019章.吸入全身麻醉药
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第19章吸入全身麻醉药
第1节概述
吸入麻醉是利用气体或经挥发出来的通过呼吸道进入体内而起到麻醉作用的。挥发性吸入麻醉药又分为烃基醚，卤代烃基醚和卤烃三类。烃基醚包括双乙醚(即乙醚)、双乙烯醚、乙基乙烯醚等，卤代烃基醚包括甲氧氟烷(二氟二氯乙基甲醚)、恩氟烷、异氟烷、七氟烷及地氟烷等，卤烃类包括氟烷、三氯乙烯、氯仿等。气体吸入麻醉药包括氧化亚氮、乙烯、环丙烷。经过摄取及分布麻醉药就作用于神经系统而引起感觉的丧失。从吸入麻醉药的药代动力学来理解麻醉的诱导、维持以及清醒等过程。一般地认为，给予吸入麻醉剂的目标是根据其麻醉药在脑中维持足够的分压而使保证病人处于睡眠状态直至手术结束。某些因素如麻醉药的溶解性、病人的心输出量以及肺泡气体交换量等均可影响到麻醉药物的效能。
所有的吸入麻醉药对呼吸和循环系统的功能均有影响，同样地也会影响到各系统器官的功能。有些作用是与产生麻醉效果无直接相关且对机体发挥不良反应,这些作用将被认为是它们的副作用。吸入麻醉药的麻醉效能、对全身的影响以及新型吸入麻醉药的特殊副作用等均有待于进一步探讨。
近年来静脉麻醉药有很大发展，如起效快、苏醒快的异丙酚在临床中得到了广泛应用，但吸入麻醉药具有麻醉效能强和易于调控麻醉深度的优点，故在全身麻醉中应用仍占有重要地位。目前仍在不断寻求更合乎理想的药物。理想的吸入麻醉药应具备下列条件：⑴麻醉作用为可逆性，无蓄积作用；⑵安全范围广；⑶麻醉作用强，可使用低浓度；⑷诱导及清醒迅速、舒适、平稳；⑸化学性质稳定，与其它药物接触时不产生毒性物质；⑹在机体内代谢率低，代谢产物无毒性；⑺无燃烧爆炸性；⑻制造简单，易提纯，价廉；⑼产生良好的肌肉松弛；⑽能抑制不良的自主神经反射；⑾具有松弛支气管作用；⑿无臭味，对气道无刺激作用；⒀对呼吸、循环抑制轻；⒁不增加心肌对儿茶酚胺的应激性；⒂对肝、肾无毒性；⒃无依赖性及成瘾性；⒄无致癌及致畸作用。实际上目前没有一个药物能完全符合这些条件。
第2节吸入麻醉药的理化性质
气体麻醉药通常以液态贮存于高压钢瓶内，挥发性麻醉药在室温时易挥发成蒸气。常用吸入麻醉药的结构式见图19-1，理化性质见表19-1。
吸入麻醉药的理化性质决定其麻醉强度、给药方法、摄取速率、分布与排除，因此也关系到全麻器械、诱导和苏醒的快慢、病人和手术室工作人员的安全等等。
表19-1常用吸入麻醉药的理化性质
乙醚 氟烷 甲氧氟烷 恩 氟 烷 异 氟 烷 七 氟 烷 地 氟 烷氧化亚氮分子量 74.1 197.4 165.0184.5184.5 200 16844.0
沸点(1个气压)℃ 34.650.2 104.7 56.5 48.5 58.523.5-88.0
蒸气压20℃kPa 59.132.13.023.3 31.8 20.989.3 5200
(mmHg) 442 24122.5175240 156.9670 39000
潜热20℃(Kj-mol-1)
27.628.933.932.3- 7.90-18.2
液体比重(g ? ml-1)0.721.861.431.52 1.50 1.251.45-
Antoine常数A(kPa)6.151 5.892 6.206 6.1124.822 --6.702
B1109.58 1043.701336.58 1107.84536.46--912.90
