大鼠右心室壓力測量方法的改進

孫瀚洋 齊先梅 王奇政 李麗娟 張知非*

(1.首都醫科大學基礎醫學院2014級臨床專業，北京 100069；2.首都醫科大學基礎醫學院生理學與病理生理學系， 北京 100069)

·技術方法·

大鼠右心室壓力測量方法的改進

孫瀚洋1齊先梅2王奇政1李麗娟2張知非2*

(1.首都醫科大學基礎醫學院2014級臨床專業，北京 100069；2.首都醫科大學基礎醫學院生理學與病理生理學系， 北京 100069)

肺動脈高壓(pulmonary artery hypertension，PAH)是一種病因復雜，進展隱匿，病死率高的臨床綜合征，疾病表現為肺血管阻力進行性升高，最終導致病人右心衰竭而死亡。右心室壓力不僅能夠反映肺血管阻力的變化而且對疾病預后有重要的提示作用[1]。

近三十年來肺動脈高壓的診斷和治療方面有了很大的進展[2]，但目前人們對藥物對肺動脈高壓遠期治療療效的影響及肺動脈高壓的發病機制的了解仍然非常有限[3-5]，動物模型在揭示肺血管重構及其細胞生物化學機制方面具有不可替代的作用[6]。測量右心室壓力是檢測模型制備成功的關鍵技術。隨著醫學實驗動物倫理學的發展，維護實驗動物福利，提高成功率的同時減少動物的創傷和不必要的死亡，對檢測技術和方法提出了更高的要求。本文對傳統的PE導管仰臥位檢測大鼠右心室壓力的方法進行了改良,應用改良后的Millar導管左側臥位測量法能幫助實驗人員甚至初學者順利掌握右心室壓力檢測技術。

1 材料與方法

1.1實驗動物

健康清潔級SD大鼠34只，不分雌雄，180～250 g，6～7周齡，由首都醫科大學實驗動物中心提供[動物許可證號：SCXK(京)2012-001]，倫理審查編號為AEEI-2015-122。

1.2實驗耗材和主要儀器

10%(質量分數)水合氯醛、0.9%(質量分數)氯化鈉溶液、1%(質量分數)肝素鈉注射液、手術刀、剪刀、血管夾、眼科剪、眼科鑷子、醫用棉花、注射器等，均由首都醫科大學設備室管理處供應中心提供。Millar導管SPR-838 (Millar Instruments 公司，美國)、PowerLab數據采集分析系統(AD Instruments 公司，美國)。

1.3實驗分組

Sprague-Dawley大鼠34只，采用數字表法隨機選擇19只大鼠作為對照組采用自制PE管或Millar導管常規仰臥位測壓，15只老鼠為實驗組，采用Millar導管左側臥位測壓方法。

為避免實驗誤差，實驗采用盲法，插管操作人員固定為一人，避免了操作人員水平之間的差異對實驗結果造成的影響。操作時間固定為每日下午4點至11點，且按照實驗組與對照組交叉進行的原則進行實驗，這樣避免了因操作者本人熟練度的增加對實驗造成的影響。

1.4大鼠右心室壓力的測定

大鼠腹腔注射10%(質量分數)水合氯醛0.4 g/kg，待完全麻醉后，仰臥位固定，切開皮膚，逐層鈍性分離筋膜肌肉，暴露右頸外靜脈約2 cm，結扎遠心端，用小鑷子提起右頸外靜脈，用眼科剪在頸外靜脈上做V型小切口，對照組大鼠仍取仰臥位(圖1)，實驗組改變大鼠體位為左側臥位(圖2)。對照組大鼠插管方法依據文獻[7]所述：在導管進入1 cm后，此時的位置在腋靜脈與頸外靜脈交匯處，將導管左旋；在靜脈進入胸腔處，導管共進入約1.5 cm時，右旋導管；隨后一邊繼續插入導管，一邊觀察波形變化，在進右心室前左右旋轉導管，直至成功插入右心。實驗組大鼠取左側臥位：在導管進入1 cm后，向上抬導管根部，即可繼續插入，導管進入1.5 cm時，稍微下壓導管，再繼續插入即可進入右心室，右心室壓力波形如圖3、圖4所示。

圖1 對照組大鼠仰臥位 Fig.1 Rat supine of control group

圖2 實驗組大鼠左側臥位Fig.2 Rat lean to left side of experimental group

圖3 正常大鼠右心室壓力波形(側臥位)Fig.3 The normal rat’s wave form(lateral position)1 mmHg=0.133 kPa.

圖4 正常大鼠右心室壓力波形(仰臥位)Fig.4 The normal rat’s wave form(dorsal position)1 mmHg=0.133 kPa.

1.5操作時間的測量

從用眼科剪在頸外靜脈上做V型小切口，Millar導管插入頸外靜脈遂開始計時，一邊推進導管，一邊觀察壓力值及波形，一般在插入約4 cm時可進入右心室(導管長4 cm處可做一標記)，當觀察到如圖3穩定的右心室波形后，視為插管成功，即停止計時。若導管插入長度超過4 cm標記處仍未出現標志性的波形，可將導管稍微后退再進行嘗試，至出現右心室壓力波即停止計時。為避免反復操作損傷心臟，若插管時間超過20 min或大鼠死亡，視為第一次插管失敗。將插管退出到頸外靜脈，待大鼠休息一段時間，再次插管計時。分別記錄每只大鼠第一次插管時間、總時間、計算單次成功率、存活率。

1.6統計學方法

2 結果

2.12種方法檢測正常大鼠右心室壓力成功率比較

對照組PE導管為人工拉制，管徑較粗，仰臥位插管較困難，操作時間較長，特別是需要二次插管時易導致大鼠失血死亡，所以后期實驗改用Millar導管。對照組總成功率為73.7%(表1)，其中5例大鼠插管過程中死亡未成功測得右心室壓力，而實驗組的一次成功率即為100%，使用Fisher 確切概率法對2組的率進行假設檢驗P<0.05,2組差異有統計學意義。

表1 2組實驗成功率比較Tab.1 Comparison of success rate in two groups n(%)

*P<0.05vscontrol group.

