家兔呼吸功能不全实验

一、实验目的

1．观察血液中化学因素（PCO2、PO2、H+）的改变对家兔呼吸运动（频率、节律、幅度）的影响，探讨其作用机制。

2.通过造成动物窒息、气胸和肺水肿，以复制通气功能障碍、气体弥散障碍及肺泡通气与血流比例失调所引起的Ⅰ型或Ⅱ型呼吸功能不全模型。 二、实验动物

家兔，体重2.00kg，性别：雄。 三、实验药品及器材

药品：20%乌拉坦，盐酸利多卡因（批号：1304125），125U/ml肝素溶液（批号：1212010），油酸。

器材：手术器械，注射器（1ml、5ml、10ml、20ml、50ml），动脉导管，压力换能器，Y型玻璃气管插管，HX200型呼吸流量换能器，RM6240多道生物信号采集处理系统，头皮针，动脉夹，兔手术台，听诊器，血气分析仪。 四、实验方法

1.麻醉：抓取成年家兔一只，称重（2.00kg），于耳缘静脉缓慢注入20%乌拉坦10ml（0.5ml/100g*2.00=10.00ml)，作全身麻醉。家兔未完全麻醉，后补注2ml乌拉坦，2min后家兔耳朵下垂，角膜反射明显消失，四肢瘫软，止血钳夹紧无疼痛反射,视为麻醉完全，推注3ml肝素抗凝。将家兔仰卧位固定在手术台上，用牙线将家兔牙齿固定在兔手术台上。 2.调试仪器：将呼吸换能器固定在铁支架上，输出线连接生物信号采集系统的通道。将压力换能器固定于铁架上，其位置应与仰卧家兔心脏在同一平面，输出线连接生物信号采集系统。在电脑的软件系统中找到呼吸运动及心电图记录，调节仪器参数。

3．动脉气管分离：剪去颈前部兔毛，注射局麻药盐酸利多卡因0.6ml后，喉头部正中切开皮肤，逐层钝性分离家兔颈前组织，暴露气管及颈总动脉。用玻璃分针仔细分离颈总动脉与其伴行的迷走神经；用止血钳分离气管，在气管下穿两根结扎线备用。

4.动脉插管：用细线结扎远心端，用动脉夹夹住近心端，在其间远心端部分剪一小口，做颈动脉插管，结扎固定导管，推注少许肝素以防凝血，接上三通管记录血压。

5.气管插管：剥离气管表面毛细血管及表面的膜，在环状软骨下1cm处做倒T型剪口，用棉签将气管切口及气管里的血液和分泌物擦净，气管插管由剪口处向肺部插入。用粗结扎线将插管口结扎固定，另一结扎线在切口的头端结扎止血。用温热生理盐水纱布覆盖手术野。

6.监测正常血压、心率、呼吸频率，用听诊器听心音强度、肺部呼吸音等。描记一段正常的血压图和呼吸运动曲线，以监测值作为正常对照值。 7.第一次血气分析作为正常血气对照。 8．疾病模型复制

1）复制阻塞性通气障碍：

A.用止血钳将Y型气管插管上端所套橡皮管完全夹闭，造成动物不完全窒息至家兔出现紫绀，观察记录呼吸频率、幅度及血压等的变化。

B.立即进行第二次血气分析并解除夹闭，等待10min左右，观察记录各生理参数恢复状况。

2）复制限制性通气障碍：

A.于家兔右胸4~5肋间插入16号针头（钝头），注入空气50ml,造成右侧轻微气胸，观察各生理参数的变化状况，10min后进行第三次血气分析。

B.用50ml注射器将胸腔内空气抽尽，抽出48ml并拔出针头，等候10min，观察记录家兔呼吸血压等生理参数恢复状况。

C.再注入90ml空气造成右肺严重气胸，观察到家兔呼吸频率急剧下降，防止家兔死亡，立即进行第四次血气分析后抽出家兔胸腔里的空气90ml,等候10min左右观察家兔恢复情况。