C 233.2 218.3213.5 213.1 141.0 --285.3
每ml液体产生的
蒸气(ml)20℃233227 208 198196
MAC 1.92 0.770.161.68 1.151.71 7.25105.0
一、克分子容量
分子量及密度(比重)常用于计算挥发性麻醉药由液态变为气态的量。1摩尔(mole, 用克表示的分子量)的任何物质都含有相等的分子数(6.023×1023 Avogadro常数)。它是指在标准状态下(0℃、1个大气压力)等容积的气体含有相等的分子数，1 mole容积都是22 .4 L。一般情况下，由测得的气体密度来计算气体的克分子容积均低于理论值。挥发性麻醉药的蒸气比较近似于理想气体，符合22. 4L/mole这个数值，如20℃1ml氟烷液体能挥发出227ml气体，计算方法如下：
1.86是氟烷的液体密度，197.4是分子量。用此计算法可计算蒸发器的液体麻醉药的消耗量。参考表19-1。如使用1.5%恩氟烷，新鲜气流量为2 L/min时1h约消耗恩氟烷9.1 ml。其计算方法为：
消耗的吸入麻醉药的量＝新鲜气流量(mL)×挥发器的刻度×吸入时间(min)÷每ml吸入麻醉药的液体所产生的蒸气量，具体如下。
二、溶 解 度
血/气、脑/血、肌肉/血和油/血分配系数是决定吸入麻醉药摄取、分布和排除的重要因素，表明麻醉药最重要的物理特性是它在体内不同组织的溶解度。分配系数是麻醉药分压在两相中达到平衡时的麻醉药浓度比。当第二相是气体时分配系数就等于奥斯特瓦尔德 (Ostwald)溶解度系数,即在测量时的温度和发生溶解时的压力下，每单位容积的溶剂所能吸收的气体容积数。由于分配系数一般不受麻醉药绝对浓度的影响，所以它符合亨利(Henry)定律。亨利定律是温度恒定时，气体溶解在溶剂中的分子数与液面上气体分压成正比。分配系数(λ)的优点是不同相之间的数值可以换算，如表19-2是不同的麻醉气
体的分配系数，有些因素影响麻醉药的溶解度。
表19-2 几种常用吸入麻醉药37℃时的分配系数
吸入麻醉药血/气脑/血油/气肝/血肾/血肌肉/血脂肪/血诱导地氟烷0.451.318.71.41.02.027快氧化亚氮0.471.11.40.8-1.22.3非常快七氟烷0.651.7551.81.23.148快异氟烷1.41.6981.81.22.945快恩氟烷1.81.4982.1-1.736快氟烷2.51.92242.11.23.451快乙醚122.0651.90.91.35慢甲氧氟烷131.49702.00.91.638慢氙0.1150.131.85--0.1-快影响溶解度的因素：
1.麻醉药本身的影响对于同一种溶剂(橄榄油)甲氧氟烷的溶解是N2O的700倍。
2.溶剂的影响一般麻醉药较难溶于水，而较易溶于油或脂质，氟烷在油中的溶解度约为水的300倍,在血中的溶解度介于水和脂肪之间。血溶解度因血液成分、分配系数以及随机体的营养和血液状态不同而变化(图19-2)。一般溶解度由小到大排列顺序是水、血液、脂肪。溶解的越多，其血中分压升高就越慢，也就是说气体的溶解度越大，麻醉起效也就越慢，如甲氧氟烷比氧化亚氮要慢得多。当吸入氧化亚氮时血中氧化亚氮分压就会快速升高，这是因为氧化亚氮的血/气分配系数低(0.47)，相比之下由于甲氧氟烷的血/气分配系数高(13)，在血中溶解的多，其血中分压就升高的非常慢。
