超声引导下小儿桡动脉穿刺置管进展

王梓峄1 刘立飞1,2

1重庆医科大学附属儿童医院麻醉科，重庆 400014；2国家儿童健康与疾病临床医学研究中心，儿童发育疾病研究教育部重点实验室，儿科学重庆市重点实验室，重庆 400014

国际麻醉学与复苏杂志,2022,43(8):887-892.

DOI：10.3760/cma.j.cn321761-20220101‑00621

基金项目 

重庆医科大学儿科学院教育教学研究项目［2020（09）］

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【综述】

桡动脉穿刺置管术常规用于危重患儿的持续血流动力学监测，为动脉血气分析、血浆胶体渗透压测定等提供便捷通路，为患儿安全提供保障。不同于成年人的是，小儿尤其是新生儿血管直径小、搏动弱、皮下组织松弛，传统触诊法进行穿刺置管难度大。超声可视化技术的广泛应用能提高小儿桡动脉穿刺置管的首次成功率、缩短穿刺时间、减少血肿形成等并发症的发生。较多学者不断对其研究并提出了多种穿刺方案，诸多试验均证实了超声引导法在小儿桡动脉穿刺置管中的应用价值。下面分别对小儿桡动脉特点及超声引导法进行总结。

1 解剖基础

桡动脉因其位置表浅容易触及、有侧支循环、穿刺置管相关并发症较少等优势成为目前动脉穿刺置管的首选。小儿桡动脉直径较小（图1），小于2岁的小儿桡动脉直径平均为（1.2±0.3） mm，≤1 mm的约占37.2%，与Hahalis等的研究结果类似［（1.3±0.2） mm］。较常使用的24 G或22 G穿刺针的导管外径分别为0.7 mm和0.9 mm，均接近于动脉直径，这也是小儿穿刺置管难度较大的原因之一，因此更要求穿刺针尽量置于动脉中心。

桡动脉的解剖变异并不少见，Yokoyama等报道桡动脉解剖变异率为9.6%。Jung Oh等对183例<2岁的小儿进行桡动脉穿刺置管的研究中发现，有19.7%的小儿出现异常桡动脉分支，常导致穿刺置管失败。但目前还没有关于小儿桡动脉解剖变异的统计数据。关于桡动脉穿刺置管前侧支循环评估的必要性和最佳方法也存在争议，艾伦试验是目前临床上最常用的评估方法，但该方法受操作者主观影响较大，与多普勒超声血流检测相比准确率也不高，且该方法需要患者配合，在小儿中较难实施，因此目前的研究数据大多数来自于成年人，且目前没有研究证实艾伦试验能较好地评估桡动脉阻断后的手部循环情况。

在较多小儿桡动脉穿刺置管的试验中，术前没有进行艾伦试验的患儿术后也并未出现任何相关并发症，因此必要时可采用多普勒超声等更客观的方法检测手部侧支循环情况。术前通过超声技术观察目标血管的内径及走行，选择最佳穿刺部位及穿刺针型号，并在穿刺过程中实时调整进针方向使穿刺针尽量指向动脉中心，以提高穿刺成功率、减轻损伤，也可在一定程度上减少相关并发症的发生。

2 穿刺方法

已有多个研究表明，与传统触诊法相比，超声引导法可明显优化小儿动脉穿刺置管过程。有研究表明，<1岁的婴儿超声引导下桡动脉穿刺置管首次成功率为68%，而传统触诊法首次成功率为38%。Kantor等的研究发现，超声引导法可缩短近一半的穿刺置管时间，因此可更早提供患儿的血流动力学指标以指导治疗。

超声引导法包括长轴平面内法、短轴平面外法及以二者为基础的多种改良方法。下面将比较几种目前常用的超声引导下小儿桡动脉穿刺置管方法。

2.1　长轴平面内法

长轴平面内法即超声探头平行于动脉长轴放置，血管在视图中显示为管状结构，从探头侧面中点进针，穿刺针针尖及针体均在可视下被送入血管，血液回流通畅后置管。

长轴平面内法的优点是可显示完整进针路线，可视化程度高，可较大程度避免穿透血管后壁。缺点是小儿动脉直径较小，超声图像中血管容易移位，定位时间延长，穿刺过程中很难保持显示动脉长轴图像，且超声伪影容易导致穿刺失败。超声伪影是由换能器的有限宽度导致扫描平面厚度有限所致，称为切片厚度伪影，其会导致图像重叠，即可能将动脉和未在动脉内的穿刺针平面结合到同一层面，经验不足的操作者可能误认为穿刺针在目标血管中而导致穿刺置管失败，还可能造成周围其他组织损伤或相关并发症的发生。小儿的动脉比成年人管壁更薄、直径更小，血管更可能被超声束包围，因此超声伪影在小儿中更常见，这也是长轴平面内法在小儿中应用受到较大限制的因素之一（图2Ⓐ）。超声伪影的产生与设备有一定关系，如有更合适的超声设备可能会有所改善。

