無通氣安全時限(durationofnon-hypoxicapnoea)是指人體自停止呼吸直到指脈氧氧飽和度降至90%所需的時間。
因為S形的氧解離曲線上的轉折點恰好是氧分壓(PaO2)等於60mmHg或氧飽和度(SaO2)等於90％。在這個轉折點以上，血紅蛋白可攜帶足夠的氧氣，人體一般不會發生低氧血症，低於這個轉折點會加劇PaO2以及SaO2下降，血紅蛋白攜帶氧氣的能力也大大降低，身體缺氧。
正常人的SaO2和SpO2之間具有顯著相關性，通過監測SpO2可以較準確的反映出SaO2的大小。我們認為SpO2=90％是臨床患者急性缺氧的最低耐受值。因此，「無通氣安全時限」又可以稱為「呼吸暫停安全時限」、「安全窒息時限」等。
無通氣安全時限在臨床試驗中的定義
考慮到患者安全及倫理要求，受限於技術，相關臨床研究有時並不能無法準確且直接測量「無通氣安全時限」，特別是針對無通氣安全時限起止時間的界定。認為觀察到患者暫停呼吸起至SpO2降至90％的時間。
取從麻醉誘導結束到SpO2自100％降至90％的時間。Edmark等則認為從停止面罩（喉罩）通氣起到氧飽和度降至90%所經歷的時間為無通氣安全時限。有學者分別將靜脈給予肌松葯起到氧飽和度降至95%、93%、92%作為無通氣安全時限。王泓波則記錄從誘導開始到SpO2降至91%的時間。
影響無通氣安全時限的因素及相關研究
體重
通過研究發現無通氣安全時限與肥胖增加呈顯著負相關(r=-0.83)，而這意味著肥胖或超重患者相較於體重正常的患者，在無通氣期間發生低氧血症的幾率更高。同樣，朱賢林等指出，隨著患者體重指數的增加，可以容忍的無通氣安全時間逐漸縮短。
追究其原因，一方面，肥胖患者肺內氧儲備少。研究指出，功能殘氣量（FRC）與體重指數（BMI）呈負相關性，當BMI為30kg／m2時，其FRC僅是BMI為20kg／m2人群的四分之三。
另一方面Prentice等研究指出高BMI患者的基礎代謝率(BMR)以及總能量消耗(TEE)都顯著超過正常BMI患者，而且發現隨BMI的增加，BMR以及TEE也顯著增加。從這個觀點來看，低FRC、高BMR和高TEE是肥胖和高體重患者無通氣的安全時限縮短的重要原因。
通氣方式
全麻誘導期傳統的給氧方法是在給葯後患者停止呼吸時用面罩扣在其面部正壓輔助通氣，該方法可能增加氣體進入胃的可能性，同時增加反流誤吸的風險，在腔鏡手術中也會出現手術視野減小、操作難度增加等問題。
但是通過改變誘導前後呼吸方式及藉助於其他呼吸輔助工具可以有效地提升無通氣安全時限。在麻醉誘導前讓患者自主呼吸3分鐘，發現相較於傳統給氧方法延長了無通氣安全時限，同時相較於傳統給氧方法減少了胃內積氣。
同樣的，黃邵強等研究指出，全麻誘導預給氧前採用潮氣量呼吸3分鐘緊接快速順序誘導的方式與常規誘導面罩正壓通氣相比，無通氣安全時限明顯增長，研究同時指出在情況緊急時採用30秒內深呼吸4次的方法雖然無通氣安全時限較傳統方式少，但能滿足大多數麻醉插管耗時的需要。
與30秒內深呼吸4次的方法相比，有學者建議在60秒內進行8次深呼吸，該法與傳統給氧方法相比無通氣安全時限無明顯差異，但減少了相應的胃脹氣等潛在危險，更推薦適用於急診飽胃患者麻醉誘導。
通過測量呼吸末端氧濃度(ETO2)，發現60秒內通過深呼吸8次最終獲得ETO2約為87％。它低於傳統的預吸氧法（ETO2≥90％），只有在當呼吸時間延長到1.5-2分鐘時，兩者才類似。而在此基礎上Baraka等提出在傳統的預吸氧方法前加用「深呼一口氣」的步驟，通過減少肺內含氮量，從而優化預吸氧效果，此法相較於傳統給氧法60秒時的ETO2更高。
