［坡仔跟你一起阅读好书·第十期］《爆炸医学史》第十章 手术麻醉

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［英］罗伯特·斯奈登◎著

       ——英国著名作家、出版人，拥有30多年的出版从业经验，科普创作奇才，以将复杂难懂的科学问题展现得有趣且令人发省见长，他的作品深受各年龄段读者的喜爱，无论成人还是孩童，均从中受益。

［中］芦东昕 李力 李青峰◎译

第十章 手术麻醉

一、麻醉发展时间线

     公元前700年：古柯叶被种植在安第斯山脉一带。

      2 世纪：中国医师华佗研制出了一种名为麻沸散的药水，以减轻手术疼痛。

      1275 年：西班牙化学家雷蒙德·鲁尔(Raymond Llull)发现了乙醚。 

      1540 年：巴拉塞尔苏斯(Paracelsus)用乙醚对鸡进行了实验，并指出当鸡喝了这种液体时，它们会长时间睡眠并且失去知觉。

      1653 年：伯纳贝·科博(BernabeCobo)发现可通过咀嚼古柯叶减轻牙痛。

      1799 年：汉弗莱·戴维(HumphreyDavy)介绍了吸入一氧化二氮后会产生的两种感觉。

      1819 年：迈克尔·法拉第(MichaelFaraday)发现一位受试者在吸入乙醚后，需要20多个小时才能完全恢复意识。

      1824 年：亨利·希尔·希克曼(HenryHillHickman)提出了所谓的“假死”概念，他对许多动物进行了无痛手术。

      1844 年：霍勒斯·威尔士(HoraceWells)在了解到一氧化二氮的作用后，吸入了一袋该气体，并要求他的同事拔掉他的一颗牙齿。

      1845 年：爱尔兰外科医生弗朗西斯·林德(Francis Rynd)设计出了第一款用于人类患者的注射器。

      1846 年：霍勒斯·威尔士的学生威廉·莫顿(William Morton)在手术中将乙醚用作麻醉剂。

      1847 年：詹姆斯·杨·辛普森(James YoungSimpson)将麻醉剂应用于产科。

      1853年：约翰·斯诺(JohnSnow)在维多利亚女王(Queen Victoria)生育利奥波德王子(Prince Leopold)和比阿特丽斯公主(Princess Beatrice)时，对其使用了氯仿。

      1860 年：德国化学家阿尔伯特·尼曼(AlbertNiemann)分离出了古柯叶中的活性成分，他将其命名为“可卡因”

      1884 年：卡尔·科勒(KarlKoller)将可卡因作为局部麻醉剂运用于手术中。

      1904 年：阿尔弗雷德·爱因霍恩(Alfred Einhom)获得了普鲁卡因(Novocaine)的专利，普鲁卡因很快成为标准的局部麻醉剂。

      1942年：哈罗德·格里菲斯(Harold Grifith)使用箭毒作为肌肉松弛剂，使其成了可以使用的更安全的麻醉剂。

       使用麻醉剂是为了安全无痛地进行手术，在发现麻醉剂之前，手术对患者来说是痛苦和可怕的磨难——他们可能会选择死亡而不是遭受外科医生的手术刀。虽然人们一直在寻找有效的止痛方法，但是直到1846年，威廉·莫顿才成功地在手术中将乙醚用作麻醉剂，从而创造了历史。随着麻醉剂的使用，患者变得越来越愿意接受手术，并且外科技术得到了快速发展，外科医生能够将更多的时间用在手术上。

       减轻疼痛的尝试自古以来就有，多数涉及草药疗法，如通过饮酒来减轻疼痛，采用“敲打”或压迫颈动脉使意识丧失。意大利的一种古老做法是，用一个木碗盖住患者的头部，然后在其上敲打直至患者失去知觉。然而，这些方法在手术时几乎无效。

       手术给医生和患者带来了压力和焦虑，他们可能会因被迫承受的痛苦而遭受创伤。伦敦圣巴塞洛缪医院的外科医生约翰·阿伯内西(JohnAbernethy)表示，走进手术室就像“上吊”，他经常会哭着并呕吐着离开手术室。外科医生必须加快工作速度，以确保手术能够在患者休克前完成，涉及打开胸腔或腹部的手术几乎不可能顺利完成。

二、醚的发现

      通过发酵制备酒精的做法十分古老。

      在化学上与醇密切相关的是醚，醚是一种通过硫酸作用从醇中获得的化合物。乙醚是由西班牙化学家雷蒙德•鲁尔于1275年发现的。1540年，德国化学家瓦勒里乌斯•科尔德斯(Valerius Cordus)介绍了通过将硫酸添加到乙醇中来合成醚的过程。和他同时代的巴拉塞尔苏斯也是较早地将化学药品应用于医疗的人。巴拉塞尔苏斯在鸡身上进行了乙醚的实验，并指出当鸡喝了乙醚时，它们会长时间睡眠并且失去知觉。

