彭 旭 ，刘学旭 ，何学令 ，徐 海 ，鄢世兵 ，汪 雪 ，刘 建 ，李代兵 ，尹海林*

(1.四川大学 实验动物中心，四川 成都 610065；2.邛崃市人民医院，四川 成都 611530；3.成都市第五人民医院，四川 成都 611130；4.华茜宠物医院，四川 成都 610065)

近年来，人工智能化的手术机器人系统在医疗领域的应用成为研发的一大热点，各种新型的手术机器人在各类外科手术的实施中正替代传统手术和传统腔镜手术的形态，其主要应用领域包括泌尿外科、胸心外科、腹腔外科、神经外科、骨科等。猪与人类的脏器解剖位置、生理特点都很接近，比如胃肠道系统、肝肾结构和功能、皮肤等，其体型适中，在各种术式的外科教学及临床前训练中广泛应用，在新兴人工智能手术机器人功能和安全性的测试中也是不可或缺的试验动物。目前，试验猪常用的麻醉药有氯胺酮(单独应用不能够对小型猪的内脏器官产生镇痛作用，必须与其他药物联合应用才能产生较好的肌肉松弛与镇痛效果)[1-2]、戊巴比妥钠(安全范围小，对呼吸中枢有明显抑制作用，不适合猪的静脉给药)、陆眠宁Ⅱ(对心血管和呼吸具有抑制作用，不适合长时间麻醉)[3]，镇静剂有塞拉嗪(对于猪不是一种强力镇静剂)、咪达唑仑(可能会低概率出现与镇静效果截然相反的效果，如躁动或不自主运动)[4]。虽然巴马猪的麻醉方法已有报道，但腹腔手术机器人要求对试验动物的麻醉时间易控制，可长可短，尤其要满足时间较长手术的稳定进行；内脏器官镇痛作用要求好；由于手术过程伴有较高腹压气腹的建立和维持，对麻醉过程提出生理影响低、麻醉效率好、安全系数高的更多要求。因此我们需要在众多的麻醉方案基础上调整优化建立一种新的能满足手术机器人测试要求的试验猪麻醉方法，以解决手术机器人有效性和安全性测试手术期间一个普遍性的麻醉问题。综合分析目前各麻醉药品的特性，舒泰诱导麻醉期短，安全剂量范围广，但是猪的深部镇痛效果不佳；多咪静具有良好镇静效果，布托啡诺具有很好的镇痛效果，两者联用理论上可以弥补舒泰在镇静镇痛效果上的不足[5]。异氟烷在各种动物的维持麻醉中广泛使用。舒泰、多咪静、布托啡诺、异氟烷联合用于巴马猪麻醉，其使用剂量及效果鲜有报道。本试验拟采用4种药物联用的方式(其中舒泰为低剂量，多咪静为高剂量)对巴马猪进行不同时间的可控麻醉，并由我国自主研发的手术机器人进行左肾摘除、胆囊摘除和部分肝切除手术，在诱导麻醉后开始监测心率、血氧饱和度、平均动脉压和体温的变化，以评估手术过程中的麻醉效果，为机器人腹腔手术中试验猪的麻醉提供一种新的安全、有效、平稳的联合用药麻醉策略。

1 材料与方法

1.1 试验动物选取20头雌性健康巴马小型猪，5～6月龄，体质量18～20 kg，由四川宜宾横竖生物科技有限公司提供，生产许可证号：SCXK(川)2014-029。动物术前术后均在四川大学实验动物中心普通饲养系统进行，使用许可证号：SYXK(川)2018-185，饲养围栏床长210 cm， 宽185 cm ，高 70 cm ，底面积3.9 m2。每个围栏饲养4头巴马猪。动物可自由饮水，定量喂食，一天2次。环境温度控制在19～23℃，湿度40%～70%。

1.2 主要试剂和仪器舒泰50(批号：6CKX，法国维克有限公司)；多咪静(盐酸右美托咪定注射液，批号：1778402，硕腾(上海)企业管理有限公司)；布托啡诺(批号：A134A04，默沙东中国有限公司)；安定醒(盐酸阿替美唑注射液，批号1783109，硕腾(上海)企业管理有限公司)；注射用头孢曲松钠(批号：EJ170615，广西科伦制药有限公司)。动物麻醉机(VIP3000，美国Matrx)；动物呼吸机(3002PRO，美国Matrx)；生理监护仪(MEC-1000，深圳迈瑞医疗)；Miller灯泡型喉镜(C45001-00，深圳市瑞沃德)；CO2气腹机(XX.QFY，成都市新兴内窥镜科技有限公司)；手术机器人(中国，BMR-5000)。

