研究数据显示，小儿桡动脉穿刺置管的一次成功率，采用传统脉搏触诊法只有一半左右甚至更低，而采用超声引导法可将一次成功率提高约三成。但另一方面，高达35%的波动范围提示，个人操作水平对一次成功率有着不可忽视的影响。如此强调一次成功的原因是，不仅多次穿刺会增加各种并发症，而且由于小儿桡动脉本身就偏细，一次不成功后很大概率会发生动脉挛缩，极大地增加后面穿刺的难度。
今天将从以下几方面，讲讲如何有效利用超声提高小儿桡动脉穿刺置管的成功率。超声的基本知识；超声引导穿刺的方法，重点介绍改良平面外法即动态针尖定位法（DNTP）；穿刺针相关的超声伪像及如何分辨针尖；最后再介绍一些提高穿刺成功率的小技巧。
常见超声探头的种类及用途，其中的线阵探头（高频）由于具有较高的分辨力，最常用于引导表浅组织的穿刺操作。
分辨力是超声探头的主要特性之一，指的是在空间上分辨两个物体的能力，有别于日常所讲的屏幕分辨率。 虽然超声图像在屏幕上显示为二维的，但超声束其实是三维的，有三种不同方向的分辨力：轴向（纵向）、侧向（横向）和垂直（层厚）。
① 轴向（纵向）分辨力，是区分沿声束轴向分布的两个物体的能力，取决于探头的频率。更高频率轴向分辨力越高，但穿透力越差（图A）。
② 侧向（横向）分辨力，是区分两个垂直于声束排列的物体的能力，在某一特定深度时取决于声束宽度。超声声束呈曲线形（“小蛮腰”），焦区是声束最窄的部分，也是侧向分辨力最佳的区域（图B）。
② 侧向（横向）分辨力，是区分两个垂直于声束排列的物体的能力，在某一特定深度时取决于声束宽度。超声声束呈曲线形（“小蛮腰”），焦区是声束最窄的部分，也是侧向分辨力最佳的区域（图B）。
③ 垂直（层厚）分辨力，是声束厚度范围内区分物体的能力，受声束宽度的影响。相较于凸阵探头，线阵探头有更窄的束宽和更好的垂直分辨力，这个和后面要讲的束宽伪影有关。暂时搞不清这三种分辨力也不要紧，记住高频线阵探头这三种分辨力均是最佳的即可。
声束的频率与波长成反比。高频探头虽然分辨力好，但穿透力较差。举个例子，临床常见的10MHz高频线阵探头，其轴向分辨力约为0.15mm，而最佳穿透力只有3cm。在这个深度范围内，该探头可以清楚地显示套管针的前后壁，因为临床常用的套管针是以1mm为量级的（24G、22G、20G的外径分别为0.7、0.9和1.1mm）。
超声束经过不同的组织界面时会发生反射、散射、折射、吸收和穿透现象。
这些既是超声成像的基础，也是某些伪影形成的原因。
这其中最重要的是反射作用，因为它是不同组织得以显影的基础；而不同介质间的声阻差（值），注意不是声阻绝对值，决定了反射量的多少，差值越大，反射越多。反射量并非越大越好，例如由于空气和软组织的声阻差很大，通过在探头与皮肤之间涂上凝胶，消除了两者的声阻差，才能显示皮下组织结构。
表中列举了各种常见组织和材料的声阻。人体软组织的平均声阻约为1.5，而塑料的声阻大概是软组织的2倍，它在超声下既有足够的显影，又不会像骨头或铁器一样，在其后方产生明显的声影。
表中列举了各种常见组织和材料的声阻。人体软组织的平均声阻约为1.5，而塑料的声阻大概是软组织的2倍，它在超声下既有足够的显影，又不会像骨头或铁器一样，在其后方产生明显的声影。
穿刺针的成像质量还取决于入射角的大小。当入射角等于0°的时候，声束被全部反射至探头，此时成像最好；而当针体与探头成角，也即是入射角（α）增加时，成像变差，因为有部分反射声束未被探头接收。
超声引导动脉穿刺的两种方法：
长轴-平面内法：
优点：“实时”显示整个针体和目标血管，可以避免误伤周围组织（神经阻滞时常用）；
缺点：当探测较细血管时，很难确保总能扫到最大直径的切面，并且在穿刺过程中保持针体在这个最佳平面内显现。
