2024年6月13日发(作者：德俊远)
球囊导管建立兔急性可控性气管狭窄模型研究
刘金;魏宁;徐浩;王文亮
【摘 要】目的 应用球囊导管建立实验兔急性可控性气管狭窄模型,研究气管狭窄程
度与血氧饱和度及呼吸频率间关系.方法 将34只新西兰大白兔随机分为对照组
(n=4)和实验组(n=30,设A、B、C、D、E 5个亚组,nA～E=6).对照组兔全身麻醉
后行气管切开及气管插管,DSA 三维重建测量气管插管下方气管横径和纵径,并记录
麻醉前、麻醉-气管切开后及切开后30 min血氧饱和度及呼吸频率;实验组兔气管
切开后在气管插管下方管腔置入球囊或球囊+单弯导管:A组球囊直径3 mm,B组
球囊直径3.5 mm,C组球囊直径4.0 mm,D组球囊直径4 mm(+4F单弯导管),E组
2个球囊直径分别为4 mm和2 mm,球囊置入前后分别行DSA 三维气管重建,测
量气管切开处下方气管横径和纵径及扩充球囊最大半径,计算气管狭窄率并记录麻
醉前、麻醉-气管切开后及球囊扩充后最终血氧饱和度及呼吸频率.结果 对照组和实
验组间及实验组各亚组间兔体重、气管横截面积差异无统计学意义(P＞0.05);3％
戊巴比妥钠(1 ml/kg)全身麻醉对兔血氧饱和度及呼吸频率无明显影响(P＞
0.05);2.8～3.5 kg兔体重与气管横截面积间无明显线性相关性(r=0.41,P=0.23);实
验组A、B、C、D、E组气管狭窄率分别为(39.87±1.43)％、(52.16±2.46)％、
(68.77±2.48)、(76.82±2.75)％、(86.49±2.42)％,各组间差异均有统计学意义(P
＜0.05),E组狭窄率最大;A、B组气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率
无明显相关性(r=0.054,P=0.86;r=0.11,P=0.72),C、D、E组中气管狭窄率与狭窄
后最终血氧饱和度呈显著负相关性(r=-0.85,P＜0.01),与狭窄后呼吸频率呈显著正
相关(r=0.92,P＜0.01).结论 气管狭窄达到一定程度时,随狭窄程度增加,呼吸功能障
碍加重.采用扩张球囊制作兔气管狭窄模型是一种快速、可控性强、操作简单、稳
定、重复性好的方法,可为气管狭窄基础研究和临床治疗提供有效可靠的实验载体.
【期刊名称】《介入放射学杂志》
【年(卷),期】2015(024)008
【总页数】6页(P707-712)
【关键词】新西兰大白兔;球囊导管;气管狭窄;动物模型
【作 者】刘金;魏宁;徐浩;王文亮
【作者单位】221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放射科;221006 江苏徐
州 徐州医学院附属医院介入放射科;221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放
射科;221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放射科
【正文语种】中 文
【中图分类】R734
良恶性因素所致气管狭窄近年来越来越受到临床重视。气管狭窄多因气管内占位引
起气道通气功能下降，狭窄程度严重时可出现急性呼吸功能衰竭，危急患者生命。
为进一步加强气管狭窄基础和临床治疗研究，建立可控性强、操作简单、稳定、重
复性好的气管狭窄动物模型尤为重要。本研究旨在分析传统创伤性气管狭窄动物模
型［1］的优缺点，采用球囊导管建立一种新型有效的兔气管狭窄模型并探讨气管
狭窄程度与呼吸及血氧饱和度的关系，一定程度上弥补了传统气管狭窄动物模型的
不足，扩大了气管狭窄动物模型应用范围。
1．1 实验材料
本实验取成年新西兰大白兔34只（徐州医学院动物实验中心提供），体重
2．8～3．5 kg，雌雄不拘。实验仪器设备包括PM-7000型多参数心电监护仪
（深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司）、大型数字减影血管造影机（美国通用公
司）、Sapphire球囊导管（直径分别为2、3、3．5、4 mm，北京乐普医疗器械
有限公司）、冠状动脉球囊扩张支架套装释放支架后再次消毒的球囊导管（本院心
内科和导管室提供）、4 F单弯导管（美国Cordis公司）、气管切开手术器械、3％
戊巴比妥钠（上海试剂二厂）、碘海醇（扬子江药业集团有限公司）和8％硫化钠
乙醇溶液。
1．2 实验方法
1．2．1 实验分组 34只兔随机分为2组。对照组（n=4）兔全身麻醉后仅行气管
切开，不使用球囊；实验组（n=30）兔气管切开后置入球囊——依据兔气管直径
计算所需狭窄程度之球囊和（或）单弯导管直径制作对应狭窄率之气管狭窄模型，
