外周神經(jīng)阻滯注射壓力監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展

沈青，盧波，陳駿萍

作者單位： 315010 寧波，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院

近年來(lái)，外周神經(jīng)阻滯（PNB）在麻醉和鎮(zhèn)痛中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。雖然普遍認(rèn)為PNB 具有良好的安全性，但仍然存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，主要包括局麻藥物中毒、血管損傷以及神經(jīng)損傷等。已有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，PNB相關(guān)神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)生率在0 ～3%之間。雖然發(fā)生率較低，但神經(jīng)損傷可導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此受到麻醉醫(yī)生的重視。關(guān)于PNB 相關(guān)神經(jīng)損傷的原因，目前主要有幾種假說(shuō)，包括穿刺相關(guān)的機(jī)械性損傷、局部麻醉藥或輔助藥物的化學(xué)性損傷、神經(jīng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)血管收縮引起的局部缺血等功能性損傷。其中，穿刺造成的機(jī)械性損傷后果最為嚴(yán)重，尤其當(dāng)局麻藥注射到神經(jīng)束內(nèi)時(shí)，對(duì)神經(jīng)纖維和毛細(xì)血管會(huì)造成直接機(jī)械損傷，導(dǎo)致局部水腫，筋膜內(nèi)壓增加從而引起局部缺血。因此，美國(guó)區(qū)域麻醉學(xué)會(huì)的臨床指南提出，麻醉醫(yī)師在神經(jīng)阻滯操作過(guò)程中應(yīng)該避免針頭與神經(jīng)接觸以及神經(jīng)內(nèi)注射。

對(duì)于PNB 過(guò)程中如何避免損傷神經(jīng)以及避免局麻藥神經(jīng)內(nèi)注射的方法，目前仍缺乏共識(shí)。雖然通過(guò)使用一些儀器設(shè)備（如超聲引導(dǎo)和神經(jīng)刺激儀）可以降低神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)，但目前沒有明確的證據(jù)表明這些技術(shù)可以完全保證穿刺的安全性。盡管近年來(lái)超聲引導(dǎo)下神經(jīng)阻滯技術(shù)發(fā)展迅速，但與非超聲技術(shù)引導(dǎo)相比，兩者阻滯后神經(jīng)損傷的發(fā)生率沒有明顯的差別。在超聲顯像中，如針尖顯像不清也可能會(huì)導(dǎo)致針尖-神經(jīng)接觸或神經(jīng)直接損傷，并且即使針尖顯像清晰也不能保證針尖不接觸神經(jīng)或神經(jīng)膜內(nèi)注射。神經(jīng)刺激儀有助于判斷針尖與神經(jīng)的位置，特別是當(dāng)?shù)碗娏魅阅苷T發(fā)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，提示針尖與神經(jīng)已經(jīng)非常接近。但是，也有例外的情況，比如針尖已經(jīng)刺入神經(jīng)內(nèi)，但是未誘發(fā)肢體運(yùn)動(dòng)。

最近，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了起始注射壓力（OIP）與神經(jīng)損傷相關(guān)。研究表明，在注射開始時(shí)如果阻力較大，可能提示針尖正位于神經(jīng)束內(nèi)，這種情況下注射會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)軸突損傷。尸體研究也已經(jīng)證實(shí)，除非使用非常高的壓力（＞20 psi，1 psi≈6.895 kPa），否則當(dāng)針尖位于神經(jīng)內(nèi)和/或束內(nèi)注射時(shí)，將很難推動(dòng)注射器注射藥物。上述提出了通過(guò)監(jiān)測(cè)注射壓力來(lái)預(yù)防PNB 相關(guān)神經(jīng)損傷的概念。根據(jù)現(xiàn)有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和尸體研究數(shù)據(jù)，研究者提出監(jiān)測(cè)起始注射壓力，并建議OIP 的“安全”限值約為15 ～20 psi。監(jiān)測(cè)OIP 除了可以預(yù)警針尖進(jìn)入神經(jīng)內(nèi)和/或束內(nèi)外，在肌間溝神經(jīng)阻滯模型和股神經(jīng)阻滯模型中也已被證明可以預(yù)測(cè)針-神經(jīng)是否接觸，這有助于防止無(wú)意中的神經(jīng)內(nèi)注射。也有研究證明，在腰叢神經(jīng)阻滯和經(jīng)肌間溝臂叢神經(jīng)阻滯時(shí)，較高的注射壓力會(huì)使無(wú)意中發(fā)生硬膜外擴(kuò)散的機(jī)率增加。本文總結(jié)PNB過(guò)程中監(jiān)測(cè)注射壓力的各種方法，并將這些方法與PNB 安全性監(jiān)測(cè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)聯(lián)系起來(lái)。

