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吸入麻醉药代动力学的新概念 ——误解与误用 苏州市工业园区星海医院麻醉与重症医学科 215021 刘岗 吸入麻醉是我国全身麻醉中使用的常用方法，吸入麻醉本身具有镇痛、镇静、肌松的特点，现在越来越多的证据表明吸入麻醉药有较强的器官保护作用，因此得到广泛的运用。但是由于过去的错误理解，使得我们并没有做到最安全，最完善的全身麻醉。其中主要的原因是对吸入麻醉的药代动力学没有正确的理解，本文将将这些错误观点列出，以进一步讨论，希望能做到最安全，最完善的全身麻醉。 误解一：挥发罐上的麻醉药浓度就是吸入浓度 吸入麻醉时，螺纹管的吸气管供给病人的气体（气管导管接头处）中吸入麻醉药的浓度为吸入气浓度，挥发罐上显示的数值为希望吸入麻醉气体的浓度（容积百分比），氧气流量是指麻醉机流量剂上供给氧气的流量（如有笑气则加上）。呼气末浓度是指在呼气相的终末（气管导管接头处）测得的吸入麻醉剂的浓度。实际上，由于螺纹管及气管导管、气管支气管、细支气管等对麻醉药的稀释作用，吸气时肺泡内麻醉药的浓度永远也达不到麻醉剂希望吸入的浓度（挥发罐上的数值）。理论上，通过加大氧气流量或增加时间，可使二者近似。临床上，在没有麻醉气体监测时，有的麻醉医师错误地认为给病人吸入与需要浓度相同的数值（挥发罐上的数值）就可麻醉，但实际上是远远不够的。 现在除了小儿麻醉有时会用“非重复吸入”的方法上麻醉，一般都使用的重复吸入（循环式）的系统装置，因此所采用的新鲜气体每分钟的流量多半少于每分钟的通气量，而通气量的一部份是来自重复吸入。因为呼出麻醉药浓度较吸入浓度低，当重复吸入发生时会降低病人吸入的麻醉药浓度。新鲜气体每分钟的流量愈少，新鲜气体麻醉药浓度与病人所吸入的麻醉药浓度之差就愈大。如果每分钟的新鲜气体流量足够大超过吸气流速时，几乎就没有重复吸入的现象。那就是说使用高流量的新鲜气体时，可以正确的知道病人所吸入的麻醉药浓度。但是高流量不但浪费麻醉药，而且容易造成空气的污染。当我们减少新鲜气体的流量而且有重复吸入的时候，虽然比较不容易知道正确的吸入麻醉药浓度，但比较容易维持气道的湿度并且减少麻醉药的浪费。重复吸入的最大极限是在完全紧闭麻醉时，除了补充被病人所摄取的气体麻醉药之外，病人的呼吸气体的来源完全靠病人的重复吸入。 影响吸入气麻醉药浓度的因素 忽略呼吸回路的漏气，钠石灰对吸入麻醉药的吸收和降解，以及呼吸死腔等因素后影响Fi的主要因素有： 1) 挥发罐的开启刻度； 2) 新鲜气流量； 3) FA的大小； 4) 每分钟通气量。
重吸入流量 = （ 每分通气量 － 新鲜气流量 ） 新鲜气流量>每分通气量时，新鲜气流量按每分通气量计算。 1、加深麻醉（使Fi > FA） （1）将吸入麻醉药挥发罐刻度开大； （2）将新鲜气流量/每分通气量之比加大。 例1－1：男，50kg · VT＝0.5L，R＝12次/min, MV＝6.0 L/min， · 开始吸入异氟烷，FGF＝1 L/min，VD＝1.15％。
显然，低流量和低刻度对加深麻醉没有什么作用。 例1－2：同一病人 假如一开始就将挥发罐开至5％，而其他参数不变。则： 异氟烷Fi = （1 x 5 + 5 x 0）/ 6 = 0.83％ 加大挥发罐开启刻度能增加Fi，加深麻醉。但使用低流量时，即使将挥发罐开启到最大，加深麻醉的效果仍不显著。 例1－3：同一病人 异氟烷Fi = （6 x 5 + 0 x 0] / 6 = 5％ 例2：男，10Kg 异氟烷Fi = （1 x 5 + 1 x 0）/ 2 = 2.5％ 误解二：只需要将挥发罐关闭就可以迅速减浅麻醉 与加深麻醉相似（但方向相反），减浅麻醉可通过下列两个方法实现： （1）将挥发罐关小或关闭； （2）将挥发罐关闭，同时将新鲜气流量加大。 例3－1：50kg 异氟烷Fi = （0.5 x 0 + 5.5 x 2 ) / 6 = 1.83％ 例3－2：同一病人 异氟烷Fi = （6 x 0 + 0 x 2 ) / 6 = 0％ 为减浅麻醉关闭吸入麻醉药挥发罐时，还需要检查新鲜气流量。也就是要问您自己：您的麻醉药真的停了吗？！ 误解三：随着时间延长，吸入浓度不变 气体流过挥发罐所带出的麻醉药在麻醉回路进口处的浓度大致与挥发罐所指示的刻度相符合(这个当然指回路外的挥发罐，而且有流量，温度，压力的补偿)，但在回路前端病人吸入浓度则因气体总流量以及病人的每分通气量的多少而发生变化。当每分钟新鲜气体总流量超过病人的每分通气量时，则吸入浓度近似于挥发罐所指示的麻醉药浓度，如果每分通气量大于每分钟新鲜气体总流量，由于受麻醉回路内呼出浓度的影响，吸入浓度则偏低。如果重复吸入的越多，则吸入浓度越低，但随着时间的延长，体内麻醉剂的饱和，摄取率的下降，呼出气中的麻醉药浓度越来越高，导致了在回路前端与吸入侧麻醉药混合后的吸入气体的麻醉药浓度越来越高，也就是说半紧闭麻醉时一开始时吸入浓度较低，但随着时间延长，吸入浓度会越来越高，直至接近挥发罐设置的浓度，但不可能超过挥发罐设置的浓度。 但如果你做的是开放式吸入麻醉，每分钟新鲜气体总流量足够大，超过呼吸机的送气流速的时候，就没有重复吸入，则吸入浓度近似于挥发罐所指示的麻醉药浓度。 