分为5个亚组：A组（n=6）置入直径3 mm球囊，B组（n=6）置入3．5mm
球囊，C组（n=6）置入4mm球囊，D组（n=6）置入4mm球囊＋4 F单弯导
管，E组（n=6）置入4mm球囊＋2mm球囊。
1．2．2 实验过程 术前禁食12 h，兔称重后用3％戊巴比妥钠（1 ml/kg）经耳
缘静脉注射麻醉，待角膜反射消失后仰卧固定于DSA手术台上，剃光颈前区、胸
腹部毛发，左趾跖部用8％硫化钠乙醇溶液作脱毛处理，聚维酮碘消毒颈前区，胸
腹部连接心电监护仪（参照婴幼儿心电监护仪导联位置标准），将血氧探头夹于左
趾跖部监测血氧饱和度，颈前正中线皮下注射2％盐酸利多卡因2m l，在颈部自
甲状软骨下缘正中线向下作长3～5 cm纵行切口；用止血钳或刀柄钝性分离筋膜
和左、右胸骨舌骨肌（避免损伤血管和气管），充分显露气管后用血管钳在其下穿
一根7号缝线备用；在第3或第4软骨环上切开气管管径1/3，用剪刀向头端作
一纵向倒T型切口，用棉球或干纱布擦净气管内血液或分泌物，以保证呼吸道通
畅，再用镊子夹T型切口的一角，将12 F气管导管由切口向胸部方向插入气管管
腔内，用7号缝线在软骨环之间结扎并固定于气管导管外壁，防止滑脱。操作过
程中记录麻醉前、麻醉-气管切开后血氧饱和度及呼吸频率。
所有实验兔均予以DSA三维气管重建，测量气管切开处下方气管横径和纵径（图
1）。实验组依据置入球囊直径从小到大顺序，在DSA透视和超滑导丝导引下通
过气管导管送入不同直径球囊导管至气管插管下方管腔，注入碘海醇至球囊充满后
再次行DSA三维气管重建（图2），记录血氧饱和度和呼吸频率，持续观察
10min，若血氧饱和度＞95％且无变化后抽空球囊并撤出。随着置入球囊直径增
大，实验兔若出现血氧饱和度＜95％，记录平稳的最终血氧饱和度及呼吸频率后
抽空球囊并撤出。
1.2.3 观察指标 测量球囊最大横截面积处正常软骨环最大直径，因为气管软骨环近
似椭圆型，可用该直径与其垂径所得椭圆面积简略计算气管横截面积（图3），并
以球囊最大横截面积（球囊横断面为圆形）与该处气管管腔面积比计算气管狭窄率
［2］、血氧饱和度及呼吸频率。
1.3 统计学方法
采用SPSS 16.0统计学软件分析所有数据。定量资料以均数±标准差（±s）表示，
两组间比较用独立样本t检验，各组间气管狭窄率、最终血氧饱和度及呼吸频率比
较用方差分析及均数两两比较。P＜0.05为差异有统计学意义。
2.1 麻醉与血氧饱和度及呼吸频率关系
本实验34只实验兔在麻醉及球囊和（或）单弯导管置入过程中无死亡。对照组
（n=4）和实验组（n= 30）间及实验组各亚组间兔体重、气管横截面积差异无统
计学意义（P＞0.05）；实验组各亚组间气管狭窄率差异均有统计学意义（P＜
0.05），E组气管狭窄率最大，其次分别为D、C、B、A组；气管狭窄后最终血
氧饱和度及呼吸频率在A组和B组间无统计学意义（P＞0.05），C、D、E各组
间差异均有统计学意义（P＜0.05），A、B与C、D、E组间亦有统计学差异（P
＜0.05），最终血氧饱和度最低及呼吸频率最高均在E组（表1）。
3％戊巴比妥钠全身麻醉前、麻醉-气管切开后及切开后30min3个时段血氧饱和
度及呼吸频率差异，在对照组无统计学意义（P＞0.05），在对照组与实验组间无
统计学意义（P＞0.05），而对照组切开30min后血氧饱和度及呼吸频率与实验
组麻醉-气管切开后比较，差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。
2.2 气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率关系
DSA三维显像检测实验组兔气管狭窄率（图4），结果显示A组、B组、C组、D
组、E组分别为（39.87± 1.43）％、（52.16±2.46）％、（68.77±2.48）％、
（76.82± 2.75）％、（86.49±2.42）％。
Pearson直线回归分析发现，实验组兔气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间呈
显著负相关性（r=-0.87，P＜0.01），气管狭窄率与狭窄后呼吸频率间呈显著正
相关性（r=0.94，P＜0.01）；A组与B组间狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率差
异无统计学意义，狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间无相关性（r=0.054，
P=0.86），狭窄率与狭窄后呼吸频率间无相关性（r=0.11，P=0.72）；C、D、