血/气分配系数也因年龄的不同而变化(图19-3)，各种血浆成分随年龄的增加而增加。各种组织的分配系数还有种属间差异。非生物性溶剂对橡胶、塑料/气分配系数的影响见表19-3。说明了某些麻醉药可被麻醉机上的橡胶或塑料大量摄取。
表19-3橡胶或塑料/气分配系数(20～25℃)
导电的橡胶/气 聚氯乙烯/气 聚乙烯/气
氯仿300
环丙烷 6.6
乙醚58
恩氟烷 74120 2
氟烷120 190 26
异氟烷62 1102
甲氧氟烷630118
氧化亚氮1.2
3.温度的影响气体溶解时释放热量，温度越高，溶解度越低(表19-4)。麻醉气体在水和油介质中的温度系数与麻醉药的溶解性有关，即麻醉药越易溶解，负性温度系数就越大。也就是说，油/气分配系数随着温度下降而增加，意味着在疏水作用点的有效浓度增加，使麻醉药的强度增加，即MAC在低温时减小，在高温时增加。
吸入麻醉药的药代动力学受溶解度的影响很大。麻醉诱导与苏醒的速度多与含水组织的溶解度有关，如与血/气分配系数成正比；而油/气分配系数多与麻醉药的强度成正比。氧化亚氮两者分配系数均最低，所以诱导迅速而作用很弱。此外，易溶于橡胶的麻醉药，诱导时一部分可被橡胶吸收，停药后又可不断从橡胶中释出，影响麻醉的诱导和苏醒。
表19-4温度和分配系数的变化
λ水/气水温度系数λ油/气 油温度系数
20℃(% ℃) 20℃(% ℃)
甲氧氟烷 9.3―4.182108 ―4.58
三氯乙烯 3.4―3.941570 ―4.53
氯仿7.7―3.76 881 ―4.54
氟烷1.6―4.01 469 ―4.36
恩氟烷 1.4―3.22 180 ―3.51
乙醚 30.5―4.89 117 ―3.39
环丙烷 0.3―2.1116.7 ―2.18
氧化亚氮 0.7―2.33 1.7 ―1.13
三、饱和蒸气压
分子从液相变为气相，也有分子从气相变成液相，蒸发是两种效应之差。在密闭的容器中，随着液相向气相变化，气相分子数增多，蒸气压上升，气相向液相变化，液相分子数也会上升，最后两者达到平衡形成饱和蒸气，此时的压力就称为饱和蒸气压。当蒸气压强小于饱和压强时，为达到饱和蒸气压，液相将继续蒸发为气相。此外，容易蒸发的液体，其饱和蒸气压高。
1.温度对饱和蒸气压的影响温度上升，分子平均动能增大，将有更多的分子容易蒸发，使平衡时的蒸气密度上升，导致饱和蒸气压增大。
2.液面形状对饱和蒸气压的影响凹液面时，由于与水平面相比，分子离开液面要受到更多分子的吸引，就使蒸气压下降；相反，凸液面时，由于与水平面相比，分子受到液面较少分子的吸引，更易离开液面，使蒸气压上升。表面曲率越小，气压就越大。
所有吸入麻醉药在正常情况下都是以液体形式贮存的，处于室内温度和1个大气压下为液体(如氟烷、异氟烷)，或在高压下以液化气形式贮于钢瓶内(如氧化亚氮)。
液体的蒸发主要是依其饱和蒸气压和温度，而不依靠总大气压。表19-1中说明不同吸入麻醉药在20℃时的饱和蒸气压，以及其饱和蒸气压等于大气压时的液体沸点，Antoine方程描述了饱和蒸气压随温度变化的情况。
A、B和C是不同的常数，C是273.15℃(即℃转换成oK)，则此方程通过改变C与A和B能较好的符合原始数据。Rodgers和 Hill在1978年列出了 Antoine常数，从这些常数可计算出特定温度下的蒸气压，关于这两个函数的概括图如图19-4所示。......（后略) ......