误解四：加用N2O总是加深麻醉 吸入气中不仅仅是增加了N2O或空气，由于总的新鲜气流量改变使吸入气中的挥发性麻醉药的浓度也改变了。 2、N2O和挥发性麻醉药的MAC值是相加的。 例4：男，50kg 1、 VT＝0.5L，R＝12/min, MV＝6.0 L/min，O2＝2.0 L/min，VD＝3.0％，吸ISO已0.5小时，现FA＝1.0％。 N2O的Fi＝( 6 x 67 + 0 x 0 ) / 6= 67%的N2O≈0.6％的异氟烷， 例5：同一病人 异氟烷Fi = ( 6 x 0 + 0 x 0)/ 6 = 0％ 本例为加深麻醉而加吸N2O，结果使吸入气中麻醉药总的异氟烷等效浓度由1.3％降至0.6％，反而使麻醉减浅。 也就是说在加用N2O的时候，要考虑到挥发罐的开启，挥发罐开启加N2O是加深麻醉，而挥发罐关闭加N2O可能是减浅麻醉。 误解五：吸入麻醉药的吸收一开始就是大量的，随时间延长而迅速减少 过去的观念忽略了功能性肺残气量(FRC)以及肺泡膜的存在。我们给病人上麻醉时，供应的麻醉气体一定要经过功能性肺残气量及肺胞膜才会进入体内。功能性肺残气量与每一次通气量相比是个相当大的空间，设定的吸入麻醉剂浓度在这空间内，会被原在这空间内的气体所稀释，因此在肺泡膜之前，无法马上达到预定的浓度。要达到预定的浓度，通常由于每分钟肺胞通气量及功能性肺残气量的关系至少需要三分钟的时间。再说，肺泡膜的存在是个屏障，不是你给了多少就通过多少。虽然大部份的吸入麻醉剂血中的溶解度比其它气体高，但经过肺泡膜被吸收的还是有限，因此有鉴于FRC及肺泡膜的存在，可以明显地知道以前所描述的吸入麻醉剂的体内摄取:认为一开头是大量摄取是完全错误的。相反地，因在肺泡膜之前，无法一下子达到麻醉机供给的浓度，因此一开头摄取量很少，当吸入麻醉药对FRC填充完成时单位时间内摄取达到最高量，然后随着时间的经过慢慢减少。除此以外肺泡膜是半透膜，因此体内的摄取必须依照Fick的原理。最重要的还是取决于膜外面与膜里面的浓度之差。换句话说体内的摄取，当完成对FRC的填充后取决于吸入浓度。当你增加吸入浓度一倍，在单位时间内的体内摄取也会增加一倍的。 真正的体内摄取应起始于透过肺胞膜之后，而不应该包括添充功能性肺残气量的部份。过去有关笑气体内摄取所发表的著作，如1962年的Salanitre，1978年的Munson，1982年的Virtue等的著作，都像1954年Severinghaus的论文，完全没有考虑到肺残气量及肺胞膜的存在，只在口部测定，而把口部测定的量当做体内摄取量。因此，过去有关笑气及其他麻醉气体体内摄取量的著作都认为摄取一开始就很大量，其实这是错误的。 在肺胞膜之前所存在的空间相当的大，差不多等于每分钟的肺胞通气量，因此即使用高流量的麻醉气体去填充或置换原巳存在于功能性肺残气量空间的气体，也需要三分钟以上的时间，换句话说，三分钟之后才能使功能性肺残气量空间内的气体换成供应的麻醉药气体。当麻醉气浓度充满了肺胞膜前空间后麻醉气浓度才会达到最高的体内摄取量。随后就会因为膜内浓度，也就是混合静脉血中浓度慢慢升高，而使隔了肺胞膜的麻醉药分压之差减少，因而使体内单位时间内的摄取量随着时间的经过慢慢地减少。
质谱仪所测得的与Severinghaus的笑气体内摄取量随时间的变化(ml)的比较 图解：Severinghaus在志愿者测定笑气的摄取的时间变化，结果以 power function 1000 x t -1/2 (ml/min)来表示摄取过程（也就是时间平方根法则），第一分钟的摄取速率为1000ml,也就是说从开始到第一分钟末，病人平均摄取了2000ml的笑气，第4分钟的摄取速率为500ml/分，第9分钟的摄取速率减少至333ml/分，该公式由于没有考虑到肺功能残气量（FRC）的存在，因而过度评估了笑气初期的体内摄取。但它与质谱仪所测得的摄取量在20分钟以后就变化不大了。 误解六：吸入麻醉剂吸入及呼出浓度(肺胞浓度)FA/FI的关系 过去的教科书在FA/FI与时间的关系图上，对FA/FI曲线改变的意义，解释及看法是完全错误的。FA/FI曲线本身代表的只是在某一吸入浓度时相对的肺胞浓度，而不是代表体内摄取的过程。真正代表体内摄取过程的是FA/FI曲线上面的部份而不是FA/FI本身，这因为吸入与呼出之差才是真正的体内摄取，因此用1 –FA/FI才真正代表体内的摄取。不管用那一种吸入性麻醉药，一开始FA/FI曲线上升的很快，但这FA/FI曲线的上升并不代表吸入性麻醉药体内摄取的增加。当吸入的麻醉药经过气管进入肺内时，在肺胞膜之前存在着一个大空间，也就是功能性肺残气量空间，开始时为了填充这空间，FA/FI曲线上升得很快。而填充这一大空间时，吸入浓度被原来存在于这空间内的气体稀释，也就没有太多的体内摄取，因而呼出浓度上升得很快。一般功能性肺残气量有3,000毫升的空间，而肺胞通气量大约在每分钟3,000 毫升左右，因此开始吸入一定浓度的吸入麻醉药时，在四，五个常数的四，五分钟才能够填满功能性肺残气量的空间并达到麻醉机所供应的浓度。这时肺胞膜外与内的浓度差达到最高点而使这吸入浓度下的体内摄取增加到最多。