精准麻醉，何以实现？

说到麻醉，我们都不陌生，也常听到医生宽慰待手术的病人“没事，睡一觉就好了。”不妨设想一下，如果没有麻醉会是什么样？你可能会想到关羽刮骨疗伤的桥段——“公饮数杯酒毕，一面仍与马良弈棋，伸臂令佗割之。”然而抛开这些传奇故事，事实上，如果没有麻醉，几乎所有的手术都无法进行。

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麻醉的发展历程与现存挑战

回到麻醉诞生前的19世纪。1844年，一位名叫霍勒斯·威尔斯（Horace Wells）的牙医注意到一氧化二氮（也就是俗称的“笑气”）的镇痛作用，并尝试将这种气体用于手术中。然而志愿者在手术过程中发出呻吟，引起观众的一片嘘声。虽然后来的实践证明，这位患者的呻吟很可能不是因为疼痛，而是一氧化二氮本身的作用。威尔斯而后尝试使用氯仿镇痛，但因为这种气体难以施用而失败了。

寻找手术镇痛药物并没有因为这两次折戟而终止，另一名牙医威廉·托马斯·格林·莫顿（William Thomas Green Morton）争取到了将二乙醚用于手术的优先权。他于1846年给一名肿瘤患者施用，主治医生从而顺利切除肿瘤。这次手术被视为手术麻醉的开端。直到1853年，维多利亚女王在分娩时吸入了氯仿蒸汽，为国内外使用全身麻醉铺平了道路。^[1]

自此以后，各种新型的、成瘾性更小的麻醉剂被应用于临床，麻醉成为现代医学必不可少的一环。然而即使是一百多年后的今天，麻醉剂的使用并没有比当初精确太多。使用何种麻醉剂组合、使用什么样的剂量，很大程度上依赖于经验性的数据和麻醉医师的判断。个体对麻醉药物的敏感性、麻醉当天患者的生理状态、患者服用的其他药物的影响等因素很难被考虑进来；而在手术中根据患者状态实时调整麻醉药物与剂量目前仅仅是个设想。因此，麻醉在一定程度上仍是一个充满未知与不确定性的过程，也是手术中最具挑战的部分之一。

局部麻醉剂，盐酸普鲁卡

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麻醉通常如何进行？

麻醉涉及术前、术中、术后三个阶段。

医生在进行手术前，会对病人进行麻醉风险评估，包括循环系统评估、呼吸评估、内环境评估等，以此确定麻醉风险级别（麻醉ASA分级）。医生根据麻醉风险级别确定是否进行手术，并制定麻醉方案。^[2]

准备进行手术时，麻醉医生通过使用多种麻醉药物，使患者进入意识消失、痛觉消失、肌肉松弛的状态，并进行气管插管、麻醉参数调整等。确认无误后，外科医生开始手术。^[3]目前麻醉用药主要有四大类，分别为镇静药物、镇痛药物、肌肉松弛药物、调控循环应激的血管活性药物。这些药物相配合可以达到镇静、镇痛、肌肉放松的效果，使手术能够顺利进行。

在手术过程中，对患者各项生理指标的监测必不可少。除心电图、血压、血氧饱和度等基础指标外，麻醉深度是一个反映患者麻醉状态的重要参数。麻醉深度具体体现为各种大脑电生理数值，经分析后得到脑电双频谱指数（BIS）、听觉诱发电位（AEP）、熵指数、Narcotrend指数等。目前临床上最常使用BIS和AEP反映麻醉深度。^[4]

手术完成后，患者进入麻醉苏醒期。麻醉医生会根据所使用药物的代谢时间提前停止给药，并尽量使各种麻醉用药尽量同时代谢完，以保证患者在术后平稳苏醒。^[3]

Thomas G.

在这样一个麻醉流程中，多个环节存在着优化的可能，以使麻醉更加精准。首都医科大学麻醉学系主任岳云教授指出，精准麻醉有两个层面的含义。^[5]一是术前根据患者的个体情况，如根据基因选用合适的麻醉药物与剂量；二是在手术过程中更精确地监测与控制麻醉深度，在避免患者术中苏醒的同时，最大限度地减少药物使用量，最终实现手术成功率的提高，改善患者的术后恢复情况。

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精准麻醉，何以实现？

手术中麻醉深度过浅，容易导致术中知晓、体动等反应，干扰手术进行；而麻醉深度过深，则可能严重抑制呼吸、循环系统，甚至造成缺血与脑损伤。此外，不恰当的麻醉还会造成术后延迟苏醒、术后认知功能障碍等不良反应^[6]。那么如何使得麻醉更加精准？

