CN1137659C - 大鼠尾脉搏间接血压测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明改进了药学实验中使用的尾脉搏法间接测量大鼠血压的方法及其设备。不用加温，用测压袋作大鼠固定器，改进了尾动脉脉搏检测器中的压迫片结构，设计了可同时监视多组动物脉搏波的平行操作测压系统，开发了测压系统计算机软件，可同时快捷、直观、简单、准确地测量多个大鼠的血压，大大提高实验速度。

Description

大鼠尾脉搏间接血压测量设备

技术领域    本发明属于一种药学实验中使用的测量大鼠血压的方法及其设备，尤其属于改进的大鼠尾脉搏间接测压的实验方法与设备。

背景技术    清醒大鼠间接测血压的方法以尾脉搏测压法最为常用(《药理学实验方法学》第二版，徐叔云、卞如濂、陈修主编，第807页)，即：给大鼠尾根部施以一外加压力，当外加压力超过收缩压时，尾动脉血流中断，此时尾动脉脉搏波消失；当压力逐渐降低到等于收缩压或稍低于收缩压时，血流流入尾部，尾动脉脉搏波开始出现；随着压力的不断减小，流入尾部的血液量也不断增加，脉搏波的幅度也随之不断增大；当外加压力减小到舒张压时，脉搏波达到最大幅度，以后脉搏波的幅度不随外加压力的继续减小而变化。因此，脉搏波开始出现时的外加压力即为收缩压，而脉搏波达到最大值时的外加压力即为舒张压。可见，用本法测压的关键是检测到脉搏波。现有的基本装置如图1所示，包括下列系统装置：  加温装置21，通常采用全身加温，因此需用一保温箱或可调控的恒温箱来给动物加温；大鼠固定器，通常制作一个鼠筒22，可以将动物放在内部而鼠尾则露出于筒外用于测压；加压袖口23，通常用一硬质套管制作，直径1～2cm，长2～3cm，内有一层厚约0.25mm的薄橡皮膜，橡皮膜固定在套管两端；加压袖口与压力检测装置25相连；尾动脉脉搏检测器24，常用压电晶体脉搏换能器，检测器与脉搏波检测装置26相连。测压时尾部套上加压袖口，将检测器绑于尾部适当位置，通过尾动脉脉搏搏动的压力转变成电信号，经放大后供记录或观察用。由于平常时尾动脉搏动很微弱，现行仪器常需通过给大鼠加温，使得体温明显升高，尾动脉明显扩张后(大鼠尾巴有散热的功能)，才能检测到脉搏波。

现有的测压仪器虽能测到血压，但存在如下五大缺点：

1、由于尾动脉搏动很微弱，为了检测到脉搏波完成测压过程，在测压时通常需给动物加温(常用40℃加温)。而加温不仅导致体温升高，同时也引起血压升高，使得所测血压结果不可靠。文献报导，肛温升高0.4～2℃时，用上法所测大鼠血压比正常值升高10～80mmHg，且高血压大鼠对加温引起的血压升高更敏感(接下页)(Yen TT，et al，Life Sciences 1978；22：359)。温度太高还会引起其他毒性反应，甚至使动物死亡。

2.用现有仪器测压时，加温后的动物需立即完成测压过程(通常需在数分钟内完成全过程)，时间稍久即因体温下降尾动脉收缩而检测不到脉搏波。而实验者对动物的抓握及固定，必然使动物处于紧张状态，导致心跳加快血压上升。因此，不能保证获得的结果就是动物在平静、安静状态时的血压值，也会使所测血压值不可靠。