3）复制肺水肿（油酸引起的肺水肿）

A.从耳缘静脉缓慢注入油酸0.14ml，观察其呼吸频率、幅度及血压等生理参数变化及呼吸音变化。

B.由于呼吸音一直无变化，于是又两次推注油酸0.14ml及生理盐水共72ml。 在家兔濒危时进行第五次血气分析。最后气管插管中出现粉红色泡沫样痰，且听见肺部间歇性的湿罗音。 9.家兔死亡。

10.观察输尿管：将家兔尸体解剖，观察家兔内部结构，并找到家兔的膀胱，将膀胱翻转，可以观察到家兔的两条细长的白色输尿管，输尿管与膀胱呈现“桥状”连接。

11.家兔尸体回收，清洗实验器械，整理手术台，结束实验。 五、实验结果及数据

1.家兔气管插管前的正常动脉血压及测量值，如图1及表一所示。

图1：家兔气管插管前的血压

2.家兔动脉插管及气管插管后血压、呼吸及其测量值，如图2、3及表一、二所示。

图2：气管插管后血压

图3：气管插管后呼吸

3.家兔第一次血气分析后血压、呼吸及其测量值，如图4、5及表一、二所示。

图4：第一次血气分析后血压

图5：第一次血气分析后呼吸

4.第一次气管夹闭时呼吸变化，如图6所示。

图6：第一次气管夹闭时呼吸变化

5.第一次气管夹闭后血压、呼吸及其测量值，如图7、8及表一、二所示。

图7：第一次气管夹闭后血压

图8：第一次气管夹闭后呼吸

6.第一次解除气管夹闭时呼吸变化，如图9所示。

图9：第一次解除气管夹闭时呼吸变化

7.第一次解除气管夹闭后血压、呼吸及测量值，如图10.11及表一、二所示。

图10：第一次解除气管夹闭后血压

图11：第一次解除气管夹闭后呼吸

8.第二次气管夹闭后血压、呼吸及其测量值，如图12、13及表一、二所示。

图12：第二次气管夹闭后血压

图13：第二次气管夹闭后呼吸

9.第二次气管夹闭后血压、呼吸及其测量值，如图14、15及表一、二所示。

图14：第二次解除气管夹闭后呼吸

图15：第二次解除气管夹闭后呼吸

10.解除夹闭恢复10min后的血压、呼吸及其测量值，如图16、17及表一、二所示。

图16：解除夹闭恢复10min后的血压

图17：解除夹闭恢复10min后的呼吸

11.轻微气胸50ml时呼吸变化，如图18所示。

图18：轻微气胸50ml时呼吸变化

12.轻微气胸50ml后的血压、呼吸及其测量值，如图19、20及表一、二所示。

图19：轻微气胸50ml后的血压

图20：轻微气胸50ml后的呼吸

13.轻微气胸代偿10min后血压、呼吸及其测量值，如图21、22及表一、二所示。

图21：轻微气胸代偿10min后的血压

图22：轻微气胸代偿10min后的呼吸

14.抽尽胸腔空气48ml时呼吸变化，如图23所示

图23：抽尽胸腔空气48ml时呼吸变化

15.抽尽胸腔空气48ml后的血压、呼吸及其测量值，如图24、25及表一、二所示。

图24：抽尽胸腔空气48ml后血压

图25：抽尽胸腔空气48ml后呼吸

16.恢复10min后的血压、呼吸及其测量值，如图26、27及表一、二所示。

图26：恢复10min后的血压

图27：恢复10min后的呼吸

17.严重气胸50ml时呼吸变化，如图28所示

图28：严重气胸50ml时呼吸变化

18.严重气胸90ml时呼吸变化，如图29所示

图29：严重气胸90ml时呼吸变化

19.严重气胸90ml后的血压、呼吸及其测量值，如图30、31及表一、二所示。

图30：严重气胸90ml后的血压

图31：严重气胸90ml后的呼吸

20.抽出胸腔内空气90ml时呼吸的变化，如图32所示。

图32：抽出胸腔内空气90ml时呼吸的变化

21.抽出胸腔内空气90ml后的血压、呼吸及其测量值，如图33、34及表一、二所示。

图33：抽出胸腔内空气90ml后的血压

图34：抽出胸腔内空气90ml后的呼吸

22.缓慢推注油酸0.14ml后的血压、呼吸及其测量值，如图35、36及表一、二所示。

图35：缓慢推注油酸0.14ml后的血压

图36：缓慢推注油酸0.14ml后的呼吸

23.第二次推注油酸0.14ml及生理盐水30ml后的血压、呼吸及其测量值，如图37、38及表一、二所示。

图37：第二次推注油酸0.14ml及生理盐水30ml后的血压

图38：第二次推注油酸0.14ml及生理盐水30ml后的呼吸

24.再次推注生理盐水12ml后的血压、呼吸及其测量值，如图39、40及表一、二所示。

图39：再次推注生理盐水12ml后的血压

图40：再次推注生理盐水12ml后的呼吸

25.第三次推注油酸0.14ml及生理盐水10ml后的血压、呼吸及其测量值，如图

41、42及表一、二所示。

