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

第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所放射科，重慶 400042

麻醉對于外科手術而言是成功的保障［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量，直接影響研究進程及實驗結果。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（購自第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所動物實驗中心），體質量130±5 g，按持續麻醉劑量分為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（購自大坪醫院藥劑科）。

1.2 實驗設備

BRUKER BioSpec70/20USR小動物磁共振，Para-Vision 6.0操作系統，大鼠檢查床及接收/發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熱水循環系統（美國）。心電、呼吸監控系統。

1.3 實驗方法

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

1.3.2 持續麻醉 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，通過監視器觀察動物呼吸圖是否穩定，如出現呼吸干擾現象，調整呼吸墊位置，以保持動物在檢查過程中的狀態監測無誤。

1.3.3 圖像采集與分析 開啟熱水循環，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/發射四通道大鼠腹部線圈，每組均進行T2 WI，基本參數為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，預定掃描時間為5 min 20 s。由于正確的設置應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，根據呼吸頻率圖，設置為呼氣末延遲150 ms開始觸發采集相應圖像。通過所采集圖像的信噪比及對組織結構的顯示清晰程度評估圖像質量，利用ParaVision 6.0中Image Display and Processing軟件測量圖像信噪比（SNR），SNR<5，圖像質量為+，5≤SNR<8，圖像質量為++，SNR≥8，圖像質量為+++。

1.4 統計分析

采用SPSS 17.0軟件進行數據分析，用非校正公式卡方檢驗，檢驗水準采用α=0.05。

2 結果

2.1 呼吸心電監測結果

預麻醉時間在6 min 45±10 s，持續麻醉中，四組根據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控Fig.1 The respiratory and ECG monitoring image in real time of each group.

2.2 圖像質量情況

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 實驗檢查結果

各組完成檢查結果見表1，可以看出，針對130 g大鼠，持續麻醉劑量小于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，其差異有統計學意義。

3 討論

MRI作為目前應用最為廣泛的檢查項目之一，因其對軟組織成像的獨特優勢，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。常規腹部檢查時，呼吸變化可能會導致圖像質量差，對病變造成漏診甚至誤診現象［3］。因此規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，動物呼吸狀態直接影響圖像數據的采集與采集時間，保持呼吸的穩定性顯得格外重要，因此應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正常而產生變化，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組重復麻醉數較多（50%），與其他組對比有統計學差異，D組出現死亡現象（死亡率20%），與其他組對比有統計學差異；由于所采用的序列參數均一致，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量上，有統計學差異。

表1 四組大鼠檢查結果Tab.1 The results of examine in four groups of rats

結果表明，呼吸麻醉相對比較安全，劑量較低時，動物短時間內容易蘇醒，導致重復麻醉，增加實驗時間；同時劑量過大時也容易導致動物死亡現象。同時，由于圖像采集是根據動物的呼吸進行，因此穩定平緩的呼吸狀態不僅能采集到圖像質量好的圖像，更能縮短掃描時間，研究中C組的劑量最優，不僅沒有出現死亡率，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、無輻射性檢查，臨床應用比較廣泛，但其檢查時間普遍較長，對檢查環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，因此呼吸的穩定性對研究結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。

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