以后随着时间的经过，混合静脉血中的麻醉药浓度慢慢增加，因而减少肺胞膜外与内的浓度差，使体内摄取量逐渐减少，而使FA/FI曲线逐渐上升。因而原先快速上升的FA/FI曲线上升度突然减少，这是由于功能性肺残气量的填充变成体内摄取的缘故。FA/FI曲线上升度突然减少的位置完全取决于吸入麻醉药的血/气分配解系数，分配系数越小，改变的位置越高，这是因为透过肺胞膜被体内摄取的量少的缘故。像乙醚，它的血/气分配系数很高，高达12，因而0.2左右的FA/FI就改变了FA/FI曲线的上升度。但像地氟烷，它的血/气分配系数很低，只有0.42，因而FA/FI曲线快速上升到0.8左右才会改变FA/FI曲线的上升角度。当血管丰富器官的麻醉药浓度接近吸入浓度的时候，FA/FI曲线的上升变得更缓慢。 过去由于未曾考虑时间的因素，认为肺胞浓度即可代表吸入麻醉药在全身各组织内的分压，这是错误的。虽然多半的吸入麻醉药的血/气溶解指数相当的高，但因为肺胞膜的存在，并不能一下子就被身体摄取。像乙醚，它的血/气分配系数高达12，但被体内摄取的部份最多只占所供应麻醉气的80%而己，需要经过相当长的时间才能使身体摄取达到饱和的状态。当我们维持一定的吸入浓度时，吸入浓度与呼出或肺胞浓度间的差距，才能代表体内的摄取，且能够维持相当久的时间。过去认为肺胞浓度可以代表血中浓度并且可以代表脑内浓度，这是完全错误的观念。当我们想供应一定吸入浓度的麻醉气体时，必须考虑到新鲜气体的总流量，总流量必须超过病人的总通气量这才能够维持所供应的吸入浓度。否则病人的总通气量的一部份是靠病人呼出的气体来补充的。 在FA/FI图中，FA/FI曲线本身并不代表体内的摄取，真正的体内摄取应该是 1 -FA/FI的部份。(开始时FA/FI曲线的快速上升只代表肺残气量内的洗入，体内摄取量由零开始，在肺残气量内的洗入完成时达到最高点，然后由于混合静脉血中麻醉气体浓度的逐渐上升减少了其与吸入浓度间的差距，因而减少体内摄取量。)麻醉气体的体内摄取量在一定吸入浓度下，随时间的经过变化并不大，但会徐缓地减少。这是因为混合静脉血中的麻醉浓度慢慢在增高，减少了吸入浓度与混合静脉血中浓度差距而致。 由此产生了摄取率的概念，摄取率=1- FA/FI ，摄取率随时间的变化慢慢减少，可以由麻醉气体监测上得到的数字来计算，也可以查书得到他的平均值。 体内摄取量(ml/min) = (FI–FA) V =FIV-FI(FA/FI)V=(1-FA/FI)xFIxV V = 每分钟肺胞通气量或肺胞换气量 用气体监测仪获得的呼出浓度(Cexp)与吸入浓度(Cins)之比来近似摄取分数，即： 摄取率1-FA/FI=1-Cexp/Cins 如不具备气体监测仪可根据摄取率的平均值进行计算 几种常用麻醉气体的摄取分数的平均值
由此得到的新观念是：当你认清功能性肺残气量及肺胞膜的存在时，吸入麻醉剂体内摄取量不再是像过去教科书中所描述的一开始就很大量，而是由零开始。当麻醉气体填充功能性肺残气量完毕时单位时间内体内摄取是达到最高点，然后逐渐减少。应用体内摄取的新观念，我们发现： 1.吸入麻醉剂体内摄取量，由零开始。当麻醉蒸气填充功能性肺残气量完毕时体 内摄取是达到最高点，并且吸入麻醉剂体内摄取量在一定吸入浓度下，随时间的改变并不大（逐渐减少） 2. 吸入麻醉剂体内摄取量依吸入浓度而增减 3. 依照予定的吸入麻醉浓度，可以简单的计算出吸入麻醉剂体内摄取量：体内摄取量(ml/min) = (1- FA/FI) x FI x V 误解七：浓度效应 体内摄取量(ml/min) = (1- FA/FI) xFI x V，在摄取率与肺泡通气量是很少变化的情况下，摄取只是与吸入浓度有关，真正影响到吸入麻醉药的体内摄取的是吸入浓度与混合静脉血中浓度之差，而不是像过去教科书上所说的肺胞浓度与混合静脉血中浓度之差。影响吸入麻醉药体内摄取量的是吸入浓度FI，而不是肺胞浓度PA。所谓肺胞浓度PA是每一次呼吸时，所吸入的吸入浓度FI的一部份被体内摄取后存留于肺胞的麻醉气浓度，而不是决定体内摄取的因素。因此在利用同一麻醉药，在同一时间内影响吸入麻醉药体内摄取最重要的因素应该是吸入浓度。 当我们正确地了解吸入麻醉药体内摄取过程时，在FA/FI与时间的关系图上FA/FI曲线本身并不代表吸入麻醉药的体内摄取。真正代表吸入麻醉药的体内摄取是FA/FI曲线上面的部份，也就是1 –FA/FI的部份。在前面己经提到过：体内摄取量 = 吸入浓度(FI) x 摄取率(1- FA/FI) x 肺胞通气量(V) 的关系， 当增加吸入浓度时，体内摄取量一定会随着吸入浓度的增加而增加的。举例来说，由1%异氟烷吸入浓度改变成2%吸入浓度时，体内摄取量由每分钟12ml (1/100 x 0.4 x 3000 = 12)增加到每分钟24 ml (2/100 x 0.4 x 3000 = 24) 。所以在文献中提到的所谓过度加压效应(Over Pressure Effect) 其实是吸入浓度增加的结果。 以往解释FA/FI曲线的时候，发现血/气分配系数相近的笑气的上升曲线比地氟烷要高，就发明了浓度效应来解释它，其实是大错特错的，我们知道影响FA/FI曲线的因数很多，除了血/气分配系数还有肺通气量、心输出量等，如果我们用一个药物不同浓度来绘制曲线，我们都要考虑这些因素，何况是两种不同的药物。可能原因是试验时用高浓度N2O后，麻醉深度加深，从而导致心输出量降低，反而使机体对麻醉药经过肺泡膜的摄取减少所致（表现为FA/FI增高，被误认为是摄取加快）。如果真的有浓度效应存在的话，那么为何没有2％地氟烷与1％地氟烷的FA/FII曲线的差别。
