大鼠右心室壓力測量方法的改進(jìn)

孫瀚洋 齊先梅 王奇政 李麗娟 張知非*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2014級臨床專業(yè)，北京 100069；2.首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與病理生理學(xué)系， 北京 100069)

·技術(shù)方法·

大鼠右心室壓力測量方法的改進(jìn)

孫瀚洋1齊先梅2王奇政1李麗娟2張知非2*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2014級臨床專業(yè)，北京 100069；2.首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)與病理生理學(xué)系， 北京 100069)

肺動脈高壓(pulmonary artery hypertension，PAH)是一種病因復(fù)雜，進(jìn)展隱匿，病死率高的臨床綜合征，疾病表現(xiàn)為肺血管阻力進(jìn)行性升高，最終導(dǎo)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(yù)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(jìn)展[2]，但目前人們對藥物對肺動脈高壓遠(yuǎn)期治療療效的影響及肺動脈高壓的發(fā)病機(jī)制的了解仍然非常有限[3-5]，動物模型在揭示肺血管重構(gòu)及其細(xì)胞生物化學(xué)機(jī)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(guān)鍵技術(shù)。隨著醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物倫理學(xué)的發(fā)展，維護(hù)實(shí)驗(yàn)動物福利，提高成功率的同時(shí)減少動物的創(chuàng)傷和不必要的死亡，對檢測技術(shù)和方法提出了更高的要求。本文對傳統(tǒng)的PE導(dǎo)管仰臥位檢測大鼠右心室壓力的方法進(jìn)行了改良,應(yīng)用改良后的Millar導(dǎo)管左側(cè)臥位測量法能幫助實(shí)驗(yàn)人員甚至初學(xué)者順利掌握右心室壓力檢測技術(shù)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)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(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)耗材和主要儀器

10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水合氯醛、0.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鈉溶液、1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))肝素鈉注射液、手術(shù)刀、剪刀、血管夾、眼科剪、眼科鑷子、醫(yī)用棉花、注射器等，均由首都醫(yī)科大學(xué)設(shè)備室管理處供應(yīng)中心提供。Millar導(dǎo)管SPR-838 (Millar Instruments 公司，美國)、PowerLab數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(AD Instruments 公司，美國)。

1.3實(shí)驗(yàn)分組

Sprague-Dawley大鼠34只，采用數(shù)字表法隨機(jī)選擇19只大鼠作為對照組采用自制PE管或Millar導(dǎo)管常規(guī)仰臥位測壓，15只老鼠為實(shí)驗(yàn)組，采用Millar導(dǎo)管左側(cè)臥位測壓方法。

為避免實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。操作時(shí)間固定為每日下午4點(diǎn)至11點(diǎn)，且按照實(shí)驗(yàn)組與對照組交叉進(jìn)行的原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣避免了因操作者本人熟練度的增加對實(shí)驗(yàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù))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(jié)扎遠(yuǎn)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(shí)驗(yàn)組改變大鼠體位為左側(cè)臥位(圖2)。對照組大鼠插管方法依據(jù)文獻(xiàn)[7]所述：在導(dǎo)管進(jìn)入1 cm后，此時(shí)的位置在腋靜脈與頸外靜脈交匯處，將導(dǎo)管左旋；在靜脈進(jìn)入胸腔處，導(dǎo)管共進(jìn)入約1.5 cm時(shí)，右旋導(dǎo)管；隨后一邊繼續(xù)插入導(dǎo)管，一邊觀察波形變化，在進(jìn)右心室前左右旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管，直至成功插入右心。實(shí)驗(yàn)組大鼠取左側(cè)臥位：在導(dǎo)管進(jìn)入1 cm后，向上抬導(dǎo)管根部，即可繼續(xù)插入，導(dǎo)管進(jìn)入1.5 cm時(shí)，稍微下壓導(dǎo)管，再繼續(xù)插入即可進(jìn)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(shí)驗(yàn)組大鼠左側(cè)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(cè)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(shí)間的測量