3.现有方法对脉搏波的检测通常是被动的，必须在尾动脉明显扩张后，脉搏检测器才能检测到脉搏波，脉搏检测器本身不能通过主动作用于尾动脉来检测脉搏波。

4、现有测压仪通常不能通过及时检测脉搏波的变化，来完成测压过程。而是要加温一段时间，在动物体温已经升高、尾动脉明显扩张、脉搏波明显呈现时来完成测压过程。这种方法的缺点在于：不能保证正好在尾动脉脉搏波刚刚达到测压要求时及时进行测压，有的动物可能脉搏波早已达到了测压要求，体温及血压已比正常值升高很多。因此，也影响到所测血压的可靠性。

5、现有检测方法每次只能测试一只大鼠，测压速度相对较慢。

本发明的目的在于：

1、省去专门给实验动物加温这一步骤，以便尽量消除由于动物体温明显升高，对所测血压结果的可靠性产生的不利影响。

2、改进尾动脉脉搏检测器的结构，使其能顺着尾动脉血管主动压迫之，提高脉搏波检测的灵敏度。

3、改进动物固定器的结构、形状和材料，使动物能保持安静、不紧张，并有保温作用，保证在动物处于安静、不紧张的状态下测定血压，以提高所测结果的可靠性。

4、直接监视尾动脉脉搏波，做到只要脉搏波幅度达到了测压的要求，即及时测量血压，消除由于不能及时进行测压造成的所测结果的不可靠性。

5、设计一可同时监视多组动物脉搏波的多组平行操作测压系统，以便加快测压速度。

6、开发尾脉搏间接测压系统的计算机软件，使测压过程快捷、直观、简单、准确。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1.改进的大鼠血压测量方法包括将大鼠放入固定器，套上加压袖口，绑上脉搏检测器，加压，测压，其特征在于：省去了给大鼠加温。

省去给实验大鼠加温这一步骤后，由于尾动脉搏动很微弱，必需对实验方法和实验设备进行改进，才能准确检测到脉搏波。

2.改进的尾动脉脉搏检测器，其特征在于：尾动脉压迫片为凸起结构，可以主动压迫尾动脉。

根据上述改进的测量大鼠血压的尾动脉脉搏检测器，其特征在于：凸起结构的压迫片，以“山”字型结构为最佳。

改进的尾动脉脉搏检测器仍然使用压电晶体脉搏换能法，压电晶体采用直径27mm或20mm的蜂鸣器片，但对直接压迫尾部的压迫片进行改造。对大鼠尾部的解剖后我们发现：大鼠尾部有四组血管(动脉+静脉)，分别位于尾的两侧面及上下部位，且以两侧面的两组血管较粗大适宜于测压。动脉血管包裹在肌肉内部呈向内凹陷状，且该部位较柔软，而其两边为较坚硬的肌腱和骨质。用手触摸可明显感受到柔软、内凹的血管部位及两边坚硬、外凸的骨质部位。根据以上结构特点，将尾动脉压迫片制作成适当高度及宽度的中间凸起型结构，而以边缘也凸起的“山”字型结构(图2、3、4)为最佳。当将压迫片3-1用较大力度压迫住血管部位时，其表面可顺着尾部的内凹血管沟向内主动压迫血管，有利于压电晶体片3-2感受尾动脉的搏动，脉搏信号通过输出导线3-3输入信号集成器。实验表明，这样的设计可明显提高脉搏检测器的灵敏度。

3.测量大鼠血压用的固定器，其特征在于：前小后大，前端开孔，便于动物呼吸。

根据上述测量大鼠血压用的固定器，其特征在于：采用保温、遮光的软质材料制成。

根据上述测量大鼠血压用的固定器，其特征在于：保温、遮光的软材料可选用厚纤维、塑料等。

大鼠固定器的改进是为了能在动物安静、不紧张的情况下可靠地测得血压值。鼠类有喜暗避光的习性，若将大鼠放于暗处，动物必比较安静而不紧张。据此，制作了测压袋(图6、7)。用不透明且保温、遮光的软质材料(通常可用棉布)制作测压用的固定器一测压袋，根据动物的体重及身体结构特点，测压袋制作成不同大小规格，形状前小后大，类似三角形，前顶端两侧(图6)或中央(图7)开有出气孔，以利于动物呼吸。动物处于这样的测压袋中，必然会安静而不紧张，加上脉搏波的出现需要一段时间(常在20分钟内)，因此可以保证在大鼠处于安静、不紧张状态时测压。