E3组狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间呈显著负相关性（r=-0.85，P＜0.01），
狭窄率与狭窄后呼吸频率间呈显著正相关性（r=0.92，P＜0.01）（图5）。
2.3 体重与气管横截面积关系
Pearson相关性分析发现，实验兔体重与气管横截面积间无明显线性相关性
（r=0.41，P=0.23）。
近年来，为满足气管狭窄基础研究及临床研究需要，国内外学者采用多种方法建立
气管狭窄动物模型，其理论依据基本是通过各种方法引起气管损伤，致使肉芽组织
增生及瘢痕组织形成。制模方法包括：①机械损伤法如外科手术、刮擦、支架置入
等。Nakagishi等［3］报道使用毛刷损伤气道黏膜方法制作兔气管狭窄模型，林
爱军等［4］报道采用金属支架置入及软骨切除方法制作犬气管狭窄模型。②化学
损伤法。Saueressig等［5］采用NaOH注射及黏膜下软骨环切开方法制作气管
狭窄动物模型。③热或冷损伤法。李慧等［6］采用氩气刀结合支架置入成功制作
犬气管狭窄模型。模型实际制作操作过程中一种或一次损伤通常难以达到所需气管
狭窄程度，需要多种方法结合，必要时予以多次损伤［7］。
创伤性气管狭窄动物模型与气管插管、外科手术及其它因素损伤人体气管所致狭窄，
具有相似的病理基础，对于预防和治疗肉芽组织增生及瘢痕组织所致狭窄研究有重
要意义［8-10］。然而传统创伤性气管狭窄动物模型仍存在不足：①气管狭窄程
度不易得到严格控制。文献报道只要损伤深达气管软骨膜、损伤范围足够大就可致
气管瘢痕性狭窄，但损伤程度及范围与气管狭窄程度之比例很难明确，气管狭窄程
度无法得到严格控制［11-13］。分析其原因：一是制作创伤性气管狭窄模型过程
中人为主观因素占主导地位，无法精确量化损伤程度及范围；二是不同生物物种和
同种生物个体之间均存在差异，相同损伤程度很难得到一致的狭窄程度。②可用性
动物模型制作耗时长。气管受损伤后愈合如肉芽组织生长和瘢痕形成时间需要数天
至数周，创伤性气管狭窄动物模型制作过程一般为2周至2个月［7］；时间过短
难以达到所需狭窄程度，时间过长则并发症过多。③实验制作过程复杂，步骤繁琐，
耗资大，推广难。制作中为达到预定狭窄程度，通常需要联合2种或2种以上技
术。林爱军等［4］报道，采用手术及支架置入方法建立的气管狭窄模型气管狭窄
程度仅为20％～30％，因较难满足要求有时还需多次对气管进行损伤，频繁的实
验操作会增加并发症发生率，实验动物死亡率增高，实验耗材量增加。
针对以上不足，为更多更广泛实验研究提供快速、可控性强的气管狭窄动物模型，
我们试以球囊扩张治疗狭窄管腔理论为基础，借鉴Snapper等［14］球囊扩张阻
断心房血液回流成功建立羊心源性肺水肿模型的方法，采用球囊导管建立了急性可
控性兔气管狭窄模型。
Loewen等［15］研究提示2.3～5.1 kg体重兔的气管直径无明显差异，我们因而
推论在2.3～5.1 kg体重兔气管中置入不同直径球囊后能够制作出所需气管狭窄程
度固定的动物模型，操作过程中仅需将兔气管切开后放置所需直径球囊便可。本研
究表明，实验兔各组间体重、气管横截面积无统计学差异，实验同质性强；2.8～
3.5 kg兔体重与气管横截面积间无明显相关性，与研究一致；3％戊巴比妥钠1
ml/kg耳缘静脉注射具有良好的全身麻醉效果，同时无明显呼吸抑制。
不同横截面积球囊单独或联合置入兔气管后可产生相对应的气管狭窄程度，球囊横
截面积越大狭窄程度越大。本研究显示，气管狭窄程度＜（52.16± 2.46）％时对
兔呼吸系统未产生明显影响，狭窄程度＞（68.77±2.48）％时兔血氧饱和度及呼
吸频率均出现异常，且随着狭窄程度增加，血氧饱和度逐渐下降、呼吸频率逐渐加
快，严重时可出现窒息。与魏宁等［16］报道的临床上气管狭窄率达50％～75％
后患者会出现呼吸系统障碍症状，基本一致。
本研究成功利用球囊制作兔气管狭窄动物模型，与传统气管狭窄模型相比，除具有
模型制作简便、重复性好等特点外，还有如下优点：①动物模型制作快速。本研究
实验组C、D、E组兔置入占气管横截面积约65％的球囊后约1min，其血氧饱和
度逐渐下降，呼吸频率逐渐增加，表明通过置入气管横截面积＞65％的球囊快速
建立兔急性症状性气管狭窄模型是可行的。临床上患者出现急性气管狭窄所致呼吸
困难时，为抢救生命，往往无充足时间展开临床及基础研究，而传统创伤性气管狭
窄动物模型多为慢性损伤，亦无法为急性气管狭窄研究提供相应动物模型。本研究
所采用方法则可快速建立急性气管狭窄动物模型，对临床及基础研究具有重要意义。
②气管狭窄程度可控性强。本研究以不同直径球囊单独或联合使用制作兔气管狭窄
