超声引导下动态针尖定位法在初学者桡动脉穿刺置管中的效果评定

陈慧娜 郝玉民 杨立峰 王 莹▲ 刘 静

1.河南大学第一附属医院麻醉科，河南开封475001；2.河南大学第一附属医院泌尿外科，河南开封475001

桡动脉穿刺置管可进行重复的动脉血气分析 和长时间连续的血压监测，常用于手术室和重症监护室[1-3]。传统的盲探触摸法（blind palpation，BP）操作困难[4]，动态针尖定位法（dynamic needle tippositioning，DNTP）是超声引导下平面外技术的改良方法[5-10]。大多研究表明[1，4，11-14]，超声引导可以提高桡动脉穿刺置管成功率，但通常针对的是有经验的医生。对于初学者来说，由于超声及穿刺经验的不足，使用超声并不能明显提高桡动脉穿刺置管成功率[15-16]。DNTP法使整个操作过程可视并可控，降低了动脉穿刺置管的难度[1，8-9]，我们以期用这种改良方法提高初学者桡动脉穿刺置管成功率。因此本实验旨在比较DNTP法和BP法在初学者中的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究经河南大学第一附属医院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。将2019年7月至2020年1月在河南大学第一附属医院麻醉科实习的64名初学者纳入研究，采用随机数字表法分为两组。根据交叉设计原则，每位初学者分配两名患者，共纳入128例患者，初学者分别使用DNTP法和BP法行桡动脉穿刺置管操作。先使用DNTP法后使用BP法操作的初学者为DNTP-BP组；先使用BP法后使用DNTP法操作的初学者为BP-DNTP组。两组初学者和患者一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

表1 两组初学者和患者的一般情况比较[n（%）、±s]

表1 两组初学者和患者的一般情况比较[n（%）、±s]

?

初学者纳入标准：①临床实习半年以上；②未进行过桡动脉穿刺置管操作。患者纳入标准：①ASA分级I～Ⅲ，择期手术；②年龄18～60岁；③全身麻醉，术中需要有创血压监测。排除标准：①有Allen试验阴性、肥胖、手臂畸形、各种类型休克、放化疗术后、糖尿病、冠心病、周围血管疾病、凝血功能障碍；②妊娠期；③1个月内进行过桡动脉穿刺置管操作。

1.2 教学

对所纳入的初学者讲解桡动脉局部解剖结构、操作准备、注意事项、超声原理、使用方法，区分平面内外超声图像。分别观看、讲解两种方法的操作过程，并进行理论考试。理论考试合格，初学者进入模拟练习，不合格则跟随下一批学员继续进行理论学习。模拟练习包括超声机器操作练习累计10 h，在血管穿刺模型上两种方法分别练习20次。模拟练习完成之后，根据随机数字表法把初学者分为两组。所有教学任务由科室教学小组成员担任，其超声使用经验均超过10年。所有初学者在真实患者身上进行操作之前均达到：理论考试成绩合格，模拟练习完成。

1.3 方法

1.3.1 实验过程 所有患者术前1 d签署知情同意书。第2天患者入室，开放外周静脉通路，常规监测各项生命体征，包括心电图、脉搏氧饱和度、右侧手臂无创血压。静脉注射咪达唑仑0.03～0.05 mg/kg、丙泊酚1.5～2.5 mg/kg、舒芬太尼0.3～0.5 µg/kg、顺阿曲库铵0.15 mg/kg进行常规静脉麻醉诱导后，可视喉镜辅助下行气管插管。给予七氟烷0.8%～1.5%、瑞芬太尼1.0～1.5 µg/（kg·min）和丙泊酚3.0～5.0 mg/（kg·h）进行静吸复合麻醉维持。将患者左侧手臂外展放于托手板上，手腕下放置毛巾卷，使腕部处于旋后伸展状态，用医用胶布固定。测量左侧桡动脉距皮肤的深度和直径，使用聚维酮碘溶液消毒皮肤前臂远端1/2与手掌近端1/2。操作之前，测量患者无创动脉血压并记录。

1.3.1.1 DNTP-BP组 第一步：本组初学者左手持超声探头，右手持套管针，使用DNTP法操作，操作过程中由初学者独立完成，上级医生不进行指导（图1）。使用超声高频探头，获取桡动脉短轴平面外视图，调整探头，保持桡动脉位于屏幕中央，将套管针沿超声探头Mark点与皮肤呈30°～40°夹角进针，于超声视图中桡动脉腔内见高回声亮点时可见套管针尾端回血（图1a、1A），若未见回血则调整针尖及超声位置，重新进针，直至完成穿刺过程。保持套管针不动，将探头向桡动脉近端移动，直至高回声亮点消失（图1b、1B），然后保持探头位置不动，将针尖向前推进，直至再次看到高回声亮点（图1c、1C），重复此过程约2～3次。在此过程，套管针置入桡动脉腔内约5～10 mm，接着针芯拔出，顺势将套管完全推入桡动脉腔内，连接传感器，验证波形。在操作过程中，套管针与皮肤间夹角逐渐缩小，动态追踪针尖位置，确保针尖处于桡动脉腔中央。第二步：本组初学者更换操作对象，使用BP法。先用指尖触摸桡动脉搏动最强点，将套管针与皮肤呈30°夹角穿破皮肤沿桡动脉搏动方向进针，待套管针尾端回血，压低针尾继续进针约5 mm，回血通畅，拔出针芯，置入套管，连接传感器验证波形。

