SD大鼠腹部磁共振研究中呼吸麻醉的剂量控制

郭 宇，张伟国，方靖琴，杜学松，陈 晓，解 添，陈金华

第三军医大学大坪医院野战外科研究所放射科，重庆 400042

麻醉对于外科手术而言是成功的保障［1］。在小动物MR检查中，适量的麻醉更直接影响图像的采集与图像的质量，直接影响研究进程及实验结果。目前，动物实验采用的麻醉方式主要是吸入麻醉、腹腔及静脉注射麻醉等［2］。本研究主要对异氟烷吸入麻醉进行安全及有效性研究。

1 材料与方法

1.1 实验材料

清洁级SD大鼠80只（购自第三军医大学大坪医院野战外科研究所动物实验中心），体质量130±5 g，按持续麻醉剂量分为A，B，C，D四组，A组为0.1%组，B组为0.15%组，C组为0.2%组，D组为0.25%组，持续麻醉均采用异氟烷气体麻醉剂。异氟烷气体麻醉剂，氧气（购自大坪医院药剂科）。

1.2 实验设备

BRUKER BioSpec70/20USR小动物磁共振，Para-Vision 6.0操作系统，大鼠检查床及接收/发射四通道大鼠腹部线圈。VETEQUIP呼吸麻醉机（美国），潮气量为0.02～5 cc，呼吸频率为20～230 bpm。Thermo SCIENTIFIC热水循环系统（美国）。心电、呼吸监控系统。

1.3 实验方法

1.3.1 预麻醉 所有实验动物均放入预麻醉盒中进行预麻醉，麻醉剂量为5 cps，氧气为2 lps，当动物深度麻醉后（双眼闭合，摇晃麻醉盒无反应时），倒计时2 min，然后取出实验动物进入磁体间放在相应的检查床上进行固定。

1.3.2 持续麻醉 所有试验动物均采用头先进、俯卧位进行固定，固定完全后，按分组进行持续麻醉，连接心电、呼吸门控，呼吸门控垫置于大鼠中腹部，待连接正确之后，通过监视器观察动物呼吸图是否稳定，如出现呼吸干扰现象，调整呼吸垫位置，以保持动物在检查过程中的状态监测无误。

1.3.3 图像采集与分析 开启热水循环，保证实验动物检查过程中，接触的检查床温度为37.5℃，检查线圈为接收/发射四通道大鼠腹部线圈，每组均进行T2 WI，基本参数为TR 2000 ms，TE 45 ms，矩阵256×256，NEX 4，层厚为1 mm，扫描视野（FOV）为50 mm×55 mm，预定扫描时间为5 min 20 s。由于正确的设置应把采集时段放在呼气末以后的平台期，为保证采集的一致性，根据呼吸频率图，设置为呼气末延迟150 ms开始触发采集相应图像。通过所采集图像的信噪比及对组织结构的显示清晰程度评估图像质量，利用ParaVision 6.0中Image Display and Processing软件测量图像信噪比（SNR），SNR<5，图像质量为+，5≤SNR<8，图像质量为++，SNR≥8，图像质量为+++。

1.4 统计分析

采用SPSS 17.0软件进行数据分析，用非校正公式卡方检验，检验水准采用α=0.05。

2 结果

2.1 呼吸心电监测结果

预麻醉时间在6 min 45±10 s，持续麻醉中，四组根据麻醉药物剂量的增加，呼吸和心跳呈下降趋势（图1）。

图1 各组实时呼吸心电监控Fig.1 The respiratory and ECG monitoring image in real time of each group.

2.2 图像质量情况

80个样本中，D组死亡4只，扫描过程中A组二次麻醉10只，B组二次麻醉5只，其余均正常完成扫描，四组采集基本图像如图2。

图2 各组基本采集图像Fig.2 Abdominal MR images in four groups of rats.

2.3 实验检查结果

各组完成检查结果见表1，可以看出，针对130 g大鼠，持续麻醉剂量小于0.25%，比较安全，基本没有死亡情况；剂量大于0.2%时采集时间相对较短；综合对比，C组在安全性及实用性最好，同其他组对比，其差异有统计学意义。

3 讨论

MRI作为目前应用最为广泛的检查项目之一，因其对软组织成像的独特优势，在临床疾病诊断中有重要意义。但因其成像原理的独特性，对检查对象具有严格的要求。常规腹部检查时，呼吸变化可能会导致图像质量差，对病变造成漏诊甚至误诊现象［3］。因此规律的呼吸及准确的图像采集方式，具有很大的意义。

进行腹部扫描时，动物呼吸状态直接影响图像数据的采集与采集时间，保持呼吸的稳定性显得格外重要，因此应正确选择麻醉方式及麻醉剂量。常用的注射麻醉方式，虽然可以达到图像采集要求，但麻醉持续时间有限［4］，由于MR实验时间普遍较长，中途追加麻醉会影响实验进程及导致动物位置的变化，并且随着时间的推移，实验动物的呼吸可能逐渐恢复正常而产生变化，从而影响前后采集同步性，而使用气体麻醉时，动物进入麻醉快、苏醒快、容易控制麻醉深度、安全性好，动物的死亡率低、研究成功率高［5-9］。

本研究中，A组重复麻醉数较多（50%），与其他组对比有统计学差异，D组出现死亡现象（死亡率20%），与其他组对比有统计学差异；由于所采用的序列参数均一致，TR时间均为2000 ms，呼吸较快时，一次采集时间至少要经过两次呼吸以上，因此C组与B组比较，在扫描时间及图像质量上，有统计学差异。

表1 四组大鼠检查结果Tab.1 The results of examine in four groups of rats

结果表明，呼吸麻醉相对比较安全，剂量较低时，动物短时间内容易苏醒，导致重复麻醉，增加实验时间；同时剂量过大时也容易导致动物死亡现象。同时，由于图像采集是根据动物的呼吸进行，因此稳定平缓的呼吸状态不仅能采集到图像质量好的图像，更能缩短扫描时间，研究中C组的剂量最优，不仅没有出现死亡率，并且采集时间较短，十分利于动物实验的进行。因此，应用该剂量进行实验更为安全可靠。

MR检查，因其对软组织判别具有无可替代的作用，并且是无创、无辐射性检查，临床应用比较广泛，但其检查时间普遍较长，对检查环境及检查对象要求较高，特别是腹部检查时，呼吸对检查的影响特别大，临床检查时常要求病人屏气，动物研究时只能依靠呼吸门控进行图像采集，因此呼吸的稳定性对研究结果及检查时间影响很大，合适的麻醉方式及剂量控制尤为重要。本研究实验的数量相对较少，并采用体重相差不大的SD大鼠，没有对小鼠及裸鼠进行对比研究，研究采取的麻醉药物比较单一，剂量分组也不是特别精确，没有在持续麻醉中进行剂量的切换，需要更多的研究确保其有效，实用性，从而为临床研究奠定实验基础。

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