经外周中心静脉导管尖端定位技术应用研究进展

韩真真，刘光，张海军,

1 生物医用材料改性技术国家地方联合工程实验室,德州市, 251100

2 同济大学医学院 介入血管研究所，上海市，200072

0 引言

经外周中心静脉导管（Peripherally Inserted Central Catheter，PICC）是一种通过上肢贵要静脉、肘正中静脉、头静脉、肱静脉插入的中长期中心静脉通路，用于化疗药物、抗生素、肠外营养等的输注，这些药物必须通过中央静脉输注以避免对血管内皮壁造成破坏。此外PICC能够有效避免外周静脉重复穿刺，保护血管，从而减轻病人痛苦。在过去几年里，PICC使用量迅速增加[1-4]。研究表明PICC尖端位置不准确会增加患者心律失常的风险，导致心肌或瓣膜损伤、心包填塞静脉血栓形成、心脏穿孔和导管异位，后续的治疗还会增加成本、增加病人的不适和不满[5]。美国静脉输液护理学会（Infusion Nursing Society,INS）指出PICC尖端应放在上腔静脉下1/3至上腔静脉与右心房连接处，导管尖端位于该部位可以明显减少感染、血栓、导管异位等并发症[6]。在PICC置管过程中需要对导管尖端位置进行有效确认，否则极易发生导管异位，据报道，PICC尖端异位的发生率为2.3%～76.0%[7]。因此确保最佳的导管尖端位置对于患者治疗效果至关重要，本文就PICC尖端定位技术进行了综述。

1 X线定位

X线摄片被认为是PICC尖端定位的“金标准”。在2000年以前，绝大多数PICC是由介入放射科医生使用X线对导管尖端进行可视化引导并由摄片医师与术者共同确定尖端最终正确位置。首先操作护士通过体外测量确定PICC导管的置入长度，穿刺置管后，将病人送至放射科，摄片医生通过胸部X线所拍摄的前、后图像观察到导管的方向和腔房交界处导管尖端的位置。如导管尖端发生异位或未达预定位置，护士回操作间重新送管，如此反复。X线摄片作为术后方法只能在导管置入完成后观察，纠正已经插入的导管位置错误，具有极大的限制。此外，该方法增加了行动不便患者和危重症患者的置管难度，同时也增加了X线给患者带来的二次伤害[8]。近年来床边PICC置管尖端定位技术取得了重要进展，使得PICC置管不必依赖于介入放射科（Interventional Radiography，IR）医生，置管熟练的护士即可完成手术。同时，减少对IR的依赖可以减少患者的等待时间、减少治疗启动延迟、减少危重症/重症监护病房患者转到IR病房的困难和风险、减少患者和工作人员的辐射暴露。研究表明床边插入PICC比在IR中插入PICC可降低约65%的医院运营成本[9]。

2 腔内心电图技术

腔内心电图（Electrocardiograph,ECG）技术是在放置导管的过程中同步检查心房内心电图变化，依据P波变化确定导管尖端位置，即时准确放置导管的新型定位方法。ECG技术于1949年在德国开发，标准ECG监视器和低成本无菌导联线在欧洲已经使用几十年。自第一台专用心电监护仪（ECG专用）Nautilus由罗曼德斯国际公司引入市场后，其他多家公司也设计了专门的心电监护仪用于引导PICC置管[10]。首先采用四肢导联心电图，即右上肢、左上肢、左下肢、右下肢酒精除脂后分别与心电图机上规定颜色的导联线连接，测取体表心电图波形。穿刺成功后，将金属夹两端分别与PICC导丝末端和心电图机的右上肢导联线连接，继续将PICC导管送至预测量长度后依据心电图中P波的变化确定导管尖端位置。其中，心电图中P波为心房除极波，P波电生理起源于窦房结，窦房结位于上腔静脉与右心房交界处。当探测电极（导管尖端）进入窦房结时，会出现振幅较高的直立P波，P波的幅度和方向随着探测电极与窦房结之间距离的变化而变化。首先P波逐渐增高，说明导管尖端逐渐深入上腔静脉；当导管接近右心房与上腔静脉的交界处时，P波最高，接近甚至高于QRS波群主波大小；继续送管至出现双向或负向P波，说明此时导管进入右心房，将导管回退至最高P波点位后退出导管2～3 cm，此时导管尖端处于最佳位置[11-13]。

与依靠导管内导丝导电的方式不同，盐水柱腔内心电图技术在前者操作基础上将输液器与PICC支撑导丝尾端的鲁尔接头连接，通过重力滴注生理盐水形成的自然垂降生理盐水柱作为导管腔内电极引出腔内心电图，进而通过P波变化引导PICC尖端定位，将导管置入最佳位置。该技术可以通过盐水柱的压力打开导管末端瓣膜，有利于导管内物质与血液之间心电信号传导，因此对于三向瓣膜导管的尖端定位具有重要意义[14]。

心电图技术定位PICC尖端操作简单，精确度高，避免了X线给患者及医务人员带来的伤害，但由于该技术是通过观察心电图P波变化实现的，所以不适用于心律失常等无正常P波的患者，使用范围受到限制。因此，需要进一步探索心律失常患者在PICC置管过程中心电图变化规律，以便将心电图定位技术更广泛地应用于临床患者。另一点值得注意的是ECG定位技术仅限于腔内尖端定位，而不能在导管置入静脉的过程中提供尖端导航。因此，如需要同时实现置入过程中和腔内尖端定位，需要结合超声导航技术。

