動物手術麻醉與疼痛控制實驗動物手術及麻醉 一、概論實驗操作過程為減輕動物的疼痛及緊迫，常需給予止痛或麻醉。動物麻醉屬醫療行為，因此不論是實驗前對麻醉藥物與方式的選擇，或麻醉前中后對動物生理心理狀態的評估，均需獸醫師專業知識的建議。動物的麻醉必須兼顧：（1）不影響實驗結果；（2）臨床實際可行；（3）避免動物承受非必要的痛苦。適當的麻醉不但能減輕動物的痛苦，也能減少研究人員承受過多的精神壓力。 1. 名詞解釋： w Analgesia：止痛，對疼痛失去敏感性。 w Tranquillization：精神安定，動物呈現一種行為改變狀態，精神與動作遲緩，松懈，對周圍環境的反應冷淡、對小疼痛常不在意。 w Sedation：鎮靜，輕微程度的中樞神經抑制狀態，保持醒覺，但安靜。 w Anesthesia：麻醉，以藥物或其他方式抑制動物局部（周邊性）或全體（中樞性）神經組織的活性，使動物部分或整個身體完全失去感覺作用。 w Local anesthesia：局部麻醉。 w General anesthesia：全身麻醉。完全無知覺與感覺（中樞性）。 w Surgical anesthesia：外科手術麻醉。完全無知覺與感覺，并有充分的肌肉松弛和痛感消失。2. 手術分類 實驗動物的手術可分為存活手術（Survival surgery）和不存活手術（Nonsurvival surgery）兩類，前者指麻醉后或所有手術結束后動物還需生存著，后者指麻醉后或所有手術結束后動物即給與安樂死。進行存活手術時，不論是剖腹、截肢或注射藥物、處理傷口，皆需嚴格執行手術部位的剃毛消毒（beta-iodine scrub/alcohol），材料滅菌（autoclave）及無菌操作（surgical glove & aseptic operation）視實驗需求動物可在術前注射抗生素以避免感染。如進行不存活手術，雖不需存活手術般嚴格無菌操作，但至少要行操作部位的剃毛消毒和戴手套。 存活手術依對動物的影響程度區分為Major與Minor。Major survival surgery指任何需將體腔暴露在外或嚴重影響動物正常身體與生理功能的手術，如：胸腔手術、關節手術、截肢手術.等；Minor survival surgery則是指不需暴露體腔或者對動物生理影響很小的手術，如：傷口縫合、安裝周邊血管的導管基于人道考量單一動物不可執行重復的Major survival surgery，如有必要需于動物實驗申請表內提出詳細的說明，取得IACUC同意后才可執行。 二、術前照顧犬、貓、靈長類與豬在進行麻醉前8至12小時需禁食。而小型嚙齒類動物及兔不易發生嘔吐，因此一般手術前不需禁食，天竺鼠的唾液分泌較多，需多加注意。任何懷孕或健康不良之動物皆須審慎評估麻醉對動物的影響。手術前也需有急救動物的概念，預先準備Atropine、CaCl2 10%、Dexamethasone、Dopamine、Doxapram、Epinephrineate等急救藥物。 (一) 麻醉前給藥 鎮靜劑（Tranquillizers/Sedatives）、止痛劑（Analgesics）、抗乙酰膽堿（Anticholinergics）等藥品統稱為麻醉前給藥。鎮靜劑及止痛劑可誘導麻醉平緩進行，降低（或直接跨越）麻醉興奮期的反應，間接可減少麻醉藥品使用量，降低動物死亡率。抗乙酰膽類藥品可抑制迷走神經的興奮，避免手術期間動物嘔吐及過度流涎現象。 1. Anticholinergics Atropine 抑制呼吸道及唾液腺分泌物，防止心臟受到迷走神經的興奮所產的心跳徐緩。注意：已有心律不整的動物避免使用。 2. Tranquillizers Sedatives Phenothiazines：Chlorpromazine, Acepromazine, Promazine 抑制腦干及大腦皮質，產生安靜和減低運動性作用。注意：因血管擴張而易造成血壓降低，高劑量時會有肌肉僵直、震顫等現象。可與解離性麻醉劑（ketamine）共享來降低副作用。 Butyrophenones：Droperidol, Fluanisone, Azaperone 效果比Penothiazine強。注意：易造成血壓降低。 