全麻誘導前面罩預充氧5分鐘期間運用持續氣道正壓通氣(CPAP5cmH2O)，可顯著提高無通氣安全時限（496.56±71.68s比273.00±69.31s）。在使用CPAP（6cmH2O）的同時，加用壓迫環狀軟骨法（CP）同樣取得類似效果，而且可以防止因正壓通氣胃脹氣的形成。
指出肥胖患者及老年患者在全麻誘導呼吸暫停後面罩下加用PEEP（6cmH２O）可以有效降低肺內分流，延長無通氣安全時限。Herriger等對於正常體重成年患者，麻醉誘導中聯合運用這兩種正壓通氣(CPAP+PEEP，6cmH2O)的策略可以延長無通氣安全時限2分鐘左右。
而對肥胖人群（BMI＞35kg/m2），研究發現聯合使用CPAP＋PEEP（均為10cmH2O）無通氣安全時限平均延長１分鐘左右。正壓輔助通氣法的理論基礎在於：一方面在吸氣期內，持續穩定的施加高於吸氣氣流的正壓氣流，使得患者吸入的氧氣增多，潮氣量得到提升；
另一方面在呼氣期內，氣道仍然存在持續穩定的正壓，使得呼氣時肺泡萎陷的數量及幅度減少，FRC得到增加，最終使得機體氧儲備得以提高。在正壓輔助通氣使用壓力方面，韓文斌等推薦控制PEEP在10cmH2O以下，可以減少腹脹、胃內容物反流等發生。
體位
人體主要的呼吸肌是膈肌，站立時吸入氣體時，完成這個動作的主要力量來源於膈肌的收縮，而膈肌收縮時，拉動胸腔往下移位；但當人體變成仰卧位時，膈肌減少了重力作用，自然向頭側移位，當人體吸氣時，膈肌只能提供相較於站立位時三分之二的吸氣力，同時腹腔內臟也向頭側移位，並對近背側的膈肌造成壓迫而使膈肌進一步移向頭側。
肺功能餘氣量(FRC)和肺總量都相應減少。黃小靜等對於正常體重成年人，頭高15°斜坡位相較於平卧位可以有效延長無通氣安全時限，而不影響氣管插管操作。進一步在此基礎上聯合面罩CPAP(6cmH2O)的預給氧方式同樣達到類似效果，同時減少胃脹氣等產生。
類似的，有學者運用頭高20°斜坡位的預吸氧方式也同樣可以延長無通氣安全時限。與正常體重成年人相比，肥胖患者因為胸腹部過多脂肪的限制，胸廓擴張受影響，胸肺順應性較差。
繼而肺活量減少，FRC減少，肥胖患者在平卧位時這些表現更為明顯。將肥胖患者處於坐位時誘導也能延長無通氣安全時限，但坐位降低了患者的舒適度及增加了麻醉醫師的操作難度。
建議對於嚴重肥胖的患者，採用30°反屈氏體位(reverseTrendelenburg』sposition)相較於平卧位，可將無通氣時限延長約1分鐘。對肥胖患者預給氧時採用頭高25°斜坡位的方式可以明顯改善患者的無通氣安全時限。
同樣，Lane等採用20°頭高位仍有類似發現。而當採用頭高15°斜坡位時，雖然也可延長無通氣安全時限，但FRC增加效果不如25°顯著。頭高斜坡位增加無通氣安全時限的原理在於，一方面因膈肌稍微往下移位。
與仰卧位相比，胸腔的內部容積增加，並且腹腔內器官對膈肌的壓迫減小，胸廓順應性變大，下肺部壓力性肺不張得到緩解，FRC得以增加。另一方面，因為重力的作用，人體組織器官內的血液分布受到影響。
當患者頭部較高時，與仰卧位相比，腔靜脈將高於位於心臟水平以下的其它靜脈，使得與仰卧位比較血液流進腔靜脈更加困難，返回心臟的血液變少，繼而使得心排血量減小，隨之組織器官的灌注量降低，最終導致氧代謝減少。麻醉狀態下，骨骼肌鬆弛等因素又進一步增加了以上兩個方面的影響。
人工氣道工具
對全身麻醉患者，採用鼻導管吸氧法比傳統的面罩給氧方法（氧流量均為5L/min）所獲得的無通氣安全時限要長。對非困難氣道患者麻醉誘導前使用高流量（60L/min）純氧經鼻導管通氣，也可以達到類似效果。
在誘導結束呼吸暫停後加用鼻咽通氣管持續吹入氧氣的方法同樣也有效的增加了無通氣安全時限。針對阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（OSAHS）患者，有學者在全麻誘導期表面麻醉後使用OPLAC喉罩通氣也延長了無通氣安全時限，吸氧效果增加。
