小型猪体外循环下心脏手术的麻醉

李慧先，邵燕斌，张艳丽，张东亚

（清华大学第一附属医院麻醉科，北京 100016）

小型猪在解剖结构和生理上与人类有诸多的相似［1］，因此近年来被越来越多地作为实验动物应用于各种临床研究，其中包括在外科手术中。但其麻醉仍处于较不成熟的阶段，尤其是手术要求较高的麻醉。本研究旨在进一步研究高要求的小型猪手术的麻醉，对其麻醉方法作进一步的完善。我院动物实验室于2008年1月～2010年2月在体外循环（CPB）下完成小型猪自体心包片三尖瓣置换术34例，其麻醉方法及效果如下。

1 材料和方法

1.1 材料

实验用小型猪34头（动物合格证号：SYXK（京） 2006-0009中国农科院提供），雌雄不计，月龄（6.5± 0.6）月，体重（31.0±2.9）kg。术前禁食12 h，禁饮8 h。本实验方案经本单位伦理委员会批准后实施。

1.2 麻醉及手术过程

术前臀部肌注3％戊巴比妥钠（20～30） mg/kg，氯胺酮3～7 mg/kg，咪唑安定0.2～0.5 mg/kg，阿托品0.5 mg进行基础麻醉，观察（5～15）m in，起效后，即猪安静倒地，拖拽无反应时，将其仰卧位放置于手术台上，四肢捆绑固定。连接心电监护，开放耳缘静脉，以胸骨牵开器撑开上下颌，顺舌面置入成人大号喉镜至舌根处，挑起会厌，暴露声门，插入ID（6.5～7.0）mm单腔气管导管（Tyco）（28～30）cm，听诊双肺呼吸音对称，固定牙垫，连接麻醉机（Drager公司，德国），潮气量（8～10）m L/kg，呼吸频率（12～18）次/m in，吸呼比1∶（1.5～2），吸入氧浓度100％，吸入1％～2％异氟醚，同时静注哌库溴胺（阿端）（0.1～0.15） mg/kg，芬太尼5μg/kg。以20 GA穿刺针（BD Angiocath）经隐动脉穿刺置管，连接压力换能器（DeltranⅡ），测量动脉压；于胸骨上方气管右侧切开皮肤，钝性分离至右颈内静脉，直视下做静脉穿刺，置入5.5F三腔静脉管（深圳益心达医疗器械有限公司）（6～7）cm，静脉处缝荷包固定并于皮肤处固定，连接压力换能器，测量中心静脉压。备皮、消毒、铺单后开始手术。胸骨正中开胸，打开心包并取部分心包备用，升主动脉、上下腔静脉插管建立体外循环，切开右心房，剪下正常三尖瓣叶，代之以自体心包片，恢复自身血液循环后止血关胸。术中麻醉用药：分别于切皮、体外循环（CPB）前、CPB后静注咪唑安定（0.1～0.2） mg/kg、芬太尼5μg/kg、哌库溴胺0.15 mg/kg，CPB前后持续吸入1％～2％异氟醚，根据手术持续时间及CPB时间间断静注咪唑安定、芬太尼及哌库溴胺。闭胸骨后停止吸入麻醉。术毕换麻醉机为呼吸机（Siemens 900-C-I），待呼吸恢复后拔除气管导管及动脉管。拔管后24 h允许进食进饮，根据进食情况决定拔除中心静脉时间，观察并送回饲养基地继续饲养。

1.3 观察项目

①生命体征、血流动力学指标：平均动脉压（MAP）），心率（HR），中心静脉压（CVP）；记录时间点：动静脉监测建立后（T0）、切皮后（T1）、CPB前（T2）、CPB 10 m in（T3）、CPB 30 m in（T4）、CPB结束前10 m in（T5）、CPB后10 m in（T6）、关胸后（T7）；②动脉血气分析：pH值，氧分压（PO2），二氧化碳分压（PCO2），血红蛋白含量（Hb），K+，Ca+，血糖（Glu），乳酸（Lac），碱剩余（BE）；③记录基础麻醉用药量，基础麻醉起效时间，术中静脉麻醉药用量，血管活性药用量，麻醉时间，CPB时间，呼吸机辅助时间；④统计3 d存活状况，1周存活状况。

1.4 麻醉效果评估

①基础麻醉：Ⅰ级：4～5分，起效迅速，呼吸平稳，无缺氧，拖拽无反应，插管顺利，有或无呛咳反射，无体动反抗；Ⅱ级：2～3分：起效迅速，呼吸不平稳，可见鼻头紫绀等缺氧表现，拖拽无反应，插管顺利，有或无呛咳反射，无体动反抗；Ⅲ级：0～1分，起效缓慢，拖拽有反抗，不能插管，需追加基础麻醉药才能达到I级或Ⅱ级状态。②全麻维持：Ⅰ级：4～5分，血压、心率平稳（变化率＜30％T0），肌松良好，术中无体动、膈肌抽动及眼征；Ⅱ级：2～3分，血压、心率变异率＞30％，术中出现膈肌抽动、体动或眼征③Ⅲ级：0～1分，血压、心率变化率＞50％或不易维持，术后呼吸无力需拮抗药拮抗才能恢复肌力。