2.2　短轴平面外法

2.2.1　传统短轴平面外法

传统短轴平面外法即超声探头垂直于动脉长轴放置，将动脉显示于超声图像正中，动脉在图像上表现为环形结构，穿刺针在超声探头长轴中点与皮肤接触处呈30°~45°进针，穿刺针在图像上表现为一个高回声亮点，在超声引导下接近并穿刺目标血管，血液回流通畅后置管（图2Ⓑ）。

传统短轴平面外法操作简单，可较清楚地观察目标动脉及周围组织，但穿刺过程可视化程度不高，视图中的高亮回声可能是穿刺针的任意横截面而不一定是针尖，因此容易发生偏离导致多次穿刺、穿透血管后壁或穿刺失败。该方法用于小儿桡动脉穿刺置管总成功率为49%，在桡动脉深度>4 mm的患儿中一次成功率仅为19.4%。在与长轴平面内法的比较中，部分研究表示两种方法总成功率相似，但更多研究证实，无论是儿童还是婴儿，短轴平面外法的成功率和穿刺置管时间均优于长轴平面内法，结合小儿桡动脉解剖特点、长轴平面内法的技术要求和局限性，大多学者仍然更建议在小儿桡动脉穿刺置管中采用短轴平面外法。

2.2.2　显影线法

显影线法即在超声探头上垂直于探头长轴固定两条平行显影线（间隔2 mm），这两条线在超声下会产生两个低密度阴影（图3），以传统短轴平面外法为基础并调整探头使桡动脉位于两条阴影正下方，在两条金属线之间与皮肤交汇点进针。

显影线法将桡动脉及针尖均定位于两条低密度阴影之间，可以更快速、准确地识别针尖，与传统短轴平面外法相比，显影线法能明显缩短定位及穿刺时间，提高成功率。但关于该方法的研究中操作者均为高年资医师，部分学者使用后认为两条金属线显影并不明显，且准备装置需要的时间可能超过新技术带来的穿刺时间效益，因此目前此方法对于初学者在小儿桡动脉穿刺置管中的应用效果还需更多试验证实。

2.2.3　动态针尖定位法

传统短轴平面外法可视化程度不高，容易穿透血管后壁，Clemmesen等发明了动态针尖定位法，即短轴平面外法技术引导下针尖在图像上显示为皮肤和血管间的一个高回声亮点，在保持穿刺针不动的同时，将超声探头平行往近心端移动直到针尖在超声图像中消失，在保持超声探头不动的同时，缓慢朝血管方向进针直至针尖再次在图像中出现，重复以上操作直至穿刺针及导管进入血管（图4）。动态针尖定位法可实时、准确地跟踪针尖，及时调整进针角度将穿刺针置于动脉中心，并在可视下将动脉导管推入靶血管，防止穿透后壁。初学者用该方法在模型上完成58例穿刺置管，成功率可达97%。随后Kiberenge等、Takeshita等分别在成年及小儿患者桡动脉穿刺置管中也证实了动态针尖定位法的优势。

2.2.4　改良动态针尖定位法

对于小儿这一特殊群体，动态针尖定位法下只能看到穿刺针的一个点，在同样呈高回声的皮下组织中难以识别，寻找针尖成为整个穿刺过程中的一个难点。因此Liu等在动态针尖定位法的基础上进行改进，提出了改良动态针尖定位法（图5）。即超声探头垂直于动脉长轴放置，始终将动脉显示于超声图像正中，利用超声探头上的中间标记与超声图像中的中间标记相对应的关系，选择超声探头中间标记与皮肤接触处进针，穿刺入皮下后保持穿刺针不动，将超声探头往近心端移动2~3 mm并将动脉定位于中间标记下方，穿刺针再次朝探头中间标记方向进针，直至针尖到达桡动脉附近，在图像上显示为血管旁一个高回声亮点，易与周围组织区分开来，形成一个类似“靶环”的超声图像，之后步骤同动态针尖定位法，反复使“靶环”消失及出现，直至穿刺针及导管进入血管中央。该方法使穿刺针进入皮下后更容易到达血管周围，针尖更容易被识别，特别适用于血管直径较小的小儿。将该方法用于66例新生儿桡动脉穿刺置管一次成功率为40%，同时在穿刺时间、并发症等方面也优于传统触诊法。