第19章吸入全身麻醉药
第1节概述
吸入麻醉是利用气体或经挥发出来的通过呼吸道进入体内而起到麻醉作用的。挥发性吸入麻醉药又分为烃基醚，卤代烃基醚和卤烃三类。烃基醚包括双乙醚(即乙醚)、双乙烯醚、乙基乙烯醚等，卤代烃基醚包括甲氧氟烷(二氟二氯乙基甲醚)、恩氟烷、异氟烷、七氟烷及地氟烷等，卤烃类包括氟烷、三氯乙烯、氯仿等。气体吸入麻醉药包括氧化亚氮、乙烯、环丙烷。经过摄取及分布麻醉药就作用于神经系统而引起感觉的丧失。从吸入麻醉药的药代动力学来理解麻醉的诱导、维持以及清醒等过程。一般地认为，给予吸入麻醉剂的目标是根据其麻醉药在脑中维持足够的分压而使保证病人处于睡眠状态直至手术结束。某些因素如麻醉药的溶解性、病人的心输出量以及肺泡气体交换量等均可影响到麻醉药物的效能。
所有的吸入麻醉药对呼吸和循环系统的功能均有影响，同样地也会影响到各系统器官的功能。有些作用是与产生麻醉效果无直接相关且对机体发挥不良反应,这些作用将被认为是它们的副作用。吸入麻醉药的麻醉效能、对全身的影响以及新型吸入麻醉药的特殊副作用等均有待于进一步探讨。
近年来静脉麻醉药有很大发展，如起效快、苏醒快的异丙酚在临床中得到了广泛应用，但吸入麻醉药具有麻醉效能强和易于调控麻醉深度的优点，故在全身麻醉中应用仍占有重要地位。目前仍在不断寻求更合乎理想的药物。理想的吸入麻醉药应具备下列条件：⑴麻醉作用为可逆性，无蓄积作用；⑵安全范围广；⑶麻醉作用强，可使用低浓度；⑷诱导及清醒迅速、舒适、平稳；⑸化学性质稳定，与其它药物接触时不产生毒性物质；⑹在机体内代谢率低，代谢产物无毒性；⑺无燃烧爆炸性；⑻制造简单，易提纯，价廉；⑼产生良好的肌肉松弛；⑽能抑制不良的自主神经反射；⑾具有松弛支气管作用；⑿无臭味，对气道无刺激作用；⒀对呼吸、循环抑制轻；⒁不增加心肌对儿茶酚胺的应激性；⒂对肝、肾无毒性；⒃无依赖性及成瘾性；⒄无致癌及致畸作用。实际上目前没有一个药物能完全符合这些条件。
第2节吸入麻醉药的理化性质
气体麻醉药通常以液态贮存于高压钢瓶内，挥发性麻醉药在室温时易挥发成蒸气。常用吸入麻醉药的结构式见图19-1，理化性质见表19-1。
吸入麻醉药的理化性质决定其麻醉强度、给药方法、摄取速率、分布与排除，因此也关系到全麻器械、诱导和苏醒的快慢、病人和手术室工作人员的安全等等。
表19-1常用吸入麻醉药的理化性质
乙醚 氟烷 甲氧氟烷 恩 氟 烷 异 氟 烷 七 氟 烷 地 氟 烷氧化亚氮分子量 74.1 197.4 165.0184.5184.5 200 16844.0
沸点(1个气压)℃ 34.650.2 104.7 56.5 48.5 58.523.5-88.0
蒸气压20℃kPa 59.132.13.023.3 31.8 20.989.3 5200
(mmHg) 442 24122.5175240 156.9670 39000
潜热20℃(Kj-mol-1)
27.628.933.932.3- 7.90-18.2
液体比重(g ? ml-1)0.721.861.431.52 1.50 1.251.45-
Antoine常数A(kPa)6.151 5.892 6.206 6.1124.822 --6.702
B1109.58 1043.701336.58 1107.84536.46--912.90
C 233.2 218.3213.5 213.1 141.0 --285.3
每ml液体产生的
