吸入麻醉劑的使用是在 1840 年至 1850 年的十年間引入的。首先使用的化合物是乙醚、一氧化二氮和氯仿。 許多年後（大約 1930-1940 年）引入了環丙烷和三氯乙烯，而氟烯、氟烷和甲氧氟烷的使用則始於 1950 年代的十年。 到 1960 年代末開始使用安氟醚，最後在 1980 年代引入了異氟醚。 異氟烷現在被認為是使用最廣泛的吸入麻醉劑，儘管它比其他麻醉劑貴。 甲氧氟醚、恩氟醚、氟烷、異氟醚和一氧化二氮（最常用的麻醉劑）的物理和化學特性總結如表 1 所示（Wade 和 Stevens，1981 年）。

表 1. 吸入麻醉劑的特性

所有這些，除了一氧化二氮（N₂O) 是通過汽化應用的碳氫化合物或氯氟化液體醚。 異氟醚是這些化合物中最易揮發的； 它是一種代謝率最低的物質，也是一種在血液、脂肪和肝臟中溶解度最低的物質。

通常，N₂O 是一種氣體，與鹵化麻醉劑混合使用，儘管它們有時會單獨使用，具體取決於所需的麻醉類型、患者的特徵和麻醉師的工作習慣。 通常使用的濃度為 50 至 66% N₂O 和高達 2% 或 3% 的滷化麻醉劑（其餘通常是氧氣）。

患者的麻醉通常從注射鎮靜劑開始，然後吸入麻醉劑。 給予患者的體積約為 4 或 5 升/分鐘。 混合物中的部分氧氣和麻醉氣體被患者保留，而其餘部分則直接呼出到大氣中或再循環到呼吸器中，這取決於使用的​​面罩類型，患者是否插管等以及回收系統是否可用。 如果可以回收，呼出的空氣可以在清潔後回收，也可以排放到大氣中，從手術室排出或通過真空吸出。 回收（閉路）不是一個常見的程序，許多呼吸器沒有排氣系統； 因此，患者呼出的所有空氣，包括廢棄的麻醉氣體，最終都會進入手術室的空氣中。

職業暴露於廢棄麻醉氣體的工人人數很多，因為暴露的不僅是麻醉師和他們的助手，還有所有其他在手術室裡度過的人（外科醫生、護士和支持人員），牙醫進行牙科手術，產房和重症監護室的工作人員，患者可能在吸入麻醉下和獸醫。 同樣，在康復室檢測到麻醉廢氣的存在，手術康復的患者會在康復室呼出這些廢氣。 它們也在手術室附近的其他區域檢測到，因為出於無菌的原因，手術室保持正壓，這有利於周圍區域的污染。

對健康的影響

直到 1960 年代，麻醉氣體的毒性問題才得到認真研究，儘管在吸入麻醉劑的使用變得普遍幾年後，影響一些第一批專業麻醉師的疾病（哮喘、腎炎）與他們的麻醉劑之間的關係像這樣的工作已經被懷疑（Ginesta 1989）。 在這方面，對蘇聯 300 多名麻醉師進行的流行病學研究 Vaisman（1967 年）調查的出現是其他幾項流行病學和毒理學研究的起點。 這些研究——主要是在 1970 年代和 1980 年代上半葉——集中於麻醉氣體對職業暴露人員的影響，在大多數情況下是一氧化二氮和氟烷。

在大多數這些研究中觀察到的影響是，在懷孕期間或懷孕前暴露的婦女以及暴露的男性的女性伴侶中自然流產增加； 暴露的母親的孩子先天性畸形增加； 以及肝、腎和神經系統問題以及某些類型的癌症在男性和女性中的發生（Bruce 等人 1968 年，1974 年；Bruce 和 Bach 1976 年）。 儘管一氧化二氮和氟烷（可能還有它的替代品）對身體的毒性作用並不完全相同，但考慮到接觸通常同時發生，它們通常被一起研究。

