电磁导航尖端确认系统在PICC尖端定位中的应用研究进展

胡萍萍，雷新云

1.武汉科技大学医学院，湖北 430081；2.湖北省妇幼保健院

经外周静脉穿刺置入中心静脉导管（PICC）通常是在超声引导下经病人肘正中静脉、贵要静脉及股静脉等静脉穿刺，将导管置入中心静脉，使导管尖端位于上腔静脉或下腔静脉，主要用于输注抗肿瘤药物、抗生素或长期肠外营养支持等[1-2]。PICC 在临床实践中具有安全性高、感染率低、留置时间长等优点[3-4]，被病人普遍接受。为保证导管的安全使用，达到良好的治疗效果，确定导管尖端位置至关重要。临床PICC 尖端定位主要通过体外测量法、胸部X 线、超声心动图、数字减影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）、腔内心电图、电磁导航尖端确认系统及VasoNova 血管定位系统等予以辅助[5]，其中，胸部X 线是导管尖端定位的常用方法，但其不能在术中实时定位，存在一定滞后性；DSA 可实现实时引导，其置入PICC 尖端位置的准确率几乎为100%[6]，但DSA 费用昂贵，且有辐射暴露，不适用于孕妇及危重病人。电磁导航尖端确认系统是在磁引导下实时动态显示引导PICC 尖端经外周静脉进入上腔静脉，再通过该系统的腔内心电图技术确认PICC 尖端位置。近年来，电磁导航尖端确认系统技术已在国外发达国家相继开展，并获得了良好评价。现将电磁导航尖端确认系统在PICC 尖端定位中的应用研究进展综述如下。

1 PICC 导管尖端最佳位置

PICC 导管尖端置入的上下腔静脉属于中心静脉大血管，具有管径粗及血流量大的特点，尖端可随血流方向在血管内漂浮而不附于管壁，输入药物能被快速稀释，从而可减轻高浓度及较强刺激性药物对血管壁的损伤。Racadio 等[7]研究发现PICC 尖端位于上腔静脉内，导管相关并发症发生率约为3.8%；PICC 尖端位于上腔静脉以外的其他静脉或部位，导管相关并发症发生率为28.8%。可见，PICC 导管尖端置入最佳位置对于减少导管相关并发症、延长导管留置时间、确保静脉治疗安全性和效果有重要意义。但就目前而言，不同国家、地区及组织机构发布的指南对PICC 尖端最佳位置定义尚未统一。美国静脉输液护理学会（Infusion Nurses Society,INS）2016 版实践指南提出经上肢静脉置入PICC，导管尖端应位于上腔静脉与右心房上壁交界连接点（cavoatrial junction,CAJ）或上腔静脉下1/3 段；经下肢静脉置入PICC，导管尖端应位于横膈膜水平以上的下腔静脉内[8]。欧洲相关指南提出，PICC 导管尖端位置在上腔静脉的中下段、CAJ 或高位右心房[9]。我国相关指南推荐PICC 导管尖端位于上腔静脉中下1/3 段至CAJ 上方，但尖端不进入右心房[10]。

目前，国内外实践指南均推荐将胸部X 线检查作为导管尖端定位方法，但胸部X 线片难以观察到上腔静脉和CAJ 的准确解剖位置，通常只能依靠影像解剖标志间接判断PICC 尖端位置，常用的影像标志有右气管支气管角、气管隆嵴、第5 胸椎或第6 胸椎、心影右上缘(右心耳)位置。国外学者将上腔静脉解剖位置定义为右主支气管下方、CAJ 上方，确定CAJ 位置（在PICC 置入后立即拍摄胸部X 线片）在气管隆嵴下方2.4 个椎体单元内，1 个椎体单元包括椎体及椎间隙[11]。我国学者则认为利用腔内心电图技术将导管尖端置入上腔静脉下1/3 段与CAJ 之间，再通过胸部X 线片显示导管尖端位置，其影像解剖标志超出右主支气管3 cm 或气管隆嵴下6 cm，均为有效在位[12]。但有研究报道，解剖标志性引导可能有10%～40%的异位率[13]，这种差异主要与X 线成像的复杂性有关，包括运动伪影、病人摄片位置、视差效应、呼吸时相以及评判中心静脉导管尖端位置的参照物[14]。因此，积极探索其他PICC 尖端定位方法十分必要。

