构建高效准确小鼠动脉血压测量方法的研究

罗岳莲 刘景 彭书崚

对实验动物的生理参数，尤其是血压进行监测是开展动物实验研究的基础［1］。目前常用的实验动物的血压测量法可分为有创和无创两类［2］。有创法，包括充液导管法和植入式遥测法，导管在动脉中直接感受血管壁的压力，读数最为准确，其中遥测法被视为“金标准”［3］，但遥测法因侵入性和价格昂贵，在实际中受限；股动脉插管法价格相对低廉，却因创伤、出血等因素可能干扰血流动力学参数。此外，有创法不适用于大量动物血压测量。无创法，主要是指尾套法，原理是通过血流阻断再通时血管的振动间接获得脉搏的脉动，对动物的消耗和刺激最小，适用于短期和长期研究中反复测量动物血压［4］。但尾套法也具有无法连续监测血压及所测结果较遥测法偏高等不足。有研究提出应用低浓度麻醉药使动物处于浅麻醉状态代替清醒束缚。低浓度异氟醚（1%）对动物心输出量和血气结果影响甚微，相较于异氟醚，七氟醚具有更优的稳定性及安全性，对血流动力学参数的影响更小［5］。本研究在2%低浓度七氟醚维持小鼠浅麻醉状态下，采用尾套法测量血压，构建七氟醚-尾套法，将其分别与清醒束缚法及股动脉插管法比较，评价其测量小鼠血压和心率的效率和准确性。

1 材料与方法

1.1 实验材料（1）实验动物：SPF 级雄性C57BL/6 小鼠（10-12 周龄，体重22-29 g）购自中山大学实验动物中心。动物于室温23℃、明暗各12 h 交替的环境中饲养，自由饮水和摄食。实验操作均符合动物伦理学标准，伦理审查批准编号为：SYSUIACUC-2019-B836。

（2）主要仪器：多动物麻醉机（V703001，Harvard，USA）；麻醉气体监护仪（B450，GE，Finland）；体温维持仪（ThermoStar，瑞沃德，中国）；多通道生理记录仪（MP160，BIOPAC ，USA）；生理信号采集及处理软件（AcqKnowledge 5，BIOPAC，USA）；智能无创血压计（BP-2010A，Softron，北京软隆）。

1.2 实验方法（1）实验分组。试验1：将12 只小鼠随机分2 组：CON 组（n=6），使用清醒束缚法测压和SEV 组（n=6），使用七氟醚-尾套法测压（试验2：8 只小鼠同时使用七氟醚-尾套法和股动脉插管法测量血压（Union 组，n=8）。（2）麻醉方案：将SEV 组和Union 组小鼠置于麻醉诱导箱中，以2 L/min 速率输送5%七氟醚及100%O2诱导麻醉，用气体监护仪监测麻醉浓度，待小鼠翻正反射消失、刺激脚趾无反应时视为诱导完全，迅速从诱导箱中取出，置于加热垫上并戴上气麻面罩，使用2%七氟醚持续吸入维持浅麻醉，使用反馈式加热垫维持肛温37.0℃。（3）血压测量：对CON 组小鼠使用智能无创血压计进行尾动脉血压测量。如前所述，正式实验开始前连续5 天进行预测量［6］。第6天正式测压，提前1h 将小鼠放入操作室中适应环境，引导小鼠进入鼠网中，包裹鼠袋固定，置于37℃保温筒中，ADDIN EN.CITE［6］。将加压传感器置于鼠尾根处，尾套充气加压至180 mmHg，放气超过20 s，收集收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、平均动脉压（MBP）和心率（HR），同时记录小鼠从开始测量至达到稳定结果的时间，稳定结果定义为连续三组MBP 相差不超过15 mmHg［7］。取5 组稳定数据计算平均值用于分析。SEV 组小鼠无预测量，第6 天麻醉后经尾套测压，操作同CON 组。对Union 组小鼠进行右侧股动脉插管并使用多通道生理记录仪测量有创血压。股动脉插管流程如下：将PE-10 聚乙烯导管注满20 U/ml 肝素钠生理盐水溶液备用。小鼠麻醉后，取仰卧位，在右侧腹股沟区切开一10 mm 切口，在体式显微镜下分离股动脉，结扎远心端，用血管夹阻断近心端血流，持Vannas 剪小心剪开一“V”型破口，将导管缓慢插入股动脉内，固定，移去动脉夹，缝合后皮下注射0.5%利多卡因溶液。术毕小鼠取俯卧位，将导管连接到BIOPAC 系统采集血压信号，读数稳定5-10 min 后，以1 kHz 频率采集1 min的血压数据用于分析，同时经尾套采集无创血压数据。