       迈克尔·法拉第是最早研究吸入性醚的人之一，他于1819年发表了对乙醚镇痛作用的研究成果。一位受试者在吸入了乙酷后，经过了20多个小时才完全恢复了意识。但麻醉效果的不确定性，以及缺乏合理的用药指导，在一定程度上阻碍了乙醚在医学中的应用。

三、一氧化二氮

       一氧化二氮由化学家约瑟夫·普里斯特利(Joseph Priestly)在1772年发现。汉弗莱·戴维的著作《化学和哲学》于1799年发表，介绍了在吸入一氧化二氮后会产生的两种感觉:欣快感(他创造了“笑气”一词)和疼痛减轻。戴维建议在手术过程中使用一氧化二氮来减轻疼痛，但这并未引起医疗机构的重视。

       具有讽刺意味的是，虽然医疗机构对一氧化二氮和乙醚的镇痛作用没有引起足够的重视，但一些人却看到了一氧化二氮和乙醚的娱乐用途。在世纪之交，“笑气派对”和“乙醚游戏”变得非常流行。

       1844年12月10 日，在美国康涅狄格州的哈特福德，加德纳·昆西·科尔顿(Kardner Quincy Colton)演示了吸入一氧化二氨的作用。观众中有一位当地的牙医霍勒斯·威尔士，他一直在寻找一种减轻牙科手术疼痛的方法。威尔士注意到一个吸入了一氧化二氮的年轻人，这个年轻人在小腿受到重击后竟然感觉不到疼痛。

       第二天早上，威尔士在尝试吸了一袋一氧化二氮，并让他的同事约翰·里格斯(John Riggs)拔掉他的一颗牙齿。威尔士意识到自己找到了一种可以减轻拔牙疼痛的方法。他开始学习如何制作一氧化二氮，并开始在临床中使用。最终，他对整个操作过程有了足够的信心，就在波士顿的哈佛医学院进行演示。他给一名学生吸入了一氧化二氮，那名学生在拔牙时依然疼得大喊大叫，威尔士被当成了骗子，他对此非常不满。

       威尔士前往欧洲，继续努力推广一氧化二氮的使用，巴黎医学会表现出兴趣。当他回到美国时，他发现在手术的麻醉中已经普遍在使用乙醚和氯仿了。威尔士结局悲惨，他在自己身上使用氯仿进行实验后，变得精神错乱，并于1848年在监狱中自杀。

四、乙醚

       威廉·莫顿是霍勒斯·威尔士的学生，后来成为威尔士的商业合作伙伴，他曾参加过波士顿的那场灾难性的示威游行。莫顿渴望找到一种比一氧化二氮更可靠、更有效的麻醉剂。当他还是哈佛大学医学院的学生时，他就了解到乙醚具有“使人失去知觉甚至变得麻木”的作用，并在他的化学老师查尔斯·杰克逊(CharlesJackson)的帮助下开始了对乙醚的研究。

       1846年9月30日，一个名叫埃比尼泽·弗罗斯特(Ebenezer Frost)的男子非常痛苦地来到莫顿的牙科诊所，要求拔掉一颗有问题的牙齿。莫顿在弗罗斯特脸上盖了一块沾有乙醚的手帕，通过这种方式让他吸入乙醚，然后顺利地拔掉了牙齿。弗罗斯特醒来后，对手术过程没有任何印象。莫顿后来对这件事进行了戏剧性的描述，称“我从没见过有呼吸的尸体”。

       莫顿认为自己使用乙醚的做法取得了成功，并向马萨诸塞州综合医院的外科医生约翰·沃伦博士展示了他的方法。1846年10月16日，莫顿使用了自己新设计的“里昂吸入器”，对当地的一个印刷工——爱德华.G.艾伯特实施了乙醚气体吸入麻醉，并从艾伯特的颈部切除了一个肿瘤，艾伯特没有任何不适的迹象。因为艾伯特只是处于半昏迷状态，所以他记住了手术中发生的事，同时这次演示也证实了乙醚具有减轻疼痛的作用。第二天，外科医生乔治•海沃德(George Hayward)从一个女人的手臂上切除了一个大肿瘤。这次的麻醉效果更好。

       起初，莫顿想要隐瞒自己的发现，以便他申请专利。随后，莫顿和杰克逊之间发生了一场不太体面的争论:争论这个发现应归功于谁。威尔士提出了对自己有利的主张。

       来自美国佐治亚州的医生克劳福德·朗(Crawford Long)进一步混淆了视听，他表示自1842年以来，自己就一直在手术中使用乙醚。为什么克劳福德·朗要等到1849 年才公布自己的发现,仍然是一个谜。

