大鼠經頸外靜脈導絲引導插管測肺動脈壓與傳統方法的比較

楊杰章，黃石安，陳 燦，李 波，高漢華，龐玲品

（廣東醫學院附屬醫院心血管內科，湛江 524000）

在心血管疾病研究中，肺動脈高壓的研究很早就受到重視，而近年來更是越來越受關注。動物實驗作為其重要的研究媒介，早在1966年就有由Kydd等［1］復制成功與測壓的報道。本研究對已有的相關報道［2-9］的插管與測壓方法進行比較總結發現它們的共同點：1）插管到靜脈：對于體型較小的動物如大鼠，多用導管直接在已剪“V”形切口的頸外靜脈上插管；對于體型較大的動物如犬類，多用經股靜脈插管；2）對于肺動脈壓的測量，多根據對實驗動物解剖結構盲性進行直接插管至肺動脈測量的方法，偶有利用頻譜多普勒超聲心動圖技術及Bernoulli方程定量估測心腔間壓差或跨瓣壓差，從而估測肺動脈壓力的報道；3）對于測壓導管是否到達動物的肺動脈的位置主要是依靠壓力曲線波形和大小判斷，間有解剖大鼠進行尸檢確定［9］。我們發現根據這些方法雖然可以成功操作，但是同時也具有一定的盲目性與缺陷性。本研究針對鼠類等體形較少的動物的插管與測壓方法進行探討，嘗試與已有報道的實驗操作方法比較，提出更便捷、易于操作、有利于肺動脈壓測定相關研究的方法。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：健康清潔級雄性SD大鼠80只，體重200±20g，購自廣東醫學院動物中心（粵監證字2008A036）。按隨機分組原則分成2組，分別為經導絲引導插管測肺動脈壓組（G組），傳統方法測肺動脈壓組（T組）每組均40只。

1.1.2 器械：眼科剪2把、止血鉗4把、有齒鑷2把、無齒鑷2把、毛剪2把、4號縫合線數包、自制塑料導管2根（管外徑1.5mm、內徑1.3mm，長度9cm，由神經介入微導管改制而成）、0.024″泥鰍導絲2根、0.014″PILOT50冠脈導絲2根、棉繩數條、橡皮筋4條、紗布數包。

1.1.3 藥品：3％戊巴比妥鈉溶液40mL、造影劑典必樂370一瓶、碘伏數瓶、70％酒精數瓶、12 500Iu肝素數支、生理鹽水數瓶。

1.1.4 實驗儀器：惠普手提電腦，Medlab多通道生物信號分析系統，壓力換能器、X線機。

1.1.5 肝素溶液配制：12 500Iu肝素用150mL生理鹽水定溶，配制成83.3Iu/mL肝素生理鹽水。

1.2 方法

1.2.1 頸外靜脈插管手術

1.2.1.1 SD大鼠麻醉：用3％戊巴比妥鈉溶液根據SD大鼠體重0.1mL/100g腹腔注射麻醉。

1.2.1.2 器械準備：用配制好的肝素水將自制塑料導管、0.024″“泥鰍”導絲、0.014″PILOT50冠脈導絲沖洗數次，用70％酒精消毒各手術銳利器械30min備用。以上自制導管和各種導絲均為再利用材料，用環氧乙烷消毒。

1.2.1.3 SD大鼠固定與備皮：待大鼠麻醉后，用棉繩將其四肢固定于手術板上，用橡皮條套在其上門牙固定頭部。大鼠頸部用毛剪剪毛，用碘伏消毒。

1.2.1.4 分離頸外靜脈：于大鼠頸前正中作縱行皮膚切口（約2cm），提起大鼠頸前右側皮緣，定位頸外靜脈，用止血鉗鈍性分離筋膜、肌間隙，暴露出右側頸外靜脈，分離約1cm，用4號縫合線結扎遠心端，近心端的留備用。

1.2.1.5 經導絲引導插管法插管：提起遠心端縫線，用眼科剪在靜脈中上1/3位置（注意SD大鼠頸外靜脈常常在遠端分成2支）作一“V”形切口，用無齒鑷稍提起“V”形切口上緣，將用肝素水濕潤的0.024″“泥鰍”導絲從提起的切口下緣插入，當“泥鰍”導絲進入上腔靜脈后，牽著遠側端縫線，稍將0.024″“泥鰍”導絲稍弓起來，利用縫線與泥鰍導絲弓起來時形成的小孔，將預先裝上0.014″PILOT50導絲的導管緩慢插入。當導管進入約0.5～1cm時，退“泥鰍”導絲的同時根據血管解剖［10］走行繼續進導管約2cm。

