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外科21 分钟阅读

麻醉

Anesthesia

1846 年 10 月 16 日上午,波士顿麻省总医院一间阶梯教室里挤满了医生和学生。牙医威廉·莫顿(William T. G. Morton)让病人吉尔伯特·阿伯特吸入一种装在玻璃球里的气体。几分钟后,外科医生约翰·沃伦(John Collins Warren)从病人颈部切下一个肿瘤——病人没有挣扎、没有尖叫。手术结…

麻醉乙醚无痛手术全身麻醉局部麻醉

1846 年 10 月 16 日上午,波士顿麻省总医院一间阶梯教室里挤满了医生和学生。牙医威廉·莫顿(William T. G. Morton)让病人吉尔伯特·阿伯特吸入一种装在玻璃球里的气体。几分钟后,外科医生约翰·沃伦(John Collins Warren)从病人颈部切下一个肿瘤——病人没有挣扎、没有尖叫。手术结束时,沃伦转向围观者,据传说出了那句后来载入史册的话(大意是):"先生们,这不是骗局。"("Gentlemen, this is no humbug.")——这话其实意有所指:前一年韦尔斯用笑气当众拔牙失败、病人痛叫,观众曾轰他"骗局!(Humbug!)",沃伦这句正是对那次失败的回应。那间教室后来被称为"乙醚穹顶"(Ether Dome)。在那一天之前,外科手术意味着病人被绑在手术台上、在清醒的剧痛中尖叫;那一天之后,无痛手术成为可能。

破除误解:麻醉不是"睡着了"那么简单

很多人以为全身麻醉就是"打一针睡过去"。其实现代全身麻醉是一组精密协调的状态,至少要同时实现四个目标:意识消失(让你失去知觉)、镇痛(阻断疼痛信号)、遗忘(不留下记忆)、以及肌肉松弛(让肌肉不动,方便手术操作)。

这四件事往往由不同的药物分别负责,麻醉医生像调音师一样实时调配。所以麻醉不是简单的"睡眠"——正常睡眠时你能被疼痛唤醒,而麻醉状态下大脑对疼痛刺激的反应被主动抑制。维持这种状态需要持续监测病人的呼吸、心率、血压、血氧,因为麻醉本身就在压制这些生命功能。麻醉医生真正的工作,是让病人"安全地走到意识与生命体征的悬崖边缘,再安全地走回来"。

另一个常见误解是"局麻就是小麻醉、全麻就是睡一觉"。局部麻醉只阻断特定部位的神经信号,病人全程清醒;而全身麻醉是对大脑和全身生理的系统性干预,需要气道管理、循环支持与全程监护,二者所需的团队、设备与风险等级完全不同。

"全麻一次傻三年"也是流传很广的说法。对绝大多数成年人,没有证据表明单次全麻会造成持久的智力下降;真正需要警惕的是老年人术后短期的谵妄与认知波动,它更多与手术应激、基础疾病和住院环境相关,而非麻醉药"毒傻了人"。

还有人相信"酒量好的人麻不倒"。长期大量饮酒确实可能提高对某些麻醉药的耐受,但同时还伴随肝功能损害、凝血异常等额外风险——术前如实告知饮酒史,远比在手术台上硬扛重要。

原理:药物如何关闭意识与疼痛

麻醉药主要作用于神经系统的信号传递。

一次全身麻醉通常分三个时相:诱导(从清醒到意识消失,几十秒到几分钟)、维持(手术期间持续给药与监测)、苏醒(停药后等待药物代谢,意识与自主呼吸恢复)。很多麻醉意外并不发生在手术高潮,而是在诱导与苏醒这两个"换挡"时刻。

全身麻醉药(如吸入性的乙醚、异氟烷、七氟烷,以及静脉注射的丙泊酚 propofol)作用于大脑和脊髓的神经元。它们大多增强抑制性神经递质 GABA 的作用,或抑制兴奋性信号,从而让大脑皮层的整合活动"解体",意识随之消失。值得诚实承认的是:全身麻醉让人失去意识的确切分子与网络机制,至今仍未被完全理解——这是神经科学的开放问题之一。

