超聲引導下動態針尖定位法在初學者橈動脈穿刺置管中的效果評定

陳慧娜 郝玉民 楊立峰 王 瑩▲ 劉 靜

1.河南大學第一附屬醫院麻醉科，河南開封475001；2.河南大學第一附屬醫院泌尿外科，河南開封475001

橈動脈穿刺置管可進行重復的動脈血氣分析 和長時間連續的血壓監測，常用于手術室和重癥監護室[1-3]。傳統的盲探觸摸法（blind palpation，BP）操作困難[4]，動態針尖定位法（dynamic needle tippositioning，DNTP）是超聲引導下平面外技術的改良方法[5-10]。大多研究表明[1，4，11-14]，超聲引導可以提高橈動脈穿刺置管成功率，但通常針對的是有經驗的醫生。對于初學者來說，由于超聲及穿刺經驗的不足，使用超聲并不能明顯提高橈動脈穿刺置管成功率[15-16]。DNTP法使整個操作過程可視并可控，降低了動脈穿刺置管的難度[1，8-9]，我們以期用這種改良方法提高初學者橈動脈穿刺置管成功率。因此本實驗旨在比較DNTP法和BP法在初學者中的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究經河南大學第一附屬醫院醫學倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。將2019年7月至2020年1月在河南大學第一附屬醫院麻醉科實習的64名初學者納入研究，采用隨機數字表法分為兩組。根據交叉設計原則，每位初學者分配兩名患者，共納入128例患者，初學者分別使用DNTP法和BP法行橈動脈穿刺置管操作。先使用DNTP法后使用BP法操作的初學者為DNTP-BP組；先使用BP法后使用DNTP法操作的初學者為BP-DNTP組。兩組初學者和患者一般資料比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。

表1 兩組初學者和患者的一般情況比較[n（%）、±s]

表1 兩組初學者和患者的一般情況比較[n（%）、±s]

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初學者納入標準：①臨床實習半年以上；②未進行過橈動脈穿刺置管操作。患者納入標準：①ASA分級I～Ⅲ，擇期手術；②年齡18～60歲；③全身麻醉，術中需要有創血壓監測。排除標準：①有Allen試驗陰性、肥胖、手臂畸形、各種類型休克、放化療術后、糖尿病、冠心病、周圍血管疾病、凝血功能障礙；②妊娠期；③1個月內進行過橈動脈穿刺置管操作。

1.2 教學

對所納入的初學者講解橈動脈局部解剖結構、操作準備、注意事項、超聲原理、使用方法，區分平面內外超聲圖像。分別觀看、講解兩種方法的操作過程，并進行理論考試。理論考試合格，初學者進入模擬練習，不合格則跟隨下一批學員繼續進行理論學習。模擬練習包括超聲機器操作練習累計10 h，在血管穿刺模型上兩種方法分別練習20次。模擬練習完成之后，根據隨機數字表法把初學者分為兩組。所有教學任務由科室教學小組成員擔任，其超聲使用經驗均超過10年。所有初學者在真實患者身上進行操作之前均達到：理論考試成績合格，模擬練習完成。

1.3 方法

1.3.1 實驗過程 所有患者術前1 d簽署知情同意書。第2天患者入室，開放外周靜脈通路，常規監測各項生命體征，包括心電圖、脈搏氧飽和度、右側手臂無創血壓。靜脈注射咪達唑侖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、順阿曲庫銨0.15 mg/kg進行常規靜脈麻醉誘導后，可視喉鏡輔助下行氣管插管。給予七氟烷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）進行靜吸復合麻醉維持。將患者左側手臂外展放于托手板上，手腕下放置毛巾卷，使腕部處于旋后伸展狀態，用醫用膠布固定。測量左側橈動脈距皮膚的深度和直徑，使用聚維酮碘溶液消毒皮膚前臂遠端1/2與手掌近端1/2。操作之前，測量患者無創動脈血壓并記錄。

1.3.1.1 DNTP-BP組 第一步：本組初學者左手持超聲探頭，右手持套管針，使用DNTP法操作，操作過程中由初學者獨立完成，上級醫生不進行指導（圖1）。使用超聲高頻探頭，獲取橈動脈短軸平面外視圖，調整探頭，保持橈動脈位于屏幕中央，將套管針沿超聲探頭Mark點與皮膚呈30°～40°夾角進針，于超聲視圖中橈動脈腔內見高回聲亮點時可見套管針尾端回血（圖1a、1A），若未見回血則調整針尖及超聲位置，重新進針，直至完成穿刺過程。保持套管針不動，將探頭向橈動脈近端移動，直至高回聲亮點消失（圖1b、1B），然后保持探頭位置不動，將針尖向前推進，直至再次看到高回聲亮點（圖1c、1C），重復此過程約2～3次。在此過程，套管針置入橈動脈腔內約5～10 mm，接著針芯拔出，順勢將套管完全推入橈動脈腔內，連接傳感器，驗證波形。在操作過程中，套管針與皮膚間夾角逐漸縮小，動態追蹤針尖位置，確保針尖處于橈動脈腔中央。第二步：本組初學者更換操作對象，使用BP法。先用指尖觸摸橈動脈搏動最強點，將套管針與皮膚呈30°夾角穿破皮膚沿橈動脈搏動方向進針，待套管針尾端回血，壓低針尾繼續進針約5 mm，回血通暢，拔出針芯，置入套管，連接傳感器驗證波形。

