儿童连续性动脉血压监测中桡动脉置管相关因素研究进展

袁鹏英, 叶丽彦

(广州医科大学附属妇女儿童医疗中心, 1. PICU, 2. 内科, 广东 广州, 520120)

留置动脉导管可以连续、实时、准确地监测患者血压,帮助临床医生有效评估液体容量,动态调节血管活性药控制血压,还能间歇采血送检,避免多次穿刺给患者带来不适,减轻患者痛苦,以及作为心脑血管及肝脏介入手术的通道[1-3],在急诊、麻醉科、ICU及介入等科室得到广泛应用。常见的置管部位有桡动脉、肱动脉、足背动脉及股动脉等,其中桡动脉因位置表浅、方便固定且并发症少等优点,成为首选穿刺部位[4]。儿童桡动脉穿刺置管术在临床上多用于儿科重症监护或手术麻醉,常应用触摸定位法进行穿刺置管,然而桡动脉也存在直径小、容易痉挛、穿刺难度大及学习曲线长等问题,置管期间容易引发一系列相关并发症,如动脉闭塞、感染、缺血、假性动脉瘤及神经血管损伤等[5], 给患儿造成不适和痛苦,延长住院时间,增加住院费用,导致患儿预后不良。学习曲线是指通过持续学习逐渐完成并熟练掌握某一项新技术或操作的过程,通常用于评价掌握一项新技术的难易程度,一般学习曲线越长,提示该技术越难掌握。目前实施小儿桡动脉穿刺置管的执行者主要为麻醉师、内科医师及护士[6-8], 置管成功率与操作者的经验、穿刺方法、患儿状态及穿刺所选的设备材料相关。本研究就影响儿童桡动脉置管成功率的相关因素研究进行综述。

1 操作者因素

1.1 穿刺置管方法的选择

盲穿法主要依赖操作者手感触摸和解剖定位来完成,包括直接穿刺法和穿透法,目前在临床和教学中最为常用。通过触摸桡动脉搏动部位和走行方向,结合解剖结构选择穿刺点,一般选择在桡骨茎突近端0.5 cm即第二腕横纹处进行穿刺,此处搏动最强,可缓慢进针,当发现回血区有回血时,降低穿刺角度,往前推进1～2 mm, 固定穿刺针,轻柔地将套管缓慢地推送至动脉腔内,拔除针芯,完成置管。穿透法则是在直接穿刺法的基础上穿透桡动脉血管后壁,缓慢后退套管,见到搏动性回血时将套管向前推进,完成置管。盲穿法对穿刺者的操作技术和临床经验有着极高的要求,初学者一般需要一定时间和数量的练习来完成学习曲线。成人桡动脉置管盲穿法首次穿刺成功率为56.7%～71.5%[9-11], 婴幼儿因皮下脂肪比例高、配合性差,穿刺难度更大,成功率为38.0%～62.7%[12-13]。危重症患儿应用传统盲法桡动脉穿刺的成功率更低,主要原因为: ① 盲穿法进针点确定依赖于手指触摸动脉搏动,无法确保动脉中点穿刺针进针,可能导致穿刺针偏离动脉; ② 桡动脉管径小,平均仅有2.4 mm, 且解剖变异发生率很高; ③ 即便穿刺点定位误差小,进针的方向、角度和进针过程中的调整对于穿刺置管成功与否的影响都很大,而这些受操作者手感和经验影响极大; ④ 针尾喷出动脉血是桡动脉穿刺置管失败最重要的原因之一,针尾流出血液提示针尖已经进入动脉中,而外套管未达到动脉壁,因为穿刺针刺入血管可能并非沿最大桡动脉经线的途径,此时继续推送穿刺针,针尖部分可能已经刺入血管后壁或刺穿血管,再推送外套管无法进入桡动脉。首次穿刺一旦失败,常会导致局部血肿形成、血管痉挛、动脉内膜剥离等,再次穿刺操作也会受到不利影响。