3 超声

超声引导下静脉穿刺后进行置管，将心血管超声探头放置在前胸上腔静脉的体表位置，移动探头位置，可观察到上腔静脉血管显影及PICC导管的全部走向及尖端位置，如导管出现异位能实时提示，并且能在超声引导下即刻进行导管位置的调整。通常情况下，超声引导置管仅限于静脉内置管，不能对导管尖端在腔房交接处的位置进行定位。近年来使用放置在右锁骨上的微凸超声探头，可以实现上腔静脉内导丝（或导丝外部导管）的可视化，能准确测量导管尖端到上腔静脉与右心房交界处的距离，当导管尖端达到或接近腔房交接处时为理想位置。

在大多数情况下，锁骨下静脉、颈静脉和无名静脉的交界处以及上腔静脉中两条无名静脉的汇合点是置管操作中导管前进比较困难的部位，尤其是颈静脉和锁骨下静脉的交汇处，特别是当导管来自右侧腋窝时，由于右锁骨下静脉轴与右无名静脉轴之间的角度较狭窄，导致准确置管极为困难。此时使用超声引导技术将用于锁骨上方静脉穿刺的探头定位在锁骨上方，可视化观察颈内静脉、锁骨下静脉和无名静脉之间的连接关系，并在超声监测下缓慢推进导管，实时调整置管位置和方向，可使导管顺利通过无名静脉。

此外，置管前用超声对患者进行评估，可以辅助医护人员确定患者血管和血流是否符合PICC置管要求，减少机械性静脉炎及导管相关感染等并发症发生。超声技术引导PICC置管可在患者床旁完成，同时，经培训的护士即可完成置管，人员投入相对较少，临床效益比较高，有望在临床上推广应用，但该方法不适用于体重过胖、胸廓畸形、严重肺气肿患者[15-16]。

4 心电导联多普勒超声引导技术

目前临床使用的PICC尖端定位技术还包括心电导联多普勒超声引导（Electrocardiograph Doppler Ultrasound Guidance，EDUG）技术，即将超声技术和ECG技术结合引导PICC置管的技术。首先体外测量预估导管置入长度，测试体表心电图；然后将导联线金属夹两端分别与转换开关和PICC导管内导丝末端连接，将一体机转换为多普勒超声显像界面。该界面可显示多普勒超声探头探测的上臂静脉图像，医护人员根据具体情况，首选贵要静脉，次选肘正中静脉进行可视化静脉穿刺，穿刺成功送入导管，同时将一体机再转换成心电图记录界面，此时PICC内导丝作为电极可引出腔内心电图。当心电图表现为最高P波时回撤导管1～1.5 cm，心电图显示P波尖端与QRS波大致平齐时视为PICC尖端处于理想位置[17]。与过去ECG使用生理盐水作为导管腔内电极不同的是，EDUG配合使用的导管包括具有尖端导电性的PICC，使定位操作更为简便快捷。由于EDUG技术是超声与ECG技术的结合，因此EDUG除具有ECG技术的优点外，穿刺和静脉内置管的准确度也大大提高，EDUG也因其良好的临床使用效果具有广阔的应用前景[18-19]。

5 电磁导航系统

一种基于识别电磁脉冲系统（电磁导航系统）的装置可以直接识别导管尖端在皮下的位置。该系统的导丝具有电磁尖端，其在体内的位置由精确度比较高的外部检测装置进行识别，以检查导管在血管内是否沿正确的方向移动，以及监测异常的尖端位置和尖端指向。该定位技术不适用于监测导管尖端在腔内的位置，需要与腔内心电图法结合使用[20]。因此，电磁尖端导航系统由导管尖端的外部磁传感器和腔内心电图导航系统组成。插入前将尖端定位系统（Tip Confirmation System，TCS）的磁传感器和体外ECG电极放置于患者胸部和腹部，通过对基线心电波形进行评估，以确保存在可分辨的P波。与TCS配套使用的PICC导管内导丝尖端具有磁性并与导管尖端保持水平，在磁装置辅助下，磁传感器引导系统可以在床边监视器上图形化显示导管尖端的位置，操作人员据此确定导管前进的大致方向，以及导管是否按要求向上腔静脉前进，或在错误的位置前进（颈部以上或对侧），完成电磁系统引导下上腔静脉的定位。然后，利用TCS的ECG功能，通过确定P波在没有先前偏移的情况下达到最大振幅的位置，引导窦房结的定位同时确定导管的推进距离[21]。利用这两种引导系统，无需透视即可将导管尖端推进窦房结[20,22-23]。

电磁尖端导航系统传感器必须与配有磁导丝的特定导管配合使用。同样，由于此技术与ECG技术结合使用，而心律的改变如心房颤动、心房扑动、严重心动过速和起搏器驱动的心律改变了P波的表现，因此对于在导管插入前易于识别的此类患者，仍需胸部X线检查或其它方式确定PICC的尖端位置[9-10]。

6 展望

实现PICC血管内准确置管以及将PICC尖端置于腔内理想位置对于充分发挥PICC的作用以及降低并发症的发生率具有重要意义。理想的PICC尖端定位技术能够实时监测导管在静脉血管中的位置和尖端指向，辅助导管尖端在腔内定位，实现静脉内精确置管和腔内定位一次完成，同时保证操作的安全性、准确性以及临床效益，这也是PICC尖端定位系统未来研究改进的关键。