血管可視化技術(shù)在外周淺靜脈穿刺中的應(yīng)用研究進(jìn)展▲

吳圓春 黃霜霞

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院急診科,廣西南寧市 530021)

【提要】 外周淺靜脈穿刺是臨床上最常用的操作技術(shù)之一,其被廣泛使用于臨床,如給藥、采血、輸液和輸血等,更是搶救急危重癥患者的重要途徑。本文介紹外周淺靜脈穿刺的血管可視化技術(shù)及相關(guān)儀器,血管可視化技術(shù)在外周淺靜脈穿刺的應(yīng)用能更直觀、準(zhǔn)確地查看靜脈位置和穿刺深度,便捷、快速、安全、有效地建立靜脈通路。旨在為臨床護(hù)理人員選擇血管可視化輔助設(shè)備提供借鑒,為國(guó)內(nèi)推廣血管可視化技術(shù)提供參考。

外周淺靜脈穿刺是臨床上最常用的操作技術(shù)之一,其被廣泛使用于臨床,如給藥、采血、輸液和輸血等,更是搶救急危重癥患者的重要途徑。許多研究證實(shí)臨床護(hù)理人員靜脈穿刺的首次成功率約為72.5%[1]。Shaw[2]指出,穿刺失敗會(huì)延誤治療搶救時(shí)機(jī),給患者帶來(lái)不良就醫(yī)體驗(yàn),甚至導(dǎo)致不必要的并發(fā)癥發(fā)生,而血管可視化技術(shù)是一項(xiàng)公認(rèn)的安全有效的解決方法[3]。市場(chǎng)上有許多外周淺靜脈可視化設(shè)備,如手背靜脈顯示儀、血管成像導(dǎo)航儀、紅外線輔助定位系統(tǒng)等[4],但是由于靜脈定位系統(tǒng)的功能局限性、使用方法、技術(shù)缺陷以及設(shè)備的相對(duì)高端[5]等,限制了國(guó)內(nèi)血管可視化技術(shù)的應(yīng)用推廣。本文對(duì)血管可視化技術(shù)在外周淺靜脈穿刺的工作原理、使用方法、適用對(duì)象、產(chǎn)品特點(diǎn)等方面進(jìn)行綜述,旨在為臨床護(hù)理人員選擇血管可視化輔助設(shè)備提供指導(dǎo),為國(guó)內(nèi)血管可視化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 可見(jiàn)光透射儀

在美國(guó)靜脈輸液護(hù)理學(xué)會(huì)(INS)的相關(guān)指南[6]中,對(duì)穿刺困難的新生兒和兒童患者,可以使用可見(jiàn)光透射儀。

1.1 手電筒 李毅琳等[7]在麻醉后的患兒手(足)背使用半導(dǎo)體發(fā)光二極管強(qiáng)光手電筒照透定位,由于小兒手足掌面皮膚嬌嫩,表皮角質(zhì)層薄,皮下組織疏松,可見(jiàn)光的穿透效果較成人強(qiáng),強(qiáng)光手電筒在嬰幼兒中應(yīng)用的效果明顯。其方法是將手電筒的光源放在患兒手掌(或足心)面,打開(kāi)電源,通過(guò)強(qiáng)光的穿透照射,在手(足)背上可見(jiàn)明顯的靜脈走向顯影,顯暗紅色,邊界淡紅,用筆標(biāo)記靜脈走向,然后開(kāi)始常規(guī)靜脈穿刺。但手電筒光源穩(wěn)定性差,聚光性弱,實(shí)施效果不佳[8],僅在野外暗光環(huán)境下或基層醫(yī)務(wù)人員中偶有應(yīng)用報(bào)道。