模型，球囊内注入对比剂后可通过DSA三维扫描精确测量球囊所占气管横截面积
比例（图2），从而获得不同程度气管狭窄，为临床进一步研究特定气管狭窄状态
下心肺功能变化及制定恰当的治疗方案提供不同动物模型。通过置入3 mm、3.5
mm、4 mm、4 mm＋4 F单弯导管和4 mm＋2 mm不同直径球囊导管精准制
作气管狭窄模型，保证了实验精确性和可控性。本研究所用球囊来源于心内科冠状
动脉球囊扩张支架使用后再消毒球囊，收集方便且无额外费用。
综上所述，采用扩张球囊制作兔气管狭窄模型是一种快速、可控性强、操作简单、
稳定、重复性好的方法，为气管狭窄基础和临床研究提供了有效可靠的实验载体，
具有广泛推广价值。本研究实验载体仅为兔，应用于其它动物实验载体如犬、猪、
猴等的研究尚需进一步完善。
【相关文献】
［1］苏柱泉，李时悦．建立创伤性气道狭窄动物模型的研究现状与进展［J］．国际呼吸杂志，
2013，33：1274-1278．
［2］Eliashar R,Eliachar I,Gram lich T,et ed caninemodel for
laryngotrachealstenosis［J］.OtolaryngolHead Neck Surg,2000, 122:84-90.
［3］Nakagishi Y,Morimoto Y,Fujita M,et model of airway stenosis induced by
scraping of the trachealmucosa［J］. Laryngoscope,2005,115:1087-1092.
［4］林爱军，郭启勇，乞文旭，等．实验犬气管狭窄模型留置覆膜、非覆膜金属支架后管腔再狭
窄的规律［J］．中国医学影像技术，2010，26：1648-1651．
［5］SaueressigMG,DeMacedo-Neto AV,Espinel-Jde O,mental model of
tracheal stenosis with submucosal resection of cartilaginous rings combined with Sodium
hydroxide instillations［J］.Rev Col Bras Cir,2012,38:412-416.
［6］李 慧，张 杰，王 婷，等．良性气管狭窄动物模型建立的实验研究［J］．中华结核和呼吸杂
志，2010，33：625-626．
［7］李振生，李德新．建立气管狭窄动物模型研究的现状［J］．河北医科大学学报，2013，34：
1602-1605．
［8］杨希之，毛小慧，敖华飞，等．兔瘢痕性喉气管狭窄模型的制备［J］．上海交通大学学
报·医学版，2010，30：1490-1493．
［9］王利换，张 杰，陈 楠，等．局部应用紫杉醇抑制兔气管损伤后瘢痕组织形成的初步研究
［J］．中华结核和呼吸杂志，2013，36：202-206．
［10］Nakagishi Y,Morimoto Y,Fujita M,et ynamic therapy for airway stenosis in
rabbitmodels［J］.Chest,2008,133:123-130.
［11］Charous SJ,Ossoff RH,Reinisch L,et subglottic stenosis as a model for
excessive fibrosis:a pilot histologic and immunohistochemical analysis［J］.Wound Repair
Regen,1996,4: 444-453.
［12］Roh JL,Lee YW,Park ttic wound healing in a new rabbitmodel of acquired
subglottic stenosis［J］.Ann Otol Rhinol Laryngol,2006,115:611-616.
［13］Borowiecki B,Croft mental animalmodel of subglottic stenosis［J］.Ann
Otol Rhinol Laryngol,1977,86:835-840.
［14］Snapper JR,Trochtenberg DS,Hwang YS,et of pulmonary edema on tracheal
diameter［J］.Respiration,1999,66: 522-527.
［15］Loewen MS,Walner ions of rabbit subglottis and trachea［J］.Lab
Anim,2001,35:253-256.
