電磁導航尖端確認系統在PICC尖端定位中的應用研究進展

胡萍萍，雷新云

1.武漢科技大學醫學院，湖北 430081；2.湖北省婦幼保健院

經外周靜脈穿刺置入中心靜脈導管（PICC）通常是在超聲引導下經病人肘正中靜脈、貴要靜脈及股靜脈等靜脈穿刺，將導管置入中心靜脈，使導管尖端位于上腔靜脈或下腔靜脈，主要用于輸注抗腫瘤藥物、抗生素或長期腸外營養支持等[1-2]。PICC 在臨床實踐中具有安全性高、感染率低、留置時間長等優點[3-4]，被病人普遍接受。為保證導管的安全使用，達到良好的治療效果，確定導管尖端位置至關重要。臨床PICC 尖端定位主要通過體外測量法、胸部X 線、超聲心動圖、數字減影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）、腔內心電圖、電磁導航尖端確認系統及VasoNova 血管定位系統等予以輔助[5]，其中，胸部X 線是導管尖端定位的常用方法，但其不能在術中實時定位，存在一定滯后性；DSA 可實現實時引導，其置入PICC 尖端位置的準確率幾乎為100%[6]，但DSA 費用昂貴，且有輻射暴露，不適用于孕婦及危重病人。電磁導航尖端確認系統是在磁引導下實時動態顯示引導PICC 尖端經外周靜脈進入上腔靜脈，再通過該系統的腔內心電圖技術確認PICC 尖端位置。近年來，電磁導航尖端確認系統技術已在國外發達國家相繼開展，并獲得了良好評價。現將電磁導航尖端確認系統在PICC 尖端定位中的應用研究進展綜述如下。

1 PICC 導管尖端最佳位置

PICC 導管尖端置入的上下腔靜脈屬于中心靜脈大血管，具有管徑粗及血流量大的特點，尖端可隨血流方向在血管內漂浮而不附于管壁，輸入藥物能被快速稀釋，從而可減輕高濃度及較強刺激性藥物對血管壁的損傷。Racadio 等[7]研究發現PICC 尖端位于上腔靜脈內，導管相關并發癥發生率約為3.8%；PICC 尖端位于上腔靜脈以外的其他靜脈或部位，導管相關并發癥發生率為28.8%。可見，PICC 導管尖端置入最佳位置對于減少導管相關并發癥、延長導管留置時間、確保靜脈治療安全性和效果有重要意義。但就目前而言，不同國家、地區及組織機構發布的指南對PICC 尖端最佳位置定義尚未統一。美國靜脈輸液護理學會（Infusion Nurses Society,INS）2016 版實踐指南提出經上肢靜脈置入PICC，導管尖端應位于上腔靜脈與右心房上壁交界連接點（cavoatrial junction,CAJ）或上腔靜脈下1/3 段；經下肢靜脈置入PICC，導管尖端應位于橫膈膜水平以上的下腔靜脈內[8]。歐洲相關指南提出，PICC 導管尖端位置在上腔靜脈的中下段、CAJ 或高位右心房[9]。我國相關指南推薦PICC 導管尖端位于上腔靜脈中下1/3 段至CAJ 上方，但尖端不進入右心房[10]。

目前，國內外實踐指南均推薦將胸部X 線檢查作為導管尖端定位方法，但胸部X 線片難以觀察到上腔靜脈和CAJ 的準確解剖位置，通常只能依靠影像解剖標志間接判斷PICC 尖端位置，常用的影像標志有右氣管支氣管角、氣管隆嵴、第5 胸椎或第6 胸椎、心影右上緣(右心耳)位置。國外學者將上腔靜脈解剖位置定義為右主支氣管下方、CAJ 上方，確定CAJ 位置（在PICC 置入后立即拍攝胸部X 線片）在氣管隆嵴下方2.4 個椎體單元內，1 個椎體單元包括椎體及椎間隙[11]。我國學者則認為利用腔內心電圖技術將導管尖端置入上腔靜脈下1/3 段與CAJ 之間，再通過胸部X 線片顯示導管尖端位置，其影像解剖標志超出右主支氣管3 cm 或氣管隆嵴下6 cm，均為有效在位[12]。但有研究報道，解剖標志性引導可能有10%～40%的異位率[13]，這種差異主要與X 線成像的復雜性有關，包括運動偽影、病人攝片位置、視差效應、呼吸時相以及評判中心靜脈導管尖端位置的參照物[14]。因此，積極探索其他PICC 尖端定位方法十分必要。

