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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“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。
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。
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。
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）。
回声增强针的原理：在针体前端采用CCR（cornercubereflector）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：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。
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（2-4mm），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。
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。
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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