1、恒河猴脊髓半断模型行脑和脊髓 fMRI 检查麻醉方案的实验研究 1田肇隆 1 , 王小华 1, 许亚超 1 , 李晓光 2 , 饶家声 2, 赵璨 2（1.首都医科大学宣武医院麻醉科 北京市 100053 2.北京航空航天大学 北京市 100191）【摘要】目的 为需要进行核磁共振扫描的恒河猴及其他大型实验动物提供一种简捷、迅速、安全的麻醉方法。方法 采用军事医学科学院实验用恒河猴7 只，均为雌性，体重 47 公斤，采用基础+ 持续静脉麻醉（氯胺酮+丙泊酚）基础麻醉应用氯胺酮 10mg/kg,im,待猴入睡后开放静脉建立持续静脉通道，三通连接丙泊酚 200mg/100ml0.9%氯化钠注射液,
2、丙泊酚以 0.3mg/kg/min 持续输注,氯胺酮 1mg/kg/30min 间断给予。fMRI 中将恒河猴置于特制的实验架上并将门齿托起以保持呼吸道通畅，试验中监测呼吸、心率、角膜反射及瞳孔状态。结果 共进行实验 44 次，未发生动物躁动、呼吸抑制、心律失常、动物死亡等严重并发症，实验中恒河猴心率、呼吸维持平稳，整个实验顺利完成。实验结束停药后，实验动物很快清醒，并安全返回。结论 在较长时间的核磁共振恒河猴实验中氯胺酮基础麻醉+丙泊酚持续静脉麻醉是一种全新的安全、便捷，实用的麻醉方式。【关键词】恒河猴；功能磁共振；全凭静脉麻醉【中图分类号】 R-332 文献标识码 A 文章编号 1671-
3、7856(2013)03-0000-00Doi: 10. 3969. j. issn. 1671. 7856. 2013.000.000Experimental study of continuous intravenous anesthesia for fMRI of Rhesus monkeyTIAN Zhao-long 1; WANG Xiao-hua 2; XU Ya-chao1; LI Xiao-guang 2; RAO Jia-sheng 2; ZHAO Can 2; (1.Xuanwu hospital Capital Medical University, department
4、 of anesthesiology, Beijing 100053, China 2. Beijing University of Aeronautice functional magnetic resonance; intravenous anesthesia.恒河猴在器官代谢功能、体格特点及基因遗传水平最接近人类，成为近年来各种药物，疾病的病理生理机制研究的重要模型。功能核磁共振能够反应人体大脑及脊髓功能的变化，也成为近年来影像学及神经医学发展的热点。功能核磁的检查不同与其他的影像学检查，对动物的制动要求很高，但由于核磁对磁性物质的特殊要求，无法在操作的过程中给予动物呼吸支持及额外的监测
5、，如何达到合适的麻醉深度并同时不影响动物的循环和呼吸是亟待解决的问题。我们研究小组通过建立半断脑和脊髓恒河猴模型，对 44 例半断模型脑和脊髓恒河猴实施 fMRI 期间最佳的麻醉实施方法、麻醉维持过程进行探讨，并对最终的麻醉效果进行评价。1 材料与方法1.1 麻醉药品：丙泊酚(10ml/100mg 批号 320040 AstraZeneca UK Limited. UK)；氯胺酮(批号 111207 2ml:0.1g 古药 中国)。1.2 实验动物及模型建立：采用军事医学科学院试验用恒河猴 7 只(实验动物合格证编号：SCXK-军 2007-004)，均为雌性，体重 47kg，分别于正常状态下
6、、脊髓 T9-10 半离断术后 2 周、1 个月、2 个月、3 个月、6 个月和 12 个月进行FMRI 和 DTI，扫描过程中行冷刺激和疼痛刺激等。1.2 麻醉方法：实验猴先实施基础麻醉： 肌肉注射氯胺酮 10mg/kg,待猴入睡后送往实验地点，首先完成静脉穿刺建立持续静脉输液通道(见图 1)。采用 9 号套管针（贝朗公司），输液器（北京伏尔特技术有限公司）连接三通，分别连接丙泊酚(10ml/100mg 批号 320040 AstraZeneca UK Limited. UK) 200mg/100ml0.9%NS 和氯胺酮(批号 111207 2ml:0.1g 古药 中国)100mg/20m