圖1 DNTP法操作過程

1.3.1.2 BP-DNTP組 第一步：本組初學者使用BP法進行橈動脈穿刺置管。第二步：更換操作對象使用DNTP法操作。兩種方法具體步驟同前。兩組初學者除操作方法順序相反，其余過程均相同。具體實驗流程圖見圖2。

圖2 實驗流程圖

1.3.2 動脈穿刺置管過程 動脈穿刺置管被人為的分為兩部分，穿刺過程和置管過程[17]。穿刺成功的標志為套管針尾端見回血；置管成功的標志為傳感器波形驗證成功。計時器在套管針針尖首次接觸皮膚時，開始計時。從開始計時到套管針尾端見回血的時間記為穿刺時間；從套管針尾端見回血到傳感器波形驗證成功的時間記為置管時間，針尖對皮膚進行的穿刺次數記為操作次數。在一次操作中，允許針尖在皮膚下進行方向調整。每種方法10 min內未成功，則終止操作，記錄時間為600 s；若10 min內操作成功，則記錄相關實驗數據。

1.3.3 測量指標 主要測量指標：10 min穿刺置管成功率。其他次要指標：首次穿刺置管成功率、穿刺成功率、置管成功率、操作時間、操作次數、套管針使用數量。并記錄血腫、血管痙攣、感染、穿透血管后壁等并發癥發生率。其中，首次穿刺置管成功率指每種方法納入的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種方法納入的64例中，10 min內穿刺成功且置管成功的概率。穿刺成功率指每種方法納入的64例中，穿刺成功的概率。置管成功率指在穿刺成功的例數中，置管成功的概率。血腫定義為穿刺部位可見或可觸及的局部腫脹；出血定義為皮膚穿刺部位可見的淤血或淤斑；血管痙攣定義為超聲測量橈動脈面積縮小30%以上；感染定義為橈動脈置管拔出后48 h內，置管部位感染。

1.4 樣本量計算

基于之前的相關研究報道[11，18]，本研究把傳統BP法10 min成功率定為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，假設實驗I類錯誤（α）為0.05，檢驗效能（1-β）為80%，每組需要入組32名初學者，兩組共64名初學者，共需128例患者。

1.5 統計學處理

所有數據應用SPSS 24.0統計軟件進行統計分析。初學者和患者的基線水平使用t檢驗和χ2檢驗。兩種操作方法的計量和計數資料結果中，計量資料以（±s）或M（Q1，Q3）表示，采用K-S檢驗判斷是否符合正態分布，并采用配對t檢驗或Wilcoxon符號秩檢驗；計數資料以[n（%）]表示，采用McNemar's檢驗；橈動脈穿刺置管累計成功率隨時間的變化曲線采用Kaplan-Meier表示，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種方法10 min穿刺置管成功率、首次穿刺置管成功率的比較

DNTP法中10 min穿刺置管成功率明顯高于BP法，差異有統計學意義（P＜0.05），DNTP法和BP法相比，首次穿刺置管成功率差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。兩種方法10 min穿刺置管累計成功率見圖3。

表2 兩種方法10 min穿刺置管成功率、首次穿刺置管成功率的比較[n（%）]

圖3 兩種方法隨時間累計的穿刺置管成功率

2.2 兩種方法穿刺成功率結果比較

BP法 穿 刺 成 功 率 為79.7%（51/64），高 于DNTP法穿刺成功率的73.4%（47/64），差異無統計學意義（χ2=0.346，P=0.557＞0.05）。

2.3 兩種方法置管成功率結果比較

DNTP法置管成功率為89.3%（42/47）,高于BP法置管成功率的45.1%（23/51），差異有統計學意義（χ2=21.457，P=0.000＜0.05）。

2.4 兩種方法所需操作時間、操作次數及套管針使用數量結果的比較

與BP法相比，DNTP法操作時間、操作次數明顯減少，差異有統計學意義（P＜0.05）；兩種方法中套管針使用數量比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩種方法操作時間、操作次數、套管針使用數量比較

2.5 兩種方法并發癥結果的比較

與BP法相比，DNTP法穿透血管后壁情況明顯減少，差異有統計學意義（P＜0.05），兩種方法中血腫、血管痙攣發生比例差異無統計學意義（P＞0.05）；兩種方法中均未出現感染。見表4。

表4 兩種方法并發癥發生率比較[n（%）]