自多普勒超声应用在桡动脉置管中被报道后[14], 因其可实时显示靶血管和周围组织情况[15], 呈现可视化的场景,得到了广泛应用,大大提高了动脉置管的成功率,将成人桡动脉首次置管成功率提升至90%[9], 婴幼儿提升至68.0%～89.7%[13], 同时还有效地减少穿刺次数,降低了发生血肿的风险[16]。常见的B超引导下桡动脉置管方法包括短轴平面外法(即横向法)、短轴平面内法(即纵向法)、长轴平面内联合短轴平面外法、斜向法、动态针尖定位法(DNTP)、生理盐水法、显影线法、改良长轴平面内超声技术(M-LAINUT)等。不同的研究对平面内法、平面外法、斜向法的优劣持不同的意见,目前尚无充足的证据证明孰优孰劣,操作者可根据自身喜好以及对不同方法的熟练程度选择适合的置管方法。对于危重患儿桡动脉穿刺置管,有学者[16]采用先长轴平面内、后短轴平面内相结合的方法,其指出先长轴平面内能使针尖位置显示更容易,还有利于保持针尖位于桡动脉水平; 后短轴平面内技术能将桡动脉横截面和相邻结构完整地显示出来,此时能很容易地判断桡动脉和针尖的相对位置,略微调整角度就能大大增加置管成功率,缩短穿刺时间,减少穿刺次数。

研究[17]指出, DNTP相比平面内法置管成功率更高,其一次性成功率和总体成功率也显著高于传统盲穿法。DNTP是目前临床认可度和推崇度相对较高的方法之一。显影线法是在平面外发基础上改良得到的一种能提高进针点准确性的方法。该方法是在探头中间位置固定一条垂直于长轴的显影线,显影线和皮肤的交点即为穿刺点。超声屏幕上能显示出显影线的标记,穿刺过程中不应用动态技术,能有效解决实习医生因定位不准而出现的动脉穿刺成功率低的问题。该方法定位穿刺点简单、方便且准确性高,特别适用于经验不足的新手医生。针对动脉过于表浅的患儿,有学者[11]提出了盐水DNTP,通过生理盐水皮下注射人为增加深度,从而能显著提高成功率,还能缩短操作时间。新生儿桡动脉置管采用生理盐水法同样安全且有效。

M-LAINUT法是通过改良平面内法得到的,其成功率相比传统触诊法明显提高,穿刺次数、操作时间均明显减少。该方法先获取动脉短轴图像,再旋转探头90°, 获取动脉长轴图像,彩色多普勒超声显示动脉血流信号最丰富的位置为穿刺点。这种方法有效且容易掌握,新手也能操作。文献[18]报道,与M-LAINUT技术相比,利用近红外线激光可视技术获取桡动脉图像,可有效缩短单次置管时间,但两者在首次置管成功率、总成功率及穿刺次数等方面均无系统性差异,目前在临床上未得到广泛应用。此外,近年来有学者提出磁导航辅助法,该方法是应用穿刺针导航系统,预先磁化穿刺针,超声机可对穿刺针位置进行自动定位,并显示出虚拟的穿刺针路径,从而能帮助操作者临床操作。研究[12]指出,磁导航辅助穿刺法成功率更高,操作耗时更少,穿刺的准确性更高,对新手有一定帮助。但该种方法目前应用较少,其临床价值还需要进一步研究。

1.2 穿刺者的经验

在桡动脉盲穿法置管过程中,对穿刺者经验和感觉的高度依赖已被反复证实[19-20]。针对低血压、血流动力学不稳定、脉搏微弱及儿童患者,推荐B超引导下置管[17], 可提高首次置管和总体置管成功率,但前提是穿刺者需要在B超引导下完成一定数量的置管例数[21]。无经验的实习麻醉师借助B超引导下成人首次置管成功率仅为34.21%[22], 而有经验穿刺者盲穿法置管首次成功率可达56.7%～71.5%[9-11], 与触诊技术相比,操作者B超经验很少时,并无明显的置管优势,穿刺对象为儿童患者时尤为明显[16]。还有学者[23]比较了不同年资麻醉医师采用多普勒超声引导和盲法2种方法进行桡动脉穿刺置管的成功率,结果显示无论哪种方法,高年资医师穿刺置管成功率相比较低年资医师均更高。现有研究[24]证明重复的培训可以有效缩短技能熟练度的学习曲线,减少个体间技能获得的个体差异,这也进一步证实操作者需要接受规范化的培训,完成学习曲线,方能有效彰显超声的优越性[25]。专家[21]建议,操作者不仅需要熟练掌握小儿血管解剖特点及超声基本理论和使用方法,还需要在模型上反复多次练习,理论知识学习和模拟训练能显著提高操作者操作技能、手眼协调能力,还能增加信心,从而有助于提高穿刺的成功率。

