实验动物呼吸
动物呼吸机的功能及分类
动物呼吸机的定义
动物呼吸机的功能简单来说，就是给实验的对像肺部通气，其英文名为Ventilator，直译就是通气机。
动物呼吸机的结构
一般呼吸机的结构如下图：
呼吸机的本质就是一种气体开关，控制系统通过对气体流赂的控制而完成给实验动物肺部供气，保持实验动物生理活性的设备。
实验中使用的动物呼吸机，需要具备四个基本功能：呼吸机必须具备四个基本功能，即向肺充气、吸气向呼气转换，排出肺泡气以及呼气向吸气转换，依次循环往复。因此必须有：⑴能提供输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作；⑵能产生一定 的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能；⑶能提供合适的潮气量 （TV）或分钟通气量（MV），以满足呼吸代谢的需要。
动物呼吸机的分类
对于动物呼吸机的分类，可依据不同的的分类方式，可进行以下分类：
1、依据呼吸控制方式的不同，可分为压力控制型呼吸机，容积控制型呼吸机。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。相对而言，活塞式呼吸机，容积控制精确，结构简单易用，但功能少。电磁阀式呼吸机与临床呼吸机原理，功能类似，功能多，结构复杂，压力控制精确。
3、依据调控方式不同，可分为简单控制型和微电脑控制型。一般的活塞呼吸机使用简单控制，而电磁阀呼吸机使用微电脑控制。
动物呼吸机的工作模式
控制通气(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。
控制通气(CV）适用于自主呼吸消失或很微弱的情况，比较典型的应用，就是实验动物的开胸的手术。
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，呼吸比等参完成通气。
压力控制通气(PCV)则是呼吸机按照预置的频率和呼吸比和吸气压力工作。
输助通气(AV):是在有自主呼吸的实验动物吸气时，呼吸机提供部分通气支持。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。输助通气是一种与临床应用类似的呼吸方式，动物的输助通气一般可通过设置压力触发，人工触发或定时触发等方式启动。对于动物呼吸机而言，输助通气(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):这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有控制通气，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。
动物呼吸常见的参数
动物呼吸机在使用的过程的，需要设定相应的呼吸参数。下面就呼吸机使用的通常需要设定的几个参数，做个简单说明：
潮气量(Tidal Vol)： 是指的呼吸机每次泵气气体的体积。
呼吸频率(RR）：每分钟泵气的次数。
泵气压力(Targ Press）：呼吸机每次泵气要使气道内达到的压力，这个值一般为15cmH2O压力，而且不同的。
初始压力( Init Press)：在容积控制模式下，初始的泵气压力，一般缺省值为15cmH2O。
最大压力(Max Press):在容积控制模式下，动物气道内能到达的最大压力，这个参数用户防止潮气量过大，损伤动物肺。一般缺省值为20cmH2O。
最小压力(Min Press）：在容积控制模式下，动物气道内必需达到的最小压力，这个参数用户防止潮气量过小，损伤动物肺。一般缺省值为5cmH2O。
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。
吸/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。
一般动物的呼吸参数
下表的常见实验动物生理参数指标
实验动物的部分生理指标
推荐的啮齿类动物呼吸机参数
气管插管的常用方法
气管插管是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16-18G套管，小鼠一般使用22-24G套管。
气管插管的方法，我们归钠起来有以下几类：
1 切气管，直接插管法
这是一种最直接的方法，其步骤是暴露颈部后，于喉部下缘至胸骨上缘之间沿正中切开皮肤，用皮钳将皮肤向外侧牵拉，用止血钳钝性沿正中线纵向分离皮下组织，暴露颈前肌肉群。气管位于颈部正中，沿正中线顺肌肉走行方赂用止血钳钝性分离肌肉，暴露气管。游离一段气管，后做倒T型切口，将气管插管由切口向肺端插入适当深度，再用丝线将插管与气管进行结扎。
这种方法操作直观，但缺点很明显，手术操作复杂，实验效率底，动物气插有开口，对动物损伤大，后期恢复慢，而且由于刺激性大，会在动物的肺部和气管中产生大量的分泌液堵塞气管插管，影响呼吸机泵气，甚至会导致动物的窒息死亡。实验中能采用减少动物窒息的处理办法是术前注射阿托品或用实验中定期使用注射器吸分泌物。
2 切气管，逆行导丝法
这种方法与上面提到的方法类似，但不是直接插入气管插管，而是在气管开口中朝口腔方向插入金属导丝，然后气管插管再顺着导丝方向插入气管，待气管插管插入后，拔除导丝，缝合气管及颈部皮肤，这种方法产生的分泌物会比直接插管少，但一样的，会对动物的生理状态产生较大影响，动物恢复慢，损伤大。
3 经口插管，盲插法
这是一种完全凭借手感的插管方法，动物采用仰卧位，插管时，如是导管通过声带进行气管则有轻微的阻力感，如果插入食道就没有这种阻力。这种方法需要反复练习，而且盲插过程中反复试插极易造成咽喉损伤和声带水肿，强烈的机械刺激可造成实验大鼠强烈的应激反应，干扰实验结果。而且经口插管，需要将动物提前麻醉到一个较深的程度，这样才可以很方便的在动物口腔内进行操作。
4 经口插管，透射光辅助法
这种方法是在盲插法的基础上，在动物的颈部皮肤附近放置一个较大功率的光源，由于动物颈部皮肤较薄，会有部分光线穿过皮肤照亮动物的气管，插管时可以观察到会厌和声带运行，从而可以在明视野下插管。这种方式可以提高盲插的效率，操作简单易行，但较大功率的光源不好找，而些这类光源一般发热量大，会对动物有一定影响。
5 经口插管，光纤辅助法
针对气管插管的难题，国内Kent等专业公司提供了一种专用的光纤光源，操作过程中先将动物固定到一个显70倾斜的平板上，光纤插入到气管插管中，然后利用这种带光源的气管插管在明视野条件下经口腔插入动物的气管，然后拔掉光纤，用专用的气泡接到气管插管中，吹泡检测是否气管插管到达需要的位置，如果确认插管到位，再将气管插管与呼吸机的Y型接口相连。
光纤辅助法是目前插管最快，成功率最高的方法，同时对动物的损伤小，要操作人员的技能要求低。但操作需要购买专用的配件。
赞德仪器公司是一家经营生理、药理学实验设备的专业公司，国内总部位于上海，在科研仪器领域，公司目前经营的产品主要泛及：神经科学、心血管、能量代谢等方向。