1.5 统计学方法

2 结果

实验共用小型猪34只，其中停跳组18只，非停跳组16只，全部34只小型猪均顺利完成手术、脱离体外循环。小型猪的一般状况（如年龄、体重），麻醉状况（基础麻醉起效时间，麻醉维持时间，体外循环时间，呼吸机辅助时间）等见表1，术中用基础麻醉、麻醉维持用药量及血管活性药用量见表2，各期血流动力学状况见表3，动脉血气分析见表4。

表1 一般状况、麻醉状况、存活率Tab.1 General condition，anesthesia status and survival rate of the m inipigs

表2 麻醉药及血管活性药用量（±s）Tab.2 The dosages of anesthetics andvasoactive drugs（±s）

表2 麻醉药及血管活性药用量（±s）Tab.2 The dosages of anesthetics andvasoactive drugs（±s）

注：*表示两组比较，P＜0.05Note：*Standstill group vs.parallel group，P＜0.05

项目Variable停跳组cardiac arrest group非停跳组Parallel group基础麻醉用药Basal anesthetics麻醉维持Anesthesia maintenance血管活性药Vasoactive drugs氯胺酮（mg/kg） Katemin（mg/kg）5.4±1.0 5.3±0.9咪唑安定（mg/kg） Midazolam（mg/kg）0.35±0.10 0.37±0.10戊巴比妥钠（mg/kg） Pentobarbital sodium （mg/kg） 26.5±2.1 26.8±2.0咪唑安定（mg/kg） Midazolam（mg/kg）0.72±0.09 0.75±0.09芬太尼（μg/kg） Fentanyl（μg/kg）40.3±3.0 42.4±4.3哌库溴胺（mg/kg） Pipecurium bromide （mg/kg） 0.52±0.10 0.51±0.15肾上腺素（μg/kg） Epinephrine（μg/kg）5.9±1.5 4.9±1.2*异丙肾上腺素（μg/kg） Isoprenaline（μg/kg）5.5±1.2 4.4±1.1*

表3 血流动力学状况（±s）Tab.3 The Hemodynamic conditions of theminipigs（±s）

表3 血流动力学状况（±s）Tab.3 The Hemodynamic conditions of theminipigs（±s）

参数Variable T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7停跳组Cardiac arrest group MAP（mmHg）99±14 91±16 81±13 58±10 65±7 80±11 86±14 92±15 HR（次/min）114±16 102±12 114±13 — — 81±9 98±9 105±13 CVP（mmHg）8.6±1.0 8.2±1.2 7.3±1.0 — — — 6.9±1.2 8.1±0.8非停跳组Parallel group MAP（mmHg）96±15 93±18 81±16 56±9 63±7 80±12 89±13 95±17 HR（次/min）111±14 104±12 111±15 81±14 63±7 83±8 100±10 107±12 CVP（mmHg）8.7±1.0 8.4±0.8 7.4±1.0 — — —7.0±1.1 8.0±0.7

表4 血气分析（±s）Tab.4 The Resultsof blood gas analysis in the m inipigs（±s）

表4 血气分析（±s）Tab.4 The Resultsof blood gas analysis in the m inipigs（±s）

参数variable停跳组Cardiac arrest group非停跳组Parallel group T0T2T4T6T0T2T4T6 PH7.49±0.047.44±0.057.39±0.037.38±0.027.48±0.057.43±0.047.40±0.037.39±0.02 PaO2 （mmHg）38.8±3.135.3±3.038.5±3.035.9±3.138.4±3.135.0±3.238.9±2.936.1±2.7 PaO2 （mmHg）224.5±39.5243.8±49.7132.6±31.8189.9±51.9220.9±39.7249.9±50.8137.8±30.6198.0±52.2 Hb（g/dL）11.3±0.710.7±0.77.1±0.68.7±0.511.4±0.810.8±0.67.0±0.58.5±0.4 K+ （mmol/L）4.33±0.453.72±0.344.43±0.513.68±0.224.41±0.533.69±0.344.57±0.513.72±0.25 Ca++ （mmol/L）1.68±0.371.30±0.341.47±0.401.99±0.531.65±0.381.32±0.321.52±0.452.06±0.45 GLU （mg/dL）97±15107±13115±13133±1796±15108±13118±15127±16 Lac （mmol/L）1.4±0.51.4±0.53.0±1.13.4±0.71.4±0.51.3±0.42.9±1.03.3±0.7 BE-0.5±1.2-0.4±1.8-1.3±2.2-2.8±1.6-0.6±1.3-0.4±1.9-1.6±2.2-2.6±1.7