2 電磁導航尖端確認系統

2.1 電磁導航尖端確認系統的組成 電磁導航尖端確認系統由具有磁性的尖端導航系統和基于腔內心電圖的尖端確認系統組成[15]，應用時先將具有磁性的尖端導航系統的Y 形傳感器放置在病人胸骨上方體表處，PICC 導絲具有磁性尖端，可產生一個被Y 形傳感器檢測到的磁場信號，并能在系統顯示器上進行實時動態跟蹤，系統的腔內心電圖連接2 個體表導聯并連接PICC 尾端導絲后，顯示器即能顯示所監測的心電圖波形。目前國外常用的是Sherlock 3CG?尖端確認系統（tip confirmation system，TCS）。

2.1.1 具有磁性的尖端導航系統 尖端導航系統由具有磁性尖端的PICC 導絲、放置在病人胸壁上的Y型傳感器以及系統顯示器組成。Y 型傳感器在置管前需經過校準，其中包含一系列3 軸磁性傳感器微芯片提供磁場信息，用于三角測量磁性尖端相應的傳感器三維位置和方向校準。將具有磁性尖端的PICC 導絲插入PICC 導管內并使導管尖端保持水平，Y 型傳感器在系統顯示器上以實時動態的圖形化顯示導管尖端位置，操作者可據此確定導管尖端推進的大致方向，觀察導管是否經外周靜脈進入上腔靜脈，或者尖端是否進入異常位置（頸內靜脈或對側頭臂靜脈），從而能及時調整導管尖端直至在尖端導航系統協助下完成上腔靜脈的初始定位[16-17]。

2.1.2 基于腔內心電圖的尖端確認系統 腔內心電圖有2 個體表電極，其中1 個放置于右肩部（右鎖骨中點下緣），另1 個置于臍以下腋中線水平，無菌金屬夾導聯線一端與Y 型傳感器上的灰色翼片組件相連，另一端與PICC 導絲尾端相連。當導絲與導管尖端進入上腔靜脈時，P 波開始發生變化并逐漸增大；當導管尖端到達CAJ 時，P 波達到高峰；當導管尖端超過CAJ 進入右心房入口時，高峰P 波回落，出現負向P 波；當導管尖端到達右心房中部時，出現雙向P 波；當導管尖端接近右心室時，出現倒置P 波[18]。Pittiruti 等[19]將該技術應用于PICC 導管尖端定位，證實了腔內心電圖在PICC 尖端定位中具有較高準確性、可行性及安全性，并證明該技術比胸部X 線更能使病人獲益。

2.2 電磁導航尖端確認系統的定位準確率 PICC 置管成功與否的關鍵是導管尖端位置能否準確到達CAJ處，置管時可出現導管尖端異位，尤其以異位于頸內靜脈多見，若導管異位入頸內靜脈后不能及時調整復位或未成功復位，可能引發其他并發癥，如導管堵塞、靜脈炎及靜脈血栓等[20]。電磁導航尖端確認系統能在PICC 置管過程中進行實時導航，準確定位尖端，從而減少置管過程中發生導管尖端異位。Tomomi 等[15]使用Sherlock 3CG?TCS 對114 例普通住院病人PICC 置管過程進行引導，并根據北美相關指南評價置管準確率及異位率，結果顯示，置管成功率為97.4%（111/114），導管定位準確率為83.8%（93/111），異位率為16.2%(位于上腔靜脈上段1 例、上腔靜脈中段6 例、右心房11例)，未出現導管尖端異位于頸內靜脈或其他靜脈的情況。德國1 所醫療中心利用電磁導航尖端確認系統引導103 例普通住院病人進行PICC 置管，結果顯示，84例病人(82.4%)PICC 尖端準確到達指定位置[21]。Lelkes 等[22]在研究中納入384 例普通病人，結果顯示，375 例 病 人(97.7%)導 管 尖 端 位 于 或 靠 近CAJ，9 例 病人(2.3%)導管尖端異位。英國國家衛生與臨床優化研究所(National Institute for Health and Care Excellence，NICE)發布的隨訪報告數據顯示，使用Sherlock 3CG?TCS 對普通住院病人PICC 置管進行引導，導管尖端異位率為0～4%[23]，但該報告沒有明確定義胸部X 線上的CAJ 位置。有學者認為，PICC 置管術后進行胸部X 線驗證時，應注明胸部X 線上導管尖端位置和CAJ 位置，以便對結果進行更嚴謹的分析[24]。