［16］魏 宁，徐 浩，顾玉明，等．局麻下支架置入术治疗原发性气管肿瘤性梗阻五例［J］．介入
放射学杂志，2013，22：570-573．
2024年6月13日发(作者：德俊远)
球囊导管建立兔急性可控性气管狭窄模型研究
刘金;魏宁;徐浩;王文亮
【摘 要】目的 应用球囊导管建立实验兔急性可控性气管狭窄模型,研究气管狭窄程
度与血氧饱和度及呼吸频率间关系.方法 将34只新西兰大白兔随机分为对照组
(n=4)和实验组(n=30,设A、B、C、D、E 5个亚组,nA～E=6).对照组兔全身麻醉
后行气管切开及气管插管,DSA 三维重建测量气管插管下方气管横径和纵径,并记录
麻醉前、麻醉-气管切开后及切开后30 min血氧饱和度及呼吸频率;实验组兔气管
切开后在气管插管下方管腔置入球囊或球囊+单弯导管:A组球囊直径3 mm,B组
球囊直径3.5 mm,C组球囊直径4.0 mm,D组球囊直径4 mm(+4F单弯导管),E组
2个球囊直径分别为4 mm和2 mm,球囊置入前后分别行DSA 三维气管重建,测
量气管切开处下方气管横径和纵径及扩充球囊最大半径,计算气管狭窄率并记录麻
醉前、麻醉-气管切开后及球囊扩充后最终血氧饱和度及呼吸频率.结果 对照组和实
验组间及实验组各亚组间兔体重、气管横截面积差异无统计学意义(P＞0.05);3％
戊巴比妥钠(1 ml/kg)全身麻醉对兔血氧饱和度及呼吸频率无明显影响(P＞
0.05);2.8～3.5 kg兔体重与气管横截面积间无明显线性相关性(r=0.41,P=0.23);实
验组A、B、C、D、E组气管狭窄率分别为(39.87±1.43)％、(52.16±2.46)％、
(68.77±2.48)、(76.82±2.75)％、(86.49±2.42)％,各组间差异均有统计学意义(P
＜0.05),E组狭窄率最大;A、B组气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率
无明显相关性(r=0.054,P=0.86;r=0.11,P=0.72),C、D、E组中气管狭窄率与狭窄
后最终血氧饱和度呈显著负相关性(r=-0.85,P＜0.01),与狭窄后呼吸频率呈显著正
相关(r=0.92,P＜0.01).结论 气管狭窄达到一定程度时,随狭窄程度增加,呼吸功能障
碍加重.采用扩张球囊制作兔气管狭窄模型是一种快速、可控性强、操作简单、稳
定、重复性好的方法,可为气管狭窄基础研究和临床治疗提供有效可靠的实验载体.
【期刊名称】《介入放射学杂志》
【年(卷),期】2015(024)008
【总页数】6页(P707-712)
【关键词】新西兰大白兔;球囊导管;气管狭窄;动物模型
【作 者】刘金;魏宁;徐浩;王文亮
【作者单位】221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放射科;221006 江苏徐
州 徐州医学院附属医院介入放射科;221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放
射科;221006 江苏徐州 徐州医学院附属医院介入放射科
【正文语种】中 文
【中图分类】R734
良恶性因素所致气管狭窄近年来越来越受到临床重视。气管狭窄多因气管内占位引
起气道通气功能下降，狭窄程度严重时可出现急性呼吸功能衰竭，危急患者生命。
为进一步加强气管狭窄基础和临床治疗研究，建立可控性强、操作简单、稳定、重
复性好的气管狭窄动物模型尤为重要。本研究旨在分析传统创伤性气管狭窄动物模
型［1］的优缺点，采用球囊导管建立一种新型有效的兔气管狭窄模型并探讨气管
狭窄程度与呼吸及血氧饱和度的关系，一定程度上弥补了传统气管狭窄动物模型的
不足，扩大了气管狭窄动物模型应用范围。
1．1 实验材料
本实验取成年新西兰大白兔34只（徐州医学院动物实验中心提供），体重
2．8～3．5 kg，雌雄不拘。实验仪器设备包括PM-7000型多参数心电监护仪
（深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司）、大型数字减影血管造影机（美国通用公
司）、Sapphire球囊导管（直径分别为2、3、3．5、4 mm，北京乐普医疗器械
有限公司）、冠状动脉球囊扩张支架套装释放支架后再次消毒的球囊导管（本院心
内科和导管室提供）、4 F单弯导管（美国Cordis公司）、气管切开手术器械、3％
戊巴比妥钠（上海试剂二厂）、碘海醇（扬子江药业集团有限公司）和8％硫化钠
乙醇溶液。
1．2 实验方法
1．2．1 实验分组 34只兔随机分为2组。对照组（n=4）兔全身麻醉后仅行气管
切开，不使用球囊；实验组（n=30）兔气管切开后置入球囊——依据兔气管直径