2 电磁导航尖端确认系统

2.1 电磁导航尖端确认系统的组成 电磁导航尖端确认系统由具有磁性的尖端导航系统和基于腔内心电图的尖端确认系统组成[15]，应用时先将具有磁性的尖端导航系统的Y 形传感器放置在病人胸骨上方体表处，PICC 导丝具有磁性尖端，可产生一个被Y 形传感器检测到的磁场信号，并能在系统显示器上进行实时动态跟踪，系统的腔内心电图连接2 个体表导联并连接PICC 尾端导丝后，显示器即能显示所监测的心电图波形。目前国外常用的是Sherlock 3CG®尖端确认系统（tip confirmation system，TCS）。

2.1.1 具有磁性的尖端导航系统 尖端导航系统由具有磁性尖端的PICC 导丝、放置在病人胸壁上的Y型传感器以及系统显示器组成。Y 型传感器在置管前需经过校准，其中包含一系列3 轴磁性传感器微芯片提供磁场信息，用于三角测量磁性尖端相应的传感器三维位置和方向校准。将具有磁性尖端的PICC 导丝插入PICC 导管内并使导管尖端保持水平，Y 型传感器在系统显示器上以实时动态的图形化显示导管尖端位置，操作者可据此确定导管尖端推进的大致方向，观察导管是否经外周静脉进入上腔静脉，或者尖端是否进入异常位置（颈内静脉或对侧头臂静脉），从而能及时调整导管尖端直至在尖端导航系统协助下完成上腔静脉的初始定位[16-17]。

2.1.2 基于腔内心电图的尖端确认系统 腔内心电图有2 个体表电极，其中1 个放置于右肩部（右锁骨中点下缘），另1 个置于脐以下腋中线水平，无菌金属夹导联线一端与Y 型传感器上的灰色翼片组件相连，另一端与PICC 导丝尾端相连。当导丝与导管尖端进入上腔静脉时，P 波开始发生变化并逐渐增大；当导管尖端到达CAJ 时，P 波达到高峰；当导管尖端超过CAJ 进入右心房入口时，高峰P 波回落，出现负向P 波；当导管尖端到达右心房中部时，出现双向P 波；当导管尖端接近右心室时，出现倒置P 波[18]。Pittiruti 等[19]将该技术应用于PICC 导管尖端定位，证实了腔内心电图在PICC 尖端定位中具有较高准确性、可行性及安全性，并证明该技术比胸部X 线更能使病人获益。

2.2 电磁导航尖端确认系统的定位准确率 PICC 置管成功与否的关键是导管尖端位置能否准确到达CAJ处，置管时可出现导管尖端异位，尤其以异位于颈内静脉多见，若导管异位入颈内静脉后不能及时调整复位或未成功复位，可能引发其他并发症，如导管堵塞、静脉炎及静脉血栓等[20]。电磁导航尖端确认系统能在PICC 置管过程中进行实时导航，准确定位尖端，从而减少置管过程中发生导管尖端异位。Tomomi 等[15]使用Sherlock 3CG®TCS 对114 例普通住院病人PICC 置管过程进行引导，并根据北美相关指南评价置管准确率及异位率，结果显示，置管成功率为97.4%（111/114），导管定位准确率为83.8%（93/111），异位率为16.2%(位于上腔静脉上段1 例、上腔静脉中段6 例、右心房11例)，未出现导管尖端异位于颈内静脉或其他静脉的情况。德国1 所医疗中心利用电磁导航尖端确认系统引导103 例普通住院病人进行PICC 置管，结果显示，84例病人(82.4%)PICC 尖端准确到达指定位置[21]。Lelkes 等[22]在研究中纳入384 例普通病人，结果显示，375 例 病 人(97.7%)导 管 尖 端 位 于 或 靠 近CAJ，9 例 病人(2.3%)导管尖端异位。英国国家卫生与临床优化研究所(National Institute for Health and Care Excellence，NICE)发布的随访报告数据显示，使用Sherlock 3CG®TCS 对普通住院病人PICC 置管进行引导，导管尖端异位率为0～4%[23]，但该报告没有明确定义胸部X 线上的CAJ 位置。有学者认为，PICC 置管术后进行胸部X 线验证时，应注明胸部X 线上导管尖端位置和CAJ 位置，以便对结果进行更严谨的分析[24]。