與普通住院病人相比，病情較重的病人行PICC置管時會受較多因素影響，如病人意識狀態、四肢及大血管基礎情況、血液凝血功能、心臟傳導異常情況等，從而導致置管成功率偏低。采用床邊體外測量法對重癥病人進行PICC 尖端定位會導致更高的導管尖端異位率。國外一項研究使用Sherlock 3CG?TCS 對重癥監護病區的危重癥病人行床邊PICC 置管引導，結果顯示，納入的250 例重癥病人中有239 例完成了PICC置管，置管成功率為95.6%，當導管尖端最佳位置定義為上腔靜脈下段或CAJ 處時，有134 例病人（56.1%）發生導管尖端異位，但當最佳位置定義為上腔靜脈中下段、CAJ 或高右心房（距CAJ 處2 cm）時，只有49 例病人(20.5%)發生導管尖端異位[16]。由此可見，不同研究中電磁導航尖端確認系統在PICC 導管尖端定位準確率上有所差別，可能與不同國家、地區對PICC 尖端最佳位置的確定標準不同有關，但總體而言，電磁導航尖端確認系統在尖端定位的準確性上具有自身優勢。2.3 電磁導航尖端確認系統的臨床應用效益 電磁導航尖端確認系統在PICC 置管操作中包含術前儀器校準、術中導管尖端導航與尖端定位兩大步驟。有學者對該技術應用于PICC 置管全過程所需要的時間成本效益進行研究，每組納入60 例普通病人，分別使用Sherlock 3CG?TCS 和體外測量法引導PICC 置管，兩組 手 術 時 間 分 別 為（33.93±25.63）min 和（29.05±7.84）min[25]。雖然Sherlock 3CG?TCS 最終花費時間更長，但其包含導管尖端確認時間，而體外測量法在置管后還需時間驗證PICC 尖端位置。Tomomi 等[15]對使用電磁導航尖端確認系統引導PICC 置管的醫生資歷進行分析，結果顯示，低年資組所需平均時間為29.92 min，高年資組為22.34 min，說明操作者對技術掌握的熟練程度也影響手術時間。Mack 等[21]在研究中比較了使用電磁導航尖端確認系統與X 線透視置入PICC 所需時間，結果顯示，使用電磁導航尖端確認系統組置管時間為（8.4±3.7）min，X 線透視組置管時間為（5.0±2.7）min（兩組均未將術前準備及設備校準時間計算在內）。雖然X 線透視組手術時間較短，但有輻射暴露且對屏蔽環境和操作人員要求較高，故當前我國相關指南不將其作為PICC 置管定位的常規輔助方法。此外，多項研究表明電磁導航尖端確認系統在床邊引導置入PICC 可為病人節省醫療費用[25-26]。一項針對重癥醫學病區病人PICC 置入的研究發現，與床邊體外測量法相比，電磁導航尖端確認系統引導PICC置入可為每例病人節省約41.35 英鎊的醫療成本，因導管異位需重新進行X 線定位的概率明顯減少[27]。雖然目前人們對電磁導航尖端確認系統引導PICC 置入的時間和醫療費用成本尚未進行大量探討，隨著醫療資源利用率要求的提高，其可能逐漸受到醫患雙方重視。

