静脉穿刺和建立血管通路是医学上最常见的有创操作，美国估计每年有大约 3 亿多次的血管置管操作，其中中心静脉置管（PICC）约 300 万～500 万。尽管建立血管通路已是现代医学的常规组成部分，但即便建立外周血管通路有时也会很困难，更不用说 PICC，后者的器械并发症率约 5%～19%。来自美国耶鲁大学医学院的 Moore 针对超声引导在血管通路建立中的应用现状进行了一一剖析，文章发表在近期的 J Ultrasound Med 杂志上。
已有资料证明，超声引导可增加建立血管通路成功率，降低并发症。超声引导在经颈内静脉 PICC 中的价值已被广泛证实，对于经其他部位的 PICC、动脉穿刺以及外周血管通路建立中超声引导价值的研究成果也不断出现。
尽管专业机构出台了多项指南推荐使用超声引导，但目前远未达到其应有的范围。早在 2002 年，英国国家卫生医疗质量标准署（NICE）就建议在超声引导下进行 PICC，但 2004 年调查表明，尽管英国麻醉医师已知晓该建议，但 60% 以上对「二维超声是引导经颈静脉穿刺 PICC 首选方法」的说法表示中立或反对，近四分之三的受访者认为不应该执行该建议。
截至 2008 年，英国只有 27% 的高级麻醉医师应用超声引导作为颈内静脉套管插管的首选技术。2012 年针对 500 多位美国麻醉医师的调查表明，一半以上对「若条件允许，经颈内静脉行套管插管建立静脉通路时应使用实时超声引导」的说法表示「不确定」或者反对。
之所以出现这种局面，原因很多。除了不愿改变现状的阻力外，主要是血管通路建立时的超声引导不仅需要专业设备，而且还需要技术培训。尽管目前尚有难度，但随着超声设备的日益普及，超声引导的血管通路操作培训也随之变得更为可行，特别是模拟操作设置的出现。若操作者知晓何时使用以及如何使用超声引导，则患者的护理质量可进一步提高。
中心静脉通路：首选超声引导
1996 年，一篇超声引导下 PICC 的 meta 分析得出结论：与体表定位法经颈内静脉和锁骨下静脉 PICC 相比，超声引导定位可显著增加置管成功率，明显降低置管过程中突发并发症的数量，减少多次置管不成功的情况。10 年前，美国医疗保健研究与质量局（AHRQ）和英国国家卫生医疗质量标准署已将 PICC 的超声引导定位作为一项关键安全措施。
附属于美国医学超声学会（AIUM）的 14 家专业机构也发表指南，明确建议将超声用于 PICC，特别是经颈内静脉途径时。这些建议的力度和范围以及发布时间的长短都表明，超声引导下经颈内静脉和股静脉 PICC 应作为一项标准化操作。在美国以及各发达国家，所有进行常规 PICC 人员均应掌握超声设备使用方法，应接受适当超声引导下 PICC 培训，同时也应在进行 PICC 时采用超声引导。
颈静脉和股静脉非常适用于超声引导，尤其颈内静脉因其多见解剖变异并同时存在其他结构，通常难以经体表标记法准确定位。尽管从解剖上，如果穿刺位置较高，股静脉总是位于股动脉内侧，但应用超声引导可为股静脉穿刺找到最佳位置，避免刺入股动脉。
目前许多临床医师仍更倾向经锁骨下静脉穿刺的 PICC，理由是其解剖结构相对可靠、操作更有经验以及感染发生率较低。然而，锁骨下静脉盲穿可导致气胸（0.5%-3.1%）以及血胸（0.4%-0.6%），而这两种严重甚至威胁生命的并发症在经颈静脉和经股静脉穿刺时几乎不会发生。
既往研究由于未使用实时超声引导定位，因此得出结论认为，超声定位对 PICC 并无促进作用。然而，近期研究发现，实时超声引导可显著提升锁骨下静脉成功率，降低并发症率。超声引导经锁骨下静脉穿刺时易受锁骨声影的影响，实际在很多情况下，超声引导穿刺时，更多选用超声易于显示的与锁骨下静脉相连的腋静脉。
动脉通路：首选超声引导
建立动脉通路通常用于监测诊断或置管治疗。因诊断和介入性心导管操作导致的血管并发症约 1.5%-4%。最近一项基于 1000 多例股动脉置管的研究表明，超声引导将首次成功率从 46% 提升到 83%，穿刺次数从 3.0 降至 1.3，静脉穿刺风险从 15.8% 下降到 2.4%，平均穿刺时长从 148 秒缩短到 136 秒。另外，此研究还表明，超声引导比 X 线引导的血管并发症更低（1.4%：3.4%），且患者与操作医生无需遭受辐射。
桡动脉也可用于心脏插管，也是动脉检测的常规血管。桡动脉管腔细小，经触诊穿刺难度较大。有 meta 分析文章显示，超声引导可显著改善桡动脉置管首次成功率（从 27% 到 43%）。也另有研究表明，对于未经超声设备训练的心脏介入医生，超声引导同样可提高桡动脉置管首次成功率，缩短穿刺时长。