這些暴露與風險增加之間似乎存在相關性，特別是對於懷孕期間暴露的婦女的孩子的自然流產和先天性畸形（Stoklov 等人，1983 年；Spence，1987 年；Johnson、Buchan 和 Reif，1987 年）。 因此，很多被曝光的人都表示了極大的擔憂。 然而，對這些數據進行嚴格的統計分析會對這種關係的存在產生懷疑。 最近的研究強化了這些疑慮，而染色體研究產生了模棱兩可的結果。

Cohen 及其同事 (1971, 1974, 1975, 1980) 發表的著作為美國麻醉師協會 (ASA) 進行了廣泛的研究，構成了相當廣泛的觀察系列。 後續出版物批評了早期研究的一些技術方面，特別是在抽樣方法方面，尤其是在正確選擇對照組方面。 其他缺陷包括缺乏有關受試者接觸濃度的可靠信息、處理假陽性的方法以及缺乏對煙草和酒精使用、既往生育史和自願不育等因素的控制。 因此，一些研究現在甚至被認為是無效的（Edling 1980；Buring 等人 1985；Tannenbaum 和 Goldberg 1985）。

實驗室研究表明，動物暴露於環境濃度相當於手術室中的麻醉氣體確實會導致其發育、生長和適應行為惡化（Ferstandig 1978；ACGIH 1991）。 然而，這些並不是決定性的，因為其中一些實驗暴露涉及麻醉或亞麻醉水平，其濃度明顯高於手術室空氣中通常發現的廢氣水平（Saurel-Cubizolles 等人，1994 年；Tran 等人，1994 年）。

然而，即使承認有害影響與暴露於廢棄麻醉氣體之間的關係尚未明確確定，事實是這些氣體及其代謝物的存在很容易在手術室的空氣、呼出的空氣和生物體液. 因此，由於擔心它們的潛在毒性，並且由於無需過多的努力或費用就可以在技術上做到這一點，謹慎的做法是採取措施消除或將手術室和手術室中廢棄麻醉氣體的濃度降至最低。附近地區（Rosell、Luna 和 Guardino 1989；NIOSH 1994）。

最大允許暴露水平

美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 對一氧化二氮和氟烷採用了 50 ppm 的閾限值-時間加權平均值 (TLV-TWA)（ACGIH 1994）。 TLV-TWA 是該化合物的生產指南，對手術室的建議是將其濃度保持在較低水平，低於 1 ppm (ACGIH 1991)。 NIOSH 為一氧化二氮設定了 25 ppm 的限值，為鹵化麻醉劑設定了 1 ppm 的限值，並額外建議當它們一起使用時，鹵化化合物的濃度應降至 0.5 ppm 的限值 (NIOSH 1977b)。

關於生物體液中的值，在平均環境濃度為 4 ppm 的情況下暴露 25 小時後尿液中一氧化二氮的建議限值為 13 至 19 微克/升，在平均環境濃度為 4 ppm 的情況下暴露 50 小時後建議限值, 範圍是 21 至 39 μg/L (Guardino and Rosell 1995)。 如果暴露於鹵化麻醉劑和一氧化二氮的混合物，則一氧化二氮值的測量被用作控制暴露的基礎，因為使用更高的濃度，量化變得更容易。

分析測量

大多數用於測量空氣中殘留麻醉劑的程序都是基於通過吸附或在惰性袋或容器中捕獲這些化合物，然後通過氣相色譜或紅外光譜進行分析（Guardino 和 Rosell 1985）。 氣相色譜法也用於測量尿液中的一氧化二氮（Rosell、Luna 和 Guardino 1989），而異氟醚不易代謝，因此很少測量。