2 患者因素

多项研究[10, 19-20, 26]显示,老龄、女性、低血压/脉压降低、肥胖、心力衰竭、高血压、慢性肾病、冠心病、血管解剖异常、动脉深度增加是成人桡动脉穿刺置管失败的危险因素。就儿童患者而言,临床研究同样得出类似的结论,患儿的年龄、体质量指数、病情严重程度、收缩压和液体超负荷程度都会对穿刺成功率产生影响[27]。

2.1 性别

研究[28]表明中国男性右桡动脉内径为(2.7±0.6) mm, 女性为(2.20±0.49) mm, 女性桡动脉直径相对较细,穿刺难度更大。女性是置管失败及发生动脉痉挛的独立预测因素[26, 29]。为了改善女性桡动直径小这一困境,李干等[30]利用硝酸甘油具有扩张外周动脉血管的特点,穿刺前予皮下注射硝酸甘油,有效扩张了桡动脉直径,提高了女性桡动脉首次置管成功率,减少了穿刺并发症。这一现象在婴幼儿及儿童人群中还未得到相关的论证,研究人员对134名婴儿至青春期儿童的桡动脉及尺动脉进行直径测量,发现男性和女性无显著差异[31]。

2.2 桡动脉直径、桡动脉深度和桡动脉变异

桡动脉是肌性动脉,相较于股动脉、腋动脉及肱动脉,桡动脉直径相对更小,受刺激容易痉挛,进一步加大穿刺难度[32]。有文献[33]报道横截面积≤1 mm2的患者穿刺失败率是横截面积>1 mm2患者的5.26倍,是桡动脉穿刺失败的独立预测因素。为了增加桡动脉直径,国内外专家进行了许多的尝试。柴茂[34]利用压脉带使桡动脉近端血管充盈,血管直径增加,有效提高桡动脉首次置管率。KIM C L等[35]则采用对尺动脉进行压迫的方法增加桡动脉血流和横截面积,成功缩短桡动脉置管的时间。增加儿童桡动脉直径的方法多见于药物扩张,皮下注射硝酸甘油[8]和酚妥拉明[36]均能有效扩张儿童桡动脉的直径,有效提高了首次置管成功率和总体成功率。

桡动脉深度是指桡动脉上壁与皮肤之间的距离,对于年龄<3岁的患儿,桡动脉深度为2～4 mm时,经超声引导下行桡动脉穿刺置管操作时间最短,且成功率最高。当患儿桡动脉深度<2 mm时,可采用生理盐水皮下注射等方式增加桡动脉深度。研究[37-39]显示,皮下注射0.2 mL生理盐水后,桡动脉深度可在数秒钟后增加至3.83 mm, 10 min后为2.25 mm, 仍明显高于注药前,能显著提高小儿桡动脉穿刺置管成功率; 在生理发育过程中,桡动脉因各种因素影响造成解剖异常,发生率为3.8%～6.0%, 多表现为桡动脉迂曲或分支异常,穿刺时起点与终点常不在同一直线上,穿刺难度明显增大,容易加剧动脉痉挛。研究[37]报道解剖异常者在进行动脉穿刺时发生痉挛的风险是正常的6.87倍,即便在B超引导下也不能完全消除解剖变异所带来的影响,桡动脉分支变异仍是桡动脉置管失败的独立预测因素[33]。