所以平面内法实际对操作者的要求比平面外法要高一些，因为后者只需要看到针尖——“点”（两条线vs.两个点）。
短轴-平面外法：
优点：方便显示血管最大直径的部位；
缺点：只能看到针尖，针体在移动过程中容易穿透血管后壁或误伤周围组织。
长轴-平面内法：
优点：“实时”显示整个针体和目标血管，可以避免误伤周围组织（神经阻滞时常用）；
缺点：当探测较细血管时，很难确保总能扫到最大直径的切面，并且在穿刺过程中保持针体在这个最佳平面内显现。
所以平面内法实际对操作者的要求比平面外法要高一些，因为后者只需要看到针尖——“点”（两条线vs.两个点）。
短轴-平面外法：
优点：方便显示血管最大直径的部位；
缺点：只能看到针尖，针体在移动过程中容易穿透血管后壁或误伤周围组织。
为了克服短轴法的这一缺点，有学者对其进行了改良，就是进针的过程中通过同步移动探头，确保针尖能一直显影，从而达到类似于长轴法实时引导的效果，我们将其称为动态针尖定位法（DNTP）。熟练之后，这个“亦步亦趋”的过程会变成一个连贯的过程。
在该研究中，作者观察了59名超声新手分别应用长轴法与DNTP法在动脉穿刺模拟器上的使用效果，比较两者在置管成功率和成功置管后针尖位置与血管中心的距离。左图圆圈中的亮点为针尖。
上图所示为两种方法针尖位置的分布图。可以看到，DNTP法不仅成功率更高，在水平轴上，其偏离中心的距离和离散度也明显小于长轴法。这可能归咎于（后面将提到的）束宽伪影对两种方法的不同影响。
因此，对于超声新手，个人比较推荐从短轴-平面外法入手。
因此，对于超声新手，个人比较推荐从短轴-平面外法入手。
伪像，顾名思义，不是真的结构。
当超声束碰上高声阻的结构时，会在其后方留下不同程度的阴影，即声影。
左图显示静脉穿刺针的针管后方有弱声影，掩盖了针管后壁和深部的皮下组织。由于穿刺针针管直径较细，所以形成的声影也比较有限。与右图肋骨的强声影形成鲜明对比。
左图显示静脉穿刺针的针管后方有弱声影，掩盖了针管后壁和深部的皮下组织。由于穿刺针针管直径较细，所以形成的声影也比较有限。与右图肋骨的强声影形成鲜明对比。
图A：混响伪像产生机制的示意图：部分超声束穿透针管前壁，并在平行的前后壁之间来回反射，从而形成混响伪像。注意只有第一和第二条线（最亮）代表针管的前后壁，其余线均是伪影。
图B、图C：这是一根18G注射针在水浴中所形成的混响伪像，其中图B是针头斜面朝下，图C是针头斜面朝上。留意一下，针的斜面部分不会形成混响伪像，因为它只有一层管壁；混响只发生在具有两层平行结构的针体部分。
图B、图C：这是一根18G注射针在水浴中所形成的混响伪像，其中图B是针头斜面朝下，图C是针头斜面朝上。留意一下，针的斜面部分不会形成混响伪像，因为它只有一层管壁；混响只发生在具有两层平行结构的针体部分。
混响伪像的另一个例子是肺超声的“A线”，它是由超声束在皮肤-探头界面与胸膜表面之间往复反射形成的。需要注意的是，混响伪像可以掩盖深部组织的正常显影，所以“A线”的存在并不能排除气胸。
彗星尾征实际上是一种由细小物体所产生的混响伪像。
左图所示为CVC导丝所产生的混响伪像（彗星尾征），看起来似乎已“穿透”颈内静脉和颈动脉。这其中蕴含的冷知识是，CVC导丝实际上并非实心，而是一根紧密盘旋、有中空管道的导丝，因为这样的导丝会比较“软”，不容易损伤血管内壁 。
右图为一长针在水浴里产生明显混响伪像的长轴图，当我们把置于针体上的超声探头旋转90°显示针体的短轴图时，长轴图的混响伪像就变成了短轴图的彗星尾征。而针尖或斜面是不产生混响的，所以短轴图上没有彗星尾征。这正是平面外法辨认针尖与针体的依据之一。