图解：随着吸入浓度的增加,体内的摄取量也成比例的增加. 误解八：第二气体效应 过去由于误解了吸入麻醉药体内摄取过程，认为笑气的体内摄取一开始是很大量，因此如同时使用其它吸入麻醉药，会增加其它吸入麻醉药的体内摄取量。其实这并不正确，笑气的体内摄取量一开始是由零开始，当功能性肺残气量的填充完成时，也就是吸入开始后笫四、五分钟时才会达到最高点，然后随着时间的经过逐渐减少。如果笑气的摄取是由零开始，到四、五分钟后才最高，那么怎会带动所谓的第二气体效应呢？用质子分析器直接分析病人呼吸气体时可以观察到吸入笑气时不会增加同时使用的其它吸入麻醉药体内摄取。以往的试验结果是以吸入麻醉剂的呼末/吸入气浓度（FA/FI）的比值来判断的，比值升高表示摄取率升高。这是一种误解。应当用动脉血麻醉剂浓度代替呼气末麻醉药浓度（FA）。以往的很多工作证明有“第二气体效应”存在，是因为试验时用高浓度吸入麻醉药加高浓度N2O后，麻醉深度加深，从而导致心输出量降低，反而使机体对麻醉药经过肺泡膜的摄取减少所致（表现为FA/FI增高，被误认为是摄取加快）。如果真的有第二气体效应存在，那岂不是会得出第二气体的肺泡浓度大于吸入浓度的荒唐结论。笑气的应用而加快麻醉的现象应用药理的相加作用而不是物理的现象来解释。 误解九：麻醉气体摄取量=λQ (PA-PV)/大气压 过去的教科书把吸入麻醉药体内摄取量列为：λ˙Q ˙(PA – PV)/大气压，把血/气分配系数λ及心输出量Q当做个别直接的因素去计算吸入麻醉药体内摄取量，这是错误的。虽然吸入麻醉药的血/气分配系数及心输出量都会影响到体内摄取，但体内摄取与血/气分配系数，心输出量的每一因素的改变的与体内摄取量不会全成正比。像乙醚，甲氧氟烷的血/气分配系数虽然在12以上，但吸入这些药时并不是全部会通过肺胞膜而被摄取。只有所供应的麻醉气的80%会被身体摄取，FA/FI会停留在0.2左右。因此乙醚，甲氧氟烷的膜的系数1–FA/FI是0.8左右。 λQ (PA-PV)/大气压 这个公式实际上误解了血气分配系数。血气分配系数是在无障碍的情况下测定的，没有肺泡膜的阻隔，有了肺泡膜的阻隔，数值肯定不是这样的，而且血气分配系数是经过很长时间放置后才去测定，因此很难直接应用它来做临床上的解释。你不可能放几十分钟再去算出体内摄取量。体内摄取量(ml/min) = (FI–FA) V = (1- FA/FI) x FI x V 误解十：肺泡通气量直接影响麻醉药的摄取和麻醉深度 通气量对吸入麻醉药的体内摄取量的影响，只是间接的影响。因为通气量的改变只影响到在肺胞膜前的空间的填充，并不影响到通过肺胞膜被体内所摄取的麻醉药量。当我们让通气量增加时，在FA/FI vs时间的图上，看起来FA/FI的上升度增加，当我们让通气量减少时，FA/FI的上升度减少，这证明过去认为通气量的增加或减少会增加或减少体内的摄取，其实是个错误的观念。在FA/FI vs时间的关系图上，真正代表吸入麻醉药体内摄取的是FA/FI曲线上面的部份，也就是摄取率1–FA/FI的部份，而不是FA/FI曲线本身。因此当通气量增加时，摄取率1–FA/FI会减少，当通气量减少时，摄取率1–FA/FI就增加，结果根据摄取公式净摄取率仍保持不变，通气量的改变其实不直接影响透过肺胞膜被体内摄取的麻醉药量。这也进一步说明肺泡通气量本身没有直接参与麻醉气体的摄取过程。因此，在一般情况下，肺泡通气量的改变对麻醉药的摄取只起到间接或辅助的作用，就像FICK’s公式中肺泡通气量没有参与气体弥散速度一样，只有当肺泡通气量突然大量地减少时，由于不能及时补充被肺血液循环带走的药量，而导致肺泡吸入浓度的降低，体内的摄取也随之减少。至于通气量的增加加快麻醉诱导的说法，其实不如过去所想象的那么明显。通气量的增减能够影响到的只限于功能性肺残气量的填充时间，因此非常有限。举例来说，当我们诱导一病人有3,000 ml的功能性肺残气量，如果从原有的3,000 ml/min的肺胞通气量增加到4,000 ml/min时，在肺胞膜前空间达到所供应的麻醉药浓度的时间，从原有的三分钟(所供应的95%浓度) 可减少到二分钟十五秒，换句话说，从3,000 ml/min的肺胞通气量增加到4,000 ml/min时，在单位时间内(从开始到五分钟之间) 的体内摄取量，会增加大约30%左右。但必须要考虑的是当你增加肺胞通气量时所产生的后果：胸内压的增加及二氧化碳的减少，可能会减少心输出量和引起周围血管和脑血管收缩，反而减少体内摄取量。增加通气量，只会加快吸入麻醉药填充肺功能性残气量空间的时间。
