金年会

无论是在高原反应、肺部疾病、心脏病等方面的科研工作，还是在大小鼠的各种手术中，都往往需要对血氧的持续监测，血气分析是一种常用的准确测定血氧的方法，其具有结果准确，测量指标全面等优点。

但其缺点也是不可忽视的，血气分析取样繁琐、操作麻烦、有创测量等，对于常常使用小鼠作为实验动物的科研工作者来说，更为致命的是，小鼠的血量往往只能进行一次血气测量，这使得小鼠的血氧持续监测变得困难。

血气分析仪是测血氧的常用方法之一

那么，有没有一种设备能够像临床上常用的指尖脉搏血氧仪一样，通过一个传感器实现对大小鼠的无创测量呢？

来自美国STARR公司的MouseOx Plus脉搏血氧仪便是这一问题的答案。

MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪

MouseOx Plus脉搏血氧仪采用一个可以夹在大小鼠四肢或颈部的传感器，实现了麻醉或清醒状态下的无创脉搏血氧连续监测，并在同一传感器上可同时测量动脉血氧饱和度、脉搏幅度、脉搏频率、呼吸幅度、呼吸频率等生理参数。

MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪

产品原理：

仪器利用Hb和HbO2对红外光（940nm）及红光（660nm）的吸收程度不同工作。仪器探头可发出已知波长的发光二级管，发出波长660nm的红光和940nm 的红外光，Hb和HbO2在这两种特定的光场下有不同吸收光谱。

原始信号经过采集后通过主机转化为数字信号传输给计算机，计算机通过搏动血管的光吸收情况原始数据据换算出HbO2的饱和度，并计算出脉搏频率，呼吸频率，脉搏幅度，呼吸幅度等数据。

产品特点：
（一）单探头解决方案——适配多种实验需求
MouseOx Plus脉搏血氧仪提供了单探头解决方案，仅需一个传感器便可监测多种参数，且提供多种型号、多种尺寸可供选择。可提供适用于大鼠、小鼠、新生鼠的大腿传感器、爪传感器、足部传感器、喉部传感器、颈部传感器、核磁兼容传感器——以适配不同实验场景，如动物处于麻醉、清醒状态，或处于仰卧、俯卧状态，甚至支持核磁条件下的生理参数检测。

多种不同类型传感器

（二）无需采血——无创连续生理监测
仪器使用经典的光电容积脉搏波描记方法，具有双波长光源，及光电传感器，不需要任何插管手术或取血，即可连续监测小动物的脉搏血氧。

无创颈夹连续监测

麻醉状态具有独特软件算法，即使是较小的脉搏和呼吸也可产生稳定的数据；清醒状态搭配圆形清醒活动笼，线缆不缠绕，动物可随意活动不受限制，具有饮食饮水系统，可长期监测。

清醒活动笼

（三）自我诊断——监测数据自动分类
使用代码对各种参数数据的有效性进行分类，实验过程中由于外界条件干扰，动物行为产生的不可靠数据自动识别，有利于后续数据筛选分析，避免使用错误数据。

数据采集软件界面

（四）数据精准——媲美血气分析仪
无创测量相比有创血气测量数据精确度同样有保证，图示有创血气采样测量结果与MouseOx无创脉搏血氧仪的比较，对比表明，两者具有很好的线性关系。

MouseOx与血气分析仪数据散点图

（五）高通量实验——最多十六通道监测
通过选配多通道数据采集盒，最高可实现16通道的生理监护，监测通道可随时切换，避免实验中频繁抓取动物，固定传感器的麻烦，无需手动切换，可设定每个通道的测定时间自动测定。

多通道数据采集盒/多通道数据采集示意图

应用领域：

（一）转化医学研究

急性呼吸道疾病、缺血、休克动物模型、中风和脑损伤研究、心血管疾病、缺氧和吸入染毒研究等。

（二）动物生理监护

仪器自带报警功能，可用于手术中确保适当的麻醉深度、预防缺氧、防止术中低体温、辅助氧气量调整。

应用案例展示：

（一）呼吸道疾病研究

2014年德克萨斯大学的Michelle G. Roy团队在Nature发表了文章Muc5b Is Required for Airway Defense（Muc5b是气道防御所必需的），在文章中，为研究Muc5b对气道保护性粘液和粘液纤毛清除系统的影响，作者使用了血细胞计数、Micro-CT成像、生理信号监测等多种方法进行说明。

其中MouseOx Plus在生理信号监测发挥了重要作用，作者使用小鼠腿夹在麻醉状态下，持续监测n = 4 Muc5b+/+和n = 5 Muc5b-/-小鼠的血氧在气管切开术前后的变化，从图中，金年会可以明显发现，气管切开术前Muc5b-/-小鼠的血氧值低于正常水平，而在气管切开术后恢复，从而说明了Muc5b缺失对粘液纤毛清除系统造成的不利影响——Muc5b缺失使得气管中的粘液不能正常清除。

MouseOx可以无创监测而无需取血，使得可以对同一只动物的生理信号进行前后的对比，也可以进行持续的监测

（二）神经科学研究

2018年美国加州帕洛阿尔托斯坦福大学医学院神经生物系的lindsey D. Salay团队在Nature发表文章A midline thalamic circuit determines reactions to visual threat（丘脑中线环路决定对视觉威胁的反应）。

腹侧中线丘脑（vMT）、剑突核（Xi）和核重聚（Re）的核是控制视觉威胁行为反应的网络中的关键中枢。在文章中，作者重点研究了vMT对于如何将内部状态转化为对感知到的威胁的相反类别的行为反应。

作者使用激光模拟视觉威胁，实验中，MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪监测了vMT活动状态下，给予动物激光刺激前后小动物心率的心率和呼吸率的变化情况。

从图表中可以发现：在激光打开后，小动物心率明显加快，激光关闭后，心率恢复，而对照组则前后均无明显变化。

关于STARR：
美国STARR公司生产的MouseOx Plus脉搏血氧仪是世界上第一个也是唯一一个专为小鼠、大鼠和其他小型实验动物设计的无创生命体征监测专利。(专利号8,005,624)。MouseOx Plus在全球范围内被来自大学、制药公司和研究机构的数千名研究人员和兽医使用。

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