左图所示为CVC导丝所产生的混响伪像（彗星尾征），看起来似乎已“穿透”颈内静脉和颈动脉。这其中蕴含的冷知识是，CVC导丝实际上并非实心，而是一根紧密盘旋、有中空管道的导丝，因为这样的导丝会比较“软”，不容易损伤血管内壁 。
右图为一长针在水浴里产生明显混响伪像的长轴图，当我们把置于针体上的超声探头旋转90°显示针体的短轴图时，长轴图的混响伪像就变成了短轴图的彗星尾征。而针尖或斜面是不产生混响的，所以短轴图上没有彗星尾征。这正是平面外法辨认针尖与针体的依据之一。
“刺刀样”伪像：超声束经过不同声阻的组织时，发生的“折射”现象。
左图箭头所示为超声引导颈内静脉穿刺时，在穿透血管前壁的位置出现引导针影朝皮肤表面偏折，实际针体并无弯折；
右图箭头所示为超声引导腋路臂丛神经阻滞时，在穿透腋动脉的位置出现阻滞针影朝皮肤表面偏折，实际针体并无弯折。
左图箭头所示为超声引导颈内静脉穿刺时，在穿透血管前壁的位置出现引导针影朝皮肤表面偏折，实际针体并无弯折；
右图箭头所示为超声引导腋路臂丛神经阻滞时，在穿透腋动脉的位置出现阻滞针影朝皮肤表面偏折，实际针体并无弯折。
通常情况下，线阵探头的层厚是很薄、可忽略的，但实际上，在不同深度的声场还是有一定厚度（宽度）的。特别是当用长轴法（LAX）行小儿桡动脉穿刺时，如果细小的动脉和穿刺针处在束宽范围内，尽管此时图像上看起来似乎针在血管内，但实际有可能只是重叠而已（右图A所示）。相反，短轴法（SAX）就能较好地克服这个问题，因为此时穿刺针与动脉在同一轴线上（右图B所示）。避免层厚/束宽伪像的另一个做法是，尽量将针尖及目标血管显示在焦区所在的深度范围内，这里的垂直分辨力最好。
当针的斜面朝上时，可在针体前壁尖端的前下方看到一小段“离断”的亮线，即为“斜面线”，它所处的平面实际上是针管后壁的延伸。
斜面长度由针的直径以及切割角度决定。小儿桡动脉穿刺常用的24G套管针，它的斜面长度可能不足1.5mm，超声上可能不容易分辨。
留意一下两图中斜面线与血管后壁有多近，假如将针体前壁尖端误认为针尖和斜面，则很可能置入过深而损伤血管后壁。
斜面长度由针的直径以及切割角度决定。小儿桡动脉穿刺常用的24G套管针，它的斜面长度可能不足1.5mm，超声上可能不容易分辨。
留意一下两图中斜面线与血管后壁有多近，假如将针体前壁尖端误认为针尖和斜面，则很可能置入过深而损伤血管后壁。
这里显示的是平面外法小儿外周静脉穿刺的过程：
图A：探头未切到针尖，无显示；
图B：探头开始切到针尖，显示一个弱光点（红色圆圈）；
图C：探头切到针斜面，由于凹面能更好的聚焦超声束，所以它呈现为一个更大、较亮、不规则的结构（具体决定于针斜面与探头声束所成的角度）。
来回切换动画，完成穿刺置管。
图A：探头未切到针尖，无显示；
图B：探头开始切到针尖，显示一个弱光点（红色圆圈）；
图C：探头切到针斜面，由于凹面能更好的聚焦超声束，所以它呈现为一个更大、较亮、不规则的结构（具体决定于针斜面与探头声束所成的角度）。
来回切换动画，完成穿刺置管。
短轴-平面外法的操作要点，就是要识别针尖-斜面-针体这三部分。
针尖：小而弱的高回声结构；
针尖：小而弱的高回声结构；
针的斜面：不规则、更大、更亮的结构；有点像UFO。
针体：2个高回声点（针体的前后壁）+彗星伪影。
演示：运用DNTP法行成人桡动脉穿刺置管过程中显示针尖-斜面-针体各部分（20G动脉套管针）。
A 穿刺前，显示桡动脉；
B 开始穿刺，显示针的斜面（亮点）在血管前壁之上；针尖由于显影弱，不容易在皮下组织辨认；
C 保持针不动，滑动探头显示针体部分（双层结构）；
D 继续进针，针体抵达动脉前壁，此时尚无回血；
E 继续进针，刺破动脉时有明显突破感，显示位于管腔中心的针尖（小而弱）；
F 保持针不动，滑动探头显示针的斜面（更大更亮）；