肺泡通气量与FA/FI曲线的关系 图解：肺泡通气量增加，摄取率减少；肺泡通气量减少，摄取率增加。所以，肺泡通气量的变化并不直接参与体内麻醉药跨肺泡膜的摄取。 误解十一：心输出量下降是使得麻醉深度的加深变快 过去对于心输出量的改变对麻醉药体内摄取量的影响，也解释错了。当心输出量减少时，会使FA/FI曲线高于正常，过去认为休克或心输出量减少时麻醉得快，其实并不对。真正的体内摄取是FA/FI曲线上面的部份，因为在FA/FI与时间关系图上FI代表的是吸入浓度，而FA/FI代表呼出浓度的关系，吸入呼出浓度差也就是1-FA/FI代表体内摄取。当心输出量减少时体内摄取量随着心输出量的减少而减少。这是因为心输出量的减少，无法带走存在于肺内的麻醉药，而使肺胞浓度停留在接近吸入的浓度所致。同样地，当心输出量增加时，会使FA/FI曲线低于正常，过去认为心输出量增加时麻醉得慢，其实真正的体内摄取是FA/FI曲线上面的部份，因此 当心输出量减少时体内摄取量随着心输出量的减少而减少。真正的体内摄取是透过肺胞膜之后才算，因此心输出量的改变不像通气量的改变，显著地影响到透过肺胞膜被体内摄取的摄取量。在前面提到过，真正的吸入性麻醉药的体内摄取量是：(1- FA/FI)xFIx V 而不是λ˙Q ˙(PA – PV)/大气压。心输出量的改变虽然一定会影响到体内摄取量，但心输出量的改变与体内摄取量的改变，不是成正比的。当心输出量增加一倍时，虽然一定会增加吸入麻醉药体内摄取量，但其增加并不会达到一倍。总而言之，吸入性麻醉药的体内摄取量是按照(1- FA/FI)˙FI˙V，心输出量的改变虽会影响到体内的摄取量，但影响程度不像过去所想象的那么大。
心输出量与FA/FI曲线的关系 图解：心输出量增加，体内摄取部分增加；心输出量减少，体内摄取部分减少。 误解十二：血╱气分配系数代表达到平衡时，血和气的分压差。血╱气分配系数愈大，体内摄取量愈低 普通所谈到的血╱气分配系数是指麻醉剂的比较溶解度在二种不同的相或状态下(指气体与液体这两相)，血与气达到平衡时的状况。比如以异氟烷来说，它的血╱气分配系数是1.4，这代表达到平衡时溶解在血中的异氟烷是1.4倍高于气体状态，而不是指血中的分压高于气体。所谓平衡状态是指两相的分压相同之下的溶解情形。换句话说分配系数代表两相的比较容量。因此异氟烷的血╱气分配系数1.4，代表每一公升的血与气做比较，血能够容纳1.4倍多于气体的异氟烷。 血╱气分配系数愈大，体内摄取量会愈多，因此在FA/FI与时间的关系图中FA/FI显得偏低。过去完全误解了吸入麻醉药的体内摄取过程，不但解释错了FA/FI与时间的关系图，并且误认为肺胞麻醉药分压，会一下子扩散到动脉血中，以及身体各组织器官，包括脑，而达到平衡。其实脑部麻醉药分压与肺胞麻醉药分压达到平衡，需要一段很长的时间。在FA/FI与时间的关系图中，真正代表体内摄取的是FA/FI曲线上面的部份，即1 –FA/FI另起一段，而不是FA/FI曲线本身(开始后的前三，四分钟FA/FI曲线的上升度很快是因为填充肺残气量的关系，而不是体内摄取增加所致。体内摄取量一开始由零开始，因为肺残气量的空间比一次通气量大很多，需要几分钟才能达成填充肺残气量的空间，在肺胞膜前达到麻醉机所供应的麻醉药浓度。当功能性肺残气量洗入完成时体内摄取会达到最高点，然后因混合静脉血中浓度(肺胞膜内面)增加，因而减少了肺胞膜外与内的麻醉药的浓度差(或分压之差)以致体内摄取量逐渐减少。FA/FI曲线上升度突然减少的位置完全取决于吸入麻醉药的血/气分配系数，分配系数越小，改变的位置越高，这是因为透过肺胞膜被体内摄取的量少的缘故。像乙醚，它的血/气分配系数很高，高达12，因而0.2左右的FA/FI就改变了FA/FI曲线的上升度。但像地氟烷，它的血/气分配系数很低，只有0.42，因而FA/FI曲线快速上升到0.8左右才会改变FA/FI曲线的上升角度。当血管丰富器官的麻醉药浓度接近吸入浓度的时候，FA/FI曲线的上升变得更缓慢。
各种吸入麻醉药的血气分配系数对FA/FI曲线的影响 误解十三：各组织与动脉血中麻药的平衡时间 决定吸入麻醉药体内摄取的是吸入麻醉药的吸入浓度与混合静脉血浓度之差。病人身体各组织的摄取虽然不是直接的，但各组织的吸收量会影响到混合静脉血浓度而间接的影响到吸入麻醉药体内的摄取。被体内所摄取的吸入麻醉药溶解在动脉血中，由心输出量的分布被带到各器官组织内。吸入麻醉药在各器官组织的麻醉药吸收量完全取决于各器官组织分配到的血流量；所用的吸入麻醉药对各器官组织的“组织/血分配系数”；以及吸入麻醉药在动脉血中及各器官组织的分压之差。过去研究吸入麻醉药药动学的人为了方便，按照心输出量的分配把身体分为四组：血管丰富组，肌肉组，脂肪组以及血管短少组。血管丰富组包括脑，心脏，肝，肾及内分泌器官。这些器官虽然只占体重的十分之一都不到，但却接受75%的心输出量，当麻醉开始时血管丰富组织因为血流丰富的关系，接受的麻醉药量很多，因此过去一般教科书记载认为这些血管丰富器官很容易与动脉血中麻醉药浓度达到平衡。血管丰富器官要达到90%的动脉血中麻醉药浓度大家认为只需要4到8分钟就够了。八分钟之后，血管丰富器官的摄取量减少很多而体内的摄取改由肌肉组来代替。肌肉与皮肤有相接近的血流及组织/血分配系数而组成肌肉组。血管丰富组与肌肉组的血液灌流量相差很大，血管丰富组有70 mL/100 mL/min，但肌肉组只有3 mL/100 mL/min的灌流量而己。