蒸气(ml)20℃233227 208 198196
MAC 1.92 0.770.161.68 1.151.71 7.25105.0
一、克分子容量
分子量及密度(比重)常用于计算挥发性麻醉药由液态变为气态的量。1摩尔(mole, 用克表示的分子量)的任何物质都含有相等的分子数(6.023×1023 Avogadro常数)。它是指在标准状态下(0℃、1个大气压力)等容积的气体含有相等的分子数，1 mole容积都是22 .4 L。一般情况下，由测得的气体密度来计算气体的克分子容积均低于理论值。挥发性麻醉药的蒸气比较近似于理想气体，符合22. 4L/mole这个数值，如20℃1ml氟烷液体能挥发出227ml气体，计算方法如下：
1.86是氟烷的液体密度，197.4是分子量。用此计算法可计算蒸发器的液体麻醉药的消耗量。参考表19-1。如使用1.5%恩氟烷，新鲜气流量为2 L/min时1h约消耗恩氟烷9.1 ml。其计算方法为：
消耗的吸入麻醉药的量＝新鲜气流量(mL)×挥发器的刻度×吸入时间(min)÷每ml吸入麻醉药的液体所产生的蒸气量，具体如下。
二、溶 解 度
血/气、脑/血、肌肉/血和油/血分配系数是决定吸入麻醉药摄取、分布和排除的重要因素，表明麻醉药最重要的物理特性是它在体内不同组织的溶解度。分配系数是麻醉药分压在两相中达到平衡时的麻醉药浓度比。当第二相是气体时分配系数就等于奥斯特瓦尔德 (Ostwald)溶解度系数,即在测量时的温度和发生溶解时的压力下，每单位容积的溶剂所能吸收的气体容积数。由于分配系数一般不受麻醉药绝对浓度的影响，所以它符合亨利(Henry)定律。亨利定律是温度恒定时，气体溶解在溶剂中的分子数与液面上气体分压成正比。分配系数(λ)的优点是不同相之间的数值可以换算，如表19-2是不同的麻醉气
体的分配系数，有些因素影响麻醉药的溶解度。
表19-2 几种常用吸入麻醉药37℃时的分配系数
吸入麻醉药血/气脑/血油/气肝/血肾/血肌肉/血脂肪/血诱导地氟烷0.451.318.71.41.02.027快氧化亚氮0.471.11.40.8-1.22.3非常快七氟烷0.651.7551.81.23.148快异氟烷1.41.6981.81.22.945快恩氟烷1.81.4982.1-1.736快氟烷2.51.92242.11.23.451快乙醚122.0651.90.91.35慢甲氧氟烷131.49702.00.91.638慢氙0.1150.131.85--0.1-快影响溶解度的因素：
1.麻醉药本身的影响对于同一种溶剂(橄榄油)甲氧氟烷的溶解是N2O的700倍。
2.溶剂的影响一般麻醉药较难溶于水，而较易溶于油或脂质，氟烷在油中的溶解度约为水的300倍,在血中的溶解度介于水和脂肪之间。血溶解度因血液成分、分配系数以及随机体的营养和血液状态不同而变化(图19-2)。一般溶解度由小到大排列顺序是水、血液、脂肪。溶解的越多，其血中分压升高就越慢，也就是说气体的溶解度越大，麻醉起效也就越慢，如甲氧氟烷比氧化亚氮要慢得多。当吸入氧化亚氮时血中氧化亚氮分压就会快速升高，这是因为氧化亚氮的血/气分配系数低(0.47)，相比之下由于甲氧氟烷的血/气分配系数高(13)，在血中溶解的多，其血中分压就升高的非常慢。
血/气分配系数也因年龄的不同而变化(图19-3)，各种血浆成分随年龄的增加而增加。各种组织的分配系数还有种属间差异。非生物性溶剂对橡胶、塑料/气分配系数的影响见表19-3。说明了某些麻醉药可被麻醉机上的橡胶或塑料大量摄取。