图41：第三次推注油酸0.14ml及生理盐水10ml后的血压

图42：第三次推注油酸0.14ml及生理盐水10ml后的呼吸

26.推注生理盐水10ml后的血压、呼吸及其测量值，如图43、44及表一、二所示。

图43：推注生理盐水10ml后的血压

图44：推注生理盐水10ml后的呼吸

27.推注生理盐水10ml后的血压、呼吸及其测量值，如图45、46及表一、二所示。

图45：推注生理盐水10ml后的血压

图46：推注生理盐水10ml后的呼吸

28.家兔濒危时的血压、呼吸及其测量值，如图47、48及表一、二所示。

图47：家兔濒危时的血压

图48：家兔濒危时的呼吸

29.家兔死亡时的血压和呼吸，如图49、50所示。

图49：家兔死亡时的血压

图50：家兔死亡时的呼吸

表一：实验过程中家兔的血压检测值 收缩压舒张压 平均压 脉压差 心率（次实验过程 （mmHg） （mmHg） （mmHg） （mmHg） /min） 气管插管前 113.25 78.66 90.19 34.59 327 气管插管后 118.06 88.88 98.61 29.19 321 第一次血气分析后 116.37 84.75 95.29 31.62 321 第一次气管夹闭后 118.79 96.19 103.72 22.6 216 第一次解除气管夹闭后 103.87 69.94 81.25 33.94 307 第二次气管夹闭后 115.59 91.69 99.66 23.9 75 第二次解除气管夹闭后 107.22 77.7 87.54 29.52 305 解除夹闭恢复10mim后 109.41 77.56 88.18 31.85 321 轻微气胸50ml后 103.94 84.11 90.72 19.83 370 代偿10min后 105.26 82.09 89.81 23.18 229 抽尽胸腔空气48ml后 103.6 70.05 81.23 33.56 276 恢复10min后 109.85 74.51 86.29 35.34 305 严重气胸90ml后 118.02 89.65 99.11 28.37 82 抽出胸腔内空气90ml后 97.52 69.12 78.59 28.4 232 推注油酸0.14ml后 105.85 76.74 86.44 29.11 287 油酸0.14ml及生理盐水30ml 93.71 71.33 78.79 22.38 292 注生理盐水12ml后 78.64 63.85 68.78 14.78 367 油酸0.14ml及生理盐水10ml 73.39 52.84 59.69 20.55 226 注生理盐水10ml后 65.58 45.2 51.99 20.38 210 注生理盐水10ml后 52.78 38.96 43.57 13.82 155 家兔濒危时 42.92 29.85 34.21 13.07 98 表二：实验过程中家兔的呼吸检测值 实验过程 最大值（ml/s） 最小值（ml/s） 峰峰值（ml/s） 呼吸率（次/min） 气管插管后 5.37 -6.84 11.84 99 第一次血气分析后 31.75 -32 63.75 80 第一次气管夹闭后 4.15 -8.06 12.21 50 第一次解除气管夹闭后 50.2 -42.99 93.19 83 第二次气管夹闭后 2.2 -5.74 7.94 52 第二次解除气管夹闭后 58.14 -53.25 111.39 89 解除夹闭恢复10mim后 30.41 -29.43 59.84 80 轻微气胸50ml后 45.92 -39.33 85.25 154 代偿10min后 39.33 -40.18 79.51 156 抽尽胸腔空气48ml后 53.25 -59.6 112.85 140 恢复10min后 14.29 -13.92 28.21 93 严重气胸50ml后 14.17 -9.77 23.94 136 严重气胸90ml后 5.62 -5.37 10.99 82 抽出胸腔内空气90ml后 21.37 -22.96 44.33 105 推注油酸0.14ml后 16.61 -14.05 30.66 85 油酸0.14ml及生理盐水30ml 20.15 -21.5 41.65 169 注生理盐水12ml后 19.66 -21.62 41.28 166 油酸0.14ml及生理盐水10ml 17.59 -21.25 38.84 173 注生理盐水10ml后 17.22 -20.15 37.37 174 注生理盐水10ml后 12.34 -13.19 25.53 144 家兔濒危时 5.25 -9.16 14.41 107 30.实验过程中的血气分析结果，如表三所示。