给药途径分两条路线:静脉麻醉(如丙泊酚,起效以十秒计,停药后迅速代谢,是诱导和短小手术的主力)与吸入麻醉(经肺泡入血,易于实时调深调浅,适合长时间手术的维持)。吸入麻醉药的苏醒靠把它从肺里"呼出去",因此气体在血液和脂肪中的溶解度决定了起效与苏醒的快慢:溶解度越低,进出越快,可调性越好。今天的全麻常常是"静脉诱导 + 吸入或静脉维持"的组合。

麻醉医生如何衡量"麻醉深度"?对吸入麻醉药,学界用 MAC(最低肺泡有效浓度) 来标定效力:使一半病人对手术切皮刺激不再产生体动反应所需的肺泡内药物浓度。

数字直观反映了各药的强弱:异氟烷的 MAC 约为 1.2%,七氟烷约 1.8%–2%,地氟烷约 6%。而笑气的 MAC 高达约 104%——这意味着在一个大气压下,即使吸入纯笑气也达不到完全麻醉,所以它今天只作辅助用药。MAC 也不是固定常数:老年人、低体温者需要更少的药量,长期大量饮酒者往往需要更多。

除了让意识消失的"催眠"药,一次完整的全麻通常还搭配两类药:

  • 镇痛药:以阿片类(如芬太尼)为主,抑制疼痛信号向大脑与脊髓传递,减轻手术刺激引起的心率血压剧变等应激反应。
  • 肌松药:作用于神经肌肉接头,让骨骼肌暂时松弛——病人不动,外科医生才有安稳的操作空间。代价是病人无法自主呼吸,必须靠气管插管和麻醉机维持通气,这也是麻醉医生片刻不能离席的原因之一。

肌松药用完后还要"刹车":新斯的明等拮抗药能逆转肌松作用,让自主呼吸恢复。这也是麻醉"可控"的一部分——不仅要让生理功能安全地停下,还要能准时让它回来。

为了判断"睡得够不够深",现代麻醉还引入脑电监测(如 BIS 指数,把脑电活动折算成 0–100 的数值,全麻维持期一般控制在 40–60 之间),与血压、心率、呼气末麻醉气体浓度互相印证,尽量避免麻醉过深或过浅。

局部麻醉药(如利多卡因 lidocaine)则只在身体局部起作用:它们阻断神经细胞膜上的钠离子通道,使神经无法产生和传导动作电位,疼痛信号因此无法上传到大脑。病人保持清醒,但被麻醉的部位失去痛觉。有趣的是,局麻药的分子要先以不带电的形式穿过神经细胞膜,再在细胞内带电、从内侧卡住通道——这解释了为什么发炎化脓的部位局麻效果常常变差:炎症让局部环境变酸,药物更多以带电形式存在,难以穿膜。

区域麻醉(如脊髓麻醉、硬膜外麻醉)介于两者之间:把局麻药打在脊髓或神经根附近,麻醉身体的一大片区域,常用于下肢手术和分娩镇痛。今天的神经阻滞常在超声引导下进行:麻醉医生能直接在屏幕上看到神经和针尖的位置,把药物精准打在神经周围,比过去"凭解剖标志盲扎"更安全、更可靠。

发明与演变:一场充满争议的优先权之争

人类自古就用酒精、鸦片、曼陀罗减轻手术痛苦,但都不可靠。中国的史料里还有一段著名的记载:《后汉书·华佗传》说东汉名医华佗让病人以酒送服"麻沸散","须臾便如醉死,无所知",然后剖腹施术。可惜配方早已失传,其成分与真实性无从考证——它更像一个令人向往的传说,而非可验证、可传承的技术。可重复的麻醉,要等近代化学出现之后。

真正的突破来自三种气体的发现:

  • 笑气(一氧化二氮 N₂O):1799 年由化学家汉弗里·戴维(Humphry Davy)发现其镇痛作用,但起初只被当作派对上的"娱乐气体"。1844 年牙医霍勒斯·韦尔斯(Horace Wells)尝试用它拔牙。
  • 乙醚(diethyl ether):1842 年,乔治亚州乡村医生克劳福德·朗(Crawford Long)就已用乙醚做过无痛手术,但未及时发表。1846 年莫顿的公开演示让乙醚名声大噪。
  • 氯仿(chloroform):1847 年由苏格兰产科医生詹姆斯·辛普森(James Young Simpson)引入用于分娩镇痛。1853 年,医生约翰·斯诺(John Snow,也是流行病学先驱)为维多利亚女王生产时施用氯仿,极大提升了麻醉的社会接受度。