      1868 年，莫顿突然去世，享年48岁，死因可能是脑出血。而杰克逊于1880年在一家精神病院中去世。 

五、消息的传播

       麻醉剂实验成功的消息迅速传开，1846年12月，英国开始使用麻醉剂。12月19日，当弗朗西斯·布特(Francis Boott)医生得知莫顿取得成功后，他让伦敦牙医詹姆斯·罗宾进(ames Robinson)使用麻醉剂给朗斯代尔小姐拔牙、罗伯特·利斯顿(RobertListon)是当时伦敦首屈一指的外科医生，他了解了罗宾逊对患者使用了麻醉剂的效果后，同意在大学学院医院(Univensity College Hospital)通过乙醚麻醉进行截肢手术，并取得了成功。

六、氨仿

       詹姆斯·杨·辛普森是爱丁堡助产学教授，他也是麻醉剂的借导者，并于1847年1月将麻醉剂应用于产科。最初，只有当分娩过程中需要手术干预时，医生才使用乙醚来缓解疼痛，而辛普森最终将乙醚用于正常分娩。后来，辛普森发现乙醚的气味令人难以接受，也无法满足大量的麻醉需求，于是开始寻找更好的替代品。

       辛普森与他的助手马修·邓肯(MatthewDuncan)和乔治·基思(George Keith)一起，在自己的工作室里试用了多种麻醉剂。在1847年11月4日的晚上，他们试着吸入氯仿，这是一种以前只用在动物身上被认为对人类有害的物质。效果立竿见影，他们在吸入氯仿后突然昏倒在地，不省人事。第二天早晨，辛普森恢复了知觉，他认为自己找到了某种适合作为全身麻醉剂的东西。他在侄女身上重复了这个实验，发现氯仿对她也有同样的效果。

       四天后,辛普森麻醉了一名妇女，在25分钟后她生下了孩子不到一个月，辛普森就成功地在 50 多名患者身上使用了氯仿。

       辛普森非常幸运，因为如果他使用的剂量再多一点就可能会导致实验者死亡。虽然氯仿比乙醚更容易使用，但过量使用会更危险。在发现氯仿的初期，随意地使用，不可避免地造成了一些人的死亡。之前的使用者没有安全使用麻醉剂的经验也不知道氯仿是如何发挥作用的，更不知道在使用后短期或长期内可能会有什么副作用。 

       当1854年伦敦霍乱暴发时，约翰·斯诺是最早对麻醉学产生兴趣的人之一。他很快就掌握了必要的技能和知识，并发表了关于这一课题的相关研究。他的名声越来越大，在利奥波德王子和比阿特丽斯公主出生时，他亲自给维多利亚女王使用了氯仿，这也促进了麻醉技术的推广。

七、局部麻醉

       使一个人完全失去知觉有很大的风险，但是在较小的手术中使患者在保持意识清醒的同时感觉不到疼痛很有益处。古柯叶早在公元前700年就在安第斯山脉被种植了，也许比这还要早。16世纪，来到那里的西班牙人很快就了解到它被当地人称作兴奋剂。最早提到麻醉效果的是西班牙耶稣会士伯纳贝·科博，他在1653年表示嚼古柯叶可以缓解牙痛。奥地利博物学家卡尔·冯·舍尔泽把古柯叶送给德国化学家阿尔伯特·尼曼，尼曼成功地分离出了古柯叶中的活性成分，并将其命名为“可卡因”。

       1860年，尼曼证明了这种新化学物质会使舌头麻木。很快，可卡因就被当作麻醉剂来推广。秘鲁人托马斯·莫雷诺·伊·迈兹(Thomas Moreno y Maiz)发现，注射可卡因溶液会使老鼠、豚鼠和青蛙对可卡因不敏感，但没有提到可卡因在手术中的作用。1880年，俄罗斯内科医生巴兹尔·冯·安勒普(Basil VonAnrep)在进行了一系列实验后，推荐把可卡因作为外科麻醉剂。

       维也纳眼科医生卡尔·科勒可能是最早将可卡因用于临床局部麻醉的人。1884年，西格蒙德·弗洛伊德(SigmundFreud)鼓励科勒参与可卡因的研究。正如尼曼之前所说，科勒发现当他吞下可卡因时舌头就麻木了。意识到这一发现的重要性，他进行了一系列的实验，并于1884年9月11日实施了对青光眼患者局部麻醉的手术。