图1 DNTP法操作过程

1.3.1.2 BP-DNTP组 第一步：本组初学者使用BP法进行桡动脉穿刺置管。第二步：更换操作对象使用DNTP法操作。两种方法具体步骤同前。两组初学者除操作方法顺序相反，其余过程均相同。具体实验流程图见图2。

图2 实验流程图

1.3.2 动脉穿刺置管过程 动脉穿刺置管被人为的分为两部分，穿刺过程和置管过程[17]。穿刺成功的标志为套管针尾端见回血；置管成功的标志为传感器波形验证成功。计时器在套管针针尖首次接触皮肤时，开始计时。从开始计时到套管针尾端见回血的时间记为穿刺时间；从套管针尾端见回血到传感器波形验证成功的时间记为置管时间，针尖对皮肤进行的穿刺次数记为操作次数。在一次操作中，允许针尖在皮肤下进行方向调整。每种方法10 min内未成功，则终止操作，记录时间为600 s；若10 min内操作成功，则记录相关实验数据。

1.3.3 测量指标 主要测量指标：10 min穿刺置管成功率。其他次要指标：首次穿刺置管成功率、穿刺成功率、置管成功率、操作时间、操作次数、套管针使用数量。并记录血肿、血管痉挛、感染、穿透血管后壁等并发症发生率。其中，首次穿刺置管成功率指每种方法纳入的64例中，首次操作即穿刺成功且置管成功的概率。10 min穿刺置管成功率指每种方法纳入的64例中，10 min内穿刺成功且置管成功的概率。穿刺成功率指每种方法纳入的64例中，穿刺成功的概率。置管成功率指在穿刺成功的例数中，置管成功的概率。血肿定义为穿刺部位可见或可触及的局部肿胀；出血定义为皮肤穿刺部位可见的淤血或淤斑；血管痉挛定义为超声测量桡动脉面积缩小30%以上；感染定义为桡动脉置管拔出后48 h内，置管部位感染。

1.4 样本量计算

基于之前的相关研究报道[11，18]，本研究把传统BP法10 min成功率定为34%，假定DNTP法可使10 min成功率提高至64%，BP法和DNTP法比例1∶1，假设实验I类错误（α）为0.05，检验效能（1-β）为80%，每组需要入组32名初学者，两组共64名初学者，共需128例患者。

1.5 统计学处理

所有数据应用SPSS 24.0统计软件进行统计分析。初学者和患者的基线水平使用t检验和χ2检验。两种操作方法的计量和计数资料结果中，计量资料以（±s）或M（Q1，Q3）表示，采用K-S检验判断是否符合正态分布，并采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验；计数资料以[n（%）]表示，采用McNemar's检验；桡动脉穿刺置管累计成功率随时间的变化曲线采用Kaplan-Meier表示，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种方法10 min穿刺置管成功率、首次穿刺置管成功率的比较

DNTP法中10 min穿刺置管成功率明显高于BP法，差异有统计学意义（P＜0.05），DNTP法和BP法相比，首次穿刺置管成功率差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。两种方法10 min穿刺置管累计成功率见图3。

表2 两种方法10 min穿刺置管成功率、首次穿刺置管成功率的比较[n（%）]

图3 两种方法随时间累计的穿刺置管成功率

2.2 两种方法穿刺成功率结果比较

BP法 穿 刺 成 功 率 为79.7%（51/64），高 于DNTP法穿刺成功率的73.4%（47/64），差异无统计学意义（χ2=0.346，P=0.557＞0.05）。

2.3 两种方法置管成功率结果比较

DNTP法置管成功率为89.3%（42/47）,高于BP法置管成功率的45.1%（23/51），差异有统计学意义（χ2=21.457，P=0.000＜0.05）。

2.4 两种方法所需操作时间、操作次数及套管针使用数量结果的比较

与BP法相比，DNTP法操作时间、操作次数明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05）；两种方法中套管针使用数量比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 两种方法操作时间、操作次数、套管针使用数量比较

2.5 两种方法并发症结果的比较

与BP法相比，DNTP法穿透血管后壁情况明显减少，差异有统计学意义（P＜0.05），两种方法中血肿、血管痉挛发生比例差异无统计学意义（P＞0.05）；两种方法中均未出现感染。见表4。