表三：血气分析结果 2.阻塞性通气障检测项目 1.正常 3.轻微气胸 4.严重气胸 5.肺水肿 碍 pH 7.389 7.176 7.257 7.156 7.168 PCO2(mmHg) 34 56.1 46.1 54.1 32.2 PO2(mmHg) 72 45 51 36 54 BEecf(mmol/L) -4 -8 -7 -10 -17 HCO3(mmol/L) 20.6 20.7 20.5 19.1 11.7 TCO2(mmol/L) 22 22 22 21 13 sO2 94% 69% 80% 53% 79% Na(mmol/L) 138 140 134 — 138 K(mmol/L) 3.6 3.9 3.8 — 3.5 iCa(mm0l/L) 1.69 1.72 1.88 — 1.47 Hct(PCV) 24% 21% 22% — 11% Hb*(g/dL) 8.2 7.1 7.5 — 3.7 六、实验讨论

1、通过血气分析判断家兔在实验过程中的酸碱平衡

在建立了动脉插管和器官插管后，血气分析结果显示各项指标都呈现正常状态，提示手术过程对家兔生理影响较小。

在建立阻塞性通气障碍模型之后，由于呼吸道阻塞引发的原发性呼吸性酸中毒导致pH值迅速降低，PCO2值也迅速降低。通过急性呼吸性酸中毒的预测公式得出，此时还合并代谢性酸中毒。此时家兔处于呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒。 在轻微气胸模型建立后，由于通气功能障碍导致的原发性呼吸性酸中毒仍为主要表现。通过预测公式后，仍提示合并代谢性酸中毒。此时家兔仍处于呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒。

在严重气胸模型建立后，经过同上处理后，家兔仍处于呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒。

在肺水肿模型中，经过同上处理后，家兔仍处于呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒。

2、分析家兔在缺氧状态下的状态

由于肺通气障碍导致的原发性低张性缺氧导致机体PO2与SO2原发性的降低，观察家兔的唇与耳，出现青紫色发绀，亦提示低张性缺氧的存在。 在缺氧存在时机体发生了功能与代谢的改变。呼吸加深加快，增大呼吸面积，

也使更多的新鲜空气进入肺部，还促进静脉回流，从来实现有利于气体在肺内交换的目的。