2.22種方法插管時間比較

29只正常大鼠成功測得右心室壓力，所需插管時間詳見表2(對照組在插管過程中有5只死亡未納入統計)。對照組采用PE導管或Millar導管仰臥位法第一次插管時間及總時間均比實驗組Millar導管左側臥位法所需的時間要長(P<0.01)。

表2 2組插管時間比較Tab.2 Comparison of catheterization time in two groups ()

*P<0.01vscontrol group.

2.32種方法測得正常大鼠肺動脈壓力比較

從表3可以看出，2種方法測得大鼠右心室收縮壓和舒張壓均相近，且與國內外相關文獻[1,8]相似。

3 討論

PE導管法直接檢測大鼠肺動脈壓，技術難度大，成功率低，易造成大鼠失血，死亡率高，同時影響數據的準確性。在不存在右心室流出道狹窄的情況下, 大鼠肺動脈的收縮壓等于右心室收縮壓。統計2015年1月至2016年9月期間發表的以大鼠為實驗動物的肺動脈高壓研究的文獻: Pubmed上相關文獻70篇，其中有37篇(52.9%)文獻用右心室壓反映肺動脈壓，另外2篇未進行血流動力學檢測，只有31篇(44.3%)文獻直接測得了肺動脈壓力。中文數據庫也有文獻用右心室壓反映肺動脈壓的高低，說明目前用右心室壓力來反映肺動脈壓已經被國內外學者所接受及采用。

在測量大鼠右心室壓力的方法中，有右心室穿刺測壓(在超聲引導下進行經胸右心室穿刺測壓)，成功率為87.5%[9]。也有傳統的PE導管法，成功率為95%[10]。本實驗采用Millar導管測量大鼠的右心室壓力。 Millar導管是米勒公司生產的超微型聚酰亞胺尼龍導管，末端帶有一個微型壓力感受傳感器和4個感受容積的環狀電極的導管。因此它不僅能測量心室壓力，同時可以記錄心室壓力容積的變化[11]。在測量右心室壓力方面，Millar導管直徑細，只有0.5 mm，易于進入右頸外靜脈，繼而經腋靜脈,上腔靜脈進入右心室,可以大大縮短操作時間,減少對動物的損傷。

表3 2組肺動脈各項壓力值對比Tab.3 Comparison of pressure in two groups ()

△1 mmHg=0.133 kPa.

從測量結果來看，Millar導管側臥位法與普通平躺法相比較有著成功率高、死亡率低、時間短的特點，且測量數值與普通平躺相近。造成這個結果的原因可能與大鼠心血管的生理構造相關。仰臥位大鼠血管走形如圖5A[12]所示從右頸外靜脈,右頭臂靜脈,右心房至右心室，有3個拐彎處分別為頸外靜脈與腋靜脈的交匯處，頭臂靜脈進入胸腔處以及從上腔靜脈進入右心房及右心室處,因此傳統插管法在插管過程中必須如實驗方法1.2.2中對照組插管方法所述,左右調整插管的角度,才可能插進右心室,否則極易插到直接與上腔靜脈相接的下腔靜脈,導致插管失敗。本實驗將傳統導管插管采用的大鼠仰臥位更改為左側臥位(圖5B)，左側臥位與仰臥位相比較,最大的改變是三尖瓣開口與上腔靜脈所成的角度，在仰臥位時三尖瓣與上腔靜脈所成的角度較大，Millar導管進入時容易插入下腔靜脈。然而將大鼠左側臥位后，由于側身肌肉的重力作用，以及胸腔周圍肌肉的托舉作用，上腔靜脈走行稍向下，三尖瓣開口提高，使得三尖瓣與上腔靜脈的角度減小，Millar導管更容易經右心房進入右心室,從而大大縮短插管的時間。

圖5 SD大鼠右頸外靜脈至右心室的簡略示意圖Fig.5 The structure diagram of SD rat’s cardiovascular systemA：dorsal position; B: lateral position.

總之，Millar導管左側臥位法測量大鼠右心室壓，可以明顯縮短測量時間，提高成功率。采用此種方法可以縮短操作時間，減輕大鼠損傷，提高右心室壓力檢出率。

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國家重點研發計劃項目(2016YFB1000605)，國家自然科學基金(31200865)，首都醫科大學本科生科研訓練項目(drkt2016021，XSKY2017008，7NZDS2017011)。This study was supported by National Key Research Program of China (2016YFB1000605), National Natural Science Foundation of China(31200865)， Undergraduate Research Training Program of Capital Medical University (drkt2016021,XSKY2017008,7NZDS2017011).

*Corresponding author， E-mail：zhifeiz@ccmu.edu.cn

時間：2017-10-14 16∶19

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20171014.1619.026.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.05.024]

2016-06-19)

編輯 孫超淵