与普通住院病人相比，病情较重的病人行PICC置管时会受较多因素影响，如病人意识状态、四肢及大血管基础情况、血液凝血功能、心脏传导异常情况等，从而导致置管成功率偏低。采用床边体外测量法对重症病人进行PICC 尖端定位会导致更高的导管尖端异位率。国外一项研究使用Sherlock 3CG®TCS 对重症监护病区的危重症病人行床边PICC 置管引导，结果显示，纳入的250 例重症病人中有239 例完成了PICC置管，置管成功率为95.6%，当导管尖端最佳位置定义为上腔静脉下段或CAJ 处时，有134 例病人（56.1%）发生导管尖端异位，但当最佳位置定义为上腔静脉中下段、CAJ 或高右心房（距CAJ 处2 cm）时，只有49 例病人(20.5%)发生导管尖端异位[16]。由此可见，不同研究中电磁导航尖端确认系统在PICC 导管尖端定位准确率上有所差别，可能与不同国家、地区对PICC 尖端最佳位置的确定标准不同有关，但总体而言，电磁导航尖端确认系统在尖端定位的准确性上具有自身优势。2.3 电磁导航尖端确认系统的临床应用效益 电磁导航尖端确认系统在PICC 置管操作中包含术前仪器校准、术中导管尖端导航与尖端定位两大步骤。有学者对该技术应用于PICC 置管全过程所需要的时间成本效益进行研究，每组纳入60 例普通病人，分别使用Sherlock 3CG®TCS 和体外测量法引导PICC 置管，两组 手 术 时 间 分 别 为（33.93±25.63）min 和（29.05±7.84）min[25]。虽然Sherlock 3CG®TCS 最终花费时间更长，但其包含导管尖端确认时间，而体外测量法在置管后还需时间验证PICC 尖端位置。Tomomi 等[15]对使用电磁导航尖端确认系统引导PICC 置管的医生资历进行分析，结果显示，低年资组所需平均时间为29.92 min，高年资组为22.34 min，说明操作者对技术掌握的熟练程度也影响手术时间。Mack 等[21]在研究中比较了使用电磁导航尖端确认系统与X 线透视置入PICC 所需时间，结果显示，使用电磁导航尖端确认系统组置管时间为（8.4±3.7）min，X 线透视组置管时间为（5.0±2.7）min（两组均未将术前准备及设备校准时间计算在内）。虽然X 线透视组手术时间较短，但有辐射暴露且对屏蔽环境和操作人员要求较高，故当前我国相关指南不将其作为PICC 置管定位的常规辅助方法。此外，多项研究表明电磁导航尖端确认系统在床边引导置入PICC 可为病人节省医疗费用[25-26]。一项针对重症医学病区病人PICC 置入的研究发现，与床边体外测量法相比，电磁导航尖端确认系统引导PICC置入可为每例病人节省约41.35 英镑的医疗成本，因导管异位需重新进行X 线定位的概率明显减少[27]。虽然目前人们对电磁导航尖端确认系统引导PICC 置入的时间和医疗费用成本尚未进行大量探讨，随着医疗资源利用率要求的提高，其可能逐渐受到医患双方重视。

