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动物呼吸机使用小知识

机械通气是在患者自然通气或者氧合功能出现障碍时运用器械,使患者恢复有效通气并改善氧合的方法。其中常用的器械成为“呼吸机”。

机械通气这种手段为临床医学研究中不可缺少的生命支持手段,为进行动物实验和动物疾 病治 疗提供了时间,极大的提高了一些长时间性实验或者开胸等呼吸衰竭实验的成功率。

 

关于呼吸机历史还蛮悠久的,这里我们简单回顾下:

早在罗马帝国时代,呼吸机就有一个雏形。1792年,当时在英国皇家慈善协会(Royal Humanne Society)的支持下,首次在人身上实施气管切开、插管及风箱式正压通气技术,用于溺水患者的复苏,在当时欧洲被广泛接受。后面因为会产生致命性的气胸被终止。到了20世纪,由Driker-Shaw在1928年研制成的“铁肺”(iron lung),使当时脊髓灰质炎的死亡率大大降低。开始了一种负压通气的模式。

 

而现今我们在市面上看到不同工作方式的的动物呼吸机。那么他们之间又是怎样区分的呢?

 

1、依据不同的吸气控制方式,可以将呼吸机分为压力控制型呼吸机和容量控制型呼吸机,在临床呼吸机领域,压力控制更主流一些。在但动物实验领域,相当多的用户习惯设置潮气量进行容积控制。

 

2、依据呼吸机的结构原理,可分为活塞式呼吸机和电磁阀式呼吸机。一般活塞式呼吸机使用容积控制,而电磁阀式呼吸机即可以进行容控制,也可以进行压力控制。

   

                   容控型                                                                                       容控型与压控型

 

3、依据调控方式不同,可分为电动电控型和气动电控型呼吸机。


           


   电动电控型                                                                        气动电控型

因为具有不同的呼吸机,其实他们给动物的通气方式也是不同的,根据通气方式不同,我们可以将通气方式分为:

 

控制模式(CV):呼吸机完全替代实验动物的呼吸,其呼吸频率,潮气量均由呼吸机控制,属于完全的呼吸支持。适用于自主呼吸消失或很微弱的情况,比较典型的应用,就是动物的开胸手术实验。 根据控制参数的不同,控制通气又可以分为容量控制通气(VCV)和压力控制通气(PCV)。容量控制通气(VCV)是呼吸机按预置的潮气量、呼吸频率、呼吸比等参数完成通气。 压力控制通气(PCV)则是呼吸机按照预置的频率、呼吸比、吸气压力工作。

 

辅助通气(AV呼吸机的送气是通过呼吸机检测实验动物的气道压的降低来触发。助通气是一种与临床应用类似的呼吸方式,动物的助通气一般可以通过设置压力触发、人工触发或定时触发等方式启动。对于动物呼吸机而言,助通气(AV)是一种较高 级的呼吸模式,仅少量动物呼吸机具体此功能。

 

叹气模式(sigh): 是一种在常规呼吸通气条件下,隔一段时间进行一次深呼吸的通气方式。通常实验动物在长期使用控制通气,尤其是容量控制通气条件下,某些边缘肺泡会膨胀不全,肺部功能会逐步减弱,加入定时或手工叹气,可防止肺部萎陷不张,改善气体交换性能。

 

下面我们看一下具体怎么使用吧!

 

一、我们先看看实验动物部分生理参数,作为动物生理参数实验监护的参考值:

 


二、气管插管

 

气管插管是为了在动物手术过程中保持动物呼吸道顺畅,减少动物窒息死亡的常用手术。

 

同时气管内插管还可用于气管内给药治 疗研究。气管插管对犬、猪等大动物操作过程相对容易,对啮齿类动物相对较难,是动物呼吸机辅助呼吸的重要步骤。在某些需要呼吸机 辅助呼吸的实验中,顺利的气管插管是实验成败的关键之一。 气管插管推荐使用静脉留置针的套管:大鼠一般使用14-18G插管, 小鼠一般使用20-24G插管。


不同的实验室采用不同的插管技术,目前所使用的有:

1、切气管,直接插管法

 

2、切气管,逆行导丝法

 

3、 经口插管,盲插法

 

4、经口插管,透射光辅助法

 

5、经口插管,光纤辅助法

 

三、选择通气模式:选择压力控制模式或者容量控制模式





采用压控模式相对安 全,因为不会过度充胀动物的肺,也不会对“脆弱”的肺造成伤害;参数容易设置和操作,而不用管动物的肺的容积和柔韧度;然而,若实验时间很长(通常超过1小时,很有可能在动物的气道积聚分泌物或其它阻塞物,导致吸气提前终止(此时需疏通气管和气道)。

 

容控模式则适合长时间实验,因为它总是输送一定量体积的气体至动物的肺部,不会引起动物的肺的柔韧度变化;然而,参数的预设置相对复杂,需确定气体流量和吸气时间(或吸呼比),一旦这两个参数设定,若想对呼吸的状态随时进行调整就很容易,只需简单地升高或降低气体流量,这样,可精细地调节动物的呼吸以维持较恒定的CO2分压。

 

总之,压控模式设置快速、操作安 全,适用于短时间的动物实验和呼吸机初级使用者;容控模式设置相对复杂,但可精细调节动物的呼吸,适合长时间的动物实验。

如选择容积控制模式,根据如下参考,选择相对应的动物的潮气量和呼吸频率。


 



如果选择压力控制模式,初始的泵气压力,一般初始值为15cmH2O。为防止潮气量过大,损伤动物肺。一般蕞 大压力为20cmH2O。

 

呼吸未正压(PEEP):在呼气末气道开放时,气道压力仍保持高于大气压,防止肺泡萎缩塌陷,一般开胸手术需要设置PEEP,设置的范围是为3-5cmH2O。

 

/呼比(I/E Ratio):吸气与呼气时间的比例,一般设置为1/2,某些活塞式呼吸机这个参数不可设置,相当于1/1。

 

这样我们的呼吸机的设置就完成了,我们就可开始做实验了。然而对于初学者可能起初的参数不清楚,我们会提供一份相关参数供您参考。


今天关于呼吸机就先讲到这里了,更多内容请持续关注官网或者公众号!!!(搜索“友诚生物”)