楊俊哲，張燕輝，吳明春，陶 軍，宋曉陽，羅中兵 (廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院麻醉科，湖北 武漢430070)

新西蘭大白兔是常用的實驗動物，且實驗中常需要機械通氣，但通氣量是否合適常常被忽視。不同學者在使用新西蘭大白兔進行實驗時，其機械通氣參數(shù)設置差異較大，可能出現(xiàn)通氣量過量或者不足的情況，實驗動物可能呼吸性酸中毒或堿中毒，增加實驗誤差［1-8］。呼吸末二氧化碳分壓(end-tidal pressure of carbon dioxide，PETCO2)是常規(guī)廣泛用于臨床監(jiān)測通氣量是否合適的無創(chuàng)監(jiān)測技術，其是否適用于體質量很小的新西蘭大白兔還不是很清楚。本研究觀察PETCO2監(jiān)測下新西蘭大白兔血氣分析參數(shù)，探討其合理的機械通氣方法，并建立其血流動力學、血氣、血糖和電解質等參數(shù)，為醫(yī)學動物研究實驗提供參考。

1 資料與方法

1.1 實驗材料

Hewlettt Packard Model 66S 監(jiān)護儀(惠普公司，美國)監(jiān)測PETCO2和生命體征;GEM ? Premier 3000 血氣分析儀(通用公司，美國)測定血氣和電解質參數(shù);Drager Evita4 型呼吸機(Drager 公司，德國)行機械通氣;3.5 號氣管導管(駝人醫(yī)療器械有限公司，中國)行氣管插管;22 G 和24 G 套管針行動靜脈穿刺留置;使用藥物包括烏拉坦、維庫溴銨。

1.2 實驗動物

無目的飼養(yǎng)成年雄性健康新西蘭大白兔31 只(購于第二軍醫(yī)大學動物實驗中心)，體質量2.0 ～2.5 kg。

1.3 方法

1.3.1 動物麻醉 實驗動物禁食時間為8 h，自由飲水。24 G靜脈套管針穿刺新西蘭大白兔耳緣靜脈并留置導管，緩慢靜脈推注20%烏拉坦0.7 ～0.8 g/kg，推注時間30 s，5 min 后經(jīng)靜脈再給予烏拉坦0.3 ～0.4 g/kg。

1.3.2 機械通氣 3.5 號氣管導管行氣管插管，接呼吸機行機械通氣，采用同步間歇指令通氣(synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV)模式，呼吸次數(shù)(f)為40 次/分，吸入氧濃度(FiO2)為100%，調整潮氣量維持PETCO2在29 mmHg。靜脈注射肌松藥維庫溴胺0.4 mg/kg 維持肌松。22G 動脈穿刺針行股動脈穿刺置管，接壓力傳感器監(jiān)測有創(chuàng)動脈壓。機械通氣30 min 后，抽動脈血1.5 mL，行血氣分析和電解質測定。

1.4 監(jiān)測指標

監(jiān)測和記錄指標包括:心電圖、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、心率(HR)、PH 值、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、動脈血氧分壓(PaO2)、鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、鈣離子(Ca2+)、血糖(Glu)、乳酸(LAC)、紅細胞壓積(HCT)、碳酸氫根離子(HCO3－)、堿剩余(BE)、氣道壓力峰值(Ppeak)、潮氣量(Vt)、分鐘通氣量(MV)等。

1.5 統(tǒng)計學分析

使用SPSS 13.0 行統(tǒng)計學分析，采用Kolmogorov-Smirnov 檢驗對實驗數(shù)據(jù)進行正態(tài)性分析，如呈正態(tài)分布，則其95%參考值范圍選用均數(shù)±1.96 標準差(±1.96s)表示，如呈偏態(tài)分布，則其參考值范圍選用表示。

2 結果

所有觀察指標:SBP、DBP、HR、PH 值、PaCO2、PaO2、Na+、K+、Ca2+、Glu、LAC、HCT、HCO3－、BE、Ppeak、Vt、MV 均呈正態(tài)分布(P ＞0.05)。新西蘭大白兔SBP、DBP 和HR 結果，即靜息狀態(tài)下的參考值見表1。維持PETCO2在29 mmHg 時，血氣分析結果正常(表2)，所需的Vt 和MV，以及導致的Ppeak 見表3。電解質結果:K+低于人類正常值，而Glu 和Ca2+高于人類正常值，見表4。

表1 血流動力學參數(shù)

表2 血氣分析結果

表3 機械通氣參數(shù)

表4 電解質、血糖、紅細胞壓積、乳酸等參數(shù)