從用眼科剪在頸外靜脈上做V型小切口，Millar導(dǎo)管插入頸外靜脈遂開始計(jì)時(shí)，一邊推進(jìn)導(dǎo)管，一邊觀察壓力值及波形，一般在插入約4 cm時(shí)可進(jìn)入右心室(導(dǎo)管長4 cm處可做一標(biāo)記)，當(dāng)觀察到如圖3穩(wěn)定的右心室波形后，視為插管成功，即停止計(jì)時(shí)。若導(dǎo)管插入長度超過4 cm標(biāo)記處仍未出現(xiàn)標(biāo)志性的波形，可將導(dǎo)管稍微后退再進(jìn)行嘗試，至出現(xiàn)右心室壓力波即停止計(jì)時(shí)。為避免反復(fù)操作損傷心臟，若插管時(shí)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(shí)間，再次插管計(jì)時(shí)。分別記錄每只大鼠第一次插管時(shí)間、總時(shí)間、計(jì)算單次成功率、存活率。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)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(dǎo)管為人工拉制，管徑較粗，仰臥位插管較困難，操作時(shí)間較長，特別是需要二次插管時(shí)易導(dǎo)致大鼠失血死亡，所以后期實(shí)驗(yàn)改用Millar導(dǎo)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(shí)驗(yàn)組的一次成功率即為100%，使用Fisher 確切概率法對2組的率進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)P<0.05,2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 2組實(shí)驗(yàn)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(shí)間比較

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

表2 2組插管時(shí)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(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[1,8]相似。

3 討論

PE導(dǎo)管法直接檢測大鼠肺動脈壓，技術(shù)難度大，成功率低，易造成大鼠失血，死亡率高，同時(shí)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(tǒng)計(jì)2015年1月至2016年9月期間發(fā)表的以大鼠為實(shí)驗(yàn)動物的肺動脈高壓研究的文獻(xiàn): Pubmed上相關(guān)文獻(xiàn)70篇，其中有37篇(52.9%)文獻(xiàn)用右心室壓反映肺動脈壓，另外2篇未進(jìn)行血流動力學(xué)檢測，只有31篇(44.3%)文獻(xiàn)直接測得了肺動脈壓力。中文數(shù)據(jù)庫也有文獻(xiàn)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(jīng)被國內(nèi)外學(xué)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(dǎo)下進(jìn)行經(jīng)胸右心室穿刺測壓)，成功率為87.5%[9]。也有傳統(tǒng)的PE導(dǎo)管法，成功率為95%[10]。本實(shí)驗(yàn)采用Millar導(dǎo)管測量大鼠的右心室壓力。 Millar導(dǎo)管是米勒公司生產(chǎn)的超微型聚酰亞胺尼龍導(dǎo)管，末端帶有一個(gè)微型壓力感受傳感器和4個(gè)感受容積的環(huán)狀電極的導(dǎo)管。因此它不僅能測量心室壓力，同時(shí)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(dǎo)管直徑細(xì)，只有0.5 mm，易于進(jìn)入右頸外靜脈，繼而經(jīng)腋靜脈,上腔靜脈進(jìn)入右心室,可以大大縮短操作時(shí)間,減少對動物的損傷。

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

△1 mmHg=0.133 kPa.

從測量結(jié)果來看，Millar導(dǎo)管側(cè)臥位法與普通平躺法相比較有著成功率高、死亡率低、時(shí)間短的特點(diǎn)，且測量數(shù)值與普通平躺相近。造成這個(gè)結(jié)果的原因可能與大鼠心血管的生理構(gòu)造相關(guān)。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(gè)拐彎處分別為頸外靜脈與腋靜脈的交匯處，頭臂靜脈進(jìn)入胸腔處以及從上腔靜脈進(jìn)入右心房及右心室處,因此傳統(tǒng)插管法在插管過程中必須如實(shí)驗(yàn)方法1.2.2中對照組插管方法所述,左右調(diào)整插管的角度,才可能插進(jìn)右心室,否則極易插到直接與上腔靜脈相接的下腔靜脈,導(dǎo)致插管失敗。本實(shí)驗(yàn)將傳統(tǒng)導(dǎo)管插管采用的大鼠仰臥位更改為左側(cè)臥位(圖5B)，左側(cè)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(shí)三尖瓣與上腔靜脈所成的角度較大，Millar導(dǎo)管進(jìn)入時(shí)容易插入下腔靜脈。然而將大鼠左側(cè)臥位后，由于側(cè)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(dǎo)管更容易經(jīng)右心房進(jìn)入右心室,從而大大縮短插管的時(shí)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(dǎo)管左側(cè)臥位法測量大鼠右心室壓，可以明顯縮短測量時(shí)間，提高成功率。采用此種方法可以縮短操作時(shí)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFB1000605)，國家自然科學(xué)基金(31200865)，首都醫(yī)科大學(xué)本科生科研訓(xùn)練項(xiàng)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(shí)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