中国航天局于2021年9月17日宣布，神舟十二号载人航天任务取得圆满成功，返回舱安全降落在内蒙古自治区的东风着陆点，并创下中国航天历史上着陆位置最小计算误差记录，3名航天员身体状况良好。神舟十二号的成功发射标志着太空格局的重大改变，具有历史性意义。神舟十二号飞行任务是我国载人航天工程立项以来第19次飞行任务，也是我国空间站阶段的首次载人飞行任务。神舟十二号航天员乘组在空间站组合体工作生活了90余天，刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录，首次实现了我国航天员长期在轨驻留。解放军战略支援部队特色医学中心载人航天主着陆场医疗救护队在查阅国内外航天员急救复苏及麻醉的相关报道，总结神舟五号至神舟十一号航天员医疗保障经验，分析神舟十二号飞行特点的基础上，针对性的提出了一系列医疗救护保障应对策略，圆满完成了本次医疗保障和救护任务。本文试从麻醉角度总结本次医疗保障和救护经验。

1 航天麻醉学研究的意义与现状

随着我国载人航天事业的蓬勃发展，必然涉及到对航天员的医学保障。据美国航天航空局（National Aeronautics and Space Administration, NASA）专家估计，在太空探索任务中，发生严重医疗事件的风险为0.06人次每飞行年度^[1]。实际上，专家们估计，空间探索任务的最大风险是创伤、失血性休克和感染，在航天员着陆后对严重创伤施行手术紧急救治，意味着需要提供着陆后立即施行麻醉的能力^{[1-4, 9-10, 30]}。

着陆场麻醉救护的实施必须考虑到失重环境对生理造成的特殊影响以及由此带来的麻醉风险。Bion11生物实验卫星上的2只恒河猴着陆后施行麻醉时死亡及发生了严重的麻醉相关并发症的悲剧提示了关于航天麻醉学的相关知识是不完整的^[3]。迄今为止，人类进入载人航天领域已经50余年，尚未有人类航天员在太空飞行过程中以及着陆后因航天医学急诊或者出于研究目的而实施麻醉的情况发生。

2 神舟十二号航天员长期驻留太空后麻醉生理学影响

航天员应急返回是指飞船正常返回航天员出现伤病或飞船非正式返回的状态。飞船应急返回显著增加了航天员进入应急医疗程序接受手术与实施麻醉的风险。神舟十二号在轨飞行时间90余天，时间延长导致飞船出现故障、航天员在轨患病的风险增加，应急返回可能性增大。长时间暴露于微重力环境对航天员心血管循环及气道、应激反应等生理状况带来一系列改变。

2.1 心血管系统

从麻醉医师的角度考虑太空飞行期间或者飞行之后的紧急医疗，心血管系统无疑是其中最关键的部分。

2.1.1 体液转移与有效循环血容量减少

进入失重环境，依赖重力的静水压消失。在下肢，体液由细胞外间隙向血管内转移，而在躯体头侧则从血管内间隙向细胞外间隙转移。航天员出现头面部肿胀、鼻腔充血、巩膜和口腔黏膜水肿以及下肢围度减少，这种现象被称为“体液转移”。与失重环境下经口摄入饮食减少，同时体液向细胞间质以及细胞内转移有关，这就导致有效血容量减少。人体血容量在进入失重环境的第1天减少约9%~17%，如果体重为70 kg，相当于血容量减少1 L^{[4-6, 11]}。

2.1.2 心输出量下降、贫血与心律失常

体液的头向转移导致每搏量与心输出量增加20%~50%。失重环境下，血容量减少与心肌萎缩导致每搏量减少，心输出量的下降可达17%~20%^{[7-9, 11-12]}，由于舒张末期容量比每搏量减少更多，射血分数反而增加。失重状态下，红细胞数下降约10%^[10]，可能与红细胞生成素分泌降低有关。在太空中，特别是进行太空行走时，心律失常的风险显著增加，这可能与儿茶酚胺释放增加有关^{[9, 12]}。

2.1.3 肾上腺素能受体及压力感受性反射敏感度降低

在失重状态下，β肾上腺素能受体的敏感度增加，α肾上腺素能受体的敏感度下降。长期太空飞行（> 14 d）会抑制压力感受性反射，这种改变在返回地球着陆后两周左右才会消失^{[3, 10-11]}。这些影响对着陆场的麻醉救护具有指导意义。

2.1.4 血管内皮细胞改变、血管重塑与外周血管阻力降低

失重环境下，血管扩张，体循环血管阻力下降达（14%±9%）^{[4, 12-13]}。NASA航天员在失重环境下使用直径4-F导管经手臂静脉置管测量中心静脉，发现中心静脉压没有升高，反而降低^[14]。可能为失重状态下胸膜腔负压与心脏舒张期负压消失作用所致。