3 討論

DNTP法是以短軸平面外超聲技術為基礎，通過超聲探頭和套管針的相繼移動，達到動態追蹤針尖的目的。在保留短軸平面外技術優點的同時，吸取了長軸平面內技術針尖可視化，避免針尖穿透血管的優點[1，8-9，11]。本實驗結果表明DNTP法有助于初學者的橈動脈穿刺置管。

橈動脈穿刺置管成功需要兩個步驟，第一步穿刺成功、第二步置管成功[17]。其中穿刺成功是基礎，置管成功是難點。相對于外周靜脈，橈動脈不易肉眼觀察，穿刺時只能依靠指尖感知動脈位置，并且因為動脈距離皮膚較深，穿刺針刺入皮膚角度更大，在針尖刺進橈動脈的同時更易刺破橈動脈后壁，從而導致操作失敗，增加并發癥發生風險[19]。而DNTP法不僅借助超聲技術實現了操作可視化，同時還避免了超聲短軸平面外技術的缺點[1，9]。短軸平面外技術相較于長軸平面內技術操作簡單，更易識別橈動脈及其周圍組織的相對結構，但由于整個套管針在超聲圖像上只能顯示一個亮點，不能很好確定針尖位置，很難觀察到套管針向橈動脈推進的過程。DNTP法中動態追蹤針尖的操作，使橈動脈置管過程中針尖位置動態持續可見，能實時掌握針尖和橈動脈的相對位置關系，降低穿透血管后壁的風險，從而降低了再次穿刺的難度。尤其是對于初學者這至關重要，因為初學者的首次穿刺成功率更低。然而，在此實驗中，兩種方法的穿刺成功率并無統計學差異，考慮是由于納入的操作者都是之前未接觸過橈動脈穿刺置管的初學者，且超聲機器使用經驗也十分匱乏，在DNTP法穿刺過程中，超聲機器的使用，增加了初學者雙手協調的難度，削弱了這種優勢的體現。

BP法中橈動脈穿刺置管失敗的主要原因不是動脈穿刺，而是動脈置管[20]。傳統BP法，如果套管針不在橈動脈中央，那么很難將套管置入橈動脈當中。因為橈動脈整體直徑很小，如果針尖的位置貼壁，或者套管針整體方向與橈動脈走行方向成一夾角，即使穿刺成功，隨著套管針的推進，要么針尖刺破橈動脈進入組織間隙當中，要么套管置入有阻力，最終導致置管失敗[19]。DNTP法大大提高了置管的成功率，本研究中DNTP法置管成功率高達89.3%。因為當發現套管針進入橈動脈腔內，操作者沒有盲目置入套管，而是根據超聲視圖把針尖位置調整至橈動脈腔中央，然后把針芯和套管作為一整體，在DNTP技術的引導下繼續推進2～3次。并在這一過程中追蹤針尖位置，確保針尖位置始終位于橈動脈腔中央。這一額外操作，保證套管順利置入橈動脈腔內，提高了置管成功率，同時減少了并發癥地發生，如穿透血管后壁。本研究中，DNTP法之所以提高了初學者10 min成功率，主要也是因為提高了橈動脈置管成功率。

之前的研究報道顯示，超聲引導下橈動脈首次成功率為40%～83%[2，8，17]。本研究中，首次成功率僅26.6%，這是由于大多數研究中，操作者都是有經驗的醫生，而本研究中，操作者均為之前從未接觸過橈動脈穿刺的初學者，這導致了本研究首次成功率不高。此外，圖3提示DNTP法中大多數橈動脈穿刺置管成功的操作時間更短。DNTP法和BP法中穿刺針的使用分別是126根和146根，雖說兩組之間無統計學差異，但是如果操作者基數夠大，仍然可以節約相當一部分醫療資源。關于并發癥，兩種方法中均未發現由于橈動脈穿刺置管操作引起的感染。BP法中，雖然血腫和血管痙攣的發生例數均高于DNTP方法，但是并無統計學意義。橈動脈穿透血管后壁比例DNTP法明顯低于BP法，原因如前文所述。

本研究的局限性在于，本研究在納入患者時，刻意把有操作難度的患者排除在外，此實驗結果是否適用于操作困難的群體，有待進一步研究。此外本研究結果顯示DNTP法未能提高橈動脈穿刺過程的成功率，這一結果需要謹慎對待，本實驗之所以顯示此結果，可能是初學者使用超聲的難度削弱了這種優勢，對于有操作經驗的醫生來說，DNTP法是否在提高置管成功率的同時，還能提高穿刺成功率有待進一步的研究。

綜上所述，與BP法相比，超聲引導下DNTP法提高了初學者10 min橈動脈穿刺置管成功率。這種技術可以動態追蹤針尖的位置，順利將套管置入橈動脈腔內，尤其提高了橈動脈置管的成功率。DNTP法作為橈動脈穿刺置管教學中的一種方法，較為合適，可以在臨床推廣。