Benzodiazepines：Diazepam(Valium), Midazolam 控制及預防癲癇，可使用于老年、肥胖動物，它可解除Ketamine引起之痙攣。注意：靜脈注射太快時會休克。皮下及肌肉注射效果不佳，且刺激性強。 Alpha-2-adrenargic agonist tranquillizer：Xylazine（Rompun） 常使用于貓科動物與靈長類，肌肉松弛效果佳。注意：刺激嘔吐中樞，會使90%貓嘔吐。適合與Ketamine合用。 3. Narcotic analgesics（Opioids） Morphine, Pethidine, Buprenorphine, Methadone, Fentanyl 屬管制藥品，精神性安定鎮痛作用。注意：低劑量會引起中樞神經抑制現象，較高劑量會產生興奮，超高劑量會引起中樞神經過度抑制而死亡。 三、麻醉及手術(一) 麻醉期監控 1. 麻醉分期： 第一期 無痛期：開始失去知覺。第二期 興奮期：呼吸急促，狂亂或喊叫，對外界刺激異常反應。 第三期 手術麻醉期：分成四節，最適合進行手術。第四期 休克死亡期：呼吸、心跳幾乎停止，1至5分鐘內可能死亡。 一般來說麻醉希望越快進入第三期（手術麻醉期）狀態，此期的第一、第二節足夠大部分手術所需。第三、第四節已是動物接近死亡的高危險期，此時必須暫停手術進行急救，否則一旦進入第四期休克期，動物80%以上會死亡。麻 醉 各 期 生 理 變 化呼吸瞳孔眼球移動反射肌肉張力脈膊血壓I 無痛期規則正常隨意存在正常脈膊血壓II 興奮期不規則擴張不隨意存在激動緊張脈膊血壓III 手術麻醉期第一節 （輕度）深度 速度收縮不隨意或固定不動眼結膜喉輕微松弛脈膊血壓正常第二節 （中度）正常正常固定不動喉中等松弛脈膊血壓正常第三節 （深度）深度 速度輕微擴張固定不動極度松弛脈膊不整，血壓第四節 （過量）腹式呼吸中等擴張固定不動脈膊微弱，血壓IV休克死亡期腹式呼吸極度擴張固定不動脈膊、血壓至零注：勿將進入第二期興奮期的動物反應（狂亂喊叫、呼吸急促），以及第三期第四節的腹式呼吸（腹壁的突然收縮）誤判為麻醉不足而追加藥量，導致動物死亡。 2. 動物麻醉深度評估項目： （1） 呼吸： w 動物在麻醉過程中會出現停止呼吸數秒，然后又有一深呼吸，此為麻醉過度現象，須注意（注射ketamine后動物暫時性呈現停止呼吸數秒，之后恢復正常呼吸，需小心區別）。 w 一般而言胸式呼吸為輕度麻醉，麻醉越深，越接近腹式呼吸。 不規則的呼吸表示動物快要蘇醒或麻醉過深。 （2） 黏膜顏色： 正常麻醉狀態下黏膜（口腔、肛門）為粉紅色，表示氧氣足夠；如呈現紫色，則為發疳（cyanosis）現象，表示缺氧。 （3） 微血管再充血時間（CRT）： 手指壓牙齦后放開，牙齦再恢復正常粉紅色為止所需時間，正常要小于2 s，超過則顯示心臟輸出功能不佳。 （4） 脈膊： 監測后腿股骨動脈、下顎動脈（大動物）、心跳數（嚙齒類）。 （5） 反射： 肛門反射及趾間痛覺反射皆可做為麻醉指標，口反射亦可做為使用氣體麻醉時恢復的指標。 （6） 眼反射： 眼球震顫表示麻醉過淺。麻醉初期興奮時瞳孔放大，然后隨著麻醉程度加深而縮小；麻醉過量時瞳孔會極度擴大。 (二) 麻醉 麻醉可分為局部和全身兩種，局部麻醉較常使用于大型動物（如牛，馬），一般動物常使用全身麻醉。全身麻醉有注射性麻醉劑和吸入性麻醉劑兩類。 1. 注射性麻醉劑： 誘導快，方便省時，無需復雜昂貴的設備；但藥物注入體內后不易控制其深度，須于體內代謝排泄后才能緩解。 Barbiturates：Pentobarbital, Thiopentone, Methohexitone, 廣范使用，抗痙攣性佳，作用時間長（Pentobarbital：2-3hrs；Phenobarbital：6hrs）。屬管制藥品。注意：有嚴重的呼吸、心血管抑制作用，此藥物作用屬非可逆性，無特殊拮抗藥物可緩解，一旦過量，極易死亡。對貓會造成呼吸暫停現象。肝腎毒性高。 Steroid anesthetic：Alphaxalone / Alphadolone 誘導作用溫和，適用于綿羊、豬、靈長類、貓。 注意：對貓狗會產生過敏反應。不可與Barbiturates共享。 Dissociative anesthetic：Ketamine, Tiletamine 解離型麻醉劑，使用廣范（尤其貓科動物），投藥方便。