大鼠尾悬吊模拟失重动物模型研究发现失重引起血管内皮细胞功能改变，提示失重状态下血管内皮功能障碍的发生可能与胃肠道内毒素移位相关。失重状态下，微循环跨壁压发生改变。血管内皮细胞功能障碍与微循环跨壁压发生改变会引起血管重塑^[15-17]。

失重状态下血管重塑与血管张力减低可能是飞船着陆后发生直立位耐受不良的原因^[15-17]。

2.2 呼吸系统

与太空飞行前的测量结果相比，在太空中呼吸频率增加约9%，潮气量降低约15%。因而，肺泡通气量没有显著的变化，功能残气量还有所增加。这理论上可以降低机械通气后肺不张的风险。失重状态下，通气血流比更为理想，有助于改善氧合。肺泡血流接触面积增加，有利于肺弥散量的提高。抛物飞行的研究表明，胸腹顺应性的改变从根本上有利于肺功能。腹内病变以及腹腔内压的升高会损害肺功能，这对高级生命支持特别是通气管理有显著影响^{[1, 4, 10, 17-19]}。

2.3 肌肉骨骼系统与乙酰胆碱受体

在失重状态下，骨骼肌萎缩，骨量流失。这对航天员完成太空任务产生重大影响，也是目前的研究热点。失重环境导致航天员骨骼肌发生萎缩的情形下给予肌松药后的情况尚无相关研究。因此，像ICU患者或者长期卧床的肌无力患者那样施行麻醉诱导可能是明智的选择。对于此类患者，静脉注射琥珀酰胆碱可能导致高钾血症以及心搏骤停。失重环境对乙酰胆碱受体的结构和分布产生影响，可能导致注射琥珀酰胆碱时发生高钾血症^{[1-4, 10, 16]}。

获取失重状态下使用去极化肌松剂与非去极化肌松剂的数据对麻醉医师非常重要。在获取这些数据之前，合理的麻醉诱导方法应当是给予充分的诱导时间逐量给予非去极化肌松药以观察其效果。此外，如果需要进行快速序列诱导，应当使用起效迅速的非去极化肌松剂，如罗库溴铵^{[1-4, 10]}。

2.4 其他系统

失重环境下免疫功下调，传染病的发病率上升。细菌毒力在太空中的变化可进一步增加发生感染的可能性^[21-22]。

太空飞行72 h后，胃肠道活动减低，胃内容物pH降低。航天员通常表现为体重减轻，在国际太空站（ISS）驻留6个月后航天员平均体重减轻约5%^[23]。这主要是由于热量摄入与消耗之间的不平衡所致。

3 航天员应急返回时施行麻醉救护程序与挑战 3.1 现场紧急处置程序下麻醉考量

医疗救护队将着陆后的麻醉救护分为3个阶段进行了针对性分析，并制定了麻醉救护方案，即返回舱着陆现场的基本生命支持，直升机转运阶段高级生命支持以及转运途中及后方支持医院或指定医疗机构实施麻醉诱导与综合性治疗。

3.2 施行麻醉的考虑

着陆后实施麻醉有许多影响因素，大致可分为以下两类：医疗装备因素与航天麻醉学相关知识因素。

3.2.1 医疗装备

在低地球轨道上（例如在国际空间站上）的较长时间任务期间的医疗支持是通过与地面医疗队的通信以及轨道站上可用的资源，包括医疗用品（例如，药物和血液制品）来提供的——种类、数量和保质期有限，医疗设备供应有限，如超声机。因此，飞行期间发生的任何医疗事件的管理可能只会在着陆后进行。高级医疗救护通常需要一整套特定设备，如监护仪、呼吸机、吸痰设备以及压缩储氧装备。而现场设备资源携带空间有限，伤情判断与诊断手段缺乏，医疗数据管理、无菌环境难以获得。机载或车载医疗装备及专业知识将具有更大的价值^[24-30]。

3.2.2 相关知识缺乏的风险

国际空间站的重力环境为地球的12%或者完全失重，月球表面重力为地球的1/6，火星表面重力是地球的1/3。防止机体功能下调的最低重力水平是多少？人类适应部分失重环境的精确知识对医疗保障的影响至关重要。

