动脉导管测压五步法
医院重症医学科杨梅
重症行者翻译组摘要
在围手术期和重症医学中，动脉血压（BP）是一个常规监测的基本心血管变量，对患者的管理有重大影响。临床上，高危手术和危重患者BP监测的参考方法是使用动脉导管连续监测有创BP。使用动脉导管进行有创BP监测的重要前提是深入了解测量原理、BP波形的质量标准以及可能造成BP读数错误的常见陷阱。本文将介绍如何放置动脉导管、如何正确测量BP以及如何识别并解决常见陷阱。着重介绍5个重要步骤，即：（1）如何选择置管部位；（2）选择何种动脉导管；（3）如何放置动脉导管；（4）如何进行传感器的校准和归零，以及（5）如何检查BP波形的质量。
背景
动脉血压（BP）是一个基本心血管变量。麻醉手术及循环休克患者必须监测BP。在围手术期和重症医学中，BP的测量对患者管理的影响重大，特别是对低血压患者及时、正确地识别和治疗。
测量BP有以下几种方法：示波法间歇无创血压测量、连续无创血压监测如血管超声技术（也叫“掌上技术”），或使用动脉导管连续有创BP监测（也称“直接”BP测量）。由于BP监测方法的选择会直接影响临床决策，因此，如何选择至关重要。临床上，示波法间歇无创血压测量与使用动脉导管进行连续有创血压测量相比存在明显差异，特别是对低BP的高估。此外，在成人非心脏手术患者中，连续有创BP监测发现的需升压治疗的术中低血压是示波法间歇无创BP监测的两倍。与示波法间歇无创BP监测相比，连续无创BP监测也能够减少术中低血压的发生。但有效性研究结果显示，将连续无创BP监测与使用动脉导管进行连续有创BP监测进行对比，两者的互换性存在矛盾。此外，虽然使用掌上技术连续监测手术患者的无创BP是一种有前途的方法，但对于循环休克的危重患者并不推荐。因此，在围手术期和重症医学中有创BP的监测仍然是BP测量的临床参考方法。
动脉置管的适应症包括需进行连续BP监测、无法进行无创BP测定或需要反复动脉采血。此外，先进的有创血流动力学监测（如脉波分析、跨肺热稀释等）也需要动脉置管。
使用动脉导管监测有创BP的主要（但被低估的）风险在于不能识别的伪影或测量问题导致的BP读数错误，从而产生错误的治疗行为。只有正确地记录、传输并分析BP波形，才能准确地测量BP及先进的血流动力学变量。而使用动脉导管进行正确的有创BP监测一个重要的前提，是深入了解测量的原理、BP波形的质量标准以及造成BP读数错误的常见陷阱。因此，本文将系统介绍如何放置动脉导管、如何正确地测量BP以及如何识别和解决常见陷阱。
动脉导管测压五步法
为了使用动脉导管正确地测量BP，我们提出了五步法，包括：（1）选择置管的部位，（2）选择动脉导管的类型，（3）放置动脉导管，（4）传感器的校准和归零，以及（5）检查BP波形的质量。
第一步：置管的部位
动脉置管常用的解剖部位有桡动脉、肱动脉及股动脉。尺动脉、腋动脉、颞动脉、胫后动脉以及足背动脉等较少使用。置管的禁忌症包括局部感染、血栓、雷诺氏综合征活动期、血栓闭塞性脉管炎或穿刺部位血管畸形。
经桡动脉置管最常用，因为它容易穿刺，且很少出现严重的并发症。桡动脉最容易在桡骨远端及桡侧腕屈肌之间触及，距离手腕近端1-2cm。改良的Allen’s实验对侧支循环检测诊断的准确率较低，因此不是桡动脉置管后缺血并发症的良好预测指标。若改良的Allen’s试验不能明显提高其准确性，可使用血氧测定、体积描记法或多普勒超声（US）等技术。
桡动脉置管时应妥善固定手和腕部，将腕部横放于软垫上，略微背曲，使动脉固定。置管尽可能从远端开始，因为置管失败后可移动到近端穿刺。如果同侧的桡动脉置管失败，进行同侧尺动脉置管也很安全。
肱动脉虽然是手臂的主要动脉，但也可以用于BP监测。肱动脉置管总体的并发症发生率虽然较低，仅为0.2%，但其并发症与住院时间的延长乃至病死率的增加有关。肱动脉最容易在位于肘窝的肱二头肌肌腱内侧触及，可将肩关节稍外展，肘部伸直，前臂外旋。