2.4 电磁导航尖端确认系统引导PICC 置入的术后并发症 电磁导航尖端确认系统引导PICC 置入术后常见并发症有导管尖端异位、导管脱出、导管堵塞、导管相关性感染、静脉血栓、静脉炎、局部过敏皮炎及局部渗血等[28-29]。Nina 等[30]使用电磁导航尖端确认系统对121 例患儿PICC 置入进行引导，结果显示，没有患儿因该系统引起手术相关并发症，但在后续治疗期间发现有2 例患儿分别在置管后20 d 和21 d 出现导管堵塞，2 例患儿PICC 置管后数天发生导管异位，1 例患儿置管后11 d 发生静脉血栓。导管堵塞主要与输注的药物、导管使用及维护情况等有关。病人体位、肢体活动、呼吸运动及胸腔内压力改变等均会对尖端位置产生影响，导管尖端可异位至颈内静脉或对侧锁骨下静脉[31-32]。PICC 导管置入后静脉血栓发生率为0.5%～20.0%，其中，73%为PICC 置入后1 周发生，19%为PICC 置入后2 周发生[33]。Mack 等[21]对电磁导航尖端确认系统引导PICC 置入的103 例病人进行2 周随访观察发现，有8 例病人发生轻微的穿刺点渗血，通过压迫后止血；有8 例病人发生轻中度疼痛，在PICC 置入后几天内消失；有2 例病人出现局部穿刺点感染；有3例病人对抗菌薄膜敷料发生皮肤过敏反应；所有病人均未发生导管堵塞、静脉血栓或神经损伤。Bedford等[34]使用电磁导航尖端确认系统对社区医院55 例病人PICC 置入进行引导，其均未在治疗期间发生相关并发症。目前，尚未检索到关于电磁导航尖端确认系统引导置入PICC 后相关并发症发生率与其他定位方法比较的研究，未来可针对这一内容进行分析。

3 电磁导航尖端确认系统与其他定位方法的优势比较

3.1 体外测量法及胸部X 线定位 体外测量法是传统的PICC 置入最简单、便捷的辅助方法，但测量准确性受病人体型及胸廓结构影响较大，测量存在误差会引起导管置入过深或过浅；同时，体外测量法在置管过程中无法观察到导管尖端走向及是否发生异位，术后需进行胸部X 线检查确定尖端位置。体外测量法及胸部X 线定位过程中若发生导管异位，操作者需重新建立无菌区，进行导管调整后再行胸部X 线检查，必要时还需请血管外科医生进行会诊，从而使病人感染风险增大、术后并发症增加、治疗等待时间延长等[25]。而电磁导航尖端确认系统可在手术过程中发现导管异位，进行实时调整并准确定位，NICE 提出对于成功置入PICC 的病人术后可不用进行确认性的胸部X 线检查，从而减少了导管使用的滞后性，缩短了治疗等待时间[23]。

有学者以112 例儿童和新生儿病人为研究对象，回顾性分析了电磁导航尖端确认系统准确引导置入PICC 的情况，发现其比胸部X 线检查定位快7～18 min，学者们认为该技术是一种安全、无创的PICC 尖端定位方法，不但可以减少小儿群体X 射线暴露，而且手术时间较短，有利于节省医疗资源相关成本，如手术室占用率、麻醉医师及放射技术人员时间等[30]。电磁导航尖端确认系统在最大限度地减少治疗前等待时间、导管异位率和X 射线暴露方面具有一定优势。

3.2 DSA DSA 在X 线透视下引导PICC 置入，可利用静脉注射对比剂清晰显示静脉走行与状态，直观了解静脉置管全过程，观察导管走向并及时调整导管尖端位置。何玮等[35]利用DSA 对105 例病人PICC 置管进行引导，一次成功率为98.1%，置管时间为（32±18）min。与DSA 相比，电磁导航尖端确认系统不需要X线屏蔽手术间，减少了放射介入医师的人力资源和医疗成本消耗，不需担心病人和医务人员处于放射暴露之中。INS 指南也指出，除非遇到中心血管通路装置置入困难，否则应避免使用DSA 引导[8]。