7、l,丙泊酚持续静脉滴注调整速度至 0.3mg/kg/min(约 3 滴 /kg/min)，氯胺酮1mg/30min(见图 2)。麻醉完成后将恒河猴俯卧位于特制的动物实验架上，将猴的上门齿置于特制牙托上固定，以保持呼吸道通畅(见图 3)。进入 fMRI 室中，将恒河猴置于 fMRI 工作台上，再次调整以确定麻醉药滴注速度，测量各项监测指标(见图 4)。于 fMRI 开始前，静脉追加氯胺酮 1mg/kg 加深麻醉，首先进行头部结构扫描以及四肢冷刺激、疼痛刺激。头部扫描完成后更换线圈，改恒河猴为仰卧位，进行脊髓扫描（DTI），再次调整确认麻醉药滴注速度，开始扫描至实验结束。整个操作期间测量并记录各时
8、项监测指标，并根据动物的反应调整追加氯胺酮 1mg/kg,加深麻醉。1.3 麻醉监测指标：采用基础麻醉+持续静脉麻醉。并于麻醉开始前、麻醉诱导后、上实验架后、进入 fMRI 室后、扫描前分别测量恒河猴的心率、呼吸频率、角膜反射、瞳孔对光反应等。生命体征变化（HR、RR），麻醉深度变化（睫毛反射、瞳孔大小和对光反应程度）1.4 数据统计：通过 SPSS13.0 软件，将所有统计数据均用（ s）表示。x表 1. 7 组恒河猴不同时相心率变化（次/ 分钟）Tab.1 The heart rate changes of seven groups of rhesus in different phase
9、s(Times / minute).动物组号诱导后即刻（ induction phase）诱导后 10min(10min after induction)MRI（结构像）(structure phase of MRI)fMRI 期(fMRI phase)DTI 期(DTI phase)R1 12031 1128 11510 1323 975R2 13328 12022 13513 11117 1054R3 13621 13424 1218 10811 1008R4 14212 10815 12323 10318 9812R5 13220 13215 11416 11110 908R6 1444
10、7 12918 1147 1168 9715R7 12222 12617 12418 12120 11014表 2. 7 组恒河猴不同时相呼吸变化（次/ 分钟）Tab.2 The breathing changes of seven groups of rhesus in different phases(Times / minute). 图 1-4 麻醉诱导及 fMRI 实验操作过程。Figure 1-4 induction of anesthesia and fMRI experiment procedure.动物组号诱导后即刻（ induction phase）诱导后 10min(10m
11、in after induction)MRI（结构像）(structure phase of MRI)fMRI 期(fMRI phase)DTI 期(DTI phase)R1 189 232 221 156 151R2 189 238 222 143 124R3 184 216 213 142 162R4 187 195 198 203 212R5 168 1710 177 175 183R6 186 209 207 147 165R7 184 202 202 208 193图 1 表示恒河猴开放静脉通路。Fig. 1 Shows the rhesus open venous access.图
12、 2 表示麻醉药物配置及恒河猴麻醉。Fig. 2 Shows configuration of anesthetic drug and rhesus monkeys anesthesia.图 3 表示将麻醉后恒河猴放置于实验架。Fig. 3 Shows the anesthetized rhesus placed in the experimental frame.图 4 表示将麻醉后恒河猴置于磁共振仪中准备开始扫描。Fig. 4 Shows the anesthetized rhesus placed in a magnetic resonance instrument ready to b
