巴基斯坦一家三级医院的麻醉气体排放：行为驱动因素与技术解决方案

《The Journal of Climate Change and Health》：Anaesthetic gas emissions in a tertiary hospital in Pakistan: Behavioural drivers versus technological solutions

　　

背景：麻醉气体对医疗相关温室气体（GHG）排放的贡献不成比例。呼气末控制（ETC），最初旨在减少认知负荷并提高给药准确性，现已被推广为降低排放的潜在策略。然而，其益处必须与麻醉剂选择和气流等既定驱动因素一并考虑。本研究考察了排放的预测因素，重点关注临床医生行为与技术改进（如ETC）的对比。

方法：研究人员在卡拉奇阿迦汗大学医院开展了一项为期六个月的前瞻性审计。数据提取自Carestation? Insights平台。结局指标为排放量（kgCO₂e/min），预测因素包括ETC使用、新鲜气流速（FGF）、手术时长，以及异氟烷、七氟烷和一氧化二氮的流量归一化消耗量。研究人员对所有病例进行了多变量回归模型分析，并按麻醉剂进行分层。

结果：共分析7231例病例。在联合回归中，一氧化二氮使用量是排放的最强预测因素（β=1.56, p<0.001），其次是异氟烷（β=2.76, p=0.040）、七氟烷（β=1.54, p=0.009）和平均新鲜气流速（β=0.37, p<0.001）。ETC和手术时长不具有显著性。在麻醉剂特异性模型中，气体使用量和流速是主要预测因素。在异氟烷模型中，ETC具有微小但显著的保护效应；在七氟烷模型中，ETC具有相反效应；在一氧化二氮模型中，ETC无影响。

结论：麻醉气体排放主要由临床医生行为、麻醉剂选择、浓度和气流驱动，而非由呼气末控制主导。一氧化二氮是最大贡献者，应作为消除目标。在资源有限的环境中，低成本的行为干预措施为可持续麻醉提供了最有效且可扩展的路径。

该研究论文《Anaesthetic gas emissions in a tertiary hospital in Pakistan: Behavioural drivers versus technological solutions》发表于《The Journal of Climate Change and Health》。论文探讨了麻醉气体排放的驱动因素，重点比较临床医生行为与技术改进（如呼气末控制，ETC）的相对贡献。

研究背景方面，气候变化对全球健康构成日益严重的威胁，医疗系统既是受害者也是温室气体（GHG）的重要贡献者，其中手术室是资源最密集的区域之一。麻醉气体虽然使用体积小，但因其高全球变暖潜能值（GWP）和长大气寿命，其排放量在医疗相关排放中占比过高。尽管低流量麻醉已在安全性和经济性方面得到充分证实，但实践中仍存在采用不一致的问题，主要源于旧有培训习惯、对安全性的认知担忧以及机构惯性。技术创新如呼气末控制（ETC）被推广为一种减少排放的潜在策略，但ETC最初是为减少认知负荷和提高给药精度而设计的，其环境效益需要在麻醉剂选择和高新鲜气流速（FGF）等成熟驱动因素背景下进行评估。尤其在中低收入国家（LMICs），资源有限，若将投资集中于昂贵的ETC设备而忽视低成本、高影响力的行为干预，可能导致更高的经济负担而无相应的环境收益。因此，研究人员在巴基斯坦一家三级医院开展了这项前瞻性审计，以量化麻醉气体排放并识别其独立预测因素，明确行为因素与技术改进的相对重要性。

研究人员开展的研究为一项为期六个月（2024年7月1日至12月31日）的前瞻性观察审计，地点位于卡拉奇阿迦汗大学医院（AKUH），这是一家750张床位的三级学术中心。纳入了所有使用挥发性麻醉剂的全身麻醉手术病例，排除了区域麻醉、镇静或监测麻醉护理等无挥发性气体使用的病例。麻醉采用配备手动新鲜气流控制或自动呼气末控制（ETC）系统的GE Aisys CS2工作站（GE Healthcare，美国）。数据从GE Carestation? Insights云平台提取分钟级操作参数，包括ETC使用比例（以病例时间百分比表示）、平均新鲜气流速（L/min）、手术时长（分钟），以及异氟烷、七氟烷和一氧化二氮的每分钟排放量（kgCO₂e/min）。为反映临床医生的浓度偏好，研究人员计算了流量归一化使用指标（mL per L FGF）。排放估算采用阿迦汗发展网络（AKDN）碳管理工具，基于麻醉剂特异性GWP转换系数（异氟烷：0.76 kgCO₂e/mL，七氟烷：0.187 kgCO₂e/mL，一氧化二氮：0.000524 kgCO₂e/mL）。统计分析采用多元线性回归，构建联合模型（包含所有病例）和分层模型（按麻醉剂及成人与儿童分层），并检验交互作用项。所有分析基于完整病例（<2%因数据缺失排除），使用IBM SPSS Statistics 28.0进行。