2.3 年龄与体质量

桡动脉直径与年龄及体质量有着很强的相关性,随着年龄的增长、体质量的增加,桡动脉直径不断增大,至青春期接近于成人水平[31]。国外学者对12岁以内(不包含12岁)儿童进行桡动脉直径测量,结果显示0～12个月婴幼儿直径为(1.29±0.15) mm, 1～6岁学龄前儿童直径为(1.69±0.27) mm, 再次说明年龄越小、体质量越轻,动脉直径越小。研究[13]报道桡动脉直径越小,首次穿刺置管失败率也就越高,这一现象可能与婴幼儿皮下脂肪相对较多及桡动脉皮下深度相对较深导致穿刺难度大有关。针对这一挑战,有学者[32]采用动态针尖定位法辅助动脉穿刺,有效提高了桡动脉深度≥4 mm的儿童患者的首次穿刺成功率和总体成功率,明显缩短了穿刺时间,一定程度上解决了桡动脉过深带来的影响。

2.4 低血压、肥胖和水肿

低血压常伴有微循环障碍、组织器官灌注不足、外周血管充盈度不够、有效循环容量减少、动脉搏动减弱甚至消失,影响穿刺者对动脉中心位置的判断,极大地降低了盲穿法首针置管成功率,增加了穿刺次数[40], 是影响儿童动脉置管成功不可忽视的因素[27]。肥胖者因皮下脂肪肥厚而直接增大桡动脉皮下深度,加之组织疏松,血管易滑动,不利于触摸固定,增加了穿刺难度。水肿患者因组织间隙聚集过多的液体,间接增大了动脉皮下深度,削弱了桡动脉搏动感,增大了触诊难度,使穿刺针不易扎中动脉,影响桡动脉的成功置入。此类患者属于困难穿刺者,建议在超声引导下进行桡动脉穿刺置管,能在一定程度上有效消除皮下动脉深度给穿刺者带来的影响,有效提高首次置管成功率[41]。

3 操作设备与材料

目前动脉置管有专门的动脉留置针,具有精准测压、方便转运、避免血液污染等优点,在急危重症部门应用广泛。动脉留置针因套管内径较大、市场上可选型号较少,在婴幼儿及儿童动静脉置管中的应用受限,基于此有很多学者[42-43]尝试采用静脉留置针行桡动脉置管测压,发现血压数值可靠,穿刺置管率高,且对动脉损伤小。此外,导管与血管比值过大也会增大置管的难度,留置后影响桡动脉的血流流速,增大发生桡动脉闭塞的风险[44]。研究[45]发现6个月以内的婴儿及新生儿桡动脉直径约0.76 mm, 其中75%的婴儿的平均桡动脉直径小于0.9 mm, 2岁以内婴幼儿桡动脉直径为(1.16±0.11) mm[46], 分别与24 G、22 G及20 G留置针导管外径近似(大小分别为0.7、0.9、1.1 mm)。故选择适合患者型号的留置针规格进行穿刺,有助于降低动脉置管相关并发症。

4 小 结

桡动脉穿刺置管术是重大手术围术期及危重患儿持续血流动力学监测的主要方式,不但能帮助手术医师掌握患儿围术期重要的实时生命体征,还为测定血浆胶体渗透压和动脉血气分析等提供便捷途径,为提高患儿安全提供有力保障。桡动脉作为儿童动脉置管的首选部位,近年来很多学者做了大量研究,致力于提高儿童桡动脉一次性置管成功率和总置管成功率,降低穿刺并发症的发生。儿童桡动脉穿刺置管的成功率受多种因素影响,虽然超声引导技术的发展和应用为其提高穿刺成功率提供了很大程度的帮助,但仍存在很多困难,尤其对经验有限的操作医师,还需要不断加强培训和练习,注意操作细节,在穿刺过程中选择恰当的方法来适当增加患儿桡动脉深度和直径,选择合适的操作设备和材料,攻克难点、改进穿刺技巧,以降低操作难度,提高穿刺成功率并降低相关并发症发生率。