1.2 冷光源乳腺檢查儀 趙永勝等[9]將冷光源乳腺檢查儀探頭垂直放置于患兒的手(足)心或頭皮靜脈附近,利用冷光源可透過(guò)正常脂肪組織,不能透肌肉組織和血液而清晰顯示靜脈的原理[3],使光束穿透注射部位,調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度,清晰顯示皮下靜脈后進(jìn)行常規(guī)消毒穿刺。該儀器對(duì)四肢靜脈的顯示效果較頭皮靜脈好,常用于小兒、肥胖患者,其對(duì)人體無(wú)副損傷,且價(jià)格低廉,便于攜帶,適用于各級(jí)醫(yī)院。由于這類輔助設(shè)備在使用過(guò)程中直接接觸光源,需要注意避免熱灼傷,同時(shí)做好儀器消毒隔離工作,避免發(fā)生交叉感染。使用時(shí)需調(diào)暗周圍環(huán)境光線,保證儀器光照充足,才能確保清晰顯示靜脈。此儀器對(duì)深靜脈顯影較差,如果患者過(guò)度肥胖,皮下脂肪會(huì)限制光譜定位。隨著科技的日新月異,此類設(shè)備終會(huì)被逐步取代。

2 近紅外光譜技術(shù)

紅外光之靜脈可視化技術(shù)主要有兩種類型[10],一種是遠(yuǎn)紅外光譜(far infrared spectrum,FIR),另一種是近紅外光譜(near infrared spectrum,NIR)。FIR技術(shù)可以采集到高質(zhì)量的靜脈圖像,但是其價(jià)格昂貴,成本高,因而國(guó)內(nèi)外使用的多是NIR,其波長(zhǎng)范圍為700～2 500 nm,可視皮下靜脈圖案,其中波長(zhǎng)為850 nm左右的高功率近紅外發(fā)光二極管,對(duì)皮下組織深處血管細(xì)節(jié)穿透深度顯示效果最好[1,11]。近年來(lái),紅外線在靜脈血管定位領(lǐng)域有重大突破,同類技術(shù)亦在國(guó)內(nèi)外相繼推出,其主要代表產(chǎn)品有:2010年奧地利首先推出的血管顯像儀;2011年美國(guó)推出的AccuVein AV300靜脈定位儀;2013年由我國(guó)深圳市中科微光醫(yī)療器械技術(shù)有限公司與中科院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所研制的投影式紅外血管顯像儀[5]。這類產(chǎn)品的工作原理是根據(jù)人體血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力[12],利用光學(xué)反差區(qū)分靜脈和周圍組織,經(jīng)數(shù)字圖像處理后清晰顯示血管輪廓,將采集到的血管圖像通過(guò)投影技術(shù)直接顯示于皮膚表面或呈現(xiàn)在顯示器上[13]。

2.1 LED靜脈觀察儀 LED靜脈觀察儀是采用LED技術(shù)和背光源技術(shù)研發(fā)的一種靜脈觀察儀器,屬于透射式顯影設(shè)備。張昕婷等[14-16]應(yīng)用LED靜脈觀察儀對(duì)穿刺困難患兒的淺靜脈進(jìn)行定位,明顯提高了穿刺成功率。手背靜脈顯示儀[17]、Venoscope[18]、手持式靜脈注射顯影透視器等均屬于此類產(chǎn)品。此類產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單,護(hù)士握住穿刺肢體末端,將穿刺部位平放于避光板上,固定在LED光源前,并向下觸發(fā)啟動(dòng)按鈕,觀察儀發(fā)出的光線透過(guò)穿刺部位,將靜脈與周圍組織區(qū)分顯影。根據(jù)靜脈顯影情況調(diào)整光源,觀察靜脈的粗細(xì)、分布和走向,較細(xì)的靜脈區(qū)域顯示紅色,較大、較粗的靜脈則顯示暗青色或暗紅色,選擇合適的靜脈進(jìn)行穿刺,穿刺完成后移開(kāi)避光板,儀器自動(dòng)關(guān)閉光源。該儀器無(wú)輻射、體積小、重量輕、便于操作,易被臨床護(hù)士接受,且成本低,對(duì)使用環(huán)境無(wú)限制,可在不同的醫(yī)療環(huán)境下使用,此類儀器在兒科中的應(yīng)用報(bào)道較多,特別是應(yīng)用于肥胖患兒。但在使用時(shí)需將穿刺部位按壓在避光板上,且對(duì)操作環(huán)境的光亮度有一定要求,對(duì)哭鬧不配合、肢體不能伸直、皮膚不能繃緊的患兒,其使用效果不佳。因LED靜脈觀察儀需要通過(guò)選擇不同顏色、數(shù)量和光源強(qiáng)度才能清晰地顯示靜脈[19],且血管的深淺度顯示不明確,因此較適合四肢淺靜脈,如手背等靜脈豐富且皮膚較薄處的血管。