探究个体因素与麻醉药物之间的相互关系是基础。研究显示^[7]，不同个体对各类麻醉药物的敏感性存在巨大差异。例如，编码μ阿片受体的OPRM1基因若存在118位点的A→G突变，则该个体对吗啡的敏感性明显降低，需要更高剂量的吗啡才能达到理想的镇痛效果。

影响药物适宜剂量的基因大多和该药物的作用位点、转运、代谢相关。基于个体基因组信息制定麻醉方案，显然比仅仅依靠体重更加精确、可靠。当前国内外单基因组测序服务发展迅猛，但和临床应用的结合尚不充分。有手术需求的患者既是该行业的潜在用户，也将从药物基因组学中大大获益。

改进术中的监测指标和仪器同样至关重要。目前最常用的脑电双频指数（BIS）是在脑电图（EEG）频率谱和功率谱的基础上通过非线性分析得到的，大小介于0到100之间，数值越小代表麻醉越深。BIS与大多麻醉药物产生的镇静效果有较好的相关性，但是在联合用药时，BIS不能很好地反映麻醉深度，且易受其他药物影响。而另一指标听觉诱发电位（AEP）比BIS更敏感、可以综合反映全身麻醉深度。但监测仪使用环境要求较高，且受肌肉活动、术中操作等因素影响。出于现有指标的局限性，新的监测思路和分析方法不断涌现，Narcotrend系统即是其中之一。该系统在脑电信号分析方法上进一步优化，比BIS更灵敏，且抗干扰性能更强。此外，复杂度分析、人工神经网络（ANN）等脑电分析技术同样给麻醉深度监测提供了新路径。^[8]

麻醉机

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而作为输送麻醉药物、实现实时监测功能的仪器，麻醉机是实现精准麻醉的关键。麻醉机构造复杂、精度要求极高，较高的技术门槛使得发展较早的德尔格、GE等外企占据了全球麻醉机市场的绝大部分份额。国家卫生部明确要求二级医院需配备3-5台麻醉机及呼吸机，三级医院配备15-20台麻醉机及呼吸机。随着我国医疗机构与设施的逐步建设，麻醉机的市场需求将稳中有升。目前，麻醉机的一些核心零配件已经能够在国内采购到优质产品，但部分仍有赖于进口。相关产业链的完善将降低国产麻醉机成本，并进一步优化麻醉机性能。^[9]

麻醉机器人也为精准麻醉带来新的可能。基于脑电信号监测、算法分析，麻醉机器人能够计算并使用最优的药物组合及剂量，将病人的麻醉深度及各项生理数值控制在目标范围内，实现监测-控制的闭环。第一款麻醉机器人SEDASYS由强生公司开发，并于2013年5月获得FDA批准。而在国内，有着30多年脑科学研究基础的易飞华通于2017年率先研发出第一代麻醉机器人，并于2020年发布了第二代，并已进入临床试验阶段。

按照欧美麻醉医生的标准配比，我国目前麻醉医生的缺口约为30万人，致使无痛分娩、无痛胃镜等手术开展受限。在这种背景下，麻醉机器人具有广阔的应用前景。易飞华通的许文越女士指出，麻醉机器人并非要取代麻醉医生，但能够有效缓解麻醉医生的工作负荷、提升麻醉质量^[10]。

我们已经迈入精准医疗时代，临床治疗向着个性化、精细化的方向不断发展。而作为手术的基础与核心，精准麻醉是必然的趋势，而它正等待被先行者逐步描绘。相信随上述技术的进展，专属于每个人的麻醉最佳方案并不遥远。

参考文献

[1]https://neo.life/2022/01/the-murky-past-and-precision-future-of-anesthesia/

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/beEmXhJCXjQ1ZjfOvMgpoQ

[3]https://www.zhihu.com/question/39349640/answer/80899763

[4]https://max.book118.com/html/2021/1128/8135134022004046.shtm

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/qx3X_nXD2FtYAMCuOjFrgQ

[6]杨益锋,范智东.麻醉深度监测指标在围手术期麻醉中的应用研究进展【J】.现代医药卫生.2021(12):2026-2029

[7]谢商宸,李玮,廖萍,贺毅憬,Howard L.Mcleod.全身麻醉药物遗传药理学研究进展【J】.中国临床药理学与治疗学.2018(02):217-222

[8]https://mp.weixin.qq.com/s/Ad2fzxmarsednAXf9X6Zdw

[9]https://xueqiu.com/2356372398/148805389

[10]https://www.vbdata.cn/42870

作者：陶火 | 封面：Alivia "Dulce" Ruiz

编辑：光影 | 排版：光影