1.2.1.6 傳統法插管：參照Karaiskos等［11］在新西蘭兔與Hayes等［3］在大鼠上的直接插管法，用眼科剪在靜脈中上1/3位置作一“V”形切口，用無齒鑷稍稍提起“V”形切口上緣，直接將測壓導管插入頸外靜脈。此法穿刺4次不成功者，改用經導絲引導插管法插管，按失敗統計。

1.2.2 肺動脈壓的測定

1.2.2.1 經導絲引導法測壓：將插好導管的大鼠置于X線機下，操作者穿上保護衣，先將導管連同導絲一并進入右心房，而后在X線透視下將導管口端轉向心室，并將導管系在近心端的4號手術縫線固定于頸外靜脈，將導管中的導絲在心臟收縮期推進使隨著血流與進入肺動脈。當從顯示屏中見到導絲順利進入肺動脈后（圖1），解開縫線，把導管沿著固定的導絲由右心房進入右心室至肺動脈，當在透視下用造影劑確定導管到達肺動脈時（圖2），退出0.014PILOT50導絲，隨即用肝素生理鹽水（83.3Iu/mL）充滿后經三通管與壓力換能器和Medlab多通道生物信號分析系統相連。

圖1 導絲經右頸外靜脈插管至右心室的X線示意圖Fig.1 The X ray photograph of guide wire advancing into pulmonary artery

圖2 X線下套有導絲的導管經右頸外靜脈插入至肺動脈的示意圖Fig.2 The X ray photograph of preplaced guide-wirecatheter in the SD rat’s cardiovascular system

1.2.2.2 傳統法測壓：參照Karaiskos等［11］在新西蘭兔與Hayes等［3］在大鼠上的直接插管法，將預先用肝素生理鹽水（83.3Iu/mL）充滿后的自制導管和三通管與壓力換能器和medlab多通道生物信號分析系統相連，隨后根據大鼠靜脈解剖走行，由頸外靜脈進入右心房，當從監視器所顯示的血壓值與壓力曲線波的移行變化判斷導管尖端的位置進入肺動脈時，進行肺動脈波形與壓力數據的記錄。

1.2.2.3 導管位置的判斷：傳統測壓方法結束后，均用少量典必樂370造影，以確認導管是否在肺動脈，若導管不在肺動脈，即插入0.014PILOT50冠脈導絲，用經導絲引導法重新測壓；傳統方法測量30min以上仍然未能測出有效的肺動脈壓力曲線，用少量典必樂370造影劑確認導管位置不在肺動脈內，用經導絲引導法重新測壓。

1.3 觀察指標

記錄插管操作一次成功率、多次調整成功率（n≤4次）、總成功率、一次插管時間、總插管時間、一次測壓時間、總測壓時間及肺動脈高壓大鼠肺動脈壓力數值。

1.4 統計處理

采用統計軟件SAS8.0進行統計分析，計數資料用四格表資料的卡方檢驗；計量資料用均數±標準差表示，采用成組設計的兩樣本均數比較的t檢驗。

2 結果

2.1 X線與示意圖下的導絲與導管在大鼠心血管解剖位置

圖3 X線下經導管注入造影劑顯影的大鼠的心血管系統結構示意圖Fig.3 The X ray photograph of SD rat’s cardiovascular system after the injection of radiopaque contrast medium

圖1、2顯示在X線下導絲與測壓管所在大鼠心血管系統的準確位置。從圖3、4可以看出，右側頸外靜脈較左側頸外靜脈的解剖走行更接近右心房，且右側的頸內靜脈、右頭臂靜脈、右心房3者幾乎成一直線，而左側頸外靜脈回流到左鎖骨下靜脈，再回流到上腔靜脈，路徑類似‘S’形，操作難度大。圖2、5右心房的三尖瓣至肺動脈的角度幾乎成一銳角。

圖4 SD大鼠右頸外靜脈至肺動脈的簡略示意圖Fig.4 The structure diagram of SD rat’s cardiovascular system