手術室空氣中常見的殘留濃度水平

在沒有採取預防措施（例如抽取殘留氣體和/或向手術室引入充足的新空氣）的情況下，測得個人濃度超過 6,000 ppm 的一氧化二氮和 85 ppm 的氟烷（NIOSH 1977 ). 在手術室的環境空氣中測得的濃度分別高達 3,500 ppm 和 20 ppm。 糾正措施的實施可以將這些濃度降低到前面提到的環境限制以下的值（Rosell、Luna 和 Guardino 1989）。

影響麻醉廢氣濃度的因素

最直接影響手術室環境中麻醉廢氣存在的因素如下。

麻醉方法. 首先要考慮的問題是麻醉方法，例如，患者是否插管以及使用的面罩類型。 在排除插管的牙科、喉部或其他形式的手術中，患者呼出的空氣將是廢氣排放的重要來源，除非專門設計用於捕獲這些呼出物的設備適當地放置在患者的呼吸區附近。 因此，牙科和口腔外科醫生被認為特別危險（Cohen、Belville 和 Brown 1975；NIOSH 1977a），獸醫也是如此（Cohen、Belville 和 Brown 1974；Moore、Davis 和 Kaczmarek 1993）。

接近發射的焦點。 與工業衛生中的慣例一樣，當存在已知的污染物排放點時，在處理個人接觸時，靠近源頭是首先要考慮的因素。 在這種情況下，麻醉師和他們的助手是最直接受麻醉廢氣排放影響的人，測量到的個人濃度是手術室空氣中平均濃度的兩倍（Guardino 和 Rosell 1985 年） ).

電路類型。 不言而喻，在少數使用閉路循環的情況下，在淨化空氣並重新供應氧氣和必要的麻醉劑後進行再吸氣，除非設備故障或洩漏，否則不會有排放物存在。 在其他情況下，這將取決於所用系統的特性，以及是否可以在迴路中添加提取系統。

麻醉氣體的濃度. 另一個需要考慮的因素是所用麻醉劑的濃度，因為很明顯，這些濃度與手術室空氣中的濃度直接相關（Guardino 和 Rosell 1985）。 當涉及到持續時間較長的外科手術時，這個因素尤為重要。

外科手術的類型。 手術的持續時間、在同一手術室進行的手術之間經過的時間以及每個手術的具體特徵——通常決定使用哪種麻醉劑——是其他需要考慮的因素。 手術時間的長短直接影響空氣中麻醉藥的殘留濃度。 在連續安排程序的手術室中，它們之間經過的時間也會影響殘留氣體的存在。 在不間斷使用手術室或超出標準工作時間表使用緊急手術室或用於長時間手術（移植、喉切除術）的手術室中進行的研究表明，甚至在手術前就檢測到大量廢氣當天的第一個程序。 這有助於增加後續程序中的廢氣水平。 另一方面，有些程序需要暫時中斷吸入麻醉（例如，需要體外循環），這也會中斷麻醉廢氣排放到環境中（Guardino 和 Rosell 1985）。

手術室特有的特徵. 在不同大小、設計和通風的手術室中進行的研究（Rosell、Luna 和 Guardino，1989 年）表明，這些特徵極大地影響了手術室中廢棄麻醉氣體的濃度。 大型和非隔間手術室往往測得的廢氣濃度最低，而在小型手術室（例如，兒科手術室），測得的廢氣濃度通常較高。 手術室的總通風系統及其正確操作是降低廢棄麻醉藥濃度的根本因素； 通風系統的設計也會影響手術室內廢氣的流通，以及不同位置和不同高度的濃度，這些可以通過仔細取樣輕鬆驗證。

特定於麻醉設備的特性。 氣體排放到手術室環境中直接取決於所用麻醉設備的特性。 系統的設計，是否包括用於回收過量氣體的系統，是否可以連接到真空系統或從手術室排出，是否有洩漏、斷開的管線等，在進行時始終要考慮確定手術室中是否存在麻醉廢氣。