2.2 血管成像導(dǎo)航儀 血管成像導(dǎo)航儀,也稱血管成像儀、投影式紅外血管成像儀,是利用組織光學(xué)特性與投影技術(shù),將捕獲到的紅外靜脈圖像,經(jīng)數(shù)字影像技術(shù)處理后直接投影到皮膚表面,在皮膚上清晰顯示外周靜脈,屬于投影顯像設(shè)備[4,20-22]。血管成像導(dǎo)航儀的使用方法較簡(jiǎn)單,在操作時(shí)將其固定在靜脈輸液臺(tái)或支架上,距離穿刺部位 20～33 cm[23-24],儀器發(fā)出的光投影在皮膚上,以顯示清晰的影像文字為最佳靜脈顯影距離;若文字顯示不清晰,可采取切換模式、調(diào)整導(dǎo)航儀位置、調(diào)節(jié)亮度等方法。韋月瓊等[23,25]在圖像顯影中發(fā)現(xiàn),靜脈在綠色光投影下呈褐色或深灰色網(wǎng)狀分布;區(qū)域內(nèi)的靜脈圖像清晰,且與解剖學(xué)描述的靜脈數(shù)量、形態(tài)、管徑粗細(xì)一致;能明顯區(qū)分血管壁與血液;靜脈間隙的軟組織呈透明的火紅色表示靜脈顯像滿意。護(hù)士可通過(guò)血管成像導(dǎo)航儀客觀地評(píng)估血管粗細(xì)和走向,有無(wú)破損、滲血、滲液、靜脈瓣或血管閉合,可以清晰地看到皮下8～12 mm內(nèi)血管,精準(zhǔn)定位并選擇最佳穿刺靜脈。文麗娜等[24,26]總結(jié)了儀器使用經(jīng)驗(yàn),通過(guò)圖像清晰度可判斷血管的深淺,顯影清晰表示位置較淺,顯影模糊表示位置較深,若出現(xiàn)靜脈方向彌漫模糊一片時(shí),說(shuō)明靜脈有破損,不宜穿刺;與血流方向逆向按壓血管,放開(kāi)后觀察血流恢復(fù)情況,即時(shí)恢復(fù)血流,表示血管通暢,反之則是血管硬化或血液循環(huán)差;進(jìn)針?biāo)俣炔荒苓^(guò)快,針頭刺入血管后,影像下可看到回流入針頭的血液,如進(jìn)針后,影像顯示靜脈周圍模糊一片,證明已刺破血管;遇到哭鬧不配合的患兒,可以先使用儀器定位靜脈位置,在皮膚上做好標(biāo)記,再根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)操作?？芫├虻萚27]發(fā)現(xiàn)這種定位穿刺方法更容易被臨床護(hù)士所接受,穿刺成功率較高。血管成像導(dǎo)航儀的出現(xiàn)給老年患者、腫瘤患者、燒傷浮腫患者、患兒的靜脈穿刺帶來(lái)極大便利[28]。目前市面上大多數(shù)這類設(shè)備還有一些缺點(diǎn)[10],如美國(guó)AccuVein公司研制的AccuVein AV300靜脈定位儀、美國(guó)Lumintex公司研制的Vein Viewer[4],其可視化后的血管圖像和實(shí)際圖像的位置存在一定誤差值,血管圖像會(huì)產(chǎn)生焦點(diǎn)偏移和圖像模糊問(wèn)題。血管圖像的精確度受投影角度影響,特別是對(duì)前臂靜脈;且受光波強(qiáng)度、亮度等光照方面的影響,易引起護(hù)士視覺(jué)疲勞[24]。