屬管制藥品。注意：單獨使用時肌肉松弛效果差，全身肌肉呈僵直反應（可與Xylazine或Diazepam共享）。有過度垂涎、呼吸暫停現象。麻醉中眼瞼不閉合，需投予眼藥膏保護眼球。 Neuroleptanalgesics：Fentanyl/Fluanisone 精神安定性鎮靜劑，可與其他麻醉劑合用（Fentanyl + Droperidol = Innovar-Vet）。注意：麻醉中聽覺對外界聲音特別敏感。血壓降低，呼吸抑制。 Others：Chloral Hydrate, Tribromoethanol, Urethane, Alpha Choralose。 2. 吸入性麻醉劑： 對麻醉深度與時間的掌控性佳，蘇醒快；但需較昂貴的設備（汽化器、連接管、口罩或氣管套管），而有些吸入性藥劑對動物及操作人員的呼吸道和肝腎等器官有傷害性。 （1） Ether：肌肉松弛效果佳，易使用，準備瓶子、藥劑、棉花既可在抽氣柜內使用。注意：易燃、易爆，易揮發。人員必須要在Fume hood（有抽氣罩之操作臺）內操作，絕不可與電器設備一起使用，以Ether處理后之動物尸體需儲藏在有防爆裝置的冰柜。乙醚味道刺激性強，易使鼠類呼吸道疾病惡化。基于安全與健康理由，非常不推薦采用Ether做為麻醉劑。 （2） Methoxyflurane：無爆性或易燃性，肌肉松弛效果及止痛效果佳，使用于小型鼠類時可直接使用麻醉箱進行動物麻醉。注意：誘導及恢復期慢，因此在較大型動物建議先使用注射性麻醉藥誘導，之后以吸入性麻醉藥維持麻醉期。在體內代謝會產生氟化物造成肝臟傷害。 （3） Halothane：誘導及恢復期快，不易燃或爆炸，但需配合氣體麻醉機及汽化器相關設備。注意：周邊血管擴張易造成低血壓。動物及人員長期曝露在halothane下易造成肝功能受損。在較大型動物建議先使用注射性麻醉藥誘導，之后以吸入性麻醉藥維持麻醉，而嚙齒類動物則直接使用麻醉箱或口罩誘導并維持麻醉狀態。 （4） Isoflurane：誘導及恢復期快，肝毒性較小，適合藥物代謝或毒理試驗時使用。注意：呼吸抑制作用較Halothane嚴重，心血管抑制作用較小。在較大型動物建議先使用注射性麻醉藥誘導，之后以吸入性麻醉藥維持麻醉，而嚙齒類動物則直接使用麻醉箱或口罩誘導并維持麻醉狀態。 （5） Others：Nitrous Oxide, Carbon Dioxide（CO2） (三) 影響麻醉的因素 1. 動物種類、品種 2. 性別、年齡、體重 3. 動物的營養狀況和健康情況 4. Methoxyflurane對F344大鼠會造成糖尿病樣癥后群（Diabetes-like syndrome）。 5. 天竺鼠注射Innovar-Vet可能造成肌肉組織壞死。 6. 貓及馬使用Morphine可能有中樞神經性奮作用，須特別注意。 7. 靈長類動物的保定絕不能單獨只使用鎮靜劑類藥物。 (四) 外科手術 手術前應對參與人員之執掌做出適當規劃，并對不同學歷及技術人員給予適之訓練。動物手術期間也應具備無菌概念，降低動物在手術操作過程被微生物感染之機率，在環境許可下采用最好的無菌程序。 麻醉手術中動物的狀況應持續監控，包括體溫的維持、心臟血管與呼吸系統之功能，對異常狀況采用適當的急救處置。 四、術后照顧1. 必須確保動物由麻醉狀態蘇醒，實驗結束后需至少留下一位研究人員監視動物的生理狀況，并持續陪伴動物直到動物能自行翻身或站立為止，才可將動物送回代養房。 2. 動物體溫調節中樞在麻醉時/后暫時失控，因此注意維持動物的體溫（燈泡、電毯、毛巾）。 3. 皆需以電毯或保溫燈以維持體溫。 4. 在監視動物其間必須維持動物的正常生理狀況，必要時給予動物適當輸液、止痛劑、消炎劑或抗生素。5. 維持呼吸道暢通，插管的動物需在動物出現吞咽反射或開始咀嚼管子時拔管。側臥4小時以上時，應翻另一側，以免肺臟郁血及重力性肺炎，必要時以藥物（Doxapram）刺激呼吸或給予氧氣。6. 所有麻醉中及麻醉后動物皆需維持頸部水平，勿使頸部彎曲，并盡可能出舌頭于口腔外，以免阻塞咽喉部位，影響呼吸。如動物嘔吐，則將頭部置于低于頸部和腹部的位置，以免造成窒息或吸入性肺炎。 7. 