在急诊、重症及麻醉领域中，血管内穿刺及置管术是一项必不可少的技术,并且应用范围及领域在逐年扩大。几十年来，血管穿刺技术的实施均有赖于应用体表解剖标志进行穿刺前的定位，并应用放射线技术进行置管后的位置确认，如果病人存在肥胖、先天畸形、水肿、创伤、既往手术等情况，或在一些特殊的病人，如儿科病人中，单纯应用体表标志进行血管穿刺及置管将变得极为困难。上世纪80年代后，以二维超声引导的血管穿刺及导管置入技术逐渐被认识到优势，并被用于不同人群、不同部位及不同血管的穿刺及置管过程中;已有多项RCT及Meta分析显示了超声引导下血管内导管置入术可以降低错误置管率及穿刺置管相关并发症;目前国际上已经形成超声引导下血管内导管置入术的共识意见。

一、设备的选择

超声引导下的血管穿刺一般可采用声音多普勒、二维超声、彩色血流多普勒，或更高级的三维超声引导。彩色血流多普勒更易于检测出血管内的血栓形成，对置管本身并无任何优势;随着超声技术的进展，声音多普勒已不再被推荐用于血管穿刺;实时二维超声(RTUS， Real-time 2D ultrasound)可以清楚的显示动脉、静脉及血管周围的组织，足可用于临床血管内穿刺，并由于其便携性，越来越受到临床医生的推崇。为了得到更佳的视野及更全面的信息，超声的声束最好平行于目标血管的长轴(或者说与目标血管的长轴位于同一个平面内);提高探头的频率可以获得更好的分辨率，合适的成像深度也很重要，推荐成像深度2cm为较为合适，最常用的探头频率是7.5MHz，5-10MHz之间都是可以选择的;线性探头更有助于辅助血管穿刺，因为当声束与血管长轴平行时可以见到穿刺及进针的全部过程。目前也有一些应用三维超声引导血管内穿刺及置管的病例报道。

超声引导下(实时)血管穿刺及置管术较超声定位或辅助(预先扫描)的血管穿刺置管术具有更高的成功率。某些商品化的穿刺针可以固定于超声探头上，从而获得穿刺过程中的稳定性，这种方式可能更适合于经验略浅的操作者;其缺点在于费用高;探头与穿刺针的角度固定，无法在穿刺过程中根据实际情况进行调节;特定的机器需要专门配套的穿刺针等。

在整个穿刺及置管的过程中，无菌措施要贯穿始终。探头及探头的导线应以无菌外套覆盖，耦合凝胶要求采用无菌单独包装，整个穿刺置管过程可以由双人完成，也可以单人独立完成。

二、穿刺方法

如果有两个可以相互配合的操作者，可由一人持探头置于血管走形的体表进行引导，另一人同时进行穿刺置管;如为单人操作，则操作者在穿刺过程中以非优势手持探头实时引导，而以优势手持针进行操作。不论从空间的有限性还是从操作过程中的精细调节能力考虑，后者都是一种更为灵活的方式;

目标血管可以通过横轴(短轴)或纵轴(长轴)的方式显示(图1)，后者由于穿刺针位于探头声束的平面内，因而可以完整显示入针的轨迹;而前者由于穿刺针与声束不在同一个平面，则仅能显示穿刺针与平面的交叉点。当应用短轴方式引导时，皮肤上的穿刺点与探头间的距离应等于皮肤表面至目标血管间的距离;入针时，穿刺针和皮肤表面及探头均呈45°进入;超声下穿刺针呈白或灰色的圆点，有时会受到形变组织的影响，甚至受到入针过程中产生伪影的影响;当针尖进入到静脉壁之上时，产生的压力会使血管壁变形，针尖刺入血管后这种形变即消失，随之在注射器内可回抽到血液即证实针尖已位于管腔内。当应用长轴方式引导进针时，穿刺点位于探头的一端，保持针体与探头位于同一平面，进针时与皮肤呈30°角，入针的全程均可于超声下监测，针管内回抽见到血液证实针尖位于血管腔内。

