楊曉玲 趙迅霞 李桂忠 田玨 楊曉明 楊安寧 馬勝超 吳倩倩 姜怡鄧

摘?要：目的：探討病理生理學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中采用張力換能器替代傳統(tǒng)U型水檢壓計(jì)記錄胸腔壓力。方法：利用電子計(jì)算機(jī)、張力換能器和瑪力氏氣鼓三者組合檢測(cè)家兔胸腔壓力并比較該裝置與傳統(tǒng)水檢壓計(jì)的優(yōu)劣性。結(jié)果：張力換能器聯(lián)合瑪力氏氣鼓和電子計(jì)算機(jī)描記胸腔壓力在結(jié)果呈現(xiàn)、標(biāo)記、數(shù)據(jù)反演等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)U型水檢壓計(jì)。結(jié)論：張力換能器聯(lián)合瑪力氏氣鼓和電子計(jì)算機(jī)能夠更好地描記胸腔壓力，可以用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：張力換能器?胸腔壓力?病理生理學(xué)?實(shí)驗(yàn)

在動(dòng)物身上復(fù)制疾病模型是病理生理學(xué)研究常用的方法和手段，當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和提高，新型的記錄手段已經(jīng)廣泛應(yīng)用于病理生理學(xué)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，如利用計(jì)算機(jī)和張力換能器取代傳統(tǒng)的記紋鼓記錄動(dòng)物的體重、用壓力換能器取代傳統(tǒng)的水檢壓計(jì)記錄中心靜脈壓，這些新的記錄手段已經(jīng)得到了業(yè)界廣泛的認(rèn)可。本文利用計(jì)算機(jī)和張力換能器替代傳統(tǒng)的“U型水檢壓計(jì)”記錄胸腔壓力，用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，取得了一定的成效。

一、胸腔壓力的形成與氣胸

機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，胸廓發(fā)育的速度要快于肺臟，使得胸廓的自然容積大于肺的自然容積。而呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)由于肺和胸廓之間存在密閉的胸膜腔以及肺臟本身的可擴(kuò)張性導(dǎo)致肺隨胸廓的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。胸膜腔是一個(gè)密閉的潛在的腔隙，由兩層胸膜組成，包括緊貼于肺臟表面的臟層和緊貼于胸廓內(nèi)壁的壁層，胸膜腔內(nèi)沒(méi)有氣體，僅含有少量漿液使兩層胸膜緊緊貼在一起，同時(shí)減小摩擦，促使肺臟隨胸廓的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。由于兩層胸膜的緊貼作用，從胎兒出生后第一次呼吸開(kāi)始，肺臟就被牽引而始終處于擴(kuò)張狀態(tài)。因此，胸膜腔內(nèi)壓受到肺泡擴(kuò)張的肺內(nèi)壓和使肺泡縮小的肺回縮壓這兩種相反的力的代數(shù)和。在吸氣末和呼氣末，肺內(nèi)壓與大氣壓相等，而海平面的大氣壓值為零，因此，胸腔內(nèi)壓的數(shù)值等于負(fù)的肺回縮壓，這種負(fù)壓可以幫助肺泡擴(kuò)張完成吸氣過(guò)程。吸氣時(shí)，肺擴(kuò)張，肺的彈性回縮壓增大，胸膜腔負(fù)壓更負(fù)（數(shù)值變小），呼氣時(shí)，肺縮小，肺的彈性回縮壓減小，胸膜腔負(fù)壓也減少（數(shù)值增大）。如果胸膜腔破裂，與大氣相通，空氣將立即進(jìn)入胸膜腔，形成氣胸，兩層胸膜彼此分開(kāi)，肺將因其本身的回縮力而塌陷。氣胸一旦形成，胸腔壓力逐漸增大，臨床上會(huì)出現(xiàn)胸痛、呼吸困難、氣促、發(fā)紺，甚發(fā)生休克等嚴(yán)重表現(xiàn)。因此，氣胸具有發(fā)病急、進(jìn)展快、死亡率高等風(fēng)險(xiǎn)，復(fù)制氣胸動(dòng)物模型能夠模擬臨床的氣胸狀態(tài)，且伴隨胸腔壓力的改變，必然伴有呼吸頻率和幅度、血壓等功能指標(biāo)的變化。

二、傳統(tǒng)描記胸腔內(nèi)壓的手段

水檢壓計(jì)是傳統(tǒng)記錄胸膜腔壓力的常見(jiàn)手段，其原理也是利用了大氣和胸膜腔之間的壓力差實(shí)現(xiàn)的。在吸氣相，肺擴(kuò)張，體積增大，胸膜腔壓力減?。ㄘ?fù)壓增大），尤其到吸氣末達(dá)到峰值;而在呼氣相，肺彈性回縮，體積減小，胸膜腔壓力增大（負(fù)壓減小），在呼氣末達(dá)到最大。水檢壓計(jì)U型管中液面的初始高度