股动脉是用于置管的最大动脉，其置管并发症的发生率与其他部位相当。股动脉最容易在腹股沟韧带中点稍下方触及，可让患者仰卧，大腿伸直、稍外展及外旋。
为了最大程度地减少骨盆或腹膜后出血的风险，应在腹股沟韧带远端进行股动脉穿刺。
除股动脉外，测量中心BP能够选择的就只有腋动脉。在某些情况下（如肥胖、髂血管疾病及下肢水肿等），腋动脉可能优于股动脉。将上臂外展、外旋时最易触及腋动脉。穿刺点应尽可能与腋窝顶端平齐。由于脉冲波的放大现象，从主动脉到外周动脉，BP波形的形态会发生变化。与主动脉根部记录到的BP波形相比，外周动脉的收缩期BP波形高而陡；而舒张期BP波形则较低，其后有一个较低的重搏切迹。舒张期BP的降低不如收缩期BP的升高明显。
第二步：动脉导管类型的选择
动脉导管类型的选择要考虑几个因素，包括需要置管的动脉及置管可能出现的问题。
导管长度的选择主要取决于置管部位。肱动脉、股动脉或腋动脉的血管腔到皮肤表面的距离较远，建议使用较长的导管。导管的长度和内径会影响BP测量系统的阻尼特性（详见第5步，压力传感器的动态响应）。20-G的导管受欠阻尼的影响比18-G的导管低，通常建议用于桡动脉置管。与较大的导管相比，20-G的导管并发症的发生率较低。
穿刺困难（如水肿、血管硬化、肥胖、心肺复苏期间置管等）或直接穿刺失败时，建议使用单独的导丝或导管自带的导丝，穿刺成功率最高。
第三步：动脉导管的放置
置管前需认真准备所需物品，包括无菌手套和洞巾、外科口罩、含酒精的皮肤消*剂、含氯己定的溶液、动脉导管、胶布、管路和传感器等。管路系统必须预充晶体液，与一个软袋连接后放入mmHg的压力袋中。这个压力可阻止血液从动脉流入导管或传感器，使测压系统和动脉间的液体柱保持连续。不建议使用肝素溶液，因为肝素暴露可能促使抗体生成，导致肝素诱导的血小板减少症。动脉置管应在无菌环境下进行。因此，需要使用杀菌剂消*皮肤（清醒患者置管前应皮下注射局麻药物）。
在使用（或不使用）US的情况下可用各种技术置管，包括单独使用导丝、使用导管自带的导丝或直接穿刺。
单独导丝置入法
a)“Seldinger”技术
摸到动脉搏动后，穿刺针以呈30-45°角指向搏动点。一旦穿到动脉，在穿刺针内可见搏动性血流，这时可经穿刺针的内腔置入导丝。然后移除穿刺针，沿导丝置入导管；再取出导丝，只留下导管。
b)“Over-the-wire”技术（“改良的Seldinger”技术）
将套管针与皮肤呈30-45°角刺入。穿到动脉以后，血流会充满管腔。然后将套管针沿血管稍微推进一些，退针，并在观察到搏动性血流后将套管缓慢后退。再经套管置入单独的导丝，然后沿着导丝置入动脉导管，并拔除导丝，只留下导管。
c)整体导丝置入法（“改良的Seldinger”技术）
这种方法所用的导丝与其他组件不能拆分。将带有导丝的套管针呈30-45°刺入皮肤后，缓慢进针，直至观察到搏动性血流。然后减小针的角度，使它与皮肤更加平行。通过套管针将导丝推入动脉。再沿穿刺针和导丝置入动脉导管，并移除针和导丝。
d)直接穿刺（“over-the-needle”技术）
将带导管的穿刺针与皮肤呈30-45°角刺入。穿到动脉后，血流进入管腔，这时一定要缓慢进针，并减小与皮肤的夹角，约10-15°。这一点非常必要，因为穿刺针略长于导管，有血液回流只表示穿刺针的尖端（而不是导管）进入了血管腔。然后再将导管置入动脉，退出穿刺针。置入导管后，将其与传感器连接并用缝线或无需缝合的粘合敷料固定。
e)超声引导法
上述动脉置管技术均可在超声引导下进行。虽然几个医学会均已明确推荐将US用于中心静脉置管，但目前的指南尚未推荐在动脉置管时常规使用US。最近发布的两项随机对照试验的meta分析证明，与使用里程碑技术进行动脉置管相比，US引导下的成人桡动脉置管在一次穿刺成功和减少失败率方面具有优势。通过教育和培训，实时可视化的动脉置管明显优于里程碑技术。在特殊情况下（如穿刺困难、穿刺部位受限、脉搏触诊困难或穿刺失败后等），应用US有助于成功置管。US引导下的动脉置管必须在无菌条件下进行，同时使用无菌敷料覆盖探头和无菌的传导介质。