13、egin scanning.2. 结果：在整个实验过程中，实验动物安静、无体动、监测 HR、RR、药物输注速度等均在正常范围内，监测数据见表 1 及表 2。实验操作流程见图 1-4。其中一只因静脉穿刺针意外漏出致使麻醉药输注到皮下发生动物体动，重新静脉穿刺后顺利完成实验，全部恒河猴均在实验结束停药后 30 分钟内，清醒安全返回动物房，无一例发生麻醉意外。3. 讨论：恒河猴是灵长目动物，生理学上和人类最为接近。对于模拟人类进行脑功能、血液循环、呼吸生理、内分泌、生殖生理等多方面的研究，是最为理想的实验动物 1。小动物麻醉一般常用腹腔注射、肌肉注射、单次用药为主，而较大的动物如实验时间较长，为保证
14、实验的顺利进行，则需多次注射才能维持一定的麻醉深度 2。本实验研究，对恒河猴进行脑和脊髓的功能磁共振过程历时约 3 小时，整个实验过程中要求恒河猴始终保持安静、无体动、否则直接影响功能磁共振成像的质量，同时实验过程中要保持呼吸道通畅。呼吸抑制、循环抑制、躁动等意外情况甚至会危及恒河猴的生命使整个实验受到影响并造成巨大浪费；此外，本实验中核磁共振对磁性设备的特殊要求，缺乏相应的监测设备、通气设备及抢救设备，使恒河猴围麻醉期的管理更为棘手。本研究，整个实验过程中，所有恒河猴的各项生命体征始终保持平稳，最为关键的心率、呼吸频率参数也在已报道的正常范围 3。为保证实验的顺利进行，我们根据文献报道，确定
15、最佳的麻醉方案及麻醉给药剂量。在众多麻醉药物研究结果中，包括速眠新、氯胺酮、丙泊酚、利多卡因、异氟烷等 1、4、5 ，我们选择氯胺酮和丙泊酚。首先，丙泊酚是目前临床上广泛使用、短效的静脉麻醉药，能够降低恶心呕吐，同时具有镇静镇痛作用，且目前尚未用于猴麻醉的相关报道。在大型动物研究中，丙泊酚也只有用于小型猪麻醉的报道 6。氯胺酮作用机制主要是选择性的抑制丘脑的内侧核，阻滞脊髓至网状结构的上行传导，兴奋边缘系统，并对中枢神经和脊髓中的阿片受体有亲和力。氯胺酮镇痛作用强、诱导迅速、苏醒期短、对呼吸影响轻微，对血管具有显著兴奋作用 7。氯胺酮在单独使用麻醉猕猴时使用剂量为 10 mgkg，而猕猴在从注
16、药到苏醒的整个麻醉时间才达到 35-45 min。若要达到外科麻醉的深度，氯胺酮的剂量要达 2040 mg/kg8。本实验小组针对本实验的实验方案进行了预实验，选择了实验兔 3 只（4-5kg）,恒河猴 1 只 5.3kg,分别测试麻醉方法、用药剂量、监测动物的生命体征变化（HR、RR）、睫毛反射、瞳孔大小和对光反应程度，以及麻醉药对动物体感诱发电位的影响。最终确定了 fMRI 实验的麻醉用药方案：基础麻醉+静脉持续滴注丙泊酚间断配合氯胺酮加深麻醉，此种麻醉方法既可以维持麻醉深度又可以避免单次用药后动物过早苏醒影响实验的继续进行，并且在平稳的麻醉状态下动物不容易出现麻醉过浅而导致的体动，也不容
17、易出现麻醉过深而产生的呼吸抑制而导致动物出现麻醉意外。本研究中进行 44 次实验，无一例发生意外，说明基础麻醉+持续静脉麻醉（氯胺酮+ 丙泊酚）的麻醉方法是一种安全、简便、易行的对恒河猴的麻醉方法，为以后类似动物实验中动物的麻醉提供了一种可以借鉴和采用的麻醉方法。参考文献：1.马诺山、姚永明、于勇. 速眠新与氯胺酮对猕猴麻醉效果的初步观察。中国实验动物学报J. 2003，9，11（3）：191-192.2. 肖建华，王洪斌 .猴麻醉研究进展.黑龙江畜牧兽医J. 2003 ，1 ：48-49.3. 许定泽，汪云龙，王燕. 食蟹猴体温、心率和呼吸率测定.上海实验动物科学J. 2003（23）1:5
18、5-56.4. 刘雪萍，谢莉萍，韦祝梅. 四种麻醉药物对食蟹猴麻醉效果分析和选择应用.中国比较医学杂J. 2010（20）2:45-47.5. 和占龙，鲁帅尧，陈丽雄. 速眠新在实验猕猴麻醉中的应用.实验动物与比较医学J. 2005，25(4):236-237.6. 张 帆，唐玲华，夏中元,等. 小型猪生物可降解支架置入术中不同麻醉方法的研究.中国比较医学杂志J. 2012，22（2）:58-60.7.兰芝， 赵源， 尚玉璞. 氯胺酮联用速眠新对食蟹猴麻醉效果观察.实验动物科学J. 2009（29）3:60-61.8. 肖建华，王洪斌，亢飞飞 . 猴专用复方麻醉剂安全性试验. 畜牧与兽医J. 2009（41）1:70-71.