為“0”，胸腔穿刺成功后，伴隨呼吸運(yùn)動(dòng)，U型管里液體（有顏色便于讀數(shù)）便隨著呼吸運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)液面的上下波動(dòng)，這個(gè)波動(dòng)的變化數(shù)值就是胸腔壓力數(shù)值。

三、張力換能器描記胸腔壓力

由于胸膜腔和大氣之間壓力差的存在，我們嘗試用張力換能器連接電子計(jì)算機(jī)輔助以瑪力氏氣鼓替代傳統(tǒng)的水檢壓計(jì)記錄胸膜腔壓力的變化，其工作原理與水檢壓計(jì)相同，區(qū)別在于本裝置將呼吸運(yùn)動(dòng)的張力大小通過(guò)瑪力氏氣鼓傳感給張力換能器，張力換能器再將張力信號(hào)傳給電子計(jì)算機(jī)，最后將胸腔壓力的變化以圖形（曲線）記錄出來(lái)。

四、兩種手段在病理生理學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的比較

水檢壓計(jì)和張力換能器描記胸腔壓力的共同特點(diǎn)是能夠即時(shí)的反映胸腔壓力的變化情況，其不同之處在于水檢壓計(jì)所檢測(cè)的數(shù)據(jù)是用人工的方法即用操作者的眼睛進(jìn)行觀察并記錄具有一定的主觀性，而用張力換能器則是通過(guò)計(jì)算機(jī)將張力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)來(lái)記錄胸腔壓力的變化情況，數(shù)據(jù)信息讀取準(zhǔn)確，曲線清晰可見(jiàn)，一目了然，方便記錄和分析，相對(duì)比較客觀。與傳統(tǒng)的水檢壓計(jì)相比，張力換能器連接電子計(jì)算機(jī)輔助以瑪力氏氣鼓記錄胸腔壓力具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本裝置實(shí)現(xiàn)了用現(xiàn)代化的技術(shù)描記胸腔壓力變化，直觀、迅速、實(shí)時(shí)。（2）本裝置記錄的數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存、回看、隨時(shí)添加標(biāo)記、剪輯，實(shí)現(xiàn)了胸腔壓力與其他指標(biāo)如血壓、呼吸等變化同步化記錄，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加客觀、準(zhǔn)確，記錄的是全程數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng)水檢壓計(jì)只能記錄某一個(gè)點(diǎn)、存在一定主觀性的缺陷。

如圖1所示，我們以家兔為研究對(duì)象，先進(jìn)行氣管插管并描記正常呼吸曲線，再穿刺胸膜腔記錄胸腔壓力，待穿刺成功后記錄正常的胸膜腔壓力，然后進(jìn)行胸膜腔注氣復(fù)制小量閉合性氣胸、大量閉合性氣胸模型，待家兔各項(xiàng)指標(biāo)平穩(wěn)后開(kāi)胸復(fù)制小開(kāi)放性氣胸和大開(kāi)放性氣胸模型，觀察不同情況下胸腔壓力的動(dòng)態(tài)變化，利用張力換能器在記錄胸腔壓力的同時(shí)同步記錄家兔的血壓、呼吸等變化，能客觀、真實(shí)的反映某一時(shí)刻各個(gè)指標(biāo)的變化并分析其內(nèi)在聯(lián)系，利于數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)和結(jié)果的分析。

五、存在的問(wèn)題、展望

張力換能器連接電子計(jì)算機(jī)輔助以瑪力氏氣鼓記錄胸腔壓力是一種利用新儀器、設(shè)備記錄胸腔壓力的方法和技術(shù)手段，有一定的優(yōu)越性。但是，在描記過(guò)程中，胸腔壓力的負(fù)值較難直接呈現(xiàn)，我們將在以后的實(shí)踐中進(jìn)一步摸索，力求能夠更加真實(shí)、實(shí)時(shí)的記錄胸腔壓力的動(dòng)態(tài)變化，讓學(xué)生能更直觀的認(rèn)識(shí)這一指標(biāo)，以期提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]顏方，郭甦，陳曹陽(yáng)，熊莉莉.皮勇多層腔隙階梯負(fù)壓體表胸膜腔臨床研究與應(yīng)用.醫(yī)療裝備.2017（5）：48-50.

[2]李彩霞，李昕鈺.氣胸心電圖特點(diǎn)分析及臨床意義.中國(guó)繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育.2015，7（14）：56-57.

[3]孫繼飛，李娜，李雪瑩.48例新生兒發(fā)生氣胸的危險(xiǎn)因素分析.中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥.2019，14（8）：17-19.