应用短轴的方式使操作者更易辨别血管周围的结构，比如动脉、神经、胸膜等，更适合于初学者。但由于过程中不能直视到针尖，可能会发生入针过深，当针尖超出超声监测的范围时，可能刺破血管后壁，或损伤临近的血管神经等组织。

应用长轴的方式可以监测整个进针的过程，并可以指导导丝的置入，但如果目标血管的体表存在骨性突起，则可能影响探头的放置及固定，比如颈内静脉和锁骨下静脉的长轴有时难以显示;当血管的走形并非直线或目标血管管腔较细，长轴方式也不容易显示整体的血管走形及进针过程。当然，大量的操作练习可以提高此种方式引导进针的成功率。

三、穿刺部位及血管

一项meta分析在1996年即证实超声引导下中心静脉导管置入术(颈内静脉及锁骨下静脉)与体表标志定位穿刺术相比，可以显著提高置管成功率、降低置管并发症，并显著减少穿刺次数。美国(the Agency for Healthcare Quality and Research)及英国(the National Institute for Health and Care Excellence in Great Britain)均支持将超声引导下的中心静脉导管置入术作为一项安全的操作方式。美国医学超声学会(the American Institute of Ultrasound in Medicine)联合其它14个专业组织共同发布指南，明确推荐超声用于中心静脉置管术，尤其用于颈内静脉穿刺。在美国及其它发达国家，可以进行中心静脉置管术的医生都要求掌握应用超声引导中心静脉置管的能力。

颈内静脉及股静脉均非常适合超声引导下的置管术。颈内静脉由于解剖变异及周围组织较多，单纯应用体表标志定位穿刺往往面临挑战。股静脉虽然往往位于股动脉内侧，但只在越靠近腹股沟韧带的位置这种走形越规律。因此，应用超声可以显示目标血管的正确位置，避免损伤周围组织，如颈动脉或股动脉。

锁骨下静脉置管由于相对固定的解剖位置及置管后较低的感染发生率而为临床医生所喜爱，但相比其它位置置管也存在一些致命的并发症，如气胸的发生率可达1.5-3.1%，血胸的发生率在0.4-0.6%。一项早期的研究中，当仅使用超声定位而非动态实时引导锁骨下静脉置管时，并未显示出优势。但一项近期应用超声实时动态引导血管穿刺的研究确实显著改善了锁骨下静脉穿刺置管的成功率，并降低了并发症。超声引导用于锁骨下静脉穿刺置管时的主要障碍就是锁骨所产生的声影，此时，可以选择穿刺更易在超声下显示，并且与锁骨下静脉会合的腋静脉;腋静脉的走形全程上可穿刺位点更多，与之并行的动脉一旦被误穿更容易压迫止血。

动脉置管往往用于动脉采血诊断、动态监测，或放置介入治疗的导管，具有非常重要的临床意义。一项近期超过1000例的研究显示超声引导可以提高股动脉置管的首次穿刺成功率(46%提高到83%)，并减少穿刺次数(3.0次降到1.3次)、错误率(15.8%降到2.4%)及穿刺时间(148秒降到136秒)。桡动脉是临床常用的穿刺置管选择，但其管腔较细，并且休克时常难以触及该处动脉搏动，一项meta分析显示超声引导下桡动脉置管可以显著提高首次置管成功率。另一项研究显示即使是未经过超声穿刺培训的介入心血管专家也可以使用超声引导来提高桡动脉穿刺的首次置管成功率，并降低置管时间。

经外周静脉中心静脉置管术(PICC)已有20余年的临床应用经验，通过穿刺头静脉，臂静脉、贵要静脉等肘前相对表浅固定的静脉而置入导管，减少了中心静脉置管的必要性，并降低了感染的发生率。由于这些表浅静脉仍然存在一定的变异性，而且并非全部体表可视，因此，超声引导的PICC穿刺仍然存在着一定的优势。一项以护理人员主导的超声引导下PICC研究，虽然目的是为了比较了不同的超声技术在PICC中的应用，但总体的首次穿刺置管成功率均在83%以上。