3 讨论

实验中把小型猪分为体外循环下停跳组和非停跳组两组以观察停跳与非停跳对小型猪循环系统的影响，从实验结果看，停跳组体外循环时间、麻醉维持时间、呼吸机支持时间长于非停跳组，P＜0.05，有统计学意义，这与心脏停跳与复苏需一定时间有关；停跳组体外循环后肾上腺素与异丙肾上腺素的用量也高于非停跳组，P＜0.05（P=0.048），有统计学意义；非停跳组在麻醉维持中静脉麻醉药用量略高于停跳组，但P＞0.05，无统计学意义。在血流动力学方面，即小型猪术中平均动脉压、心率、中心静脉压方面，两组数据结果间差异无显著性。实验监测T0、T2、T4、T6四时间点的血气结果两组间无显著差异。麻醉效果方面，停跳组（18例）在基础麻醉时14例为I级，效果满意；1例出现药物过量，呼吸抑制，麻醉效果Ⅱ级；3例出现药量不足，需追加基础麻醉药量，麻醉效果III级。非停跳组（16例），基础麻醉中14例为Ⅰ级，效果满意；2例药量需追加药量，麻醉效果Ⅲ级。麻醉维持期间，血流动力学平稳（各观察点血压、心率变化＜30％T0，CPB期间除外），停跳组16例效果满意，非停跳组14例效果满意，两组各有2例因药量不足于术中出现膈肌抽动或体动，麻醉效果II级。存活状况方面，34例实验用小型猪中仅一例术后3 d内死亡，考虑与手术创伤有关，存活率97.1％。

与犬等大型实验动物相比，小型猪易获取、易饲养、成本低，解剖结构及生理与人类相似［1］，适用于诸如心脏手术［2-4］、器官异体移植术［5］等外科复杂手术的研究。然而与保留自主呼吸的简单手术研究相比，心脏手术及术中体外循环的应用要求更深的麻醉深度、机械通气及精确的循环监测。在解剖上，小型猪有其自身特点，其门齿与咽喉部距离较长，舌长，插管时需将其上下颌以牵开器撑开固定，舌拖至左侧口角外以清空视野，同时需要用成人大号（5号）喉镜片才能将其会厌挑起，显露声门。在我院实验所采取的仰卧、头极度后仰位下可见小型猪门齿与声门间位置平直斜向上，声门位置高，需将气管导管理直以便于置入。小型猪后肢隐动脉发达，位置相对较表浅、易触及，可行动脉穿刺测压［7，8］；小型猪颈部脂肪厚，颈内静脉位置深，穿刺困难，我院在实验中采取颈部气管旁切开，钝性分离皮下组织后，直视下行颈内静脉穿刺置管。在麻醉用药方面，传统的戊巴比妥复合麻醉用药剂量与麻醉深度之间的关系不易掌控，较长时间的复杂手术中大量应用常因药物对心血管系统的抑制而导致实验动物的循环不稳定［6］，不能满足手术要求，我院在以小型猪作为实验动物的三尖瓣自体心包片置换术中除在基础麻醉中应用一定量的戊巴比妥外，主要以目前临床常用药物如异氟醚［9］、咪唑安定、芬太尼［10］、哌库溴胺等为主行静吸复合全麻，在麻醉深度、肌松、循环稳定性及呼吸的控制方面均能达到手术要求，效果好，麻醉并发症少，手术后存活率高。麻醉过程中我们发现，小型猪在单位体重静脉药用量上明显高于人类［1］，这与小型猪脂肪组织占体重比例较高，药物分布容积大，药物代谢快有关。另外实验中无论停跳组还是非停跳组，小型猪在体外循环后均出现心率慢、心肌收缩无力、血压低等情况，应用山莨菪碱、钙剂、多巴胺等常规血管活性药物效果不佳，循环不易维持，需持续泵入一定量的异丙肾上腺素和肾上腺素才能维持循环稳定［11］，其中停跳组肾上腺素及异丙肾上腺素用量在（0.12～0.05）μg/kg·min之间，非停跳组用量在（0.10～0.03）μg/kg·m in之间，停跳组用药总量高于非停跳组（表2），统计学上差异有显著性，分析原因，主要与停跳对心肌舒缩功能影响较大，其恢复所需时间长，需血管活性药支持多于非停跳组有关。综上所述，小型猪体外循环心脏手术中要取得满意的麻醉效果除需精确地调控麻醉药用量外，还需合理地选用血管活性药。

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