2.3 靜脈穿刺引導(dǎo)儀 靜脈穿刺引導(dǎo)儀屬于顯示器顯像設(shè)備,是將組織的光學(xué)特性與攝像機(jī)的原理組合,并結(jié)合紅外成像與投影顯像兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),將捕獲的紅外靜脈圖像顯示在顯示器上[4]。圖像顯示技術(shù)是靜脈穿刺引導(dǎo)儀與血管成像導(dǎo)航儀的主要不同之處,其使用方法也略有不同,需要患者手握光柄,將手背置于紅外攝像頭正下方,調(diào)節(jié)弧形支架高度和位置,使手背靜脈圖像顯示在液晶顯示屏上[8],醫(yī)護(hù)人員在顯示器的引導(dǎo)下實(shí)施靜脈穿刺。這類儀器體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,顯影較清晰,可廣泛應(yīng)用于各類醫(yī)院、社區(qū)診所、家庭病房及醫(yī)學(xué)院校等任何對(duì)靜脈穿刺有需求的教學(xué)和醫(yī)療單位,具有廣闊的應(yīng)用前景[29]。但這類儀器也存在一定不足,如圖像觀看不夠直觀,血管定位局限在手背靜脈等。

3 血管超聲儀

人們利用超聲波在人體中的折射和散射原理制造醫(yī)用超聲儀,超聲儀器發(fā)出的超聲波進(jìn)入人體,碰到障礙物時(shí)會(huì)產(chǎn)生回聲,不同的障礙物會(huì)產(chǎn)生不同回聲,通過(guò)特定的儀器收集超聲波回聲信號(hào),并轉(zhuǎn)換為圖像顯示在屏幕上,進(jìn)而完成對(duì)人體內(nèi)部器官的探查工作,為臨床診斷提供依據(jù)[30-31]。近年來(lái),隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展,血管超聲儀已成為外周靜脈穿刺的一種新選擇[32]。眾所周知,血管直徑是影響首次穿刺成功率的重要因素。在這方面,超聲引導(dǎo)下外周靜脈穿刺較傳統(tǒng)靜脈穿刺具有明顯優(yōu)勢(shì)[33]。血管超聲儀可以利用B超平面外方式測(cè)量靜脈橫截面的直徑和深度,利用平面內(nèi)方式查看靶靜脈縱切面的血管走向,在超聲下可以清晰顯示穿刺部位的動(dòng)脈、靜脈、神經(jīng)及周圍組織,穿刺時(shí)可以直接查看穿刺針的方向、角度和進(jìn)針深度,讓穿刺變得直觀、準(zhǔn)確、針對(duì)性強(qiáng),避免穿刺時(shí)誤入動(dòng)脈、刺穿血管或誤傷周圍組織。這為選擇留置針型號(hào)提供了依據(jù),減少了留置并發(fā)癥,延長(zhǎng)留置針使用時(shí)間。大量文獻(xiàn)均報(bào)道,超聲引導(dǎo)下外周靜脈穿刺整體及第一次穿刺成功率均高于傳統(tǒng)靜脈穿刺[34-36]。越來(lái)越多的醫(yī)務(wù)人員將超聲技術(shù)應(yīng)用于外周靜脈穿刺中。陳瓊[37]在小兒外周靜脈留置針穿刺前使用血管超聲儀對(duì)靜脈進(jìn)行評(píng)估和定位,在皮膚表面做好標(biāo)記,再行消毒穿刺。易燕等[38]在超聲探頭上涂抹0.5%活力碘作為耦合劑,將探頭放置于穿刺部位,在探頭穿刺點(diǎn)直接穿刺,超聲屏幕上見(jiàn)留置針進(jìn)入血管后,將留置針外套管刺入血管,并確認(rèn)留置針位置。Thorn等[39]利用3M透明敷料部分覆蓋在皮膚上,形成一個(gè)像自由透明皮瓣的無(wú)菌屏障簾,將穿刺部位分為無(wú)菌無(wú)凝膠穿刺部位和非無(wú)菌超聲檢查部位,既保證了穿刺部位干燥無(wú)菌,又便于超聲探頭的自由移動(dòng),減少了凝膠污染針頭。此外,在穿刺時(shí)間上,高歡等[33]的Meta分析結(jié)果顯示,超聲引導(dǎo)下穿刺時(shí)間與傳統(tǒng)靜脈穿刺時(shí)間比較并未發(fā)現(xiàn)明顯差異,甚至在李海平等[34-35]研究中超聲穿刺所需時(shí)間明顯多于傳統(tǒng)穿刺法,這可能與超聲引導(dǎo)穿刺所需準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)、操作者穿刺方法和技術(shù)熟練度有關(guān)。血管超聲儀對(duì)操作者技術(shù)要求較高,需要學(xué)習(xí)血管超聲成像原理、了解超聲下動(dòng)靜脈的特征及條件評(píng)估、如何測(cè)量血管內(nèi)徑、評(píng)估進(jìn)針?lè)绞降葘I(yè)知識(shí),還需進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練,掌握手眼協(xié)調(diào)的方法,特別是掌握超聲下進(jìn)針過(guò)程的判斷,才能保證操作成功。由于培養(yǎng)周期長(zhǎng),條件嚴(yán)格,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的血管超聲置管者較少[40],同時(shí)由于血管超聲儀的價(jià)格昂貴,限制了其推廣應(yīng)用。因此,文獻(xiàn)報(bào)道大多數(shù)是應(yīng)用于外周血管條件較差、穿刺困難的患者。