斯诺值得多写一笔。他常被记住的是流行病学上的贡献,但他其实也是世界上第一批把麻醉当成专门技艺来研究的医生:他系统记录了氯仿的剂量与分期,为女王接生时亲自掌握滴速,并把麻醉的操作写成专著。

谁是麻醉的"发明者",朗、韦尔斯、莫顿、以及化学家查尔斯·杰克逊为此争得不可开交,莫顿甚至想为乙醚的医用申请专利牟利,引发巨大伦理争议,几位当事人结局都颇为凄凉。这场"乙醚之争"是医学史上著名的优先权纠纷。

解决疼痛之后,还有一个困扰外科近百年的难题:病人的肌肉。早期麻醉即使让病人失去知觉,肌肉依然紧张,切开时仍会抽动痉挛;唯一的办法是把麻醉加得更深——而加深的代价是呼吸循环受抑,有时病人就此醒不过来。1942 年,加拿大蒙特利尔的麻醉医生哈罗德·格里菲斯(Harold Griffith)与住院医师伊妮德·约翰逊(Enid Johnson)首次在手术中使用从南美箭毒提纯的肌松药 Intocostrin:肌肉松弛交给专门的药物,麻醉深度反而可以减浅,安全性大大提高。这被认为是现代"平衡麻醉"的开端;值得注意的是,约翰逊这位女性医生的贡献,在后来许多叙述中被简化为一句"助手"。

第一次世界大战中,伦敦麻醉医生伊万·马吉尔(Ivan Magill)为面部创伤手术发展了气管插管技术,解决了"麻醉了却不能安全呼吸"的死穴;今天,从急救车到 ICU,插管都是麻醉与急救医学共享的基本功。

吸入麻醉药本身也在不断换代:氯仿因肝毒性和心律失常被淘汰,1956 年上市的氟烷(halothane)曾一统天下,后来也因罕见的"氟烷肝炎"退位;今天的七氟烷、地氟烷不易燃、代谢更快、对循环更温和。

20 世纪后,麻醉发展为独立的医学专科:1927 年,拉尔夫·沃特斯(Ralph Waters)在威斯康星大学建立了第一个大学麻醉学系,麻醉从技师手艺变成有住院医师培训、有自己研究议题的学科。麻醉机、监护仪、更安全的药物接踵而至,使麻醉死亡率从历史上的高风险降到了今天的极低水平。

其中一项关键的监测发明来自亚洲:1970 年代,日本工程师青柳卓雄(Takuo Aoyagi)发明的脉搏血氧仪走向临床,医生第一次能无创、连续地"看见"病人血氧的每一次跌落。它和呼气末二氧化碳监测一起,被普遍认为是麻醉死亡率骤降的最大功臣之一。

把这段历史压缩成一张简表:

年份事件
1799戴维发现笑气的镇痛作用
1842朗在乔治亚州用乙醚完成无痛手术(未发表)
1846莫顿在麻省总医院公开演示乙醚麻醉
1847辛普森将氯仿用于分娩镇痛
1853斯诺为维多利亚女王施用氯仿
1942格里菲斯与约翰逊将箭毒肌松药引入手术
1956氟烷上市,吸入麻醉进入现代
1970 年代脉搏血氧仪发明并逐步普及
1980 年代丙泊酚进入临床,逐步成为最常用的静脉麻醉药
2016FDA 就婴幼儿长时间麻醉的风险发出通告

数字看麻醉:风险究竟有多低

数字最有说服力。据估算,与麻醉直接相关的死亡率,已从 1940 年代的约每万例 6.4 例,下降到今天的约每十万例 0.4 例(发达国家数据)——麻醉是现代医学中安全记录改善最显著的领域之一。

但"低概率"不等于"零风险"。几个已知的严重并发症值得了解:

  • 恶性高热:一种遗传性肌肉疾病。易感者接触吸入麻醉药或肌松药琥珀酰胆碱后,骨骼肌细胞内的钙离子失控释放,体温急剧升高、肌肉僵直、代谢紊乱,若不抢救可致命。发生率估计在数万分之一到数十万分之一之间;特效药丹曲林(dantrolene)的普及,使其死亡率从过去的七八成降到个位数百分比。
  • 术中知晓:病人在全麻中部分恢复意识,却因肌松药无法动弹或呼喊,发生率约为每千例全麻 1–2 例;心脏手术、产科急诊和创伤手术中风险更高,部分经历者会留下创伤后应激症状。
  • 严重过敏与气道意外:对肌松药等药物的过敏性休克虽罕见,却是麻醉相关死亡的重要原因之一;插管困难、误吸等气道事件同样考验麻醉团队的应急能力。
  • 监测是防线:上述风险之所以能被控制,靠的不是药物"无害",而是血氧、二氧化碳、血压、心电的连续监测,让异常在造成损伤之前就被发现。

正是这些风险解释了为什么麻醉必须由受过专门训练的医生全程守护:他们监测的不是"睡得香不香",而是呼吸、循环与意识的每一个细微信号。

手术前为什么要禁食:麻醉的边界条件

很多人不理解:明明只是"睡一觉",为什么术前几个小时连水都不能喝?

答案在误吸。全麻抑制了咽喉的保护性反射,如果胃里有食物或大量液体,呕吐或反流的内容物可能被吸入肺里,造成化学性肺炎甚至窒息——这是麻醉最古老的死因之一。

因此麻醉前常规要求:清饮料(清水等)术前至少 2 小时停饮,清淡饮食至少 6 小时,油腻食物最好间隔 8 小时以上(具体遵医嘱)。禁食之外,术前评估还包括气道检查、心肺功能、用药史和过敏史——麻醉医生在手术前一天做的这些"闲谈",其实都是在为悬崖边的那次往返画地图。

争议:麻醉会伤害发育中的大脑吗

2016 年 12 月,美国 FDA 发布安全通告:动物研究显示,3 岁以下婴幼儿(以及孕晚期胎儿)反复或长时间(超过约 3 小时)暴露于全麻和镇静药物,可能影响大脑发育。这个警告几乎覆盖了所有主流麻醉药,一度让家长恐慌。

但随后三项大型临床研究给出了更平衡的图景:GAS 随机对照试验、PANDA 同胞配对研究和 MASK 队列研究一致发现,单次、短时间的全麻暴露,并未对儿童日后的智商和神经发育造成可检测的损害。

目前学界的大致共识是:单次短时麻醉无需过度担忧,真正需要手术的孩子不应因噎废食;但多次、长时间暴露的影响仍无定论,FDA 的警告也依然有效。动物实验里明确的神经毒性,与人类研究中难以复现的结果之间为何存在落差,本身就是仍在研究的问题。同样,老年人大手术后出现的术后认知功能障碍,哪些是麻醉造成的、哪些是手术创伤与基础疾病造成的,也难解难分。

影响与局限

麻醉与无菌术(见 antisepsis)共同把外科从"快刀斩乱麻、拼速度赌运气"的恐怖技艺,变成了可以从容、精细操作的现代学科。没有麻醉,今天的器官移植、心脏手术、神经外科都无从谈起。

麻醉的影响也早已溢出了手术室。今天麻醉医生的工作场景远比一台手术宽:

  • 重症监护:ICU 里危重病人的镇静镇痛,是麻醉药物与监测技术的直接延伸;
  • 分娩镇痛:硬膜外镇痛把"生孩子必须剧痛"变成了可选项,是麻醉学对日常生活影响最深的应用之一;
  • 无痛内镜与日间手术:丙泊酚等短效静脉药让胃肠镜检查、门诊小手术可以"睡一觉就做完";
  • 疼痛治疗与安宁疗护:慢性疼痛、癌痛的药物管理,同样出自麻醉学的镇痛传统。

可以说,现代医学中"舒适化医疗"的那一半,是麻醉学撑起来的。

但麻醉始终伴随风险。它压制呼吸和循环,需要专业麻醉医生全程守护;存在罕见但严重的并发症(如恶性高热、过敏反应);极少数情况下会发生"术中知晓"。此外,全身麻醉对发育中大脑和老年认知的长期影响,仍是研究中的课题。麻醉的安全,建立在持续监测和训练有素的团队之上,而非药物本身的"无害"。