超声引导暂无必要用于外周静脉穿刺的一线辅助，但当应用体表标志定位穿刺外周静脉失败时，仍有研究显示急诊科医生可应用超声引导进行困难外周静脉穿刺置管，从而获得更好的穿刺成功率，减少穿刺所需时间，增加病人对此项操作的满意程度。外周静脉置管往往由护士完成，当护士使用超声引导外周静脉置管时也可以提高困难置管的成功率。美国急诊护士学会(The Emergency Nurses Association) 已将超声引导作为外周静脉困难穿刺时的首选方案。外周静脉困难置管时应用超声引导在提高成功率的同时还可以在一定程度上降低中心静脉置管的比率，从而减低相关的感染及机械并发症。超声引导的外周静脉置管往往选择深于体表标志定位时可以看到或触及的血管，此时，常规的外周静脉导管往往无法满足长度的条件，因此应酌情选择更长一些的导管。上肢的肘前静脉较深，不易显示，而偏内侧的贵要静脉或头静脉更易于显示。选择合适深度及较大直径的静脉有助于穿刺成功率，浅部的静脉虽然肉眼可视或可触及，但更容易在探头下受压变形，从而影响穿刺及置管过程。最佳的穿刺静脉直径在4mm左右，深度在3-15mm。而一项最新的研究显示应用短轴的方式指导外周静脉穿刺置管可以提高穿刺置管成功率。

四、不同的人群

目前关于超声定位或引导下进行血管穿刺及置管的研究多围绕成年病人进行，不同的研究均显示在成年病人中，不论动脉、外周静脉、中心静脉的穿刺置管都可以在超声引导下进行，并都可以获得穿刺成功率、减少并发症方面的优势。

对儿科患者即使进行常规静脉穿刺置管也是一项极具挑战的操作，主要因为儿童的血管管腔过细。超声引导可提高儿科患者的外周静脉困难置管的成功率，缩短置管时间，减少穿刺次数。在婴儿中，甚至小于6个月的婴儿患者中，超声引导可以使隐静脉的穿刺置管成功率高于95%。但一项关于接受心脏手术的婴儿及儿童的超声引导血管穿刺置管的研究中，超声引导穿刺置管并未优于体表标志穿刺置管术。另有研究表明，约有4%的婴儿颈静脉管腔过细，2%的婴儿颈静脉甚至无法在超声下显示，因此至少6%的婴儿即使在超声引导下也可能存在穿刺困难。儿科病人应用超声进行引导的血管穿刺置管方法与成年病人并无区别，但可以根据不同的血管条件选择更为适合的血管。

五、超声引导对穿刺及置管并发症的影响

中心静脉穿刺置管的机械并发症定义为对动脉的直接的针刺损伤，穿刺动脉后导致的出血性休克，局部血肿，气胸，血胸，臂丛神经、膈神经或星状神经节的损伤。不同研究报告的发生率不同，这与不同的纳入标准及不同的操作者经验有关。有研究报道，即使在有经验的重症医师(具有200例以上的穿刺经验)中，对成人应用以体表标志定位的中心静脉置管时，并发症发生率仍为3.3%，而儿童中这一并发症发生率为3.1%(股静脉)到34%(锁骨下静脉);试穿2针以上可显著增加并发症的发生率，试穿3针以上则使并发症发生率增至6倍以上，而首次穿刺成功会减少并发症的发生。Shao-yong Wu的meta分析纳入了了26个研究、4185次中心静脉置管术，与体表解剖标志定位技术相比，实时超声引导的血管穿刺可以使成年病人的穿刺置管失败风险明显降低(RR 0.18，95%CI：0.10-0.32);误穿动脉的几率降低(RR 0.25，95%CI：0.15-0.42);血肿发生率降低(RR 0.30，95%CI：0.19-0.46);气胸及血胸的发生率降低(RR值分别为0.21和0.10，95%CI：0.06-0.73;0.02-0.54)。然而，此meta分析并未显示出上述各种并发症在儿童或婴儿中的发生率显著降低，可能与目前儿童及婴儿中应用超声引导血管内穿刺/置管相关的研究过少有关。另有一项比较2D超声与体表标志定位方式对ICU中的900例病人进行颈内静脉穿刺置管术的研究显示，总体成功率、误穿颈动脉比率、血肿发生率、血胸及气胸发生率均显著降低，并且超声发现约7.6%的病人存在目标血管内的血栓形成，从而改为对侧血管置管;超声引导的血管穿刺置管术也降低了导管相关血行感染的发生率，这可能与减少穿刺次数，减少静脉血栓形成，及减少局部血肿形成有关。2001年的美国(the Agency for Healthcare Research and Quality in the United States)和2002年英国的NICE(the National Institute for Clinical Excellence)指南均推荐：成人及婴儿的颈内静脉穿刺要应用超声进行引导，其它部位的静脉置管可以酌情使用超声引导，从而提高穿刺成功率，并降低静脉穿刺置管相关的并发症。