计算所需狭窄程度之球囊和（或）单弯导管直径制作对应狭窄率之气管狭窄模型，
分为5个亚组：A组（n=6）置入直径3 mm球囊，B组（n=6）置入3．5mm
球囊，C组（n=6）置入4mm球囊，D组（n=6）置入4mm球囊＋4 F单弯导
管，E组（n=6）置入4mm球囊＋2mm球囊。
1．2．2 实验过程 术前禁食12 h，兔称重后用3％戊巴比妥钠（1 ml/kg）经耳
缘静脉注射麻醉，待角膜反射消失后仰卧固定于DSA手术台上，剃光颈前区、胸
腹部毛发，左趾跖部用8％硫化钠乙醇溶液作脱毛处理，聚维酮碘消毒颈前区，胸
腹部连接心电监护仪（参照婴幼儿心电监护仪导联位置标准），将血氧探头夹于左
趾跖部监测血氧饱和度，颈前正中线皮下注射2％盐酸利多卡因2m l，在颈部自
甲状软骨下缘正中线向下作长3～5 cm纵行切口；用止血钳或刀柄钝性分离筋膜
和左、右胸骨舌骨肌（避免损伤血管和气管），充分显露气管后用血管钳在其下穿
一根7号缝线备用；在第3或第4软骨环上切开气管管径1/3，用剪刀向头端作
一纵向倒T型切口，用棉球或干纱布擦净气管内血液或分泌物，以保证呼吸道通
畅，再用镊子夹T型切口的一角，将12 F气管导管由切口向胸部方向插入气管管
腔内，用7号缝线在软骨环之间结扎并固定于气管导管外壁，防止滑脱。操作过
程中记录麻醉前、麻醉-气管切开后血氧饱和度及呼吸频率。
所有实验兔均予以DSA三维气管重建，测量气管切开处下方气管横径和纵径（图
1）。实验组依据置入球囊直径从小到大顺序，在DSA透视和超滑导丝导引下通
过气管导管送入不同直径球囊导管至气管插管下方管腔，注入碘海醇至球囊充满后
再次行DSA三维气管重建（图2），记录血氧饱和度和呼吸频率，持续观察
10min，若血氧饱和度＞95％且无变化后抽空球囊并撤出。随着置入球囊直径增
大，实验兔若出现血氧饱和度＜95％，记录平稳的最终血氧饱和度及呼吸频率后
抽空球囊并撤出。
1.2.3 观察指标 测量球囊最大横截面积处正常软骨环最大直径，因为气管软骨环近
似椭圆型，可用该直径与其垂径所得椭圆面积简略计算气管横截面积（图3），并
以球囊最大横截面积（球囊横断面为圆形）与该处气管管腔面积比计算气管狭窄率
［2］、血氧饱和度及呼吸频率。
1.3 统计学方法
采用SPSS 16.0统计学软件分析所有数据。定量资料以均数±标准差（±s）表示，
两组间比较用独立样本t检验，各组间气管狭窄率、最终血氧饱和度及呼吸频率比
较用方差分析及均数两两比较。P＜0.05为差异有统计学意义。
2.1 麻醉与血氧饱和度及呼吸频率关系
本实验34只实验兔在麻醉及球囊和（或）单弯导管置入过程中无死亡。对照组
（n=4）和实验组（n= 30）间及实验组各亚组间兔体重、气管横截面积差异无统
计学意义（P＞0.05）；实验组各亚组间气管狭窄率差异均有统计学意义（P＜
0.05），E组气管狭窄率最大，其次分别为D、C、B、A组；气管狭窄后最终血
氧饱和度及呼吸频率在A组和B组间无统计学意义（P＞0.05），C、D、E各组
间差异均有统计学意义（P＜0.05），A、B与C、D、E组间亦有统计学差异（P
＜0.05），最终血氧饱和度最低及呼吸频率最高均在E组（表1）。
3％戊巴比妥钠全身麻醉前、麻醉-气管切开后及切开后30min3个时段血氧饱和
度及呼吸频率差异，在对照组无统计学意义（P＞0.05），在对照组与实验组间无
统计学意义（P＞0.05），而对照组切开30min后血氧饱和度及呼吸频率与实验
组麻醉-气管切开后比较，差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。
2.2 气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率关系
DSA三维显像检测实验组兔气管狭窄率（图4），结果显示A组、B组、C组、D
组、E组分别为（39.87± 1.43）％、（52.16±2.46）％、（68.77±2.48）％、
（76.82± 2.75）％、（86.49±2.42）％。
Pearson直线回归分析发现，实验组兔气管狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间呈
显著负相关性（r=-0.87，P＜0.01），气管狭窄率与狭窄后呼吸频率间呈显著正
相关性（r=0.94，P＜0.01）；A组与B组间狭窄后最终血氧饱和度及呼吸频率差
异无统计学意义，狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间无相关性（r=0.054，
P=0.86），狭窄率与狭窄后呼吸频率间无相关性（r=0.11，P=0.72）；C、D、