2.2 兩種不同的方法對各種操作的結果

G組的3種成功率都比T組的高（P＜0.05）.而T組插管的操作以及測量肺動脈壓力的時間比G組所需的時間要長（P＜0.01）（表1～3）。G組所測的肺動脈高壓大鼠的肺動脈壓力比T組所測的高（P＜0.01）（表3）。傳統方法組插管至不同解剖位置構成比見表4。

圖5 套有導絲的導管經右頸外靜脈插入至肺動脈的簡略示意圖Fig.5 The structure diagram of preplaced guide-wirecatheter in the SD rat’s cardiovascular system

表1 2組穿刺插管至頸外靜脈成功率比較Tab.1 Comparison of success rate of puncture and catheter-placement in the external jugular vein in two groups

表2 2組穿刺插管至頸外靜脈的操作時間比較Tab.2 Comparison of operation time of puncture and catheter-placement in the external jugular vein in two groups

表3 2組測肺動脈高壓的操作時間與壓力數值比較Tab.3 Comparison of operation time and pressures in hypertension rats in two groups

表4 傳統方法組插管至不同解剖位置構成比的比較Tab.4 Comparison of constituent rates of catheterization to different position in traditional group

2.3 經導絲引導插管測量正常大鼠和肺動脈高壓大鼠的肺動脈、右心室和右心房的壓力曲線

用經導絲引導插管的操作方法測量正常大鼠和肺動脈高壓大鼠肺動脈、右心室和右心房的壓力曲線，所得結果見圖6、7，從圖中可以看出，從肺動脈到右心房的典型壓力曲線分三段。從圖8、9、10可見，在肺動脈高壓時，肺動脈壓力曲線、右心室得壓力曲線與右心房壓力曲線較難區分。

圖6 正常大鼠：走紙速度為500ms/Div時肺動脈、右心室和右心房的壓力曲線Fig.6 Normal rats：the waveforms of pulmonary artery，right ventricle and right atrium at pulmonary arterial hypertension rats（chart speed 500ms/Div）

3 討論

3.1 左右側頸外靜脈、導管管徑與管長與插管至頸外靜脈的方法的選擇

大鼠的頸外靜脈表淺、暴露，選擇右側頸外靜脈插管的較好。右側頸外靜脈較左側頸外靜脈的解剖走行更接近右心房，且右側的頸內靜脈、右頭臂靜脈、右心房3者幾乎成一直線（圖3、4），而左側頸外靜脈回流到左鎖骨下靜脈，再回流到上腔靜脈，路徑類似‘S’形［10］，操作難度大。

圖7 肺動脈高壓的大鼠：走紙速度為500ms/Div時肺動脈、右心室和右心房的壓力曲線Fig.7 Rat with pulmonary arterial hypertension：the waveforms of pulmonary artery，right ventricle and right atrium at pulmonary arterial hypertension rats（chart speed 500ms/Div）

圖8 肺動脈高壓的大鼠：走紙速度為250ms/Div時肺動脈壓力曲線Fig.8 Rat with pulmonary arterial hypertension：the waveforms of pulmonary artery（chart speed 125ms/Div）

圖9 肺動脈高壓的大鼠：走紙速度為250ms/Div時右心室壓力曲線Fig.9 Rat with pulmonary arterial hypertension：the waveforms of right ventricle（chart speed 50ms/Div）

選用外徑為1.5mm內徑為1.3mm、長度為9cm的自制導管進行插管測肺動脈壓，比相關文獻報道的方法采用的管徑大［3，4，7］，長度與管體軟硬度較適合插管。根據Poiseuille law（泊肅葉定律）［12］可知，單位時間內的血流量與血管兩端的壓力差（P1-P2）以及血管半徑的4次方成正比，與血管的長度成反比。可見血管直徑是決定血管兩端壓差的關鍵因素，因而在相同的實驗大鼠（相對穩定的血流量），血管管徑越小，兩端的壓力差越大。管腔小則不能真實反映肺動脈壓力。所以采用接近頸外靜脈的直徑（1.82±0.23）mm［10］、長度的導管對大鼠肺動脈壓進行測量，減少因管徑導致的誤差，較真實反映肺動脈壓力。

圖10 肺動脈高壓的大鼠：走紙速度為250ms/Div時右心房壓力曲線Fig.10 Rat with pulmonary arterial hypertension：the waveforms of right atrium（chart speed 50 ms/Div）