1.3 术前试验动物准备经过4周适应性饲养后，选取经兽医检查评定为健康、精神状态良好且体质量均匀的18头巴马猪，术前禁食24 h，禁水12 h。

1.4 诱导麻醉试验猪诱导麻醉剂量按体质量计算，肌肉注射0.04 mL/kg(2 mg/kg)舒泰50，多咪静0.1 mL/kg(0.05 mg/kg)，注射完成后开始诱导麻醉计时，待试验猪四肢无力，趴下，睫毛、角膜反射近乎消失，钳夹肢末端反应几乎无反应时，停止计时。对试验猪腹部及背部剃毛，并用温水擦拭全身，完成后将试验猪经手术缓冲间搬运上手术台，使之处于俯卧位，开始气管插管。

1.5 维持麻醉通过Miller灯泡型喉镜观察，迅速将5#气管插管(内径5.0 mm，外径6.7 mm)插入试验猪气管中，确认有气流出入气管插管后，试验猪口腔用纱布卷进行咬合，并用纱布条固定在其上颚，拉出舌头。迅速将气管插管和动物呼吸麻醉机连接，氧气减压阀刻度调至0.4 MPa，氧气流量计刻度调至3 L/min，呼吸麻醉机挥发罐刻度调至1～2，呼吸机参数为潮气量400 mL，呼吸频率为20次/min，进行维持麻醉。待动物进入维持麻醉状态后，肌肉注射0.5 mL(5 mg)布托啡诺，耳缘静脉建立静脉通道后，静脉注射1 g注射用头孢曲松钠。

1.6 手术及麻醉监护将试验动物随机分为3组，每组6头，分别进行左肾摘除、胆囊摘除、部分肝切除手术。应用迈瑞-1000监护仪连续监测心率(heart rate,HR)、血氧饱和度(oxygen saturation，SpO2)、平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)、体温(temperature，t)。监护仪连通后，计时0 min，并开始记录，每隔10 min记录1次。术区皮肤消毒隔离后，用手术刀切一小口，用10 mm戳卡戳入腹腔，将气腹机气管与戳卡气嘴连接，打开气腹机并保持在8 mmHg压力，动物腹部鼓胀合适，建立气腹。

1.7 术后苏醒及护理手术结束后停止吸入异氟烷，给予全氧呼吸，同时肌肉注射0.5 mL(2.5 mg)安定醒，开始对苏醒进行计时。当试验猪四肢开始活动，恢复自主呼吸后即拔出气管插管，待其可以四肢站立后，计时结束，将其放回饲养围栏床单独饲养恢复。4 h后给水，12 h后可以进食少量流食(水泡的糊状饲料)，24 h后正常饲喂，自由饮水。术后5 d 内，全身应用抗生素，肌注头孢曲松钠，剂量为25 mg/kg，2次/d；皮肤切口周围涂擦碘酊，防止感染。

1.8 统计学方法采用SPSS 17.0软件对数据进行分析，各组数据均以平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 试验猪诱导麻醉效果观察肌肉注射多咪静和舒泰后，在最短时间2 min和最长时间18 min以内(平均时间10.5 min)，如表1所示。试验猪出现低头，四肢站立不稳，趴下，翻正反射消失，表示试验猪进入诱导麻醉期。将其抬上手术台，待咽喉部骨骼肌松弛后行气管插管，并连接呼吸麻醉机。随后对试验猪腹部及背部剃毛，全身温热水擦拭，全程控制在6 min以内。由于舒泰具有不同程度呼吸抑制作用，因此在试验猪被抬至手术台后，可观察到试验猪皮肤、唇部及口腔黏膜有轻微的发绀缺氧现象。当连接到呼吸麻醉机后，异氟烷浓度调为0，只输入医用氧气，2～3 min后，试验猪发绀现象缓解，将异氟烷输入刻度调为1～2。

