氧疗的副作用主要是长期高流量的吸氧所引起的氧中毒，氧分压过高、呼吸抑制所引起的二氧化碳潴留以及少数视网膜增生。长期大量高流量的吸氧，尤其是短期内长时间的吸氧，氧分压过高，机体中会产生大量的氧自由基，损伤气道、肺组织，甚至引起心脏其他器官的功能障碍。病人会出现谵妄、兴奋，甚至躁狂，肺部出现呼吸窘迫综合征以及急性肺损伤，均为氧疗引起的急性反应，称为氧中毒。
对于慢性阻塞性肺疾病患者，氧分压过高会抑制大脑的呼吸中枢，使呼吸频率变慢、呼吸幅度降低，不利于二氧化碳排出，引起二氧化碳潴留，进而形成肺性脑病，初期表现为兴奋，二氧化碳潴留过多，则出现昏迷。对新生儿氧流量高、氧浓度过高，则引起视网膜增生，甚至失明。氧疗虽然是较好的治疗方式，但要注意副作用，对于不适合的人群或者氧浓度过高，就要及时降低，注意观察，以免给病人造成不必要的伤害。
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