动脉穿刺的并发症包括出血、血肿、血管痉挛、血栓形成及周围神经的损伤，甚至出现肢体的缺血而导致截肢或致死，各种并发症的发生率报道也不一致。在一项前瞻性研究中，超声引导穿刺可以使缺少经验的操作者获得更高的首次置管成功率，但并不能降低穿刺所需要的时间。另有研究分别证明在成人及儿童的超声引导动脉置管时，可以提高穿刺置管成功率，并减低穿刺所需时间。

六、学习与培训

虽然很多研究显示超声引导血管穿刺的优势，但并不意味着随意应用超声探头指导穿刺即可获得成功，病人的状态，血管的条件，穿刺的部位，及操作者的技术对成功率的影响都较大。不恰当的操作仍然存在穿刺置管的失败及发生并发症的风险。一项研究显示，当经过超声培训却并无超声引导外周静脉穿刺经验的急诊医生采用这一方式进行穿刺置管时并无法获得优势。目前并无关于超声引导外周或中心静脉穿刺置管术的学习曲线研究，但无疑这一技术通过培训可以得到迅速而有效的提高;但有专家推荐，即使经过专门培训后，仍需要进行至少10例以上有上级医师监督的穿刺置管操作;超声引导的外周静脉穿刺置管仍然存在一定的难度，至少需要20-30例的操作才能获得相对稳定的成功率。应用模具或模拟病人进行模拟教学可以获得很好的效果，可以显著提高此项操作的成功率，但具体的培训强度与能力提高间的关系仍有待研究。

七、缺陷及进展

虽然超声引导穿刺置管大大减少了应用体表标志进行穿刺置管时的并发症，但二维超声引导血管穿刺及置管术需要应用短轴或长轴的方式，穿刺前预先扫描定位或在穿刺过程中进行实时定位监测，将三维的物体转换为二维的图像进行展现，因此需要有一个清晰明确的视野;而穿刺是一个动态过程，会产生很多干扰图像，影响操作的效果。比如短轴扫描会将针的一部分误认为针尖，从而导致穿刺过深等并发症，适当的摆动探头或应用长轴方式显示或可避免上述问题;而长轴方式也有可能由于固定于探头的穿刺针与探头平面成角，导致穿刺针部分位于声束平面外，误认为针尖与血管间的距离过长，同样造成穿刺过深(overshoot)。同时，由于目标血管的管径及走形，超声不能发挥最佳的扫描效果，也会影响穿刺的准确性。目前已有应用不同形式的探头(mechanically steered array，matrix array )及三维、四维超声来实时引导血管穿刺置管，避免了二维超声存在的困境，进而减少二维超声引导下的血管穿刺置管并发症。另外，耦合凝胶在皮肤上也会出现导管或穿刺针移位，从而导致穿刺失败的风险。

八、总结

超声引导的血管穿刺及置管术的优势是显而易见的，这项技术在明确目标血管及周围组织的解剖条件，除外变异性及血管内血栓形成，提高置管成功率及减少穿刺时间，降低并发症方面都有不可忽视的作用。相信未来超声技术的进一步改进可以为超声引导的血管穿刺置管术提供更为优质的影像及便捷安全的操作保障。