不同的US引导下动脉置管术如前所述。静态或间接的置管术主要用于穿刺前识别目标动脉（即“US辅助”），而实时或直接置管术则在连续的US引导下进行的（即“US引导”）。
动脉置管时可使用短轴平面和长轴平面（根据US探头相对于血管的位置确定）。短轴（平面外）技术是将US探头与动脉垂直，可以看到动脉的横截面。但这种方法不可能区分针尖和针体，因为在US屏幕中，穿刺针/导管都显示为一个点。为了克服这一缺点，可采用改良的短轴技术（动态针尖定位），即随着针尖的前进逐步调整US探头的位置，直到在血管腔内看见针尖。长轴（平面内）技术是将US探头的方向与动脉平行，因此完全能够看见穿刺针/导管。该技术学习起来可能比较困难，但熟练掌握后比短轴法要好。
动脉置管的并发症
动脉置管的常见并发症包括局部疼痛和感觉异常、血肿和轻度出血。发生缺血并发症的风险低于0.1%。动脉置管的主要并发症是大出血、气栓或血栓、血管内血拴及闭塞、血管损伤、假性动脉瘤及局部神经损伤等，但并不常见。1%患者可出现股动脉的一过性闭塞，但与桡动脉闭塞相比并不常见（1.5%至35%）。不过桡动脉的永久性闭塞似乎很罕见（平均发病率为0.09%）；由于侧枝循环的建立，通常不会发生缺血性并发症。与桡动脉（0.09%）和腋动脉（0.1%）相比，动脉置管所致的股动脉假性动脉瘤也很常见（0.3%）。动脉导管的应用包括以下风险：无意的动脉内药物注射、管路系统脱落导致大出血以及导管相关性血流感染等。与桡动脉相比，股动脉置管的导管相关性血流感染发生率较高（相对风险，1.93）。
第四步：压力传感器的校准和归零
压力传感器可将机械信号转化为电信号，但为了保证BP的准确测量，必须要进行校准和归零。测量时需要区分无零线的压力传感器和有零线的压力传感器，因为两种传感器的校准和归零程序不同。
使用无零线的压力传感器时，传感器（更准确地说，是传感器的活塞）朝向大气压，需将其与目标血管放在同一水平（图1）。由于静水压差的存在，传感器和血管腔之间哪怕只有10cm的高度差都会产生7.5mmHg的压力差，因此传感器的校准至关重要。例如，当患者在沙滩椅上做手术时（即坐位，如肩部手术），若临床医生想监测主动脉根部的BP，必须将传感器放到静静脉轴水平。这个轴是右心房在患者胸壁的解剖学投影，位于腋中线第四肋间。右心房与主动脉根的水平非常接近，通常被作为大多数血流动力学测量的参考水平。但如果要测量Willis环的压力，则要将传感器抬高至颅底（外耳道）水平。测量开始前，必须使用监护仪上的归零功能将传感器归零。为了确保系统朝向大气打开时显示的压力为0mmHg，这一步是必需的。归零时，必须在激活监护仪上归零功能的同时将压力传感器的活塞朝向大气打开。若压力为0mmHg时记录到的血压线为零，则视为归零成功。此后需关闭压力传感器的活塞，与大气隔断。只要患者血管与压力传感器的位置发生变化，就必须进行校准。但测量期间无需多次归零。
也可以使用带零线的传感器，就无需调整传感器的位置。零线内必须完全充满液体；将它的自由端固定于血管的体表水平。开始测量前，归零需要注明零线的自由端与传感器之间的高度差（即静水压）。严格地说，这一高度差包含了两个静水压（其理论数学符号为阳性或阴性），即：（1）由传感器与动脉导管的高度差所形成的静水压；（2）由血管与动脉导管的高度差所形成的静水压。（图2）归零时，必须在激活监护仪上归零功能的同时将压力传感器的活塞朝向零线打开。在此期间，零线中的液体静水压始终等于上述两个静水压的代数和，其压力设置为0mmHg。归零后要将零线的活塞关闭。只要血管与压力传感器的相对位置发生变化，就必须用这种方法归零。传感器（调平仪）的额外运动会造成BP测量错误，因此要避免。由于零线内液体柱的静水压是用于归零的，因此零线内绝对不能含有空气，这一点非常重要。系统校准和归零后，可校准压力传感器，尽管目前不常这样操作。静态校准是用一个或多个预先定义的压力来校准通过监护仪输出的压力传感器的压力值。动态校准则考虑了测量系统的频率响应（见第5步），可使用正弦波发生器来模拟BP监测系统的不同输入频率。