4.多个大鼠血压测量装置(图8)包括：多个加压袖口2，通过七开口连通管7与加压球8及压力传感器9相连，压力传感器与压力信号放大器10相连，放大后的压力信号通过多通道模-数转换卡(A/D卡)11输入计算机12；多个脉搏信号检测器3与脉搏信号集成器4相连，集成器再与多通道A/D卡11相连，将多路脉搏信号输入计算机12，用计算机同时同步监视多组平行操作的动物尾动脉脉搏波的变化。

上述多个大鼠血压测量装置中的信号集成器，其作用在于将压力信号及多组脉搏信号集成起来，以便通过连接导线输入A/D卡，通常可设计成两种形式的结构：(1).如果A/D卡本身可以对信号有10倍以上的放大功能，则只要在每路信号输入电路的两极之间并联一个电阻(电阻值在1MΩ为佳)即可。这种形式的信号集成器的基本结构见图5，包括：脉搏信号输入插座4-1，信号输出插座4-2(接A/D卡，位于后面板)，接地插座4-3，压力信号输入插座4-4，电阻4-5；(2).如果A/D卡本身没有信号放大功能，则集成器内部对每路脉搏信号应设计一信号放大功能，放大倍数以10～25倍为佳。这种形式的信号集成器的结构就比较复杂，且应配置电源。

这套能同时监视多组动物脉搏信号的测压系统(图8)，实验时计算机可同时监视多只大鼠的脉搏波变化，脉搏波可直接在电脑显示屏上观察到。实验时可发现脉搏波逐渐出现，幅度不断增大，当脉搏波幅度达到测压要求时，实验人员即能及时进行测压。这样不但加快了测压速度，而且可以保证在脉搏波幅度达到测压要求时及时进行测压。

我们认为脉搏波逐渐增大是多种因素综合作用的结果，其综合因素有：(1).脉搏检测器灵敏度的提高；(2).由于脉搏检测器对尾动脉的主动压迫，使尾部血流受阻，引起尾部一定程度的缺血，引起尾动脉代偿性扩张；(3).由于测压袋的保温作用，引起动物一定程度的体温升高。但体温升高不会太多，15只大鼠(雌雄不拘)的体温测定实验表明，在环境温度为23.5-25℃时，将动物放入测压袋并且安静地待在里面10分钟、20分钟、30分钟后的肛温与放入5分钟后的肛温比较，体温绝对升高值分别为：0.10±0.11、0.16±0.14、0.19±0.17℃。可见体温增加值不超过0.40℃，如此小的体温升高对动物血压的影响应是相对较小的。

5.尾脉搏间接测压系统计算机软件包括：多组动物脉搏波监视模块；血压及心率测量模块；结果观察及输出模块；结果输入及保存模块等。

本发明与现有技术相比，产生如下有益效果：

1.本发明无需给实验动物专门加温，不仅省去了加温装置，更重要的是使所测血压结果更加可靠，较好地消除了由于动物体温明显升高对动物血压产生的不利影响。

2.改进动物尾动脉脉搏检测器的结构，将尾动脉压迫片制作成适当高度及宽度的中间凸起形结构(以“山”字形结构为最佳)，其表面可顺着尾部的内凹血管沟主动向内压迫动脉血管，有利于压电晶体片感受尾动脉的搏动，明显提高了脉搏检测器的灵敏度。

3.改进的大鼠固定器测压袋有二个优点：(1).给动物提供一个黑暗环境，有利于动物处于安静、不紧张的状态；(2).对动物身体起到一定的保温作用，有利于尾动脉的扩张；(3)制作测压袋所用的材料质地较软，不会刺激大鼠造成人为的血压上升。