G 保持针不动，滑动探头显示针体部分（双层结构+彗星伪影）
H 退出针芯，置入塑料套管（双层结构，无伪影）。
A 穿刺前，显示桡动脉；
B 开始穿刺，显示针的斜面（亮点）在血管前壁之上；针尖由于显影弱，不容易在皮下组织辨认；
C 保持针不动，滑动探头显示针体部分（双层结构）；
D 继续进针，针体抵达动脉前壁，此时尚无回血；
E 继续进针，刺破动脉时有明显突破感，显示位于管腔中心的针尖（小而弱）；
F 保持针不动，滑动探头显示针的斜面（更大更亮）；
G 保持针不动，滑动探头显示针体部分（双层结构+彗星伪影）
H 退出针芯，置入塑料套管（双层结构，无伪影）。
回声增强针的原理：在针体前端采用CCR（corner cube reflector）技术，保证超声波能被完整反射至超声探头，从而增强显影。
这是日本八光牌的神经阻滞针在水浴里的超声显影（平面内法），左图为斜面朝上，右图为斜面朝下，可以看到针体前端有4个小亮点，方便神经阻滞时定位针尖的位置。
可用于提高置管成功率的一些小技巧：
DNTP血管旁路法；聚焦声影引导法；皮下注射生理盐水；皮下注射硝酸甘油；导丝引导动脉置管。
DNTP血管旁路法；聚焦声影引导法；皮下注射生理盐水；皮下注射硝酸甘油；导丝引导动脉置管。
DNTP血管旁路法：为了看清针尖并避免伤到动脉，针尖有意导向血管旁或更深的位置，然后缓慢退针并导向血管的前壁上方，再采用DNTP法将针尖置入血管，并保持针尖在管腔中心送入0.5-1cm。
“聚焦声影引导法”
这是一项来自国人的研究，俗话说得好，水能载舟，亦能煮粥。声影用得巧，也可以用来指导穿刺。不仅提高了一次成功率，还缩短了穿刺时间。
这是一项来自国人的研究，俗话说得好，水能载舟，亦能煮粥。声影用得巧，也可以用来指导穿刺。不仅提高了一次成功率，还缩短了穿刺时间。
做法：将取自手术纱布的显影金属丝，折成两条窄的平行线置于探头中间（用大敷贴固定），利用超声下形成两条不透光的声影并将桡动脉置于其中，便于从中定位穿刺针。
这是一篇来自日本同行的文章。研究内容并不复杂，但研究设计很值得我们学习。作者首先对102例超声引导小儿动脉穿刺置管做了回顾性的多元回归分析，发现相较于＜2mm或≥4mm，动脉深度在2~4mm是较短的穿刺时间和较高的一次成功率的独立预测因素。在此基础上，作者又设计了一个RCT，比较了盐水注射组（深度增至2~4mm）与＜2mm组对穿刺时间和一次成功率的影响，证实了皮下注射盐水可显著缩短穿刺时间和提高一次穿刺成功率。
皮下注射生理盐水的优点：增加血管深度（2-4 mm），并提供低回声的背景（相较于皮下软组织）。
皮下注射硝酸甘油的好处：
“一举三得”：生理盐水可适当增加血管深度并提供低回声背景，硝酸甘油可舒张动脉。
“一举三得”：生理盐水可适当增加血管深度并提供低回声背景，硝酸甘油可舒张动脉。
可以看到，皮下注射硝酸甘油后，动脉直径变大，深度合适，且置管后不容易发生血管痉挛。
个人觉得如果B超显示双侧桡动脉都偏小的情况下，可以试一试这种方法。
个人觉得如果B超显示双侧桡动脉都偏小的情况下，可以试一试这种方法。
利用导丝引导（Seldinger法）动脉置管也可以提高成功率。但该研究并没有使用超声引导，可以看到较明显的“天花板”效应（一次成功率76%）。
这是一款Arrow公司生产的带导丝的成人动脉套管针。对于动脉直径较细的情况，在超声+导丝双重引导下可能有助于置管成功率。
这是一例桡动脉较细的成年患者，直径不到2mm，在超声+导丝双重引导下，一次成功置入OD=1.1mm的20G动脉套管针，术中动脉波形和压力未出现问题。
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