧气浓度下的可燃性的相关数据，但更高浓度下的测试结果提供了有用的指导。

YouTube video
英国皇家空军 (Royal Air Force, RAF) 航空医学研究所在研究飞机上的富氧火灾时，制作了一段展示表面纤维火焰传播的视频。视频获取地址：https://www.sages.org/video/fire-in-the-or-cause-and-prevention/。

时长一分钟的 RAF 视频片段从时间码 2:43 开始。该视频片段来自 RAF 航空医学研究所的研究和测试。Denison D, Ernsting J, and Cresswell AW.The Fire Risks to Man of Oxygen-Rich Gas Environments.Royal Air Force (RAF) Institute of Aviation Medicine, Farnborough, England.RAF Institute of Aviation Medicine Reports 320 (April 1965) and 343 (Sept. 1965).

30% 的建议源于 20 世纪 70 年代末 ECRI 对手术火灾事故的调查。调查测试期间，在体外于 50% 及以上氧气浓度下观察到棉质手术巾纤维和人类毛发出现“表面纤维火焰传播”。7,9这种现象涉及火源的快速蔓延。换言之，高浓度的氧气创造了本不存在的易燃条件 (https://www.youtube.com/watch?v=GVlFFn6LR5w&t=168s)。测试表明，当氧气浓度降至 50% 以下（降至约 45%）时，火焰传播的可能性就不那么高了。正是高浓度氧气环境加剧了火焰的传播，从而造成了双重风险，即材料更容易被点燃，且火焰从着火点迅速向外蔓延。测试发现，停止补充供氧后，铺巾下的氧气浓度迅速降至 30% 以下，且未观察到火焰传播现象。7

随后，与麻醉医师就实验室结果进行讨论和合作，着重确定通过开放式输氧源（面罩或鼻导管）供氧时可接受的氧气输送浓度。好消息是，在 20 世纪 80 年代末，引入了可靠的脉搏血氧仪，这与当时正在制定的预防手术火灾的建议不谋而合。30% 的建议被认为是安全的，因为可通过脉搏血氧仪监测持续估算由此产生的血氧饱和度，且不太可能发生表面纤维火焰传播。

图 1：用于滴定氧气浓度的氧气混合器装置。照片由 Fisher Paykel Healthcare 提供。

图 1：用于滴定氧气浓度的氧气混合器装置。照片由 Fisher Paykel Healthcare 提供。

预防火灾的现行建议明确指出，通过开放式输送源提供的氧气浓度不得超过 30%，如果需要更高浓度的氧气，则应使用声门上气道或气管导管来管理气道，以确保患者安全。1,3,4,6,8,9大多数患者的肺功能正常，因此，在维持自主通气并管理气道阻塞的情况下，30% 的氧气应足以预防低氧血症。如果患者处于镇静状态，需要更高的氧气浓度以预防低氧血症，则之前关于在启用潜在点火源（如电外科探头、电烙术探头或手术激光）之前降低输送氧气浓度的建议似乎并不可取。因此，应在需要大于 30% 的氧气浓度时控制气道，这成为了火灾预防策略的重要组成部分。

许多麻醉场所仅为开放式输氧设备提供 100% 氧气源。虽然可以在镇静期间使用麻醉机来输送更低的氧气浓度，但在麻醉工作区为开放式输氧设备配备一个氧气混合器（图 1）将有助于实现安全操作。

综上所述，实验室测试表明，当通过开放式输氧源输送浓度为 50% 或更高的氧气时，手术区域中的常见材料会变得易燃，并且火焰会迅速蔓延。在火灾风险较高的手术中，应将开放式输氧源输送的氧气浓度限制在 30% 或更低。

有关火灾预防的更多信息，包括教育视频，请访问 https://www.apsf.org/videos/preventing-surgical-fires/

预防手术和手术室 (OR) 火灾

 

Mark E. Bruley, CCE-R, FACCE，ECRI（宾夕法尼亚州普利茅斯）事故与法医调查名誉副总裁。

Jeffrey Feldman, MD, MSE，APSF 技术委员会主席以及宾夕法尼亚州佩雷尔曼医学院费城儿童医院的临床麻醉学教授（已退休）。

Bruley 先生不存在利益冲突。Feldman 博士是 Medtronic、Micropore 和 Becton-Dickinson 公司的顾问。

参考文献

  1. Anesthesia Patient Safety Foundation (APSF).Prevention and management of surgical fires (video).APSF 2010 (April). http://www.apsf.org/resources_video.php.Accessed October 26, 2024.
  2. Bruley ME, Arnold TV, Finley E, et al. Surgical fires: decreasing incidence relies on continued prevention efforts.Pennsylvania-Patient Safety Reporting System (PA-PSRS).PA Patient Saf Advis.2018 Jun 15(2). http://patientsafety.pa.gov/ ADVISORIES/ documents/ 201806_SurgicalFires.pdf.Accessed October 26, 2024.
  3. Jacobs LM.New sentinel event alert updates guidance on preventing surgical fires.B Am Coll Surg.2024;109(1). https://www.facs.org/for-medical-professionals/news-publications/news-and-articles/bulletin/2024/january-2024-volume-109-issue-1/new-sentinel-event-alert-updates-guidance-on-preventing-surgical-fires/.Accessed October 26, 2024.
  4. Joint Commission.Updated surgical fire prevention for the 21st century.Sentinel Event Alert.Issue 68, Oct. 18, 2023. https://www.jointcommission.org/-/media/tjc/newsletters/sea-68-surgical-fire-prevention2-10-9-23-final.pdf.Accessed October 26, 2024.
  5. Mehta SP, Bhananker SM, Posner KL, Domino KB.Operating room fires: a closed claims analysis.Anesthesiology.2013;118:1133–1139.PMID:23422795.
  6. Stoelting RK, Feldman JM, Cowles CE, Bruley ME.Surgical fire injuries continue to occur: prevention may require more cautious use of oxygen.APSF Newsletter.2012;26:41,43. https://www.apsf.org/wp-content/uploads/newsletters/2012/winter/pdf/APSF201202.pdf.Accessed October 26, 2024.
  7. Bruley ME, Lavanchy C. Oxygen-enriched fires during surgery of the head and neck.In:Stoltzfus J, Benz FJ, Stradling JS, eds.Symposium on flammability and sensitivity of materials in oxygen-enriched atmospheres.Vol. 4.Philadelphia:American Society for Testing and Materials; 1989:392.ASTM STP 1040.
  8. ECRI.Surgical drapes [evaluation].Health Devices.1986 May;15:111–136.
  9. Bruley ME.Head and neck surgical fires.In:Eisele DW, Smith RV eds.Complications of Head and Neck Surgery, 2nd Edition.Philadelphia:Mosby (an imprint of Elsevier), 2009.
  10. Cameron BG, Ingram GS.Flammability of drape materials in nitrous oxide and oxygen.Anaesthesia.1971;2:281–288.PMID:5090221.
  11. Culp WC Jr, Kimbrough BA, Luna S. Flammability of surgical drapes and materials in varying concentrations of oxygen.Anesthesiology.2013;119:770–776.PMID:23872933.
  12. Greco RJ, Gonzalez R, Johnson P, et al. Potential dangers of oxygen supplementation during facial surgery.Plast Reconstr Surg.1995;95:978–984.PMID:7732145.