文獻報道［1-5，7，9，11，13，14］右頸外靜脈置管的方法，幾乎選擇直接插管法，在頸外靜脈置管的過程中必須阻斷回心血流，此時頸外靜脈血管呈收縮和塌陷狀態，因此直接插管具有一定的難度。本方法采用0.24的泥鰍導絲作為引導進行頸外靜脈插管，可以顯著縮短操作時間，增加插管的成功率，在一次成功率、多次調整成功率（n≤4次）、總插管成功率、總操作時間等方面，與傳統方法比較差異均有顯著性。按照本研究方法進行可以縮短操作時間，提高成功率，從而減少試驗結果的偏差。導絲引導法插管為進行肺動脈測壓提供較大的幫助并為這一操作的具體過程提供很好的參考作用。

3.2 從頸外靜脈進管到肺動脈方法的選擇

肺動脈測壓的途徑和方法有多種，臨床上較常用的方法有兩種：床邊采用漂浮導管測定肺動脈壓和X線透視導絲引導采用右心導管測壓。在動物實驗中，體型較大的動物（如兔子、狗等），可采用漂浮導管的方法［11］。在體型較小的動物如大鼠，多采用預先塑形造成不同彎度管頭或用有相關控制管頭彎度裝置的導管，根據實驗動物體表解剖標志，控制并適當旋轉其方向，盲性進管至肺動脈測壓［3-5，13］，這種操作具有較高的難度實際操作的難度且具有一定盲目性，主要原因是：1）其右頸外靜脈至肺動脈要經過3個血管交匯處［10］（頸外靜脈和頸內靜脈交匯處、頸內靜脈和腋靜脈的交匯處、兩支頭臂靜脈的交匯處）、穿過兩個瓣膜（三尖瓣和肺動脈瓣），并且右心房的三尖瓣至肺動脈的角度幾乎成一銳角（圖2、5）。2）傳統插管方法相當依賴插管管頭部分的彎度。這些復雜的解剖結構與其對導管管頭彎度的依賴性，使這種盲性操作難以估測導管端口所在的位置，難以掌握進管長度與管口旋轉的時機，并常因為這種盲性估測的操作使插管過程中可能出現以下的情況：導管在右心房內滑入下腔靜脈、導管在右心房內打圈不能進入右心室、測壓端管口貼心房、心室或肺動脈血管壁、誤以為是插管至肺動脈及刺破上腔或下腔靜脈，甚至心臟破裂等情況。這些事件都是傳統方法無法克服的缺點，很大程度上的增加操作時間，操作難度，對實驗進程與數據準確性造成一定的影響。而本研究采用X線透視下，0.014冠脈導絲引導下送測壓導管至肺動脈進管測壓，0.014冠脈導絲柔軟，可控性比較好，很容易到達肺動脈，測壓導管沿著冠脈導絲容易到達肺動脈，可顯著縮短操作時間，克服傳統插管法測壓各種因盲性操作產生的缺點，使導管順利繞過各個血管分叉處、不打圈、不貼壁，進入肺動脈。而本實驗由于需要有X線機器設備的保障以及其放射，操作者需要穿保護衣。

3.3 關于根據壓力曲線波的移行變化判斷肺動脈壓的問題

傳統方法判斷導管是否在肺動脈的方法是根據所測壓力曲線來判斷［1-8，11，13，15］。本研究結果顯示，從肺動脈到右心房的典型壓力曲線分三段（圖6、7）：第一段為肺動脈壓力曲線，第二段為心室壓力曲線，第三段為心房壓力曲線，呈“階梯狀”下降，壓力曲線放大后可見（圖6）：心室曲線為驟升驟降的曲線，壓差比較大，肺動脈壓力曲線升支驟升，降支稍緩，但無明顯的重搏波，與孫波等［2］報道的壓力曲線有差別，可能與采用的采集儀器之間的差別有關系，心房壓力曲線的升支和降支均較緩。但是重度肺動脈高壓時往往合并肺動脈瓣和三尖瓣的關閉不全，右心功能不全，右室舒張末壓及右房壓力明顯升高，右心房的壓力往往可以達到正常肺動脈壓力水平或更高，此時肺動脈壓力曲線可類似心室壓力曲線，而心房壓力曲線類似肺動脈的壓力曲線，可能誤診為肺動脈的壓力曲線。根據傳統方法的判斷標準，由于此時的右心房壓力升高，導致曲線數值大小、波形與正常肺動脈壓的壓力大小、波形相似（圖8、9、10），操作者往往把右心房壓當作是肺動脈壓，并以其為實驗終點，因而致實驗數據產生較大誤差。而本研究導絲引導法測壓則保證每次測壓導管都在肺動脈內，所測的壓力都是肺動脈的壓力。在本研究中，采用傳統方法測量肺動脈高壓模型大鼠的肺動脈壓力時，按傳統方法的判斷標準測定肺動脈壓力后，再用少量造影劑作肺動脈造影，發現30％的導管在右心房內。如果在測壓過程中出現典型“階梯狀”上升的壓力曲線，100％在主肺動脈內。因此，我們認為傳統方法測定肺動脈壓力，出現“階梯狀”上升的壓力曲線是導管到達肺動脈的重要參考指標。