E3组狭窄率与狭窄后最终血氧饱和度间呈显著负相关性（r=-0.85，P＜0.01），
狭窄率与狭窄后呼吸频率间呈显著正相关性（r=0.92，P＜0.01）（图5）。
2.3 体重与气管横截面积关系
Pearson相关性分析发现，实验兔体重与气管横截面积间无明显线性相关性
（r=0.41，P=0.23）。
近年来，为满足气管狭窄基础研究及临床研究需要，国内外学者采用多种方法建立
气管狭窄动物模型，其理论依据基本是通过各种方法引起气管损伤，致使肉芽组织
增生及瘢痕组织形成。制模方法包括：①机械损伤法如外科手术、刮擦、支架置入
等。Nakagishi等［3］报道使用毛刷损伤气道黏膜方法制作兔气管狭窄模型，林
爱军等［4］报道采用金属支架置入及软骨切除方法制作犬气管狭窄模型。②化学
损伤法。Saueressig等［5］采用NaOH注射及黏膜下软骨环切开方法制作气管
狭窄动物模型。③热或冷损伤法。李慧等［6］采用氩气刀结合支架置入成功制作
犬气管狭窄模型。模型实际制作操作过程中一种或一次损伤通常难以达到所需气管
狭窄程度，需要多种方法结合，必要时予以多次损伤［7］。
创伤性气管狭窄动物模型与气管插管、外科手术及其它因素损伤人体气管所致狭窄，
具有相似的病理基础，对于预防和治疗肉芽组织增生及瘢痕组织所致狭窄研究有重
要意义［8-10］。然而传统创伤性气管狭窄动物模型仍存在不足：①气管狭窄程
度不易得到严格控制。文献报道只要损伤深达气管软骨膜、损伤范围足够大就可致
气管瘢痕性狭窄，但损伤程度及范围与气管狭窄程度之比例很难明确，气管狭窄程
度无法得到严格控制［11-13］。分析其原因：一是制作创伤性气管狭窄模型过程
中人为主观因素占主导地位，无法精确量化损伤程度及范围；二是不同生物物种和
同种生物个体之间均存在差异，相同损伤程度很难得到一致的狭窄程度。②可用性
动物模型制作耗时长。气管受损伤后愈合如肉芽组织生长和瘢痕形成时间需要数天
至数周，创伤性气管狭窄动物模型制作过程一般为2周至2个月［7］；时间过短
难以达到所需狭窄程度，时间过长则并发症过多。③实验制作过程复杂，步骤繁琐，
耗资大，推广难。制作中为达到预定狭窄程度，通常需要联合2种或2种以上技
术。林爱军等［4］报道，采用手术及支架置入方法建立的气管狭窄模型气管狭窄
程度仅为20％～30％，因较难满足要求有时还需多次对气管进行损伤，频繁的实
验操作会增加并发症发生率，实验动物死亡率增高，实验耗材量增加。
针对以上不足，为更多更广泛实验研究提供快速、可控性强的气管狭窄动物模型，
我们试以球囊扩张治疗狭窄管腔理论为基础，借鉴Snapper等［14］球囊扩张阻
断心房血液回流成功建立羊心源性肺水肿模型的方法，采用球囊导管建立了急性可
控性兔气管狭窄模型。
Loewen等［15］研究提示2.3～5.1 kg体重兔的气管直径无明显差异，我们因而
推论在2.3～5.1 kg体重兔气管中置入不同直径球囊后能够制作出所需气管狭窄程
度固定的动物模型，操作过程中仅需将兔气管切开后放置所需直径球囊便可。本研
究表明，实验兔各组间体重、气管横截面积无统计学差异，实验同质性强；2.8～
3.5 kg兔体重与气管横截面积间无明显相关性，与研究一致；3％戊巴比妥钠1
ml/kg耳缘静脉注射具有良好的全身麻醉效果，同时无明显呼吸抑制。
不同横截面积球囊单独或联合置入兔气管后可产生相对应的气管狭窄程度，球囊横
截面积越大狭窄程度越大。本研究显示，气管狭窄程度＜（52.16± 2.46）％时对
兔呼吸系统未产生明显影响，狭窄程度＞（68.77±2.48）％时兔血氧饱和度及呼
吸频率均出现异常，且随着狭窄程度增加，血氧饱和度逐渐下降、呼吸频率逐渐加
快，严重时可出现窒息。与魏宁等［16］报道的临床上气管狭窄率达50％～75％
后患者会出现呼吸系统障碍症状，基本一致。
本研究成功利用球囊制作兔气管狭窄动物模型，与传统气管狭窄模型相比，除具有
模型制作简便、重复性好等特点外，还有如下优点：①动物模型制作快速。本研究
实验组C、D、E组兔置入占气管横截面积约65％的球囊后约1min，其血氧饱和
度逐渐下降，呼吸频率逐渐增加，表明通过置入气管横截面积＞65％的球囊快速
建立兔急性症状性气管狭窄模型是可行的。临床上患者出现急性气管狭窄所致呼吸
困难时，为抢救生命，往往无充足时间展开临床及基础研究，而传统创伤性气管狭
窄动物模型多为慢性损伤，亦无法为急性气管狭窄研究提供相应动物模型。本研究
所采用方法则可快速建立急性气管狭窄动物模型，对临床及基础研究具有重要意义。
②气管狭窄程度可控性强。本研究以不同直径球囊单独或联合使用制作兔气管狭窄
模型，球囊内注入对比剂后可通过DSA三维扫描精确测量球囊所占气管横截面积
比例（图2），从而获得不同程度气管狭窄，为临床进一步研究特定气管狭窄状态