表1 术前诱导麻醉及气管插管时间

2.2 手术过程中试验猪各项生理指标检测2个试验组猪分别进行左肾摘除和胆囊切除术，手术时长和维持麻醉时间均约为150 min，术中麻醉生理监测结果见表2,3；第3组试验猪行部分肝切除术，手术时长和维持麻醉时间均约为90 min，术中麻醉生理监测结果见表4。18头试验猪均顺利完成1.5～2.5 h的腹腔手术。在0～30 min，各组试验猪心率、平均动脉压普遍偏高，血氧饱和度偏低，体温基本上维持不变；30 min后，心率和平均动脉压开始下降，并恢复至平均值附近。整个术中麻醉平稳，基本无疼痛反射，也无不良反应，心率、血氧饱和度、平均动脉压、体温监测值均在合理波动范围之内。

表2 胆囊摘除手术生理监测指标

表3 左肾摘除手术生理监测指标

表4 部分肝切除手术生理监测指标

2.3 各组试验猪苏醒情况从注射安定醒开始计时，至试验猪双眼睁开，四肢开始划动，挣扎，具有吞咽反应时结束计时，此时间为试验猪苏醒时间。经过1.5～2.5 h的麻醉，各组试验猪均能顺利苏醒，其中苏醒时间最短为14 min，最长为22 min，各组试验猪平均苏醒时间如表5所示，组间苏醒时间并无明显差异，18只试验猪平均苏醒时间为18.3 min。

表5 各组试验猪苏醒时间

3 讨论

3.1 诱导麻醉监测分析舒泰是一种新型分离麻醉剂，它含镇静剂替来他明和肌松剂唑拉西泮，是兽医临床上常用的麻醉剂，广泛用于大小动物及野生动物的麻醉[6-11]，其诱导期迅速而平稳，具有较好的肌松和镇痛效果。但其麻醉时间短，只能维持0.5～1.0 h，稍高剂量时可见明显的呼吸抑制，血压和心率明显上升。同时，由于猪对唑拉西泮敏感性较低，单独注射舒泰的镇痛效果不理想，不能起到很好的镇痛肌松作用，成年猪苏醒后后肢力量受到较长时间抑制[12]。因此临床中迫切需要一种联合用药方式，既能对猪起到良好镇痛作用，同时又能起到较好的肌松效应。多咪静是一种高特异性的α2-肾上腺素受体激动剂[13]。α2-肾上腺素受体的激活能降低交感神经的活性，产生镇静和止痛作用，对呼吸系统无抑制作用，但易造成动物心动过缓和低血压[14]，兽医临床上主要用于大动物和小动物的镇静剂和镇痛剂，也可用于深度麻醉前的前驱麻醉。舒泰联合多咪静曾在鹿和棕熊等大型动物的麻醉中取得较好效果[10,15]。因此本试验选择低剂量舒泰联合高剂量多咪静作为猪的诱导麻醉剂，避免呼吸抑制以及镇痛效果不佳，影响手术操作。结果显示，由于个体差异，试验猪的诱导麻醉时间最短为2 min，最长为18 min，平均10.5 min即可使动物安静、肌肉松弛，迅速度过镇痛期和兴奋期，达到诱导麻醉效果，使得气管插管时能顺利通过会厌和声门，进入气管，而不遭到动物的抵抗。

由于手术机器人腹腔微创手术需要建立8 mmHg压力气腹，当气腹压力上升后，膈肌上升，肺底部受压，呼吸系统顺应性下降，气道压力上升，肺泡无效腔量增大，致潮气量及肺泡通气量均下降，通气功能受阻，肺回心血量减少[16]。在无辅助呼吸设备的情况下，极易造成试验动物呼吸不畅，因缺氧窒息而死亡。本次腹腔微创手术时间长，舒泰联合多咪静不能达到接近3 h的麻醉时长。异氟醚是一种挥发性麻醉剂，经联邦药品管理局(FDA)批准用于全身麻醉的诱导和维持，是兽医临床上最常用的吸入麻醉药，其在组织及血液内溶解度低，在体内极少参与代谢，几乎完全由肺泡经呼吸排出，不产生肝肾毒性，对试验结果不造成影响[17]，且停止吸入麻醉后，动物快速苏醒。鉴于上述原因，我们需使用异氟烷作维持麻醉剂，使麻醉深度和时间易于控制，保证麻醉安全有效。