麻醉師及其團隊特有的因素. 麻醉師及其團隊是最後要考慮的因素，但不一定是最不重要的因素。 麻醉設備的知識、其潛在問題及其接受的維護水平——團隊和醫院維護人員的——是非常直接影響廢氣排放到手術室空氣中的因素（ Guardino 和 Rosell 1995）。 已經清楚地表明，即使在使用適當的技術時，如果麻醉師及其助手的工作程序中缺乏預防理念，也無法降低周圍麻醉氣體的濃度（Guardino 和 Rosell 1992）。

預防措施

有效減少麻醉廢氣職業暴露所需的基本預防措施可歸納為以下六點：

1. 麻醉氣體應被視為職業危害。 即使從科學的角度來看，還沒有最終表明麻醉氣體對職業暴露人員的健康有嚴重的有害影響，這裡提到的一些影響很可能與暴露於廢物直接相關麻醉氣體。 因此，將它們視為有毒職業危害是個好主意。
2. 清除系統應該用於廢氣。 清除系統是減少手術室空氣中廢氣的最有效技術硬件 (NIOSH 1975)。 這些系統必須滿足兩個基本原則：它們必須存儲和/或充分消除患者呼出的全部空氣量，並且它們的設計必須確保患者的呼吸和麻醉設備的正常運行都不會受到影響。受影響——每個功能都有單獨的安全裝置。 最常用的技術是： 直接連接到帶有靈活調節室的真空出口，允許不連續排放呼吸循環的氣體； 在沒有直接連接的情況下將患者呼出的氣流引導至真空； 將來自患者的氣流引導至安裝在手術室中的通風系統的回流，並將這些氣體從手術室和建築物中排出。 所有這些系統在技術上都易於實施並且非常具有成本效益； 建議在設計中使用已安裝的呼吸器。 因手術特點不能採用直接排除廢氣的系統時，可在不影響總通風系統或手術室正壓的情況下，在排放源附近採用局部抽排.
3. 手術室應保證至少 15 次/小時的全面通風。 手術室的一般通風應得到完美調節。 它不僅應保持正壓並對周圍空氣的溫濕度特性作出反應，而且還應提供每小時至少 15 至 18 次更新。 此外，還應制定監督程序以確保其正常運作。
4. 麻醉迴路的預防性維護應有計劃並定期進行。 應制定預防性維護程序，包括定期檢查呼吸器。 驗證沒有氣體排放到環境空氣中應該是首次打開設備時遵循的協議的一部分，並且應該檢查其在患者安全方面的正常運行。 應通過檢查洩漏、定期更換過濾器和檢查安全閥來驗證麻醉迴路是否正常運行。
5. 應使用環境和生物控制措施。 環境和生物控制的實施不僅提供有關各種技術要素（氣體抽取、全面通風）正確運行的信息，而且還提供有關工作程序是否足以減少廢氣排放到空氣中的信息。 今天，這些控制不存在技術問題，並且可以經濟地實施，這就是它們被推薦的原因。
6. 暴露人員的教育和培訓至關重要。 要有效減少職業暴露於廢棄麻醉氣體，需要對所有手術室人員進行有關潛在風險的教育，並對他們進行所需程序的培訓。 這尤其適用於最直接參與的麻醉師及其助手，以及負責麻醉和空調設備維護的人員。

結論

儘管尚未得到明確證實，但有足夠的證據表明暴露於廢棄麻醉氣體可能對醫護人員有害。 女工和男工配偶所生嬰兒的死產和先天性畸形是主要的毒性形式。 由於技術上可行且成本低，因此希望將手術室和鄰近區域的環境空氣中這些氣體的濃度降至最低。 這不僅需要麻醉設備和通風/空調系統的使用和正確維護，還需要對所有相關人員進行教育和培訓，尤其是麻醉師及其助手，他們通常會接觸到更高濃度的環境。 鑑於手術室特有的工作條件，灌輸正確的工作習慣和程序對於盡量減少空氣中的麻醉廢氣量非常重要。

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