SD大鼠腹部磁共振研究中呼吸麻醉的劑量控制

郭 宇，張偉國，方靖琴，杜學松，陳 曉，解 添，陳金華

第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所放射科，重慶 400042

麻醉對于外科手術(shù)而言是成功的保障［1］。在小動物MR檢查中，適量的麻醉更直接影響圖像的采集與圖像的質(zhì)量，直接影響研究進程及實驗結(jié)果。目前，動物實驗采用的麻醉方式主要是吸入麻醉、腹腔及靜脈注射麻醉等［2］。本研究主要對異氟烷吸入麻醉進行安全及有效性研究。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

清潔級SD大鼠80只（購自第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所動物實驗中心），體質(zhì)量130±5 g，按持續(xù)麻醉劑量分為A，B，C，D四組，A組為0.1%組，B組為0.15%組，C組為0.2%組，D組為0.25%組，持續(xù)麻醉均采用異氟烷氣體麻醉劑。異氟烷氣體麻醉劑，氧氣（購自大坪醫(yī)院藥劑科）。

1.2 實驗設(shè)備

BRUKER BioSpec70/20USR小動物磁共振，Para-Vision 6.0操作系統(tǒng)，大鼠檢查床及接收/發(fā)射四通道大鼠腹部線圈。VETEQUIP呼吸麻醉機（美國），潮氣量為0.02～5 cc，呼吸頻率為20～230 bpm。Thermo SCIENTIFIC熱水循環(huán)系統(tǒng)（美國）。心電、呼吸監(jiān)控系統(tǒng)。

1.3 實驗方法

1.3.1 預(yù)麻醉 所有實驗動物均放入預(yù)麻醉盒中進行預(yù)麻醉，麻醉劑量為5 cps，氧氣為2 lps，當動物深度麻醉后（雙眼閉合，搖晃麻醉盒無反應(yīng)時），倒計時2 min，然后取出實驗動物進入磁體間放在相應(yīng)的檢查床上進行固定。

1.3.2 持續(xù)麻醉 所有試驗動物均采用頭先進、俯臥位進行固定，固定完全后，按分組進行持續(xù)麻醉，連接心電、呼吸門控，呼吸門控墊置于大鼠中腹部，待連接正確之后，通過監(jiān)視器觀察動物呼吸圖是否穩(wěn)定，如出現(xiàn)呼吸干擾現(xiàn)象，調(diào)整呼吸墊位置，以保持動物在檢查過程中的狀態(tài)監(jiān)測無誤。

1.3.3 圖像采集與分析 開啟熱水循環(huán)，保證實驗動物檢查過程中，接觸的檢查床溫度為37.5℃，檢查線圈為接收/發(fā)射四通道大鼠腹部線圈，每組均進行T2 WI，基本參數(shù)為TR 2000 ms，TE 45 ms，矩陣256×256，NEX 4，層厚為1 mm，掃描視野（FOV）為50 mm×55 mm，預(yù)定掃描時間為5 min 20 s。由于正確的設(shè)置應(yīng)把采集時段放在呼氣末以后的平臺期，為保證采集的一致性，根據(jù)呼吸頻率圖，設(shè)置為呼氣末延遲150 ms開始觸發(fā)采集相應(yīng)圖像。通過所采集圖像的信噪比及對組織結(jié)構(gòu)的顯示清晰程度評估圖像質(zhì)量，利用ParaVision 6.0中Image Display and Processing軟件測量圖像信噪比（SNR），SNR<5，圖像質(zhì)量為+，5≤SNR<8，圖像質(zhì)量為++，SNR≥8，圖像質(zhì)量為+++。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，用非校正公式卡方檢驗，檢驗水準采用α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 呼吸心電監(jiān)測結(jié)果

預(yù)麻醉時間在6 min 45±10 s，持續(xù)麻醉中，四組根據(jù)麻醉藥物劑量的增加，呼吸和心跳呈下降趨勢（圖1）。

圖1 各組實時呼吸心電監(jiān)控Fig.1 The respiratory and ECG monitoring image in real time of each group.