2.2.5　生理盐水/硝酸甘油法

Nakayama等的研究表明，3岁以下小儿中，桡动脉深度为皮下2~4 mm与较高穿刺置管成功率的相关性较大，桡动脉深度<2 mm时可调整范围太小，>4 mm则很难将导管尖端指向动脉中心并且需要更大的进针角度，穿刺难度较大。而皮下注射适量生理盐水将较浅的桡动脉深度增加至2~4 mm后穿刺置管成功率明显提高。皮下注射生理盐水不仅提供了合适的进针空间，还可人为地形成无回声区，相对增强了针尖和动脉可见度，对动脉也有一定的支撑固定作用，为小儿动脉穿刺置管提供了新的方案。但此试验未讨论动脉深度对相关并发症发生率的影响。

新生儿是更为特殊的群体。实习麻醉医师将改良动态针尖定位法用于新生儿桡动脉穿刺置管时仍然需要很长时间识别针尖，Ye等提出将皮下注射生理盐水法与改良动态针尖定位法结合，应用此方法和改良动态针尖定位法分别对48例新生儿进行桡动脉穿刺置管，结果显示，即使是麻醉住院医师也可在较短时间内（<10 min）达到较高的成功率（72.9%），减少血肿和血栓形成。

2020年，Jang等探究了在2岁以下的小儿皮下注射硝酸甘油对桡动脉穿刺置管的影响。结果显示，皮下注射硝酸甘油后桡动脉直径可由（1.2±0.3） mm增加至（1.4±0.3） mm，该方法穿刺置管一次成功率可达91.2%，而皮下注射生理盐水法首次成功率为66.1%。

研究发现，桡动脉横截面积≤1 mm2和桡动脉异常分支是超声引导下小儿桡动脉穿刺置管失败的独立危险因素。动脉横截面积≤1 mm2的患儿穿刺置管失败率是横截面积>1 mm2患儿的5.26倍。因此不仅建议穿刺前超声扫描了解不同患儿动脉相关信息，必要时通过皮下注射适量生理盐水或硝酸甘油改善目标血管条件也是一种可行、有效的方法。

3 并发症

小儿外周动脉穿刺置管短期并发症（血管痉挛、血栓、血肿形成等）总发生率<1%。血管痉挛通常由反复穿刺所致，桡动脉受α1肾上腺素受体主导也是其容易发生血管痉挛的原因之一。血管痉挛会使血管内径进一步缩小，增加后续难度导致穿刺置管失败，因此在小儿更应尽量减少穿刺次数、减少动脉损伤。血肿形成多见于反复穿刺或压迫止血不当，为减少拔管后压迫止血不当引起的血肿形成，采用专业止血器械可能是最合理的方式。

超声引导法从不同方面优化了动脉穿刺置管过程，使小儿外周动脉穿刺置管相关并发症发生率进一步降低。在Jung Oh等对183例<2岁的小儿桡动脉穿刺置管的研究中，有16例出现血管痉挛，29例发生动脉穿刺相关血肿形成，及时处理后都在几分钟内消失且未观察到后遗症。

表1

4 局限性

不同超声引导下动脉穿刺置管方法各有优势，且均优于传统触诊法（表1），但小儿这一特殊人群的桡动脉穿刺置管对经验不足的操作者仍具有较大挑战，总成功率仅65%~75%，且更容易发生并发症。操作难点主要表现在：① 许多初学者很难在不压迫动脉的情况下获得超声图像并同时推进穿刺针，这一能力对于穿刺血管直径较小的动脉尤为重要；② 很难在皮下和血管前壁之间识别针尖并顺利穿刺入血管，对初学者来说这是整个穿刺过程中难度较高的一环，也是在技术层面可进一步改进的靶点之一；③ 成功穿刺动脉壁后推进导管也是小儿动脉穿刺置管的已知难点之一，导管与动脉壁之间的间隙相对较小，因此要求更精准地调整方向尽量将导管置于桡动脉中央。

5 总结

综上所述，超声引导技术的发展为小儿桡动脉穿刺置管提供了很多帮助，但仍然存在很多困难。尤其是对于经验不足的操作者，想要安全使用超声引导技术并有效发挥其优势还需加强练习，攻克操作过程中的难点。另外，超声引导下小儿桡动脉穿刺置管涉及许多细节，仍需致力于对超声引导技术及穿刺技巧等方面的改进，后续可进一步探究如何改善针尖识别困难等现存问题，从而降低操作难度、提高穿刺成功率，最终找到理想化、标准化的适合小儿桡动脉穿刺置管的方法。