超快速反应聚合物光纤氧测定装置及其用于活体动物机械通气下动脉血氧分压连续动态变化的初步实验报告

目的:我们在中国尝试使用超快反应聚合物光纤氧感受器置入整体活体动物动脉血管,再通过光电转换测定系统以记录活体动物颈动脉PO_(2)(PaO_(2))连续动态的快速变化,为完善整体整合生理学理论体系中循环参与呼吸调控和呼吸循环代谢一体化调控提供实验依据。方法:①超快反应氧感受器制作、性能及其测定系统标定:在实验室加热总长2 m光纤的远端5 mm部分,拉动直到它成锥形尖端,清洁并干燥后,将1 mm锥形光纤尖端浸涂到发光体掺杂聚合物溶液中,在溶剂快速蒸发同时将其缓慢抽出来形成氧气感测尖端,室温干燥24 h。对完成制作的感受器进行性能标定,并于第37日重复标定。②动物实验:在潍坊医学院实验室对山羊全麻气管插管氧气机械通气下,切皮暴露双颈动脉和左侧股动脉,分别把超快反应氧传感器直接插入动脉中,通过光导纤维、激发与检测Y型光纤耦合器经光电转换连接到个人电脑,实现机械通气下活体山羊颈动脉PaO_(2)的连续动态反应,主要分析PaO_(2)的呼吸间波浪式交替升降和肺-颈动脉时间延迟。结果:该置入式超快反应氧传感器在液相的响应时间为100 ms。活体山羊实验40%~60%氧气机械通气心率和血压稳定,左和右颈动脉PaO_(2)随着呼吸机的吸气和呼气呈现波浪式上升和下降的呼吸交替现象,幅度高达15 mmHg;左侧股动脉位置记录的信息噪音显著干扰PaO_(2)变化。肺-颈动脉时间延迟是在吸气和呼气开始后1.5~1.7 s左侧和右侧颈动脉PaO_(2)都开始上升和下降;即肺通气开始后3次心跳,左心室可把肺毛细血管后动脉化的肺静脉血液送到外周化学感受器位置中断吸气切换为呼气和中断呼气切换为吸气,如此实现吸呼周而复始。结论:活体动物置入动脉的超快反应氧传感器及其测定系统可测定PaO_(2)生理性波浪式变化,能为整体整合生理学医学新理论体系中解释吸气和呼气相互切换的机制提供实验依据。

正常分钟通气量机械通气不同潮气量和频率影响活体山羊颈动脉血氧动态变化的初步实验研究

目的:在初步验证超快反应聚合物基质光纤氧传感器及其测定系统记录颈动脉氧分压(PaO_(2))连续动态变化使用基础上,为了分析探讨肺通气对PaO_(2)连续动态变化的影响,我们设计本活体整体动物实验观察研究。方法:选择杂种山羊4只,全身麻醉气管插管空气机械通气下,切皮直接暴露把后接测定系统的氧传感器直接插入左侧颈动脉连续记录PaO_(2)动态变化。正常分钟通气量机械通气分别通过三种潮气量实施:正常潮气量(潮气量V_(T)=15 ml/kg、呼吸频率Rf=20 bpm)、减半潮气量(V_(T)减半、Rf加倍)和加倍潮气量(V_(T)加倍、Rf减半)。三种潮气量通气时间分别稳定10~15 min,选取后180 s分析计算PaO_(2)平均值、呼吸间PaO_(2)变化的升降幅度和肺-颈动脉延迟时间。以ANOVA及两两比较统计学差异分析不同潮气量的影响。结果:活体山羊正常通气量机械通气实验时心率和血压均稳定;肺-颈动脉延迟时间为1.4~1.8 s(约为此时的3次心跳)。机械通气正常潮气量下PaO_(2)平均值在(102.94±2.40,99.38~106.16)mmHg,升降幅度是(21.43±1.65,19.21~23.59)mmHg,占平均值的(20.80±1.34,18.65~22.22)%;减半潮气量下,PaO_(2)平均值维持在(101.01±4.25,94.09~105.66)mmHg,虽略降但不显著(与正常机械通气比较P>0.05),但PaO_(2)升降变化幅度却显著降低为(18.14±1.43,16.46~20.05)mmHg,占平均值的(17.95±1.07,16.16~18.98)%(与正常机械通气比较P<0.01);加倍潮气量机械通气下,虽仅略升的PaO_(2)平均值维持在(106.42±4.74,101.19~114.08)mmHg(与正常机械通气比较P>0.05,与减半潮气量机械通气比较P<0.05),但PaO_(2)升降幅度却显著增大为(26.58±1.88,23.46~28.46)mmHg,占平均值的24.99%±1.58%(与正常机械通气和减半潮气量比较P均<0.01)。结论:正常肺通气的吸气和呼气是颈动脉PaO_(2)上升和下降的始动因素。正常通气量机械通气下减半潮气量和倍增潮气量显著改变PaO_(2)升降幅度,但PaO_(2)平均值仅小幅改变,而肺-颈动脉延迟时间相近。