1 OIP 與動(dòng)態(tài)注射壓力的關(guān)系

OIP 是指克服注射器械（包括注射器、連接管、針）的流體靜力阻力以及組織的阻力所需要的壓力。當(dāng)注射開始時(shí)，隨著注射器活塞上的力逐漸增加，整個(gè)系統(tǒng)中的壓力開始上升。根據(jù)帕斯卡定律，在液體流動(dòng)之前，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的所有組成部分（注射器、管路、針和組織）的壓力是相等的，此時(shí)是靜態(tài)階段。一旦系統(tǒng)內(nèi)部的壓力克服了靜態(tài)阻力，就達(dá)到了OIP，促使液體流動(dòng)，所以O(shè)IP 代表了在流動(dòng)開始的那一刻施加在組織上的壓力。由于該系統(tǒng)內(nèi)的壓力在達(dá)到開始注射壓力之前是相等的，因此OIP 與注射器、連接管和針頭的大小和/或直徑無(wú)關(guān)，這意味著OIP 可以在系統(tǒng)的任何位置進(jìn)行測(cè)量（例如在注射器和連接管之間的接口處）。

相反的，動(dòng)態(tài)注射壓力是指建立流動(dòng)關(guān)系后存在于系統(tǒng)內(nèi)的壓力。由于此時(shí)的液體流動(dòng)受多種因素影響，包括注射器、連接管及針頭的半徑和長(zhǎng)度，以及溶液的密度和粘度等，因此很難精確計(jì)算出針尖處的壓力，而這恰恰是探索PNB 相關(guān)神經(jīng)損傷時(shí)需要監(jiān)測(cè)的壓力?？梢源_定的是，只有注射器中的壓力高于針尖處的壓力，才能促使液體流動(dòng)，使局麻藥向前推進(jìn)。因此，在整個(gè)注射過(guò)程中測(cè)量并保持低動(dòng)態(tài)注射壓力是符合安全策略的。

2 OIP 監(jiān)測(cè)裝置

用于量化和/或估算注射壓力的技術(shù)有三大類：基于波義耳定律的相關(guān)技術(shù)；電子測(cè)壓計(jì)；專用機(jī)械壓力計(jì)。

2.1 基于波義耳定律的注射壓力監(jiān)測(cè)裝置 波義耳定律指出，在一個(gè)包含可壓縮氣體的封閉系統(tǒng)中，壓強(qiáng)和體積的乘積始終保持相等（即P1V1=P2V2，其中P1 和V1 分別是原始?jí)簭?qiáng)和體積，P2 和V2 是最終壓強(qiáng)和體積）。例如，將裝有10 ml 局麻藥和10 ml空氣的注射器與大氣相通，推注注射器直到氣體體積減小一半（5 ml），則注射器內(nèi)部的壓力將翻倍。