表4 两种方法并发症发生率比较[n（%）]

3 讨论

DNTP法是以短轴平面外超声技术为基础，通过超声探头和套管针的相继移动，达到动态追踪针尖的目的。在保留短轴平面外技术优点的同时，吸取了长轴平面内技术针尖可视化，避免针尖穿透血管的优点[1，8-9，11]。本实验结果表明DNTP法有助于初学者的桡动脉穿刺置管。

桡动脉穿刺置管成功需要两个步骤，第一步穿刺成功、第二步置管成功[17]。其中穿刺成功是基础，置管成功是难点。相对于外周静脉，桡动脉不易肉眼观察，穿刺时只能依靠指尖感知动脉位置，并且因为动脉距离皮肤较深，穿刺针刺入皮肤角度更大，在针尖刺进桡动脉的同时更易刺破桡动脉后壁，从而导致操作失败，增加并发症发生风险[19]。而DNTP法不仅借助超声技术实现了操作可视化，同时还避免了超声短轴平面外技术的缺点[1，9]。短轴平面外技术相较于长轴平面内技术操作简单，更易识别桡动脉及其周围组织的相对结构，但由于整个套管针在超声图像上只能显示一个亮点，不能很好确定针尖位置，很难观察到套管针向桡动脉推进的过程。DNTP法中动态追踪针尖的操作，使桡动脉置管过程中针尖位置动态持续可见，能实时掌握针尖和桡动脉的相对位置关系，降低穿透血管后壁的风险，从而降低了再次穿刺的难度。尤其是对于初学者这至关重要，因为初学者的首次穿刺成功率更低。然而，在此实验中，两种方法的穿刺成功率并无统计学差异，考虑是由于纳入的操作者都是之前未接触过桡动脉穿刺置管的初学者，且超声机器使用经验也十分匮乏，在DNTP法穿刺过程中，超声机器的使用，增加了初学者双手协调的难度，削弱了这种优势的体现。

BP法中桡动脉穿刺置管失败的主要原因不是动脉穿刺，而是动脉置管[20]。传统BP法，如果套管针不在桡动脉中央，那么很难将套管置入桡动脉当中。因为桡动脉整体直径很小，如果针尖的位置贴壁，或者套管针整体方向与桡动脉走行方向成一夹角，即使穿刺成功，随着套管针的推进，要么针尖刺破桡动脉进入组织间隙当中，要么套管置入有阻力，最终导致置管失败[19]。DNTP法大大提高了置管的成功率，本研究中DNTP法置管成功率高达89.3%。因为当发现套管针进入桡动脉腔内，操作者没有盲目置入套管，而是根据超声视图把针尖位置调整至桡动脉腔中央，然后把针芯和套管作为一整体，在DNTP技术的引导下继续推进2～3次。并在这一过程中追踪针尖位置，确保针尖位置始终位于桡动脉腔中央。这一额外操作，保证套管顺利置入桡动脉腔内，提高了置管成功率，同时减少了并发症地发生，如穿透血管后壁。本研究中，DNTP法之所以提高了初学者10 min成功率，主要也是因为提高了桡动脉置管成功率。

之前的研究报道显示，超声引导下桡动脉首次成功率为40%～83%[2，8，17]。本研究中，首次成功率仅26.6%，这是由于大多数研究中，操作者都是有经验的医生，而本研究中，操作者均为之前从未接触过桡动脉穿刺的初学者，这导致了本研究首次成功率不高。此外，图3提示DNTP法中大多数桡动脉穿刺置管成功的操作时间更短。DNTP法和BP法中穿刺针的使用分别是126根和146根，虽说两组之间无统计学差异，但是如果操作者基数够大，仍然可以节约相当一部分医疗资源。关于并发症，两种方法中均未发现由于桡动脉穿刺置管操作引起的感染。BP法中，虽然血肿和血管痉挛的发生例数均高于DNTP方法，但是并无统计学意义。桡动脉穿透血管后壁比例DNTP法明显低于BP法，原因如前文所述。

本研究的局限性在于，本研究在纳入患者时，刻意把有操作难度的患者排除在外，此实验结果是否适用于操作困难的群体，有待进一步研究。此外本研究结果显示DNTP法未能提高桡动脉穿刺过程的成功率，这一结果需要谨慎对待，本实验之所以显示此结果，可能是初学者使用超声的难度削弱了这种优势，对于有操作经验的医生来说，DNTP法是否在提高置管成功率的同时，还能提高穿刺成功率有待进一步的研究。

综上所述，与BP法相比，超声引导下DNTP法提高了初学者10 min桡动脉穿刺置管成功率。这种技术可以动态追踪针尖的位置，顺利将套管置入桡动脉腔内，尤其提高了桡动脉置管的成功率。DNTP法作为桡动脉穿刺置管教学中的一种方法，较为合适，可以在临床推广。