2.4 電磁導航尖端確認系統引導PICC 置入的術后并發癥 電磁導航尖端確認系統引導PICC 置入術后常見并發癥有導管尖端異位、導管脫出、導管堵塞、導管相關性感染、靜脈血栓、靜脈炎、局部過敏皮炎及局部滲血等[28-29]。Nina 等[30]使用電磁導航尖端確認系統對121 例患兒PICC 置入進行引導，結果顯示，沒有患兒因該系統引起手術相關并發癥，但在后續治療期間發現有2 例患兒分別在置管后20 d 和21 d 出現導管堵塞，2 例患兒PICC 置管后數天發生導管異位，1 例患兒置管后11 d 發生靜脈血栓。導管堵塞主要與輸注的藥物、導管使用及維護情況等有關。病人體位、肢體活動、呼吸運動及胸腔內壓力改變等均會對尖端位置產生影響，導管尖端可異位至頸內靜脈或對側鎖骨下靜脈[31-32]。PICC 導管置入后靜脈血栓發生率為0.5%～20.0%，其中，73%為PICC 置入后1 周發生，19%為PICC 置入后2 周發生[33]。Mack 等[21]對電磁導航尖端確認系統引導PICC 置入的103 例病人進行2 周隨訪觀察發現，有8 例病人發生輕微的穿刺點滲血，通過壓迫后止血；有8 例病人發生輕中度疼痛，在PICC 置入后幾天內消失；有2 例病人出現局部穿刺點感染；有3例病人對抗菌薄膜敷料發生皮膚過敏反應；所有病人均未發生導管堵塞、靜脈血栓或神經損傷。Bedford等[34]使用電磁導航尖端確認系統對社區醫院55 例病人PICC 置入進行引導，其均未在治療期間發生相關并發癥。目前，尚未檢索到關于電磁導航尖端確認系統引導置入PICC 后相關并發癥發生率與其他定位方法比較的研究，未來可針對這一內容進行分析。

3 電磁導航尖端確認系統與其他定位方法的優勢比較

3.1 體外測量法及胸部X 線定位 體外測量法是傳統的PICC 置入最簡單、便捷的輔助方法，但測量準確性受病人體型及胸廓結構影響較大，測量存在誤差會引起導管置入過深或過淺；同時，體外測量法在置管過程中無法觀察到導管尖端走向及是否發生異位，術后需進行胸部X 線檢查確定尖端位置。體外測量法及胸部X 線定位過程中若發生導管異位，操作者需重新建立無菌區，進行導管調整后再行胸部X 線檢查，必要時還需請血管外科醫生進行會診，從而使病人感染風險增大、術后并發癥增加、治療等待時間延長等[25]。而電磁導航尖端確認系統可在手術過程中發現導管異位，進行實時調整并準確定位，NICE 提出對于成功置入PICC 的病人術后可不用進行確認性的胸部X 線檢查，從而減少了導管使用的滯后性，縮短了治療等待時間[23]。

有學者以112 例兒童和新生兒病人為研究對象，回顧性分析了電磁導航尖端確認系統準確引導置入PICC 的情況，發現其比胸部X 線檢查定位快7～18 min，學者們認為該技術是一種安全、無創的PICC 尖端定位方法，不但可以減少小兒群體X 射線暴露，而且手術時間較短，有利于節省醫療資源相關成本，如手術室占用率、麻醉醫師及放射技術人員時間等[30]。電磁導航尖端確認系統在最大限度地減少治療前等待時間、導管異位率和X 射線暴露方面具有一定優勢。

3.2 DSA DSA 在X 線透視下引導PICC 置入，可利用靜脈注射對比劑清晰顯示靜脈走行與狀態，直觀了解靜脈置管全過程，觀察導管走向并及時調整導管尖端位置。何瑋等[35]利用DSA 對105 例病人PICC 置管進行引導，一次成功率為98.1%，置管時間為（32±18）min。與DSA 相比，電磁導航尖端確認系統不需要X線屏蔽手術間，減少了放射介入醫師的人力資源和醫療成本消耗，不需擔心病人和醫務人員處于放射暴露之中。INS 指南也指出，除非遇到中心血管通路裝置置入困難，否則應避免使用DSA 引導[8]。