Tsui等最早提出通過(guò)這種壓縮空氣的方法監(jiān)測(cè)注射壓力，并命名為壓縮空氣注射技術(shù)（CAIT），在體外模型中證明，在封閉的注射器及針頭裝置系統(tǒng)中，不同程度地壓縮氣泡可以使壓力達(dá)到相應(yīng)的線性增加（在較大的壓縮百分比范圍內(nèi)，斜率0.98），從而可靠地證明了波義耳定律。研究發(fā)現(xiàn)，氣泡被壓縮50%時(shí)，在靜息壓力（大氣壓下）基礎(chǔ)上產(chǎn)生的凈壓力為745 mmHg（14.4psi），略低于建議的OIP安全閾值（15 ～20 psi）。而這與測(cè)試的各種注射器和針頭的大小及口徑均無(wú)關(guān)。

Tsui 等后續(xù)研究評(píng)估了CAIT 技術(shù)應(yīng)用于限制注射壓力的可行性。該研究中，30 ml 規(guī)格的注射器中裝有20 ml 0.9%氯化鈉注射液和10 ml 空氣。30名麻醉醫(yī)師以兩種方式將0.9%氯化鈉注射液注入半封閉系統(tǒng)：（1）常規(guī)推注模式（即注射器感覺法）；（2）CAIT 法，始終保持氣泡壓縮不超過(guò)50%。結(jié)果顯示，使用CAIT法時(shí)，30 名受試者的注射壓力均未超過(guò)20 psi，而使用常規(guī)推注模式的麻醉醫(yī)師中有29人注射壓力超過(guò)了此閾值。此外，兩組的注射峰壓分別為14 psi 和36psi。因此可以認(rèn)為，CAIT 法可用于限制神經(jīng)和組織暴露于15psi 以上的潛在有害壓力。

顯然，CAIT 法不需要額外的設(shè)備，并且可以使用任何規(guī)格的注射器進(jìn)行操作。但是，該方法存在一些局限性，如需要保持注射器直立，存在氣體栓塞的風(fēng)險(xiǎn)，以及使用者（尤其是初學(xué)者）之間操作的差異性。此外，雖然在注射的靜態(tài)階段（藥物注射之前）氣泡的大小較易估計(jì)，但一旦注射器活塞開始移動(dòng)，就很難準(zhǔn)確判斷注射器內(nèi)氣體的變化情況。

最近，Patil 等提出了另一種基于波義耳定律的解決方案，并稱之為簡(jiǎn)易壓力計(jì)IPG）。具體方法是，在注射器和針管之間接上一個(gè)三通閥，并將一個(gè)裝有1 ml 空氣的1 ml 注射器（該輔助注射器活塞延長(zhǎng)至末端以保證注射開始時(shí)存在1 ml 空氣）連接至三通閥。當(dāng)對(duì)上游注射器施加壓力時(shí)，活塞下游的任何阻力都會(huì)壓縮1 ml 注射器內(nèi)的空氣，液平面向空氣方向靠近，觀察液平面在1 ml 注射器刻度上的讀數(shù)。他們的體外研究證明了使用此設(shè)備在高達(dá)30 psi的壓力下，計(jì)算壓力與測(cè)量壓力之間具有良好的相關(guān)性，理論值低于測(cè)量值5 ～8%。當(dāng)壓力為10 psi 和25 psi 時(shí)，液面讀數(shù)分別為0.47 和0.74。由于實(shí)際操作中讀取這些數(shù)字相對(duì)復(fù)雜，作者提出能更簡(jiǎn)單的保證注射安全的條件，那就是遵守50%壓縮原則，即絕不讓液面升至0.5 ml刻度以上，這樣可以保證壓力＜15 psi。

IPG與CAIT方法類似，使用手術(shù)室中常見的材料就可以快速組裝，但該方法需要緩慢進(jìn)行抽吸操作，以防止1 ml 輔助注射器中的空氣被夾帶到主注射器中。

2.2 電子測(cè)壓計(jì) 連續(xù)監(jiān)測(cè)壓力的電子壓力計(jì)能夠顯示壓力數(shù)值或壓力波形，還能在達(dá)到壓力閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)。不過(guò)，雖然標(biāo)準(zhǔn)的有創(chuàng)血壓傳感器可以用于精確測(cè)量血管內(nèi)壓力，但其壓力上限較低，約為300 mmHg（5.8 psi），所以它在壓力高于775 mmHg（15 psi）時(shí)測(cè)量效用有限。