长期驻留太空后在短暂时间内返回地球经历重力再适应的航天员面临紧急医疗事件接受麻醉的案例迄今为止未见报道。重力再适应多久后航天员可以接受与在地球上进行身体健康检查时一样的麻醉方案？经历长期太空驻留后刚返回地球经历重力再适应这一阶段显然非常特殊，这样特殊的窗口期需要采取不同的麻醉方案^{[1-4, 10, 31]}。

失重环境下经过适应后重新建立的心血管平衡是脆弱的，对任何意外事件（如失血、过敏反应或心功能的减少）或介入治疗（如全身麻醉或机械通气）的耐受力可能会降低。中国航天员科研训练中心指出：航天员在返回前最后一餐开始口服补液盐，至穿着航天服之前，每人口服2袋（340~360 mL）接近等渗盐溶液，以纠正和预防可能存在的脱水状态；之后每名航天员将3袋口服补液盐复水袋复水后带入返回舱，从着陆前约2 h开始，分3次饮用完毕。每名航天员返回前共计服用5袋（850~900 mL）接近等渗盐溶液^[32]。失重环境下体重的改变，体液的再分配以及肾血流灌注量的变化等许多因素都会影响到药物的药效动力学和药代动力学。

3.3 麻醉方案的选择

航天员着陆后进行紧急医疗程序的经验非常有限。McSwain等在书面通信中认为，在充分了解人类太空生理改变的情况下，实施安全的麻醉是可能的。医疗队根据历次神舟任务中国航天员返回地球后进行健康体检的时间间隔，将这一经历长期太空驻留返回地球后重力再适应期间需要接受不同麻醉方案的特殊窗口期定义为后恢复期的前2个月以内。

在缺乏有力证据的情况下，制定针对最坏情况（如：失重状态下心血管功能下调对全身麻醉的影响尚不清楚，航天员休克、心律失常、困难插管、饱胃，无法使用琥珀酰胆碱进行快速序列诱导）的麻醉选择方案是明智的，局部麻醉的风险非常小，但需要大量的训练，而全身麻醉的情况则截然相反。超声的应用大大简化了施行局部麻醉的难度，增强了局部麻醉的安全性和成功率。

腰麻和硬膜外麻醉也是可以考虑的麻醉方式。但其效果和安全性在失重后可能是不可预测的，因为体液转移和心血管功能的下调将造成麻醉管理的困难，且需要大量的训练和无菌术。

全身麻醉适用于任何情况。失重后体液转移与头面部水肿可能增加困难气道的风险。推荐在全身麻醉时给予肌肉松弛剂，这样便于气管插管。航天员在太空飞行前应当进行过敏性检测。视频喉镜与喉罩的应用可以提高气管插管与机械通气的成功率^{[1-4, 9-10, 30]}。

4 结果 4.1 航天员出舱流程优化

随着在轨飞行时间的延长，航天员重力再适应反应更为明显，也必将导致重力再适应所需时间更长，而且航天员个体差异性也将影响出舱时机。舱内准确预测航天员恢复状态和出舱时机显得更为困难，也不利于航天员重力再适应。出舱后将消除在舱内适应的不利因素，更有利于航天员的恢复。

航天飞行后立位耐力不良的病因学涉及交感神经功能紊乱、肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）抑制、心肌萎缩、每搏收缩量（SV）降低、血浆容量减少等生理机制。

医疗队研究了中国航天员科研训练中心长期飞行任务在轨口服补液饮品配置和执行方案，根据以往六次载人飞行着陆场出舱经验，结合训练演练，完成了载人航天航天员专用急救箱的改装工作，综合抗荷服、下体负压、出舱后座椅体位调整等多种对抗措施，更加有效的防护航天飞行后立位耐力不良，优化了神舟十二号出舱方案，即航天员在舱内初步重力再适应后尽快出舱，在舱外开展重力再适应；尽快进入医监医保载体。

4.2 高效救护系统建立

载人航天的医学应急救援工作是一个完整的系统工程，必须不断加强并完善着陆场医疗救护系统，这是保证抢救成功的关键措施。

医疗队的具体做法是：着陆场医监医保医疗救护队配备了载人航天医疗救护车、医疗救护直升机及全套高级便携式急救设备，做到一备、二齐、三查、四落实。神舟十二号主着陆场医疗救护队由12位不同专业的专家组成，分为3组，每组4人，分别对应3位航天员救护。专家包括普外、骨科、耳鼻喉科、泌尿外科、急救、麻醉、呼吸内科、消化内科、心血管内科、护理等。每一组配备一个直升机救护平台和一辆车载救治平台，包括先进、齐全的基本生命支持、高级生命支持设备，达到ICU的救护能力，并且具备进行损伤控制性手术的能力。医疗救护直升机和地面车载救治平台有先进的通讯设备，可以及时了解航天员信息，一旦有异常情况，可以及早准备救治。为了保障舱前救治的高效成功，每个医疗小组配备一套完整的急救装备，包括先进、齐全的基本生命支持设备。具备独立急救航天员的能力。