下心肺功能变化及制定恰当的治疗方案提供不同动物模型。通过置入3 mm、3.5
mm、4 mm、4 mm＋4 F单弯导管和4 mm＋2 mm不同直径球囊导管精准制
作气管狭窄模型，保证了实验精确性和可控性。本研究所用球囊来源于心内科冠状
动脉球囊扩张支架使用后再消毒球囊，收集方便且无额外费用。
综上所述，采用扩张球囊制作兔气管狭窄模型是一种快速、可控性强、操作简单、
稳定、重复性好的方法，为气管狭窄基础和临床研究提供了有效可靠的实验载体，
具有广泛推广价值。本研究实验载体仅为兔，应用于其它动物实验载体如犬、猪、
猴等的研究尚需进一步完善。
【相关文献】
［1］苏柱泉，李时悦．建立创伤性气道狭窄动物模型的研究现状与进展［J］．国际呼吸杂志，
2013，33：1274-1278．
［2］Eliashar R,Eliachar I,Gram lich T,et ed caninemodel for
laryngotrachealstenosis［J］.OtolaryngolHead Neck Surg,2000, 122:84-90.
［3］Nakagishi Y,Morimoto Y,Fujita M,et model of airway stenosis induced by
scraping of the trachealmucosa［J］. Laryngoscope,2005,115:1087-1092.
［4］林爱军，郭启勇，乞文旭，等．实验犬气管狭窄模型留置覆膜、非覆膜金属支架后管腔再狭
窄的规律［J］．中国医学影像技术，2010，26：1648-1651．
［5］SaueressigMG,DeMacedo-Neto AV,Espinel-Jde O,mental model of
tracheal stenosis with submucosal resection of cartilaginous rings combined with Sodium
hydroxide instillations［J］.Rev Col Bras Cir,2012,38:412-416.
［6］李 慧，张 杰，王 婷，等．良性气管狭窄动物模型建立的实验研究［J］．中华结核和呼吸杂
志，2010，33：625-626．
［7］李振生，李德新．建立气管狭窄动物模型研究的现状［J］．河北医科大学学报，2013，34：
1602-1605．
［8］杨希之，毛小慧，敖华飞，等．兔瘢痕性喉气管狭窄模型的制备［J］．上海交通大学学
报·医学版，2010，30：1490-1493．
［9］王利换，张 杰，陈 楠，等．局部应用紫杉醇抑制兔气管损伤后瘢痕组织形成的初步研究
［J］．中华结核和呼吸杂志，2013，36：202-206．
［10］Nakagishi Y,Morimoto Y,Fujita M,et ynamic therapy for airway stenosis in
rabbitmodels［J］.Chest,2008,133:123-130.
［11］Charous SJ,Ossoff RH,Reinisch L,et subglottic stenosis as a model for
excessive fibrosis:a pilot histologic and immunohistochemical analysis［J］.Wound Repair
Regen,1996,4: 444-453.
［12］Roh JL,Lee YW,Park ttic wound healing in a new rabbitmodel of acquired
subglottic stenosis［J］.Ann Otol Rhinol Laryngol,2006,115:611-616.
［13］Borowiecki B,Croft mental animalmodel of subglottic stenosis［J］.Ann
Otol Rhinol Laryngol,1977,86:835-840.
［14］Snapper JR,Trochtenberg DS,Hwang YS,et of pulmonary edema on tracheal
diameter［J］.Respiration,1999,66: 522-527.
［15］Loewen MS,Walner ions of rabbit subglottis and trachea［J］.Lab
Anim,2001,35:253-256.
［16］魏 宁，徐 浩，顾玉明，等．局麻下支架置入术治疗原发性气管肿瘤性梗阻五例［J］．介入
放射学杂志，2013，22：570-573．