       科勒取得突破的消息传遍了全世界。随着可卡因的使用剂量加大，一些医生很快就注意到了可卡因严重的副作用，对使用可卡因的积极性就降低了，又转而使用乙醚等通过测试的麻醉剂，同时对可卡因进行了更深入的测试，以确定可卡因的安全使用剂量。

       随着可卡因的副作用变得越来越明显，人们开始寻找新的代替可卡因的麻醉剂。1904年11月27日，德国化学家阿尔弗雷德·爱因霍恩申请了一种化合物的专利，这种化合物给麻醉学带来了翻天覆地的变化。它被称为普鲁卡因，是一种比较安全的麻醉剂，很快它成为当时标准的局部麻醉剂。虽然普鲁卡因的安全使用剂量较大，但也有一个缺点——有些人会对普鲁卡因过敏。

       20世纪40年代，尼尔斯•洛夫格伦(Nils Lofgren)和本特•伦德奎斯特(BengtLundqvist)研发出利多卡因，这是第一种现代局部麻醉剂。它更安全，比普鲁卡因有更强的药效，而且不会引起过敏反应。此后，人们陆续又研发出了更多的麻醉剂。

八、麻醉的影响

       最初，麻醉剂的使用对手术操作的影响并不大，因为当时大部分手术都是小手术，而且手术时间较短。全身麻醉剂的使用使外科医生有机会尝试时间更长、更复杂的手术。通常，患者在手术台上待的时间越长，他们被感染的可能性就越大，医院的死亡率也会上升。医生对患者进行手术的时间越长，麻醉师面临的挑战就越大。

       在进行胸腹外科手术时，使患者的肌肉松弛很重要。当时会使用大剂量的麻醉剂来使患者的肌肉松弛，但是这样做的风险很大，常常会导致患者死亡。箭毒是第一种被用作松弛肌肉的药物。箭毒是从某些热带植物中提取出来的，它之前常常被南美洲的猎人用来捕获猎物。箭毒含有能麻痹心肌纤维和神经肌肉接点的化学物质。   

       1935年，哈罗德•金(HaroldKing)成功分离出了箭毒的活性成分，他称为尿素，这是医学史上的重要突破。

       1942 年，蒙特利尔的一位名叫哈罗德•格里菲斯的兼职麻醉师测试了箭毒在外科手术中的作用。他把箭毒用作肌肉松弛剂，使用较小的麻醉剂量，使足以使患者失去知识觉。在接下来的十年里，许多医生在腹部手术中使用箭毒来松弛患者的肌肉。使用箭毒需要在气管中插入一根管子，并人为地使肺泡充气，以保际患者的呼吸顺畅。

       箭毒这类神经肌肉阻断剂的引入，彻底改变了麻醉技术的操作方法。技术的不断进步使麻醉剂具有了麻醉(入睡)、镇痛(缓解疼痛)和松弛肌肉三管齐下的效果。

［本章附上的小故事与小知识］​

一、麻沸散

       中国医师华佗研制了一种叫麻沸散的药水，这是一种从草药中提取的混合物，据说可以缓解疼痛。据说他给一名被箭所伤的患者服用了药水，患者丝毫没有疼痛的迹象。医学学者认为这是手术期间进行麻醉的第一个文献记载。

二、​假死

       亭利·希尔·希克曼(1800-1830年)是英国什罗普郡拉德洛(LudlowinShropshire)的全科医生。他提出了所谓的“假死”的概念，即通过吸入二氧化碳而诱发“假死”。他使用此方法对许多动物进行了无痛手术。

      1824年，希克曼写信给 T.A奈特(T.A.Knight)英国皇家学会的一位研究员，希克曼表示可以使用二氧化碳成功地进行无痛手术，但他的观点被忽视了。尽管如此，希克曼仍然值得赞扬，因为他是第一个积极寻找和使用麻醉剂的人。

三、​“麻醉”

       在了解到莫顿在波士顿的乙醚展示之后，诗人兼医生奥利弗·温德尔·霍姆斯在给莫顿的信中建议，用“麻醉”一词表示使患者失去知觉。他建议，使用基于希腊语的“麻醉”(Anaisthesis)这个词，意思是不敏感或失去知觉。

四、​注射器

       局部麻醉的发展与皮下注射器的发明息息相关。皮下给药是通过皮肤上的切口给药。1827年，一种用于动物的早期注射器被引入。1845年，爱尔兰外科医生弗朗西斯•林德设计出了第一款用于人类患者的注射器，他介绍了注射醋酸盐和吗啡来治疗神经痛的案例。但是，直到1861年，林德才发表他的研究成果。1855年，苏格兰医生亚历山大•伍德(Alexander Wood)发表了使用注射器治疗的病例报告，从那时起，皮下注射器开始成为医学界的常规用具。