正常動物每日約需40至80ml / kg液體，麻醉蘇醒后，有些動物往往無法進食或喝水，此時必須以人工方式經口喂食、或經靜脈、腹腔、皮下注射生理食鹽水或乳酸林格液補充體液（30至50ml / kg）。 8. 依據動物術后呈現之疼痛及不適癥狀，評估給予止痛劑、抗生素。 9. 手術部位需確定無大量流血、異常腫脹等異常狀況。 10. 為防止動物術后當日傷口受糞、尿、墊料污染，或眼睛沾染墊料或污物，中大型動物需以干凈墊布墊于籠內，嚙齒類動物則于PC盒內墊料上放置一張干凈之拭紙。 11. 待動物蘇醒后送回原飼養房舍后，動物籠標示卡上需注明該動物之注意事項及緊急聯絡人電話，以利房舍負責人掌握動物狀況并通知研究人員。 12. 術后三日內研究人員需密集觀察動物狀況(每日1至2次)，確定動物的手術部位有無異常、有無并發癥狀。如動物有任何異常狀況而需特殊治療，則與獸醫師商擬治療內容。 五、急救處理1. 呼吸停止：Doxapram點于鼻腔或靜脈注射。 2. 心跳停止：Epinephrine或Adrenaline（1ml/kg, 1:10000）靜脈注射或氣管內投入。3. 大量出血：壓迫止血，血管結扎。 4. 休克：Dexamethasone, Prednisolone注射。 5. 過敏現象：Epinephrine, Antihistamine。 6. 胸腔或腹腔穿透性外傷：止血，縫合，防止二次性感染。 7. 昏迷：高濃度氧氣，保溫，抗休克藥物。 8. 急性中毒：高量Atropine，輸液，對癥療法。 9. 急性敗血癥：廣效性抗生素。 、有關止痛劑之使用1. 動物對疼痛的耐受性與人類不同，但外科手術或有侵略性之實驗對動物而言絕非舒服。 2. 疼痛會引起一連串的生理反應，嚴重時會影響實驗結果。 3. 站在人道立場，在不影響實驗結果的條件下，建議在術前、術后24至72小時給予止痛劑。 4. 動物在疼痛時，其活動能力變差，性情改變，發出聲音（呻吟或異常叫聲），行為或姿勢怪異，飲水及食量減少，呼吸速率改變。嚴重者會發生心衰竭性休克，周邊神經反射作用弱而緩慢，四肢及黏膜無血色、蒼白、冰冷、無彈性，此時已威脅生命，必須立刻處理。 5. 常用藥物為麻醉性鎮痛劑和非類固醇類抗炎癥藥物（NSAID）。 Recommendation of Analgesics for Use in Small Mammals and Larger AnimalsAnalgesic Mouse Rat Rabbit Dog Pig Cat Opioids Buprenorphine 0.1 mg/kg SC 0.05 mg/kg SC 0.01-0.05 mg/kg SC 0.005-0.02 mg/kg IM SC or IV every 6-12 hours 0.005-0.02 mg/kg IM or IV every 6-12 hours 0.005-0.01 mg/kg IM, SC or IV every 6-12 hours Butorphanol 1-5mg/kg SC 2 mg/kg SC 0.1-0.5 mg/kg SC 0.2-0.4 mg/kg SC or IM, every 3-4 hours unknown 0.4 mg/kg SC, every 3-4 hours Morphine 2-5 mg/kg SC or IM every 4 hours 2-5 mg/kg SC or IM every 4 hours 2-5 mg/kg SC or IM every 4 hours 0.5-5 mg/kg IM, every 4 hours 0.2-1 mg/kg IM, every 4 hours 0.1 mg/kg IM, every 4 hours Pethidine 10-20 mg/kg SC or IM every 2-3 hours 10-20 mg/kg SC or IM every 2-3 hours 10 mg/kg SC or IM every 2-3 hours 10 mg/kg IM or IV every 2-4 hours 2 mg/kg IM or IV every 2-4 hours 2-10 mg/kg IM or IV every 2-4 hours NSAI