研究结果部分如下：

**3.1 整体队列（Overall cohort）**：共分析7231例病例，其中成人7007例（96.9%），儿童224例（3.1%）。成人平均手术时长更长（156.8±145.2 vs 110.5±89.4分钟），但儿童每分钟排放量更高（0.160±0.186 vs 0.119±0.134 kgCO₂e/min），这源于儿童组更高的麻醉剂浓度（0.65±0.71 vs 0.26±0.41 mL/min）和更高的新鲜气流速（3.89±1.85 vs 3.06±1.64 L/min）。两组ETC使用比例相似（成人67.4±42.1%，儿童69.6±41.8%）。

**3.2 联合回归模型（Combined regression models）**：在包含所有病例的联合多元线性回归中，排放主要由麻醉剂使用量和流速变量决定。一氧化二氮使用量是最强预测因素（β=1.56, p<0.001），其次为异氟烷（β=2.76, p=0.040）、七氟烷（β=1.54, p=0.009）和平均新鲜气流速（β=0.37, p<0.001）。手术时长和ETC使用比例均不显著。模型解释了89%的方差（R2=0.89）。

**3.3 交互作用项（Interaction terms）**：加入交互作用项后模型拟合改善（R2=0.93）。异氟烷与一氧化二氮的交互项呈负相关（β=-1.73, p<0.001），而七氟烷与一氧化二氮的交互项呈强正相关（β=10.39, p<0.001），表明同时使用七氟烷和一氧化二氮时排放量超过两者相加的贡献。

**3.4 分层分析（Stratified analyses）**：成人亚组结果与联合模型一致，一氧化二氮、异氟烷、七氟烷和平均流速均显著，ETC和时长不显著（R2=0.89）。儿童亚组中，除ETC外所有预测因素均显著，手术时长也贡献显著（β=0.0009, p=0.006），模型解释度近乎完美（R2=0.997）。

**3.5 麻醉剂特异性模型（Agent-Specific models）**：在一氧化二氮模型中，成人和儿童的排放几乎完全由一氧化二氮使用量和流速解释，ETC和时长无作用（成人R2=0.89，儿童R2=0.997）。在异氟烷模型中，成人和儿童的使用量和流速均为强预测因素，ETC表现出微小但显著的保护效应（降低排放），模型拟合中等至良好（成人R2=0.65，儿童R2=0.90）。在七氟烷模型中，成人组使用量、流速和手术时长显著，ETC反而与更高排放相关；儿童组使用量、流速和时长显著，ETC不显著（成人R2=0.90，儿童R2=0.94）。

讨论部分总结指出，麻醉气体排放主要受临床医生控制的行为因素驱动，包括麻醉剂选择、浓度和新鲜气流速，而非技术（ETC）。一氧化二氮是最大贡献者，其高GWP和长大气寿命使得即使采用低流量麻醉或ETC也难以显著减少其足迹；此外，管道泄漏进一步加剧了其环境影响，应优先考虑从管道供应系统中消除。ETC的效果微弱且因麻醉剂而异：在异氟烷模型中仅提供微小保护，在七氟烷模型中反而增加排放，这归因于ETC算法中的高流量冲洗峰值以及临床医生对七氟烷Compound A的担忧限制最低流速设定。研究强调，低流量麻醉的推广仍受历史培训和文化认知的阻碍，而低成本行为干预（如审计反馈、教育、政策改革）是资源有限国家最有效且可扩展的可持续发展路径。

研究结论部分翻译如下：总之，在这一低中等收入国家（LMIC）环境中，麻醉气体排放主要由临床医生行为驱动，其中麻醉剂选择和新鲜气流速（FGF）是主要预测因素。可持续减排不能仅靠技术实现，还需要持续的行为改变，并辅以审计、教育和政策改革。一氧化二氮仍然难以通过常规手段减轻，应优先从管道供应系统中消除。对于LMIC而言，最务实的路径是采用低成本、可扩展的干预措施，优化临床医生实践，同时逐步减少对高排放麻醉剂的依赖。