2.2 圖像質(zhì)量情況

80個樣本中，D組死亡4只，掃描過程中A組二次麻醉10只，B組二次麻醉5只，其余均正常完成掃描，四組采集基本圖像如圖2。

圖2 各組基本采集圖像Fig.2 Abdominal MR images in four groups of rats.

2.3 實驗檢查結(jié)果

各組完成檢查結(jié)果見表1，可以看出，針對130 g大鼠，持續(xù)麻醉劑量小于0.25%，比較安全，基本沒有死亡情況；劑量大于0.2%時采集時間相對較短；綜合對比，C組在安全性及實用性最好，同其他組對比，其差異有統(tǒng)計學意義。

3 討論

MRI作為目前應(yīng)用最為廣泛的檢查項目之一，因其對軟組織成像的獨特優(yōu)勢，在臨床疾病診斷中有重要意義。但因其成像原理的獨特性，對檢查對象具有嚴格的要求。常規(guī)腹部檢查時，呼吸變化可能會導(dǎo)致圖像質(zhì)量差，對病變造成漏診甚至誤診現(xiàn)象［3］。因此規(guī)律的呼吸及準確的圖像采集方式，具有很大的意義。

進行腹部掃描時，動物呼吸狀態(tài)直接影響圖像數(shù)據(jù)的采集與采集時間，保持呼吸的穩(wěn)定性顯得格外重要，因此應(yīng)正確選擇麻醉方式及麻醉劑量。常用的注射麻醉方式，雖然可以達到圖像采集要求，但麻醉持續(xù)時間有限［4］，由于MR實驗時間普遍較長，中途追加麻醉會影響實驗進程及導(dǎo)致動物位置的變化，并且隨著時間的推移，實驗動物的呼吸可能逐漸恢復(fù)正常而產(chǎn)生變化，從而影響前后采集同步性，而使用氣體麻醉時，動物進入麻醉快、蘇醒快、容易控制麻醉深度、安全性好，動物的死亡率低、研究成功率高［5-9］。

本研究中，A組重復(fù)麻醉數(shù)較多（50%），與其他組對比有統(tǒng)計學差異，D組出現(xiàn)死亡現(xiàn)象（死亡率20%），與其他組對比有統(tǒng)計學差異；由于所采用的序列參數(shù)均一致，TR時間均為2000 ms，呼吸較快時，一次采集時間至少要經(jīng)過兩次呼吸以上，因此C組與B組比較，在掃描時間及圖像質(zhì)量上，有統(tǒng)計學差異。

表1 四組大鼠檢查結(jié)果Tab.1 The results of examine in four groups of rats

結(jié)果表明，呼吸麻醉相對比較安全，劑量較低時，動物短時間內(nèi)容易蘇醒，導(dǎo)致重復(fù)麻醉，增加實驗時間；同時劑量過大時也容易導(dǎo)致動物死亡現(xiàn)象。同時，由于圖像采集是根據(jù)動物的呼吸進行，因此穩(wěn)定平緩的呼吸狀態(tài)不僅能采集到圖像質(zhì)量好的圖像，更能縮短掃描時間，研究中C組的劑量最優(yōu)，不僅沒有出現(xiàn)死亡率，并且采集時間較短，十分利于動物實驗的進行。因此，應(yīng)用該劑量進行實驗更為安全可靠。

MR檢查，因其對軟組織判別具有無可替代的作用，并且是無創(chuàng)、無輻射性檢查，臨床應(yīng)用比較廣泛，但其檢查時間普遍較長，對檢查環(huán)境及檢查對象要求較高，特別是腹部檢查時，呼吸對檢查的影響特別大，臨床檢查時常要求病人屏氣，動物研究時只能依靠呼吸門控進行圖像采集，因此呼吸的穩(wěn)定性對研究結(jié)果及檢查時間影響很大，合適的麻醉方式及劑量控制尤為重要。本研究實驗的數(shù)量相對較少，并采用體重相差不大的SD大鼠，沒有對小鼠及裸鼠進行對比研究，研究采取的麻醉藥物比較單一，劑量分組也不是特別精確，沒有在持續(xù)麻醉中進行劑量的切換，需要更多的研究確保其有效，實用性，從而為臨床研究奠定實驗基礎(chǔ)。

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