Siegmueller 和Ramessur 報(bào)道了在PNB 過(guò)程中使用帶有內(nèi)置壓力傳感器的注射泵來(lái)保證注射安全，作者將壓力警報(bào)值設(shè)定為810 mmHg（15.6 psi），然后將一個(gè)充滿0.9%氯化鈉注射液的20 ml注射器連接到泵中；再通過(guò)三通閥將此注射器泵組件與裝有局麻藥的注射器連接，將泵設(shè)置到以盡可能低的速度（0.1 ml/ h）輸送0.9%氯化鈉注射液；當(dāng)施加力到注射器活塞上時(shí)，可測(cè)量到泵裝置的壓力數(shù)值并顯示在泵的LCD 屏幕上，從而實(shí)時(shí)確定注射壓力。該研究中使用的設(shè)備是Injectomat MC AgiliaTM泵（Fresenious Kabi AG，德國(guó)），其他制造商也有類似功能的注射泵組件。通常這些組件應(yīng)用于精確測(cè)量與神經(jīng)阻滯注射壓力相關(guān)的壓力（即，最高1 400 mmHg或27.1 psi）。

2.3 專用機(jī)械壓力計(jì) 目前有兩種在售的一次性專用機(jī)械壓力計(jì)，它們專用于量化和/或限制PNB過(guò)程中的注射壓力。

BSmartTM設(shè)備（B.Braun Medical，美國(guó)）是一次性使用的機(jī)械壓力計(jì)，設(shè)計(jì)串聯(lián)插入于注射器和注射管路之間。該壓力計(jì)裝置內(nèi)是一個(gè)柔性隔膜，當(dāng)對(duì)注射器活塞施加力時(shí)，整個(gè)組件系統(tǒng)（包括注射器，壓力計(jì)，管路和針頭）的壓力開始上升，隨著系統(tǒng)壓力的增加，隔膜會(huì)發(fā)生變形并遠(yuǎn)離裝置的中央通道，從而推動(dòng)該裝置的活塞使其顯示壓力值，并能通過(guò)裝置側(cè)面的顏色漸變來(lái)觀察壓力變化。米色表示系統(tǒng)中的壓力小于15 psi；黃色表示壓力在15 ～20 psi；橙色警告操作者管路壓力＞20 psi。 BSmartTM設(shè)備內(nèi)的彈簧在壓力釋放后能使該設(shè)備的活塞恢復(fù)到其啟動(dòng)位置。

BSmartTM設(shè)備的可靠性已經(jīng)通過(guò)尸體模型實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。在該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將注射泵同時(shí)連接到BSmartTM壓力計(jì)和電子壓力傳感器（PressureMATTM，美國(guó)）。在頸神經(jīng)根水平（根部附近和內(nèi)部）進(jìn)行注射并測(cè)量OIP。兩種技術(shù)在一系列注射壓力（0 ～40 psi）區(qū)間內(nèi)具備良好的相關(guān)性，并且BSmartTM傾向于輕微的高估電子測(cè)量的OIP（低于6%）。

在一項(xiàng)肌間溝神經(jīng)阻滯研究中，應(yīng)用BSmartTM設(shè)備來(lái)給患者注射藥物，如果壓力升至15 psi，則立即停止注射。這種情況下絕大部分的注射（97%）都無(wú)法實(shí)施，這表明使用這種監(jiān)測(cè)設(shè)備幾乎在所有情況下都能避免潛在的針刺相關(guān)神經(jīng)損傷。實(shí)際上，與使用BSmartTM監(jiān)測(cè)OIP 避免針-神經(jīng)接觸的靈敏度相比，以0.5 mA的電流刺激神經(jīng)根的靈敏度要低的多（97%：75%）。另外一項(xiàng)股神經(jīng)阻滯研究表明，通過(guò)BSmartTM設(shè)備測(cè)量的OIP 來(lái)檢測(cè)針-神經(jīng)接觸具有90%的靈敏度。