3.3 超声心动图定位法

3.3.1 经胸壁超声心动图（trans thoracic echocardiography,TTE）定位法 经胸壁超声心动图定位法是将超声探头放于病人前胸壁，通过调整探头位置观察显示器上右心房和上腔静脉内是否存在PICC 导管回声影，并实时调整导管尖端位置。张小田等[36]运用经胸壁超声心动图定位法辅助新生儿PICC 置管，术中16 例异位导管尖端经超声引导调整后均置入正常位置，成功率为100%。此定位方法的应用对象均为新生儿，依据是在新生儿骨化不完全，经胸壁超声心动图能清晰显示上、下腔静脉及右心房结构。当胸壁骨骼逐渐骨化及胸腔结构发育趋向成熟后，上述结构在经胸壁超声心动图上显示不清晰，故不适用于已发育儿童及成年人群，与其相比，电磁导航尖端确认系统适用人群更广。

3.3.2 经食管超声心动图（transesophageal echocardiography,TEE）定位法 经食管超声心动图定位法可直接观察右心房及上腔静脉区域内导管尖端位置，其尖端定位准确性高，但与电磁导航尖端确认系统相比具有一定侵入性，病人耐受性差，医疗成本高，且需要超声医师协助操作等，因此临床应用较少，INS 指南也提示要谨慎使用经食管超声心动图定位法进行PICC 导管尖端定位[8]。

3.4 VasoNova 血管定位系统(VasoNova vascular positioning system,VPS) VasoNova 血管定位系统是以多普勒声波技术为基础，通过导管内导丝上特定换能器发射和接受多普勒信号，当导管导丝走向与血流方向相反时，系统会接收到异常多普勒信号并提示操作者导管尖端异位，经调整后至上腔静脉，再通过腔内心电图确定导管尖端位置[37]。VasoNova 血管定位系统与电磁导航尖端确认系统具有诸多相同点，两者均是通过腔内心电图技术确定PICC 尖端位置，但两者在PICC 导管尖端定位中的应用效果尚未见报道。

4 电磁导航尖端确认系统应用的局限性

电磁导航尖端确认系统中具有磁性的尖端导航系统校准过程受多种因素影响，如设备线缆和屏蔽层之间的关系、病人身上是否有小金属物件（通常在女性病人衣服中）以及各种可能的磁场干扰源（房间内手机和其他电子通信设备）。有学者研究发现，PICC 磁性尖端在系统显示器上的微弱信号可能影响导管尖端导航和定位，导致约1/3 的病人最终定位不准确[21]。为减少导管尖端信号不稳定或信号较弱的情况发生，在导管置入时需缓慢推进。

电磁导航尖端确认系统是通过腔内心电图定位PICC 尖端最佳位置，心房颤动、严重心动过速或安装起搏器的病人心电图P 波形态会受干扰，导致无法准确进行尖端定位，NICE 建议对无P 波变化的病人仍需进一步行胸部X 线检查[23]。但也有学者研究发现，心房颤动病人使用腔内心电图引导PICC 尖端定位的准确性和胸部X 线检查的准确性没有明显差别[38]。腔内心电图是专门针对CAJ 的定位，但导管尖端位置并不完全静态，会受病人体位、呼吸和手臂运动等因素影响而在一定范围移动[39]，当手臂从外展位置移动到内收位置时，导管平均移动约2.1 cm，而这正是置入导管所处体位（手臂外展大约90°）到术后胸部X 线检查（手臂处于内收位置）发生的运动类型[40]。

此外，电磁导航尖端确认系统的临床适用兼容性也有一定限制，如Sherlock 3CG®TCS 传感器必须与Sherlock 3CG®TCS 磁 性 导 丝 及Power PICC SOLO导管配合使用，无法用于其他类型导管[23]，这种不兼容性也是导致电磁导航尖端确认系统短期内较难在临床推广应用的原因之一。

5 小结

电磁导航尖端确认系统是一种较新型的PICC 尖端定位技术，可以实现导航置管和定位一次完成，定位准确率较高，导管异位也可及时调整而不须二次移动，但其也具有一定局限性。国外临床研究样本量偏少，有待今后进行多中心、大样本的相关研究。我国尚未检索获得相关技术及研究文献，今后可能成为我国研究热点。随着系统设备和器械材料的不断创新和产品改善，如何在临床工作中更好地利用或联合其他定位技术提升PICC 置管效益、减少并发症是值得探索的问题。