3.2 心率及平均动脉压监测分析在本试验的麻醉过程中，每一头巴马猪在诱导麻醉后至维持麻醉初期的心率和平均动脉压均较其余麻醉期高。有研究表明，舒泰可引起犬的心率增加，这是舒泰中的主要成分替来他明直接抑制心肌层以外的血管神经系统，产生拟交感作用，引起血压升高和心率加快的原因之一[18-20]。原因之二是气腹建立之后，气腹压力增加，其机械压迫对血流动力产生干扰，使外周血管阻力增大，收缩压、舒张压均升高，心率加快[21]。当维持麻醉进行至30 min以后，随着舒泰在动物体内的逐渐代谢，起维持麻醉作用的主要是异氟烷，心率和血压下降至平均水平，但又略高于参考平均值。镇痛剂布托啡诺经肌肉注射后，10～15 min起效，30 min达到血药浓度高峰，作用持续时间3～4 h，镇痛效果强，为吗啡的4～8倍[22-23]，作用期间能使动物痛阈值升高[24-25]，有利于动物的维持麻醉，麻醉平稳率高。镇静、肌松、镇痛效果是评价麻醉药好坏的直接标准，也是检验它是否能满足临床实践的重要指标[26-27]。在本试验中，在诱导麻醉阶段肌注多咪静，维持麻醉阶段肌注布托啡诺，整个手术过程中，包括戳卡的建立、组织分离切割、电凝止血、缝合等动作，试验猪均未出现疼痛反射，心率和动脉压表现平稳，各项生理检测指标均在正常范围内波动[6-8]。结果表明多咪静和布托啡诺联和使用，其镇痛镇静效果明显。

3.3 血氧饱和度监测分析血氧饱和度用于评估机体的氧合状态及麻醉剂对呼吸和心血管的抑制作用。正常时血氧应高于94%，当低于94%时表明产生了轻度的低氧血症，当低于90%时，可能产生了威胁生命的低氧血症[28]。在诱导麻醉期，由于舒泰对呼吸具有抑制作用，同时多咪静易造成动物心动过缓和低血压，因此当试验猪进入诱导麻醉期至完成气管插管并连接上呼吸机的短短几分钟时间，试验猪呼吸道分泌物增多，自主呼吸减弱，致其出现短暂轻度缺氧症状，因此在接通呼吸机和监护仪的0 min 监测时，平均血氧饱和度均低于94%，开始维持麻醉至手术结束，试验猪血氧饱和度均维持在94%以上，并在正常生理范围内波动[6-8]，术中全程未出现发绀现象，动物生理状态良好。

3.4 体温监测分析多数麻醉剂是通过中枢神经系统的抑制，干扰下丘脑体温调节中枢对体温信息的整合，从而使机体的体温调节功能减退[8]。麻醉期间动物的基础代谢率下降和体热向周围环境的散失也可导致体温下降[29]。试验猪进入麻醉状态以后，将体温传感器置于口腔以内，监测口腔温度平均值为36.63℃，低于正常状态下体温参考值，此时的体温降低属于诱导麻醉期替来他明对体温调节中枢产生的抑制作用[8]，同时麻醉后血管扩张，机体热量从中心向外周再分布，降温早且降温快。在维持麻醉过程中，异氟烷有直接扩张外周血管作用，抑制紧张性温度调节性的血管收缩，导致动静脉分流血管扩张[30-33]，体温低于正常值水平，但全程麻醉过程中体温变化均小于1℃，波动范围小，考虑到口腔监测温度低于直肠监测温度，同时试验猪口腔全程处于张开状态，而其他生理监测正常，因此可认为本试验中的体温监测值在正常范围内波动。

综上所述，巴马猪行手术机器人腹腔手术，使用高剂量多咪静和低剂量舒泰联用作为诱导麻醉剂，异氟烷吸入麻醉作为维持麻醉，布托啡诺作术中镇痛剂，安定醒作苏醒剂，是一种平稳安全、镇静镇痛效果优异、麻醉时间较长、术后苏醒快的麻醉方案，可以保证手术机器人顺利完成胆囊切除、部分肝切除和单肾摘除手术，保证手术机器人测试结果的客观性。