3.4 操作失敗后的補救

插管術：在利用2種方法插管時，若是插管失敗（如多次插管不成功，致頸外靜脈斷開），此時立刻用血管鉗鉗住遠心端，用4號縫線結扎牽拉，防止血管過度回縮，重新利用導絲引導插管法進行插管，以保證實驗的進行。測壓術：參考相關文獻肺動脈壓的數值，并對照本實驗經頸外靜脈插管測肺動脈壓的數據，當觀察傳統方法測壓數值后，對產生懷疑的數值，在排除儀器問題后，用經頸外靜脈插管測肺動脈壓測壓。在進管過程中，偶爾會發生大鼠心律失常或驟停的情況，應暫停操作，采取相關救護方法使大鼠心律恢復正常。

［1］Kydd GH.Pressure in the pulmonary circulation of the rat［J］.Physiologist，1966，9：224.

［2］孫波，劉文利.右心導管測定大鼠肺動脈壓的試驗方法［J］.中國醫學科學院學報，1984，12 6（6）：465-467.

［3］Hayes BE，Will JA，Pulmonary artery catheterization in the rat［J］.Am J Physiol，1978，235（4）：H452-H454.

［4］Stinger RB，Iacopino VJ，ALter I，et al.Catherization of the pulmonary artery in the close-chest rat［J］.J Appl Physiol，1981，51（4）：1047-1050.

［5］Chang SW，Morris KG，McMurtry IF，et al.Pulmonary artery catheterization in the rat［J］.Am J Physiol，1988，255（32）：691-692.

［6］Okada M，Yamashita C，Okada M，et al.Establishment of canine pulmonary hypertension with dehydromonocrotaline：Importance of a larger animal model for lung transplantion［J］.ASAIO，2004，50（5）：403-409.

［7］Kolettis T，Vlahos AP，Louka M，et al.Characterisation of a rat model of pulmonary arterial hypertension［J］.Hellenic J Cardiol，2007，48（4）：206-210.

［8］章新華，陳磊，王懷良，等.大鼠肺動脈壓檢測方法學研究［J］.中國醫科大學學報，2004，10（5）：388-389.

［9］Brenner U，Muller JM，Walter M，et al.A catheter system for long term intravenous infusion in unrestrained rat［J］.Lab Anim，1985，19：192-194.

［10］李浩，曾宗淵，彭漢偉，等.大鼠喉移植的應用解剖學研究［J］.腫瘤防治雜志，2004，11（5）：467-469.

［11］Karaiskos TH，Papaloes A，Tomos P，et al.Pulmonary artery catheterization in rabbits：our experience［J］.PNEUMON，2006，1（19）：211-213.

［12］況明星，陳英華，吳祖明，等.流體的運動 泊肅葉定律［M］.南昌：江西高校出版社，2003：41-43.

［13］Forrest JB，Todd MH，Cragg DJ.A simple method of percutaneous cannulation of the pulmonary artery in small mammals［J］.Can Anaesth Soc J，1979，26（1）：58-60.

［14］Fountain SW，Martin BA，Musclow CE.Pulmonary Leukostasis and its relationship to pulmonary dysfunction in sheep and rabbits［J］.Circ Res，1980，46：175-180.

［15］Deten A，Millar H，Zimmer HG.Catheterization of the pulmonary artery in rats with an ultraminiature catheter pressure transducer［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2003，285：2212-2217.