同時(shí)，有研究表明BSmartTM可預(yù)防腰叢阻滯時(shí)局麻藥向硬膜外間隙擴(kuò)散。該研究先在低壓下注射1 ml 藥液以確保針尖位于神經(jīng)外，然后將患者分為低壓組（＜15 psi）和高壓組（＞20 psi）分別注入剩余藥物。結(jié)果顯示，低壓組中無(wú)患者出現(xiàn)雙側(cè)阻滯或高平面阻滯，而高壓組中有60%的患者出現(xiàn)了這種情況，這表明使用客觀監(jiān)測(cè)儀器限制壓力可以防止這種潛在的高風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)癥。另一項(xiàng)類似研究中，對(duì)肌間溝臂叢神經(jīng)治療的受試者注射放射性對(duì)比劑，觀察局麻藥物在頸部平面內(nèi)的擴(kuò)散程度。受試者接受兩次10 ml放射性對(duì)比溶液的注射：分為低壓（＜15 psi）和高壓（＞20 psi）注射，每側(cè)一次。高壓組有1 例（11%）硬膜外擴(kuò)散，而低壓組無(wú)。此外，所有受試者都自訴在高壓注射時(shí)感到不適，期間停止注射3 次（33%），而所有低壓注射均順利完成，且過(guò)程中沒有不適感。

NerveGuardTM設(shè)備（Pajunk Medical Systems，德國(guó)）的功能與B-SmartTM略有不同，它不是可量化的注射壓力監(jiān)測(cè)器，而是一個(gè)壓力限制器。如果注射壓力＞15 psi，該裝置內(nèi)的限流閥會(huì)自動(dòng)阻止注射。NerveGuardTM的一個(gè)潛在優(yōu)勢(shì)在于，它不需要操作者注意壓力數(shù)值就可以主動(dòng)限壓，因此操作者的注意力可集中在超聲屏幕或觀察患者上，不需要時(shí)刻警惕地觀察監(jiān)視器（如氣泡、液面或活塞等）。由于其剛剛獲得FDA 批準(zhǔn)，臨床經(jīng)驗(yàn)尚有限。

3 未來(lái)展望

越來(lái)越多的證據(jù)表明PNB 能夠降低死亡率和改善總體預(yù)后。未來(lái)十年，預(yù)計(jì)全關(guān)節(jié)置換數(shù)量將呈指數(shù)增長(zhǎng)，而這類手術(shù)通常會(huì)使用神經(jīng)阻滯進(jìn)行術(shù)后疼痛，所以這也將促進(jìn)PNB 的進(jìn)一步發(fā)展。然而，實(shí)施PNB 的麻醉醫(yī)師存在一定的個(gè)體差異，麻醉醫(yī)生通常依靠主觀的“注射器阻力感”作為注射壓力的指標(biāo)。與之相比，客觀監(jiān)測(cè)注射壓力方法簡(jiǎn)單、成本低廉，且已證明有助于防止針-神經(jīng)接觸。近年來(lái)，注射壓力監(jiān)測(cè)技術(shù)已得到迅速發(fā)展，當(dāng)前可用技術(shù)多種多樣，但主要是通過(guò)注射器液面水平變化，LED讀數(shù)或彈簧活塞的顏色變化等方法來(lái)達(dá)到監(jiān)測(cè)目的。雖然操作方便，但這一增加的步驟在一定程度上增加了神經(jīng)阻滯操作的復(fù)雜性，并使操作者從超聲引導(dǎo)和觀察患者中分散了部分注意力。從這個(gè)角度來(lái)看，不需要分散操作者視覺注意力的限壓裝置（如NerveGuardTM設(shè)備）似乎代表了該領(lǐng)域在概念上的新發(fā)展。同樣，壓力監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展也可能包括聽覺警報(bào)，以警告注射阻力增加。(參考文獻(xiàn)略，讀者需要可向編輯部索取)