3.3 超聲心動圖定位法

3.3.1 經胸壁超聲心動圖（trans thoracic echocardiography,TTE）定位法 經胸壁超聲心動圖定位法是將超聲探頭放于病人前胸壁，通過調整探頭位置觀察顯示器上右心房和上腔靜脈內是否存在PICC 導管回聲影，并實時調整導管尖端位置。張小田等[36]運用經胸壁超聲心動圖定位法輔助新生兒PICC 置管，術中16 例異位導管尖端經超聲引導調整后均置入正常位置，成功率為100%。此定位方法的應用對象均為新生兒，依據是在新生兒骨化不完全，經胸壁超聲心動圖能清晰顯示上、下腔靜脈及右心房結構。當胸壁骨骼逐漸骨化及胸腔結構發育趨向成熟后，上述結構在經胸壁超聲心動圖上顯示不清晰，故不適用于已發育兒童及成年人群，與其相比，電磁導航尖端確認系統適用人群更廣。

3.3.2 經食管超聲心動圖（transesophageal echocardiography,TEE）定位法 經食管超聲心動圖定位法可直接觀察右心房及上腔靜脈區域內導管尖端位置，其尖端定位準確性高，但與電磁導航尖端確認系統相比具有一定侵入性，病人耐受性差，醫療成本高，且需要超聲醫師協助操作等，因此臨床應用較少，INS 指南也提示要謹慎使用經食管超聲心動圖定位法進行PICC 導管尖端定位[8]。

3.4 VasoNova 血管定位系統(VasoNova vascular positioning system,VPS) VasoNova 血管定位系統是以多普勒聲波技術為基礎，通過導管內導絲上特定換能器發射和接受多普勒信號，當導管導絲走向與血流方向相反時，系統會接收到異常多普勒信號并提示操作者導管尖端異位，經調整后至上腔靜脈，再通過腔內心電圖確定導管尖端位置[37]。VasoNova 血管定位系統與電磁導航尖端確認系統具有諸多相同點，兩者均是通過腔內心電圖技術確定PICC 尖端位置，但兩者在PICC 導管尖端定位中的應用效果尚未見報道。

4 電磁導航尖端確認系統應用的局限性

電磁導航尖端確認系統中具有磁性的尖端導航系統校準過程受多種因素影響，如設備線纜和屏蔽層之間的關系、病人身上是否有小金屬物件（通常在女性病人衣服中）以及各種可能的磁場干擾源（房間內手機和其他電子通信設備）。有學者研究發現，PICC 磁性尖端在系統顯示器上的微弱信號可能影響導管尖端導航和定位，導致約1/3 的病人最終定位不準確[21]。為減少導管尖端信號不穩定或信號較弱的情況發生，在導管置入時需緩慢推進。

電磁導航尖端確認系統是通過腔內心電圖定位PICC 尖端最佳位置，心房顫動、嚴重心動過速或安裝起搏器的病人心電圖P 波形態會受干擾，導致無法準確進行尖端定位，NICE 建議對無P 波變化的病人仍需進一步行胸部X 線檢查[23]。但也有學者研究發現，心房顫動病人使用腔內心電圖引導PICC 尖端定位的準確性和胸部X 線檢查的準確性沒有明顯差別[38]。腔內心電圖是專門針對CAJ 的定位，但導管尖端位置并不完全靜態，會受病人體位、呼吸和手臂運動等因素影響而在一定范圍移動[39]，當手臂從外展位置移動到內收位置時，導管平均移動約2.1 cm，而這正是置入導管所處體位（手臂外展大約90°）到術后胸部X 線檢查（手臂處于內收位置）發生的運動類型[40]。

此外，電磁導航尖端確認系統的臨床適用兼容性也有一定限制，如Sherlock 3CG?TCS 傳感器必須與Sherlock 3CG?TCS 磁 性 導 絲 及Power PICC SOLO導管配合使用，無法用于其他類型導管[23]，這種不兼容性也是導致電磁導航尖端確認系統短期內較難在臨床推廣應用的原因之一。

5 小結

電磁導航尖端確認系統是一種較新型的PICC 尖端定位技術，可以實現導航置管和定位一次完成，定位準確率較高，導管異位也可及時調整而不須二次移動，但其也具有一定局限性。國外臨床研究樣本量偏少，有待今后進行多中心、大樣本的相關研究。我國尚未檢索獲得相關技術及研究文獻，今后可能成為我國研究熱點。隨著系統設備和器械材料的不斷創新和產品改善，如何在臨床工作中更好地利用或聯合其他定位技術提升PICC 置管效益、減少并發癥是值得探索的問題。