由于神舟飞船在着陆场降落的概率最大，所以针对着陆场地形地貌情况配备医疗救护分队和移动ICU平台，执行标准化程序，并在此基础上进行反复演练（见图 1）。

4.3 神舟十二号主着陆场紧急处置与麻醉实施方案 4.3.1 现场紧急处置原则

航天员应急返回现场医学处置的原则为：当航天员有伤病时，到达现场的医疗救护人员对航天员实施必要的、紧急的现场医学处理。现场医学处置完成后，医监医保和医疗救护人员共同负责将航天员转送至后方支持医院或指定医疗机构实施综合诊治或医学检查。

4.3.2 基础生命支持 4.3.2.1 破除航天服进行胸外按压

对航天员进行心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）胸外按压首先需要破除航天服以暴露航天员。针对航天服复杂的结构，要破开航天服，必须在医监医保人员与医疗救护人员的协作下，取航天员侧卧位，以专业器具由背面破除航天服。医疗队在模拟航天员吊救训练中，通过对舱内航天服结构的进一步熟悉了解，首次提出了紧急救治下正面解开航天服提供紧急胸外按压（见图 2）。

4.3.2.2 气道开放与通气

在神舟十二号医疗救护保障任务模拟演练中，医疗队根据寒冷天气对设备物资的影响以及航天员长期驻留太空后进行气道开放与机械通气的预判，调整了物资清单，将聚乙烯气管导管更换为加强钢丝气管导管（oral/nasal tracheal tube cuffed reinforced, Murphy Eye, COVIDIEN, Made in Ireland）；添置电子视频防雾可视喉镜以及气管插管引导探条(优亿，中国浙江；景深，中国上海)；增加了新一代喉罩、鼻咽通气道作为辅助通气设备。医疗队在模拟航天员吊救训练中，通过对舱内航天服结构的进一步熟悉了解，首次提出了紧急救治下正面解开航天服头罩，提供紧急气道开放（见图 2）。

航天员应急返回地球时，失重状态下体液转移导致航天员头、面、下颌、舌、鼻腔充血水肿，增加气管插管与通气的难度，应用喉罩进行声门上通气可能是现场最快捷有效的气道开放手段^{[4, 9]}。医疗队根据3名航天员的特点为每名航天员配置了3号、4号喉罩（富善，中国浙江）各一个。

医疗队以模拟假人进行了大量的训练，确保每一位医疗队员掌握电子视频防雾可视喉镜气管插管及喉罩置入通气技能，为每一位航天员配备相应型号的喉镜、喉罩与气管插管，以确保航天员应急返回时的气道开放与通气。

4.3.3 高级生命支持 4.3.3.1 心血管药品与液体通道的准备

医疗队针对航天员长期驻留太空返回地球时心血管、体液分布及水电解质环境的改变，结合中国航天员科研训练中心对在轨口服补液饮品配置和执行方案的分析^[30]，对医疗救护的药品器械装备进行了长达几个月的准备，完成了载人航天航天员专用急救箱的改装工作。α、β肾上腺素能受体激动药、抗胆碱药品等针对长期驻留太空航天员心血管、体液改变的心血管活性药均事先按照航天员的体重换算好相应剂量随身携带，并携带了微量泵以保证急救药品持续稳定输注的能力。

根据航天员血型为3名航天员各配备悬浮红细胞1 200 mL、血浆800 mL。为了防止液体结冰，维持适宜的温度，配备了液体保温箱，完全满足了舱前紧急医疗救护程序下输血、输液的要求。

急救箱中配备了目前市场上先进的品种全套高级便携式特种医学急救设备，例如骨髓输液系统（intra-osseous, IO）可以在1 min内快速建立输液生命通道。

4.3.3.2 便携式超声的应用

超声系统不仅是我国天地协同远程医疗会诊所需重要装备，更在返回舱着陆后的现场应急处置中承担着多项任务，在神舟十二号任务过程中，本团队已提出采用新一代AI智能识别图像超声用于空间站天地协同远程会诊以及航天员模拟演练训练。应用超声进行5 min快速检查法可以迅速评估航天员心、肺、肝、肾、空腔脏器伤情；气道超声可以评估航天员历经长期驻留太空后气道是否发生改变以及梗阻；由于应急返回时静脉通道开放困难，使用超声引导下静脉穿刺的成功率大大提高。如果需要手术麻醉进行救治，局部麻醉是安全的选择，超声引导下神经阻滞是最适合的麻醉方式。