表19-3橡胶或塑料/气分配系数(20～25℃)
导电的橡胶/气 聚氯乙烯/气 聚乙烯/气
氯仿300
环丙烷 6.6
乙醚58
恩氟烷 74120 2
氟烷120 190 26
异氟烷62 1102
甲氧氟烷630118
氧化亚氮1.2
3.温度的影响气体溶解时释放热量，温度越高，溶解度越低(表19-4)。麻醉气体在水和油介质中的温度系数与麻醉药的溶解性有关，即麻醉药越易溶解，负性温度系数就越大。也就是说，油/气分配系数随着温度下降而增加，意味着在疏水作用点的有效浓度增加，使麻醉药的强度增加，即MAC在低温时减小，在高温时增加。
吸入麻醉药的药代动力学受溶解度的影响很大。麻醉诱导与苏醒的速度多与含水组织的溶解度有关，如与血/气分配系数成正比；而油/气分配系数多与麻醉药的强度成正比。氧化亚氮两者分配系数均最低，所以诱导迅速而作用很弱。此外，易溶于橡胶的麻醉药，诱导时一部分可被橡胶吸收，停药后又可不断从橡胶中释出，影响麻醉的诱导和苏醒。
表19-4温度和分配系数的变化
λ水/气水温度系数λ油/气 油温度系数
20℃(% ℃) 20℃(% ℃)
甲氧氟烷 9.3―4.182108 ―4.58
三氯乙烯 3.4―3.941570 ―4.53
氯仿7.7―3.76 881 ―4.54
氟烷1.6―4.01 469 ―4.36
恩氟烷 1.4―3.22 180 ―3.51
乙醚 30.5―4.89 117 ―3.39
环丙烷 0.3―2.1116.7 ―2.18
氧化亚氮 0.7―2.33 1.7 ―1.13
三、饱和蒸气压
分子从液相变为气相，也有分子从气相变成液相，蒸发是两种效应之差。在密闭的容器中，随着液相向气相变化，气相分子数增多，蒸气压上升，气相向液相变化，液相分子数也会上升，最后两者达到平衡形成饱和蒸气，此时的压力就称为饱和蒸气压。当蒸气压强小于饱和压强时，为达到饱和蒸气压，液相将继续蒸发为气相。此外，容易蒸发的液体，其饱和蒸气压高。
1.温度对饱和蒸气压的影响温度上升，分子平均动能增大，将有更多的分子容易蒸发，使平衡时的蒸气密度上升，导致饱和蒸气压增大。
2.液面形状对饱和蒸气压的影响凹液面时，由于与水平面相比，分子离开液面要受到更多分子的吸引，就使蒸气压下降；相反，凸液面时，由于与水平面相比，分子受到液面较少分子的吸引，更易离开液面，使蒸气压上升。表面曲率越小，气压就越大。
所有吸入麻醉药在正常情况下都是以液体形式贮存的，处于室内温度和1个大气压下为液体(如氟烷、异氟烷)，或在高压下以液化气形式贮于钢瓶内(如氧化亚氮)。
液体的蒸发主要是依其饱和蒸气压和温度，而不依靠总大气压。表19-1中说明不同吸入麻醉药在20℃时的饱和蒸气压，以及其饱和蒸气压等于大气压时的液体沸点，Antoine方程描述了饱和蒸气压随温度变化的情况。
A、B和C是不同的常数，C是273.15℃(即℃转换成oK)，则此方程通过改变C与A和B能较好的符合原始数据。Rodgers和 Hill在1978年列出了 Antoine常数，从这些常数可计算出特定温度下的蒸气压，关于这两个函数的概括图如图19-4所示。......（后略) ......
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