第五步：检查动脉血压波形的质量——形态和伪像
获取质量最好的BP波形是正确测量BP和评估血流动力学变量的基础。测量系统的性能特征是由管路系统中大量的液体、管路系统的弹性以及液体与管路系统间的摩擦力决定的。性能特征可通过测量系统的固有频率（系统内压力脉冲振动的频率）和阻尼系数（表现为震动波形的衰减）来量化。固有频率和阻尼系数共同决定了动脉导管/管路/传感器系统对心血管系统脉压冲动的动态响应。不恰当的动力响应会产生两种主要的伪像——欠阻尼（或谐振）和过阻尼，它们可显著地改变动脉波形。欠阻尼或过阻尼是由整个系统的阻尼系数决定的，可看作与振动相反的实体摩擦力。
阻尼系数取决于几个变量，尤其是导管的内径和长度。导管越长，阻尼系数就越大；导管的半径越大，阻尼系数就越小，出现欠阻尼现象的可能性也越大。
发生欠阻尼时波形的不同于实际波形，表现如下（图3）：
高估收缩期BP。可见收缩压明显升高伴窄峰（这种情况下，最为复杂的是区分反射波的贡献）低估舒张期BP。高估脉压。较深的重搏切迹。舒张期的非生理性振动。产生欠阻尼BP信号的主要原因是管道过硬及传感器缺陷。
发生过阻尼时的波形与实际波形也不相同，表现如下（图3）：
低估收缩期BP。高估舒张期BP。低估脉压。上抬不明显。重搏切迹缺失。具体信息的普遍丢失。出现过阻尼BP信号的主要原因是输液袋内压力降低、回路中出现气泡、血凝块、连接失败或断开、管路打结或阻塞等。
为确保最佳的信号质量并识别伪影，BP波形的可视化检查至关重要。要测试测量系统的阻尼特性，需反复进行快速冲洗试验（图3）。快速冲洗试验（或方波实验）是用冲洗设备以mmHg的压力冲洗管道/传感器系统内的晶体液。这种方法会产生高振幅的震荡波，根据衰减系数，这个波会在冲洗后以指数形式衰减。系统的固有频率可通过监测速度（如25mm/s）除以震荡波的波长（峰与峰之间的距离，单位为mm）计算（图4）。由于阻尼能对振动系统能量的影响，振动的振幅会发生改变。因此，可用较矮的波（第二个波）的振幅除以较高的波（第一个波）的振幅来计算两个连续的谐振波的振幅比。计算出振幅比以后，可根据固有频率绘制特殊的图表来显示三个区域：足够的动态响应、过阻尼和欠阻尼。在临床实践中，快速冲洗实验产生的震荡波通常要进行可视化检测。
为了减少欠阻尼发生的可能性，应使用较短、较硬、非相容性的导管；减少导管在动脉内的活动；并限制活塞的数量。临床上除非绝对必要（如在手术室里用手臂沿着身体定位），一般不建议改变传感器的组件（如额外增加活塞或延长线），因为这些组件是为了寻找最佳的物理特性、避免过阻尼或欠阻尼造成的伪差而精心筛选的。如果必须改变，只能使用专门用于BP检测系统的延长线和活塞，这一点非常重要。如果缺乏这些预防措施，发生欠阻尼影响信号传输时可用可调节的阻尼装置来改变（增加）系统的阻尼系数。
由于产生过阻尼的主要原因是回路中出现气泡或血凝块、或导管打结，因此唯一可能有效的做法是改变腕关节的位置、清除管路中的空气或血凝块，或更换导管及置管动脉。
出现欠阻尼或过阻尼时应检查监护仪的缩放比例，因为不恰当的缩放比例也可以模拟欠阻尼或过阻尼的BP信号。
除上述伪像外，BP测量期间患者的活动或监测BP时靠在病人手臂上都可能影响BP的读数。此外，不同测量系统的BP读数可能存在很大差异，因为不同的监测设备在处理数据、数据的平均值以及伪像过滤等方面算法不同。
结论
使用动脉导管持续测量有创的BP是高危手术及危重患者BP监测的临床参考方法。正确监测有创BP的关键前提是深入了解测量的原理和BP波形的质量标准。为了帮助大家正确地使用动脉导管测量BP，我们提出了五步法，包括：（1）选择置管的位置，（2）选择动脉导管的类型，（3）置入动脉导管，（4）传感器校准和归零，以及（5）检查BP波形的质量。
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