4.设计了一可同时同步监视多组动物脉搏波的平行操作血压测压系统，不仅能做到及时测压提高所得结果的可靠性，而且明显加快了测压速度。如图8所示的系统测压速度将是单独一个个进行测压操作的六倍。

5.利用大鼠尾脉搏间接测压系统计算机软件使整个测压过程变得简单，收缩压、舒张压、心率值只要根据显示屏上脉搏波的变化情况点击鼠标即可获得，并且因能直接清楚地观察脉搏波的变化，从而可以在脉搏波幅度达到测压要求时及时进行测压。这样不但保证了所测结果的正确性，尤其是舒张压也能正确、可靠地获得，而且加快了测压速度，。

图面说明：图1现有的大鼠尾动脉测压法基本装置示意图图2改进后的脉搏检测器示意图图3改进后的脉搏检测器中线横切面图4改进后的脉搏检测器中线纵切面图5信号集成器内部结构示意图图6大鼠测压袋顶端两侧开孔型示意图图7大鼠测压袋顶端中央开孔型示意图图8改进后的尾脉搏测压法系统连接示意图

下面结合附图8，对本发明的实施例进行进一步的详述：

图8中的新测压方法的仪器装置为：测压袋1六个；加压袖口2六个；脉搏信号检测器3六个；信号集成器4一个；系统连通装置(包括阀门5六个、连接管道6六根、七开口连通管7一个)一套；加压球8一个；电子压力传感器9一个；压力信号放大器10一台；多通道A/D卡11一块；386以上计算机一台12；打印机13一台，计算机内装尾脉搏测压软件一套。

将大鼠放入测压袋1，尾部暴露袋外→测压袋后端开口用止血钳夹住以免大鼠爬出口袋→套上加压袖口2→绑上脉搏检测器3→计算机12处于脉搏波监视状态→荧光屏上显示脉搏波逐渐出现→幅度不断增大→一定时间后(大多数动物在20分钟内，个别动物在30分钟内)脉搏波的幅度已增大到能够满足测压的要求；选中一测压组→打开相应组阀门5→电脑切换到测压状态→加压球8加压使加压袖口内压力超过收缩压→脉搏波消失→加压球放气减压→随着减压脉搏波逐渐出现幅度增大→根据收缩压、舒张压测量原理点击鼠标获得测压结果→根据脉搏波的数目点击鼠标获得心率结果→完成一次测压过程。由于是六只动物同时平行操作，因此平均约4～6分钟可以对一只动物进行测压，测压速度为：10只/小时～15只/小时。

Claims (5)

1、一种大鼠血压测量装置，由固定器、加压袖口、尾动脉脉搏检测器组成，其特征在于：尾动脉脉搏检测器的压迫片为凸起结构，该凸起结构可顺着尾部血管沟压迫血管。

2、根据权利要求1所述大鼠血压测量装置，其特征在于：尾动脉脉搏检测器的压迫片为“山”字型。

3、根据权利要求1所述大鼠血压测量装置，其特征在于：固定器为前小后大，前端开孔的测压袋。

4、根据权利要求1所述大鼠血压测量装置，其特征在于：多个加压袖口(2)通过管道、阀门(5)及多开口连通管(7)与加压球(8)及压力传感器(9)相连、压力传感器连接压力信号放大器(10)，压力信号放大器与信号集成器(4)相连；多个脉搏信号检测器(3)与信号集成器(4)相连，信号集成器与多通道A/D卡(11)相连；多通道A/D卡与计算机(12)相连。

5、根据权利要求1所述大鼠血压测量装置，还包括尾脉搏间接测压系统计算机软件，尾脉搏间接测压系统计算机软件包括多组动物脉搏波监视模块；血压及心率测量模块；结果观察及输出模块；结果输入及保存模块。

Images