医疗队根据实战情况在着陆场返回舱现场及直升机救护平台上反复应用新一代便携式超声进行了大量真人模拟演练，平均3~5 min即可完成心、肺、肝、肾、下腔静脉充盈度、胸腔、腹腔以及气道超声探查。

4.3.4 麻醉实施方案

医疗队在以上文献复习与特点分析的基础上，结合实战、训练、演练，提出在返回着陆后施行麻醉的方案如下。

全身麻醉最安全的步骤：在超声引导下或者使用骨髓输液系统建立液体通道后快速序列诱导（避免非去极化肌松剂如：琥珀酰胆碱），给予对血流动力学影响较小的全身麻醉药（最有可能是艾斯氯胺酮：恒瑞，中国江苏），使用视频可视喉镜进行气管插管或者使用喉罩进行机械通气。

对于肢体或浅表手术，单独给予超声引导下神经阻滞或者局部静脉麻醉，也可以联合给予镇静药物。

表浅小手术可以在局部静脉麻醉下施行。

5 讨论

从神舟五号到神舟十二号，主着陆场医疗队通过对医疗保障模式的不断改进和优化，成功保障了历次航天保障任务。本次任务在原有舱前急救复苏的基础上，针对我国航天员首次长期驻留太空以及主着陆场极端环境所造成的各种影响，对以往载人航天舱前急救复苏流程与装备进行针对性的改进和优化，制定了载人航天着陆场麻醉救护方案，结合模拟训练、演练，胜利完成了神舟十二号航天员主着陆场医疗保障（见图 3），并为未来的太空探测任务医疗保障麻醉救护工作积累了宝贵经验。

5.1 整体预案

鉴于太空紧急救治服务对象的特殊性，预防的意义显然大于补救。载人航天的医学应急救援工作是一个完整的系统工程, 必须加强应急救援卫勤的组织指挥建立强有力的指挥机关以负责应急救援及抢救的总指挥, 不断加强并完善需要涉及诸多困难决定的医疗规划。在轨期间的紧急救治应根据在轨医学预案及时进行医学干预，结合病情进行控制，适时提出医学中止建议。

5.2 模拟培训演练

微重力环境下气道管理以及心肺复苏等基本生命支持手段的实施者需采取与地球上截然不同的施救体位，存在失败的高风险，并可能引发伦理问题。

任务前，应对参试的医疗救护人员进行培训，达到相关要求。包括医疗救护基本技能培训、医疗救护程序演练和参加航天员搜救医疗救护全流程演练。

太空微重力环境的特殊性以及投送到达人员的特殊要求决定了专业救治人员到达的困难性。专业救治人员应当协同在轨期间可能实施紧急救治的主体，根据在轨医学预案，针对紧急救治情形，在模拟失重环境如潜水、风洞、离心臂、抛物飞行中以及在空间站通过天地会诊系统进行基本生命支持救治技能与便携式超声的大量培训与演练。

5.3 临床医生、空间医学专家和航空航天界之间的紧密合作

中国航天员科研训练中心对在轨口服补液饮品配置和执行方案进行了分析，认为单纯口服补液并不能完全阻止飞行后立位耐力不良发生，综合采用口服补液、抗荷服、下体负压等多种对抗措施，才能更加有效地防护航天飞行后立位耐力不良^[30]。在轨期间的相关医学处理显然对实施紧急医学救援有着至关重要的影响。执业临床医生、空间医学专家和航空航天界之间的紧密合作将确保不断扩大的航天工业参与者的安全。

6 总结

人类对太空的探索方兴未艾，我国载人航天事业正当蓬勃发展，随着未来我们对太空的不断探索，航天员驻轨时间不断延长，返回地球时也可能遇到各种新情况，主着陆场的航天员医疗保障与麻醉救护也将面临更多课题，需要进一步研究和创新。

致谢:  本文在撰写过程中得到中华麻醉学会候任主委、海军军医大学麻醉学部主任委员邓小明教授的悉心指导与帮助，特此表达感谢！

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明 顾建文、杨鹤鸣规划并领导了本次医疗保障任务，方伟武、娄晓同、杨博给予了行政支持以及技术指导；王瑞娟、谭荣、李连勇、王刚、赵蓓、陈锐、韩国鑫、彭星、宋雪萍、何禹进行了文献复习、数据搜集并对本文的内容进行了审阅；刘骥完成了本研究的设计、文献整理、分析，起草并撰写了本文; 杨鹤鸣给予了本研究经费支持