所以肌肉组的麻醉药浓度要达到血中一半浓度的半平衡状态就需要20-25分钟(笑气)到70-80分钟(七氟烷或氟烷)的时间。因此肌肉组真正跟血中麻醉药浓度达到平衡就需要2到4个小时的时间。血液灌流量更少的脂肪组要达到血中一半浓度的半平衡状态就需要70-80分钟(笑气)到30 小时(七氟烷或氟烷)的时间。剩下的血管短少组包括肌腱，骨以及软骨，虽然占有体重的五分之一，但血流量很少的缘故，并不参与于吸入麻醉药的体内摄取过程。其实这些教科书上的论法是完全错误的，各器官组织的摄取不能直接应用组织/血分配系数，因为各器官组织的组织/血分配系数与前面所提到的血/气分配系数一样，不管组织/血分配系数多大，不是一下子就会达到平衡的。虽然乙醚的血/气的分配系数大于12，从肺胞透过肺胞膜被经过肺的血液所摄取的部份，也只有所供应的80%而己。即使组织/血的分配系数大于1，也不会就有很大量的麻醉药一下子由血中转移到组织。因为全部的分配系数是经过很长时间放置后才去测定，因此很难直接应用它来做临床上的解释。 因此即使是血管丰富组，它们要达到与动脉血中麻醉药浓度达到平衡根据不同的麻醉药就需要将近20-50分钟的时间，当然其它的肌肉组，脂肪组要与动脉血中麻醉药浓度达到平衡就需要更长更长的时间。 误解十四：用MAC来代表麻醉的深度，从而指导麻醉的实施 在吸入麻醉药的临床应用上，最常听到的医学名词是MAC(最小肺胞浓度)。自从1965年MAC的理论发表以来，这个用词很广泛的被使用，大家把MAC当做麻醉深度的参考指标，相当于半数有效量（ED50）。过去人们普遍认为，包括吸入麻醉剂在内的惰性气体，大约经过15分钟，其肺泡内分压与动脉血分压和脑内分压完全相等，所以以肺胞浓度来代表动脉血分压和脑内分压，从而用MAC来代表麻醉的深度，从而指导麻醉的实施。实际上，由于肺内V/Q的不平衡、肺内气体分布的不均匀以及波动的心排血量，气体的动脉血分压与肺泡内分压也是有差距的。Dr. Eger在1971年的论文中也提到这一点：当吸入麻醉药浓度与呼出麻醉药浓度间不等时，麻醉气体在肺泡内分压与动脉血之间的分压也是有差距的，且呈正比关系。Eger说在这种情况下拿最小肺胞浓度来代表脑中麻醉浓度是显而易见的大错。我们可以看见FA/FI与时间的关系图，当病人吸入一定的麻药，吸入与呼出麻醉药浓度相差很大且在一小时内没有多少改变，且能维持相当久的时间，也就是说病人依然在大量摄取麻药，就是说还没有达到平衡。所以用肺泡气浓度来代表血中浓度或麻醉深度是不科学的，MAC的最大的错误在于定义里并不包含时间。 因为脑的容积、麻醉药的脑组织/血液溶解度系数、以及脑血流量的关系，动脉血中麻醉浓度与脑内浓度要达成平衡就需要等待至少需要25-50分钟以上的时间。过去曾认为脑组织与动脉血中麻醉药浓度达到平衡，只需要15分钟的时间，因为一般成人的脑组织重量约二千五百克，而一般吸入麻醉药的脑组织/血分配系数大约是2，而脑血流量是约1000 ml/min的关系，一个时间常数是5分钟，因此三个时间常数的15分钟便可使肺胞浓度与脑组织浓度达到平衡。但是最近在人体所做的研究显示，脑组织与动脉血中麻醉药浓度达到平衡需要25-50分钟的时间。为什么有这么大的差距呢？原因很简单，虽然像乙醚的血/气的分配系数大于12，从肺胞透过肺胞膜被经过肺的血液所摄取的部份，也只有所供应的80%而己。即使组织/血的分配系数大于1，也不会就有很大量的麻醉药一下子由血中转移到组织。因为全部的分配系数是经过很长时间放置后才去测定，因此很难直接应用它来做临床上的解释。而且在临床上我们大概不可能维持着同一呼出浓度25-50分钟以上，再决定是否达到了足够的麻醉深度。 如果说肺泡浓度与脑内浓度，有正相关性，那只在同一吸入浓度下恒定吸入情况下才存在，当你改变吸入浓度，比如你觉得麻醉深了，把吸入浓度调下来，你可以马上看见呼出浓度的下降，但吸入与呼出始终有差距，也就是说有摄取，也就是说血内浓度还在升高了，所以脑内浓度也会升高，只是他们升高的速度变慢了。这个时候你以为你的麻醉变浅了，实际上还是还在加深，只是速度慢下来了。所以说同一个肺泡浓度可以有不同的血药浓度和脑内浓度，随着时间的延长，即使在肺泡浓度下降的情况下，麻醉深度也是加深的。 现在已经找出了根据吸入与呼出浓度不采血来计算混合静脉血的麻醉药浓度的方法，还找出了不采血来计算脑内麻醉药浓度的方法，为我们客观判断麻醉深度提供了更好的途径。 过去由于对MAC的误解，也就造成了对吸入麻醉药效价强度的误解，以往认为MAC低的药效价强度高，而MAC高的药效价强度低，这是一种误解，主要是因为对FA/FI曲线的错误解读造成的。在FA/FI与时间的关系图中，真正代表体内摄取的是FA/FI曲线上面的部份，即1 –FA/FI另起一段，而不是FA/FI曲线本身。所以我们看吸入麻醉药效价强度，应该看吸入麻醉药的脑内浓度或血内浓度，或者计算一下吸入麻醉药的总的摄取量。举例来说，七氟烷的MAC约1.7%，而异氟烷的MAC约1.15%，按照以往的观点异氟烷是强效吸入麻醉药，而七氟烷是弱效吸入麻醉药，然而当我们计算一下吸入麻醉药的摄取量，则情况完全不一样了。