小兒無通氣安全時限
兒童與成人相比，前者氧儲備較少，但其代謝率卻並不比後者低。一方面，小兒肺彈性遠不如成人發達，在呼氣時小氣道會發生過早閉合，直接引起小兒肺閉合容量增大，相應的減少了功能殘氣量／肺閉合容量比值。
同時氣道過早地發生閉合，使氣體沒有辦法及時排出而被迫滯留在肺泡裡面。在這種情況下，氣體分布不再均勻，繼而小兒通氣／血流比值受到一定的影響，進而肺泡與血液內氣體交換受到影響。
同時，小兒的肺泡通氣量／功能殘氣量比為5:1，遠比成人（1.5:1）高，相對而言小兒功能殘氣量的緩衝作用並不明顯。因此，兒童的氧氣儲備低於成人。另一方面，年齡越小，氧耗越大。小兒的平均需氧量（7-9ml/kg/min）較成人(3ml/kg/min)高2-3倍。
兒童無通氣安全時限明顯低於成年患者。有學者發現對兒童全麻誘導期單純添加PEEP輔助通氣對無通氣期的安全時限延長並不明顯。同時他們的研究發現PEEP的運用可以在一定程度上可以減小年齡和體重對無通氣安全時限的影響。
無通氣安全時限與氧氣濃度及肺不張
在人體吸入大量純氧後，氧氣將取代原先肺內大部分的氮氣，肺泡內的氧氣又會快速地彌散至肺循環中，氧氣彌散的速度比氧氣進入肺泡的速度要快，使得部分位於相對封閉區域內的肺泡萎縮塌陷，從而形成肺不張。
有學者認為在誘導期間吸入100％純氧，85％-90％的患者在最初5分鐘內就有不同程度的肺不張，此外預吸氧時隨著氧濃度、氧流量的增加，肺不張形成的速度變得更快，並且影響範圍變大。
另外，研究指出吸入80%氧濃度的患者與吸入40%氧濃度的患者相比，前者的潮氣量減少，而乳酸和氧化應激水平增加，抗氧化應激反應降低。為了防止肺不張而人為的降低吸入氧的濃度，則會縮短無通氣安全時限，從而加大了氣管插管時的危險係數。
研究表明，氣管插管後行CT掃描發現患者確實存在不同大小程度的肺不張，而且他們還發現，隨著氧濃度增加，肺不張的範圍變大。與純氧相比，80%的氧濃度的氧氣雖然部分降低了無通氣安全時限，但對減少肺不張的形成有一定的作用。
而另一項相關研究則表明，在全麻誘導後的7分鐘內就會生成肺不張，而且肺不張程度和吸氧濃度呈正相關，同時他們還發現，肺不張在形成過程中也受到時間因素的影響，吸入80%氧濃度氧氣的患者與吸入純氧的患者比較，14分鐘之後前者在減少肺不張方面的作用逐漸消失殆盡。
相反，即使Rusca等在麻醉誘導過程中使用了純氧，但同時運用了持續正壓技術（CPAP+PEEP，均為6cmH2O），則有效的防止了肺不張的形成同時保證了充足的無通氣安全時限。並且Coussa等對病態肥胖患者研究中，發現在麻醉誘導過程中使用PEEP也可有效預防或大幅度減少肺不張的形成。
當然，鍾鳳華等則認為對於業務熟練的麻醉醫師，即使全麻誘導時無通氣安全時限減小了，但僅用40%氧濃度的氧氣或直接使用空氣進行面罩通氣即可有足夠的時間來完成氣管插管操作，減少了誘導期肺不張的形成及相關併發症的出現。
針對全身麻醉恢復期，研究指出吸入氧濃度為75%時，雖然相較於純氧無通氣時限減少，但可以明顯改善肺換氣功能。張明軍等指出對於術中運用中度的急性超容性血液稀釋(AHHD)技術的患者在全麻維持中的無通氣安全時限雖低於對照組，但不具有統計學意義。
對於顱腦腫瘤患者，莫懷忠等認為在一定程度上，隨著無通氣時限的延長，顱內壓有升高趨勢，而且考慮是因為二氧化碳瀦留所導致的。綜上所述，在臨床麻醉工作中，一個合格的麻醉醫師針對不同的患者要有不同的認識。
充分掌握「無通氣安全時限」的相關概念，結合自己的操作習慣及已有的工具，採用適當的方法，提高患者的氧氣儲備，在氣管插管操作過程中避免低氧血症的出現及減少肺不張的發生。