1.3 统计学分析使用SPSS 23.0 统计软件包进行数据分析。数据分析方法包括两独立样本t检验、配对t检验及Bland-Altman 分析。采用Shapiro-Wilk 检验数据正态性，levene 检验方差齐性。连续性数值资料数据以（±s）形式进行统计描述。以P＜0.05 为差异具有统计学意义。图表用GraphPad Prism 8.0 绘制。

2 结 果

2.1 束缚与浅麻醉对两组小鼠血流动力学的影响见表1，图1。

图1 CON 组和SEV 组测量达到稳定所需时间 （A）和血压Bland-Altman 分析图（B-D）。A:清醒束缚法与七氟醚-尾套法测定血压达到稳定结果所需的时间。（****：P＜0.0001）。B-D 分别表明清醒束缚法与七氟醚-尾套法小鼠收缩压、舒张压和心率具有良好的一致性。

表1 CON 组和SEV 组小鼠的血压和心率比较（n=6， ± s）

表1 CON 组和SEV 组小鼠的血压和心率比较（n=6， ± s）

组别CON SEV P Weight（g）25.2±1.3 24.6±1.2 0.5623 SBP（mmHg）105±2 105±2 1.000 DBP（mmHg）57±10 60±12 0.631 MBP（mmHg）73±7 75±8 0.657 HR（bpm）583±20 618±56 0.180

2.2 七氟醚-尾套法与股动脉插管法血压测量结果比较见图2。

图2 Union 组中同时使用七氟醚-尾套法与股动脉插管测量血压结果。A.B.七氟醚-尾套法与股动脉插管法相比SBP、DBP、MBP 及HR 统计结果。（Tail-cuff：尾套组，Femoral：股动脉插管组。*：P＜0.05，**：P＜0.01，***：P＜0.001） C.D.七氟醚-尾套法与股动脉插管法SBP、DBP 的散点图。两种方法测量SBP 呈正相关性（r=0.8645，P=0.0056）（C），DBP 无明显线性趋势（D）。

3 讨 论

无创尾套法是目前最常应用于动物间接血压测量的方法［8］。研究表明，多种测量相关因素会对血流动力学参数产生影响，包括小鼠是否提前训练、测量者的性别。因此，为了获得更准确的数值，应对潜在的偏倚进行控制。同时，提前进行预测量训练可以减少动物应急反应所致的血压升高，然而预测量需花费5 d 时间［9］。最近有研究初步表明1%异氟醚应用于尾套法测量时与清醒束缚法相比一致性较高［7］。本研究构建了一种新的测量方法，使用较低浓度的七氟醚（2%）维持小鼠浅麻醉状态，即七氟醚-尾套法，与传统清醒束缚法相比，两组小鼠的SBP、DBP、MBP 和HR 的数值相近（表1），Bland-Altman 分析显示较好的一致性（图1）。结果表明七氟醚-尾套法测量小鼠血流动力学参数较可靠，且七氟醚-尾套法可省略预测量步骤、节约达到稳定结果的时间，效率更高。为验证七氟醚-尾套法的准确性，本研究将其与股动脉插管法同时测量同一小鼠的血压，结果表明两种方法的SBP 差异无统计学意义（图2A），数据具有强正相关性（图2C），而股动脉插管法DBP 及MBP高于七氟醚-尾套法，原因可能是PE 导管材质较硬，顺应性较小致DBP 测量结果升高［10］，而MAP也因计算而随之升高（MBP=1/3SBP+2/3DBP）。

综上所述，本研究构建的七氟醚-尾套法用于测定成年雄性C57BL/6 小鼠的血压，与清醒束缚法相比，血压评价结果具有高效性与合理的一致性。与直接法相比，SBP 结果具有良好的准确性。因此，在对实验动物进行心血管系统研究或表型筛选时，七氟醚-尾套法可高效准确地用于监测血流动力学参数。