在误解六里面我们看见，异氟烷在第一个小时内的摄取率是0.4，而七氟烷的摄取率是0.25，我们可以根据摄取率的公式算出，当异氟烷的肺泡浓度在1.15%时它的吸入浓度约在1.92%，而在这个时候单位时间内异氟烷的体内摄取量0.77V。我们也可以根据摄取率的公式算出，当七氟烷的肺泡浓度在1.7%时它的吸入浓度约在2.27%，而在这个时候单位时间内七氟烷的体内摄取量0.56V，这样我们就明显比较出来，当异/七氟烷的肺泡浓度都在MAC水平时，体内单位时间内的摄取量异氟烷高于七氟烷，也就是说异氟烷相对于七氟烷是弱效的（对于同一个病人来说肺泡通气量V是相等的），这与过去的理解是完全不同的。 误解十五：只要使用低血气分配系数的麻药就能做到麻醉的快速起效和快速消除 近几年由于商业的宣传，使部分医生过于相信低血气分配系数麻药的快速起效和快速消除作用。低血气分配系数的地/七氟烷确实容易从肺泡移至血中，或从血中转移至肺泡。有快速起效、快速苏醒的作用，但如果使用低新鲜气流量，心排血量、肺泡通气量也低，其时间常数会非常长，一样会出现起效慢，消除慢的现象。其实苏醒/诱导的快慢主要取决于脑组织（即血管丰富组织）麻醉药浓度的饱和与去饱和，也就是说和血管丰富组织的组织分配系数、血气分配系数、心排血量、肺泡通气量密切相关。5000 ml的循环血液量除以5000 ml/min的心输出量，一个时间常数是一分钟。3000 ml的功能性肺残气量，3000 ml/min的肺胞换气量，一个时间常数又是一分钟，只要能够用高流量的氧气并维持适当的肺胞换气量、心排血量，一般都能做到快速起效和快速苏醒，新鲜气流、心排血量、肺泡通气量比血气分配系数在决定病人麻醉状态改变时的作用更大。 其实，吸入麻醉的起效和消除的快慢还是和麻醉药的效能有关系，效能强的麻醉药只需要吸入很小的部分就可以达到麻醉效果，相反也只需要把吸入的那一小部分排出就可以达到苏醒的的目的，由于对MAC概念的误解，我们现在知道七氟烷和地氟烷是强效麻醉药,所以他们的起效和消除快也就有了新的解释。 其实我们在重新解释吸入麻醉的药代动力学的一些现象时，发现主要是一开始Eger就对FA/FI与时间的关系图的解释错了，导致后面一系列的错误解释，只要我们充分理解了FA/FI与时间的关系图，就能获得对吸入麻醉药代动力学的新概念。 误用1：一开始就用极高或极低的量进行麻醉 麻醉诱导方法与过去一样，插管之后必须以含有麻醉药的高流量气体去填充功能性肺残气量及麻醉回路的空间。以往很多麻醉医师从头就用低流量，这样做法因为回路及功能残气量容积相当大，进去的麻醉药浓度被原来存在于回路中的气体稀释，因而无法知道实际的麻醉吸入浓度，更不容易达到所预期的吸入麻醉浓度。这段输入高流量麻醉气体时间的长短，依回路及肺残气量容积大小及流量多少来决定，流量愈大可缩短填充所需时间。填充完毕之后就可以减少流量到最低，只要能维持回路内气体总量不变，补足体内巳摄取的量就够了。在这里我们要用到时间常数这个概念。时间常数是：在一个容积中的气体A浓度，用另外的气体B去改变其浓度时所需要的时间。时间常数的程序很简单，容积(V)除以气体流量(F)，所得结果是一个时间常数: 时间常数 = 容积(V) / 流量(F) 第一个时间常数时间内只能改变63%容积内浓度，第二个时间常数改变成86%，也就是说第一个时间常数之后，所剩余的37%中再有63%的改变，也就是从63%增加了23%，第三个时间常数之后可达到95%的改变。 通常功能性肺残气量的容积是3,000 cc，麻醉回路空间差不多有6,000 cc的容积，合起来总共有9,000 cc左右的空间。如果用9,000 cc/min 的流量，那么需要9,000/9,000 = 1分钟的时间常数，因此需要3 x 1 = 3分钟才能使麻醉回路及功能性肺残气量空间内，充满预期麻醉浓度的蒸气。如果改用3,000 cc/min的麻醉气体流量，那么时间常数就成为9,000/3,000 = 3分钟，需要三个时间常数 3 x 3 = 9分钟才能使麻醉回路及功能性肺残气量空间内，充满预期麻醉浓度的蒸气。一般麻醉回路的填充包括了麻醉回路的延长，也就是功能性肺残气量空间，其实功能性肺残气量空间的填充与麻醉回路的填充有一些不同的地方。功能性肺残气量空间的填充，不但需要高流量的麻醉气，并且需要较多的通气量才能够填充得快。 如果我们做吸入诱导，我们还可以使用一些技巧来缩短时间常数，加快麻醉的诱导，在给新鲜气流前，将重复呼吸囊排空，以减少呼吸环路的容积，进一步降低时间常数。或在高流量情况下（＞4L/min）下，由于新鲜气体将残余气流通过排气阀排除，与残余气体混合的比例大大降低，FI的上升速度明显加快。 在麻醉初期，外科手术还没有开始前，我们必须在短时间内尽快地把脑中麻醉浓度提升至最高，但这还需看病人的情况，并得运用一些技巧。因麻醉剂体内摄取量是依吸入浓度而定。但吸入浓度过高时，单位时间内的摄取量虽然升高，但由于肺摄取之后第一个出口就是冠状动脉，由此会抑制心脏而减低心输出量，以至产生如大量注射麻醉药的效应，减少吸入性麻醉药的体内摄取，反而预速则不达。用高流量的麻醉气去填充空间时，另外需要注意的是通气量的设定。过去的麻醉机多半没有新鲜气体偶联的装置，因此用高流量时，会影响到设定的呼吸潮气量。