还有一个常被忽视的现实是麻醉资源的全球不均。《柳叶刀》全球外科委员会 2015 年的报告估计,全球约 50 亿人无法获得安全、可负担的外科与麻醉服务——在许多低收入国家,"安全的麻醉"远非人人可及。

本文为科普,不替代专业医疗意见。麻醉方案须由专业麻醉医生评估制定。

跨域连接

  • 意识的困难问题:伊格尔等人 1965 年提出的最低肺泡有效浓度(MAC),定义是使 50% 的人对切皮不产生体动的肺泡浓度。这个终点是脊髓层面的体动,不是意识。 临床上真正想要的"无意识"至今没有直接读数,脑电指标只是替代终点。由此可推出一个令人不安的结论:术中知晓的发生率只能靠术后访谈估计,而当肌松剂把体动这个唯一的外显信号也掩盖掉时,被掩盖的恰恰是最初用来定义麻醉深度的那个变量。
  • 手性:吸入麻醉药的效力与其油/气分配系数高度相关,这条迈耶—奥弗顿关联曾支持"麻醉是脂质膜的非特异性物理效应"这一假说。它被一个非常干净的判据推翻了:如果起作用的只是膜的物理性质,一对对映体就应当等效;而多种麻醉药的两个对映体效力明显不同。这把解释推向了特定蛋白靶点,也是"强相关关系被证伪为机制"的教科书案例。
  • 外科学:麻醉与无菌术分别解除了外科的两个上限——可忍受的时间与可承受的感染风险。在此之前,速度是外科医生的核心技艺,因为患者清醒且疼痛,手术必须在数分钟内完成;此后"能做多久的手术"从几分钟变成十几小时,开胸、开颅与移植才成为可能。约束被解除之后,衡量一个外科医生的标准本身也跟着改变了。
  • 实施科学:1846 年 10 月 16 日的乙醚公开演示之后,麻醉在一年内传遍欧美;而 1867 年发表的无菌术,其争议持续了数十年。同样是外科的革命性进展,扩散速度相差一个数量级,原因不在证据强度而在证据的可见性:麻醉的效果对在场每个人当场可见,无菌术的收益却是统计性的、延后的,还要求人们相信看不见的微生物。这是"可见性决定采纳速度"最干净的历史对照。
  • 成瘾:手术是许多人第一次接触阿片类药物的场合。这里的机制不在麻醉本身,而在出院带药这一环:处方天数与后续长期使用的概率之间存在剂量—反应式的关系,因此"多开一点以防万一"这个看似仁慈的默认设置,在人群层面会产生可观的下游后果。它说明一项临床决策的社会代价,可能完全落在麻醉与外科自己的评价指标之外。

参考文献

  • Robinson, D. H. & Toledo, A. H. "Historical development of modern anesthesia." Journal of Investigative Surgery, 25(3), 2012. DOI: 10.3109/08941939.2012.690328
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  • Andropoulos, D. B. & Greene, M. F. "Anesthesia and Developing Brains — Implications of the FDA Warning." New England Journal of Medicine, 376(10), 2017. DOI: 10.1056/NEJMp1700196
  • Sun, L. S. et al. "Association Between a Single General Anesthesia Exposure Before Age 36 Months and Neurocognitive Outcomes in Later Childhood." JAMA, 315(21), 2016.
  • Meara, J. G. et al. "Global Surgery 2030: evidence and solutions for achieving health, welfare, and economic development." The Lancet, 386(9993), 2015. DOI: 10.1016/S0140-6736(15)60160-X
  • Snow, S. J. Blessed Days of Anaesthesia: How Anaesthetics Changed the World. Oxford University Press, 2008.
  • Eger, E. I., Saidman, L. J. & Westhorpe, R. N. (eds.) The Wondrous Story of Anesthesia. Springer, 2014.

延伸阅读

  • Fenster, J. M. Ether Day: The Strange Tale of America's Greatest Medical Discovery and the Haunted Men Who Made It. HarperCollins, 2001.
  • Cole, F. Milestones in Anesthesia: Readings in the Development of Surgical Anesthesia, 1665–1940. University of Nebraska Press, 1965.