4 血管可視化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

近年來(lái),隨著超聲技術(shù)的不斷創(chuàng)新,輕巧便攜式超聲設(shè)備、無(wú)線探頭、App等讓醫(yī)務(wù)人員能隨時(shí)隨地地在任何救治場(chǎng)所使用超聲技術(shù)。但由于儀器造價(jià)昂貴、對(duì)操作者技術(shù)要求高,限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。為此,國(guó)內(nèi)外專家不斷嘗試在原理和技術(shù)上進(jìn)行多種組合,進(jìn)一步研發(fā)更好的血管可視化設(shè)備,以便更直觀、準(zhǔn)確地查看靜脈位置和深度,便捷、快速、有效、安全地建立靜脈通路。例如,近期較熱門的自動(dòng)化靜脈穿刺器便結(jié)合了NIR和超聲成像掃描技術(shù),通過(guò)微型系統(tǒng)控制,自動(dòng)選擇合適的穿刺部位,基于圖像和力引導(dǎo)機(jī)器人將針頭插入血管內(nèi),達(dá)到自動(dòng)靜脈穿刺置管的效果。

綜上所述,隨著影像技術(shù)和電子信息技術(shù)的發(fā)展,可視化技術(shù)在臨床中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但由于我國(guó)幅員遼闊,區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、不充分,城市和基層醫(yī)院的醫(yī)療資源存在顯著差異,血管可視化技術(shù)發(fā)展也存在極度不平衡,該技術(shù)在臨床上并沒(méi)有普遍應(yīng)用于廣大患者,僅在部分穿刺困難的患者中應(yīng)用。在設(shè)備上,國(guó)內(nèi)外血管可視化技術(shù)多采用NIR,絕大多數(shù)是二維圖像,血管顯像單一,缺點(diǎn)較多;相對(duì)而言,血管超聲儀具有更高的可靠性和安全性,能有效降低并發(fā)癥發(fā)生率,尤其對(duì)于小兒、肥胖、水腫、低血壓及脫水等患者,血管可視化、自動(dòng)化技術(shù)將成為靜脈穿刺的必然發(fā)展趨勢(shì)。