3 討論

新西蘭大白兔是動物實驗中常用的動物，因研究需要，常需采取機械通氣，但機械通氣的分鐘通氣量是否不足或過量，還沒有簡便的方法確定。PETCO2監(jiān)測是目前臨床根據(jù)紅外線原理、質增原理、拉曼散射原理和圖－聲分光原理利用呼出氣二氧化碳監(jiān)測曲線而設計的，其與PaCO2相關性良好，具有無創(chuàng)、簡便、反應迅速等優(yōu)點。PETCO2監(jiān)測已經(jīng)廣泛應用于臨床，指導臨床呼吸機參數(shù)的調節(jié)，甚至用于判斷心臟驟停后心肺復蘇是否成功的一個指標［9-11］。本研究證明PETCO2監(jiān)測可有效指導新西蘭大白兔機械通氣的參數(shù)調節(jié)，防止酸-堿平衡失調。

閆峰等［12］測得自主呼吸新西蘭大白兔的pH 值為(7.46 ±0.12)，袁福利等［13］測得新西蘭大白兔pH 值為7.41 ～7.43，本研究的pH 值在以上學者研究的正常范圍內，可以認為本研究PETCO2值設定為29 mmHg時所產(chǎn)生的分鐘通氣量能反映新西蘭大白兔正常的通氣量。Cenic 等［14］認為新西蘭大白兔正常動脈血二氧化碳分壓為40 mmHg，本結果與其相近，故認為通氣量在這個范圍是合適的。本研究測量新西蘭大白兔基礎血流動力學在麻醉狀態(tài)下進行，而麻醉對血流動力學有影響，所以在麻醉后30 min 時測量的血流動力學指標作為基礎值，主要考慮這時生命體征平穩(wěn)，其所得指標更接近實際基礎值。

不同學者使用新西蘭大白兔實驗時，機械通氣的參數(shù)設置差異較大［1-8］，其產(chǎn)生的分鐘通氣量差異也就很大，這可能導致呼吸性酸中毒或堿中毒，進而影響到實驗結果。例如Habre 等［1］采用壓力支持模式，設定Ppeak=11 cmH2O，呼吸頻率為40 次/分，潮氣量為16 mL/kg左右，本實驗呼吸參數(shù)設定與其相近，為適宜的通氣設定;Svantesson 等［2］采用容量控制模式，設定潮氣量為10 mL/kg，f = 40 次/分，即分鐘通氣量為400 mL·kg－1·min－1，可能導致通氣不足和呼吸性酸中毒;Serna 等［4］采用容量控制模式，實驗不考慮體質量因素將潮氣量均設定為50 mL，呼吸頻率為30 ～40 次/分，故分鐘通氣量個體差異很大，可能導致酸堿平衡失調和較大的實驗誤差;而Brenner 等［5］也采用容量控制模式，同樣沒有考慮體質量因素而將潮氣量設定為50 mL，呼吸頻率為32 次/分，其分鐘通氣量大多偏低，可能導致呼吸性酸中毒;Kerr 等［6］采用容量控制模式，設定潮氣量偏低，為10 mL/kg 或5 mL/kg，可能導致通氣不足和呼吸性酸中毒。Ypsilantis 等［7］采用壓力控制模式時，設定氣道峰壓為15 cmH2O，呼吸頻率為30 次/分，其測定潮氣量為16 mL/kg 左右。從以上文獻我們不難發(fā)現(xiàn)，新西蘭大白兔機械通氣的參數(shù)設定非常不統(tǒng)一，可直接導致酸-堿平衡失調，進而影響實驗結果;另外，潮氣量或氣道壓力過低可導致肺不張，而過高則易導致肺損傷。所以機械通氣期間應進行有效的監(jiān)測，指導采用合理的通氣參數(shù)。本研究證明，對于不同體質量范圍和年齡的新西蘭大白兔，PETCO2監(jiān)測能有效指導呼吸參數(shù)的調節(jié)，減少個體差異導致的實驗誤差，而且作者的前期研究也證明了PETCO2和動脈血二氧化碳分壓的相關性良好［15］。

機械通氣時，分鐘通氣量是否合適，是否存在呼吸性酸中毒或堿中毒，判斷的金標準是動脈血血氣分析。但如果每個實驗動物均進行動脈血血氣分析，費用較高，而且往往也只能監(jiān)測一個時間點，不能有效持續(xù)監(jiān)測。PETCO2監(jiān)測費用低，可動態(tài)時時監(jiān)測，本研究證明用于指導新西蘭大白兔的呼吸參數(shù)調節(jié)是非常適宜的。PETCO2設定在29 mmHg 左右時其內環(huán)境正常。

總之，采用新西蘭大白兔進行的動物實驗，不同文獻報道其機械通氣參數(shù)的設置差異大，可能存在通氣不足或過度通氣。PETCO2監(jiān)測對于指導機械通氣參數(shù)的調節(jié)有重要意義。如果無條件進行PETCO2監(jiān)測，新西蘭大白兔機械通氣應保證分鐘通氣量在650 mL·kg－1·min－1左右或設定Ppeak 在11 cmH2O，通氣次數(shù)設置在40 次/分左右較為適宜。

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