比如说，呼吸机上潮气量的设定是400 ml，呼吸次数每分钟10次，如果采用每分钟6,000 ml的高流量时，病人的潮气量会增加到600 ml，这是因为气体流量是每秒100 ml，吸气的时间是2秒的关系，每一次呼吸的吸气量会从设定的400 ml增加到600 ml而造成呼出二氧化碳浓度降低，胸内压增加，并影响到静脉的回流，导致心输出量减少、血压下降。血压，心输出量的下降更使脑中麻醉浓度不容易达到予期浓度。 误用2：诱导插管后，根据血压的改变来随意调节吸入麻醉药的使用 当我们开始麻醉诱导时，给予病人的静脉药物如丙泊酚，可能无法完全配合个别病人的需求。多半在气管插管时，因为乍受剌激，引起短时间的血压升高，脉博加快等现象。对此一般麻醉医生的反应是使用吸入麻醉药而增加麻醉药的吸入浓度。亦可能麻醉时因为并用肌肉松弛剂的关系，多半需要人工控制呼吸，一般所用的通气量相当大，每公斤体重10 ml左右，呼吸次数每分钟十次，结果不但血中二氧化碳减低，随着也减少内源性儿茶酚胺的分泌，更由于正压呼吸的关系导致胸内压的增高，需要较高的静脉压才能维持正常的肺循环，最后引起血压的下降。这时候麻醉医的反应就是减低麻醉药的吸入浓度，而不去追究低血压的原因。其实减少通气量的话，可以更简便地解决血压下降的问题。也就是说减少通气量可以降低胸内压及增加血中二氧化碳，并增加体内的内源性儿茶酚胺的分泌。其次由于术前的禁食禁饮导致体内的容量欠缺很多再加上静脉麻醉的诱导药物如丙泊酚都有很强的血管扩张作用，引起有效循环血容量的高度不足，而心输出量在心功能正常的病人是前负荷依赖型的、在心功能下降的病人是后负荷依赖型的，所以这时对多数病人应加快补液纠正前负荷的不足保证心输出量的尽快恢复。减低麻醉药的吸入浓度必须要留待到最后，因为吸入麻醉药体内摄取量是依吸入浓度而定。当你减低吸入麻醉药浓度，单位时间内体内麻醉药摄取量随之减少，脑部的麻醉药便很难达到预定浓度，以致外科医生手术时，病人由于疼痛导致循环状态的剧烈改变。这时，如果想以吸入麻醉药止痛，为时已晚，何况增浓吸入麻醉剂太过时，会引起如大量注射麻醉药的效应。那就是因为肺摄取之后第一个出口就是冠状动脉，由此会抑制心脏而减低心输出量，减少吸入性麻醉药的体内摄取，反而预速则不达。麻醉剂过浓时会抑制了心脏的跳动，血压下降却并不增加脑内麻醉浓度。如果这时使用静脉麻醉药物，那么作用起效可能快，但大量使用麻药的结果病人无法在短时间内将之代谢，等手术完成要病人醒过来时就可能有麻烦了。要让病人醒过来时如果呼吸不全，原因可能来自静脉麻药或肌肉松弛剂，也可能来自吸入麻醉药，这就很难断定呼吸不全的原因了。此外，如果没有正常的呼吸，不但会影响到吸入麻醉剂由肺的排除，更会产生呼吸性的酸中毒，影响到肌肉松弛剂的逆转，常有再箭毒化的现象发生。 误用3：实施低流量紧闭麻醉后，像半紧闭麻醉一样设定挥发罐的刻度 在紧闭麻醉的情况下，新鲜气流量很低，挥发罐的刻度的设定须按下式计算: 罐刻度(%)=吸入气摄取量(ml/min)/新鲜气流量(ml/min)×100% 而体内摄取量(ml/min) = (FI–FA) V = (1- FA/FI)xFIxV，比如说在半紧闭麻醉下要维持1%的异氟烷吸入浓度，需要0.4 x 1/100 x 3000 = 12 ml/min的异氟烷蒸汽，如果实施低流量紧闭麻醉后，当时在用的气体流量是300 ml/min，那么挥发罐刻度的设定应该是12/300 = 4%。要维持6 %的地氟烷吸入浓度，需要0.15x6/100x3000= 27 ml/min的地氟烷蒸气，如果当时的气体流量是300 ml/min，那么地氟烷挥发罐刻度的设定应该是27/300 =9% 目前临床上采用的挥发罐中，氟烷，异氟烷及氨氟烷的挥发罐最高刻度都设定在5%，气体流量在200 ml/min时无法供应足够的麻醉蒸气，这时只好稍微增加流量以便维持麻醉蒸气的供应。 误用4：实施低流量紧闭麻醉后，如需急速改变麻醉深度，使用加大/减小挥发罐的刻度 低流量紧闭麻醉由于新鲜气流量非常低，所以时间常数就非常长，如需急速改变麻醉深度，使用加大/减小挥发罐的刻度，就有严重的滞后现象。在施行低流量紧闭麻醉时，如果想急速加深麻醉深度，就要打开麻醉循环回路，增加流量以提高吸入浓度加深麻醉，通常只需很短的时间便能够加深麻醉。如果认为麻醉深度太深时，不一定要打开麻醉循环回路，只需大幅度地降低挥发罐刻度或关掉，逐渐降低吸入浓度。举例来说，普通在施行完全闭锁循环麻醉，一开始必须用高流量的麻醉气去填充麻醉回路及功能性肺残气量的空间以便短时间内达到予定的麻醉浓度，此后关闭麻醉回路，只用250 ml/min的氧气，异氟烷的挥发罐刻度设定在5 %，可供应12.5 ml/min的异氟烷蒸汽。当外科剌激开始而麻醉深度还不够的话，可以增加流量到1,000 ml/min，这样可以多供应每分钟37.5 ml的异氟烷蒸汽，所以通常只需要维持一，二分钟就可以。在这段时间内病人吸入的异氟烷浓度可能暂时增高到2.3%左右，但当流量减少，吸入浓度随之很快地下降，因而不会造成意外的问题。
转自：麻醉MedicalGroup |
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