外周静脉通路：次选超声引导
外周静脉通路的建立并不一定必须选用超声引导辅助，但若传统方法失败时，采用超声引导则可提高成功率，减少操作时长，改善患者满意度。若采用传统方法肢体静脉不易穿刺时，通常替换方案是选择经颈外静脉途径，但若辅助超声引导，则可提高肢体静脉穿刺成功率，此时即使颈外静脉清晰可见，也可继续选择经肢体静脉途径。
外周静脉通路通常由护士进行，对于有难度的静脉通路建立，护士同样也可使用超声引导，提高成功率。急诊护理协会建议在建立静脉通路困难时首选超声引导。经外周静脉穿刺中心静脉置管，超声引导可增加其成功率，降低血栓形成。
儿科患者因其血管管腔细小，建立外周静脉通路可能会更为困难。对于这样的患儿，超声引导同样可提高成功率，缩短操作时长，减少穿刺次数。即时面对难度更大的婴儿（小于 6 个月大），超声引导下大隐静脉通路的成功率也可高达 95%。
中心静脉置管和骨髓腔内血管通路之前：尝试超声引导
长期重症监护、透析以及血管活性药物给药时常规选择中心静脉通路途径。若外周血管通路不易建立时，一般也只能考虑中心静脉置管。此时，由于辅助超声引导可提高外周静脉通路成功率，从而可避免不必要的中心静脉置管以及由此产生的感染和并发症。近期有研究证明，建立外周血管通路时辅助超声引导可减少 80% 的中心静脉置管。重症监护病房应用超声引导建立外周血管通路可减少中心静脉置管依赖。
若外周血管通路无法建立，通常还可选择骨髓腔内血管通路，尽管此方法可快速建立且效果不错，并适用于紧急情况（如心脏停搏或者休克），但常导致部分并发症（虽然比中心静脉通路的并发症少），包括液体外渗、医源性骨折，骨骺生长板损伤、感染、脂肪栓塞、筋膜室综合征以及骨髓炎等。
急诊护理协会推荐的临床操作指南中将超声引导建立血管通路作为先于骨髓腔内血管通路的一线选择。最近一项研究发现，实际应用中的骨髓腔内通路成功率比先前报导的更低，且并发症更多。此外，骨髓腔内通路建立所导致的疼痛等级也远较外周静脉通路高。然而，目前还缺乏超声引导与单纯骨髓腔内血管通路在操作时长、效率和患者满意度方面的头对头研究试验。
超声引导的实际应用
尽管已有许多研究表明超声引导对建立血管通路益处颇多，但并非单纯将超声探头置于患者皮肤就万事大吉。有文章指出，由于超声引导时未能准确实时显示针尖位置，常出现血管被刺穿的情形。最近一项随机研究显示，若急诊医生缺乏足够超声引导辅助外周静脉通路经验时，即便有常规超声培训基础，也无法充分体现超声引导的优势。目前尚未有超声引导下建立外周血管通路和中心静脉通路的学习曲线，如何快速和有效培训操作者使用超声引导也仍在探讨。
然而，如何学会在传统方法难以建立外周血管通路时能有效运用超声引导是一项颇具挑战性的工作，一般需要 20-30 次以上操作才能真正掌握。与外周血管通路建立相比，由于中心静脉管腔较大，超声引导下建立通路相对简单，然而一旦出现并发症，其后果相对更严重。超声引导血管通路的学习应循序渐进，在掌握外周血管通路超声引导的基础上，再学习引导中心静脉置管，从而确保操作的安全性和成功率。
能否在需要时成功建立血管通路是对临床医生能力的考验。Annals of Emergency Medicine 杂志近期的一篇社论指出，常规方法建立外周血管通路困难时，与其让经验不丰富的操作者耗费时间和资源进行超声引导，还不如专心尝试按常规方法进行中心静脉置管。然而，那些能常规熟练使用超声引导技术的操作者对此表示反对，认为应加强对血管通路操作者的技术培训，尤其包括医学生和住院医师。
技术要点
若要成功实施超声引导建立血管通路，应至少做到以下 3 点：（1）适宜的设备和术前准备；（2）择优选择血管；（3）利用超声准确观察并指导针尖位置。本文主要集中讨论超声引导的外周血管通路，但穿刺针的超声引导技术也可推广到其他血管通路和普通的超声引导。对于穿刺类型和位置的细致描述本文不在赘述。
建议选择高频线阵探头，深度设置为 2 cm。高频探头可获得高分辨率图像，清晰显示穿刺针。探头表面平直，穿刺针位于探头下方时可直接显示出来。超声引导时所选的外周静脉血管通常比常规方法所选的血管位置更深，后者的血管一般肉眼可见或可触及。
常规穿刺静脉导管长度约 1.25 in，无法进入深部血管或留置，因此超声引导时建议选用较长导管，通常根据血管大小和深度使用 1.88 in、20 G 或 2.5 in、18 G 穿刺针并配备相应较长导管，甚至还可选用更长的导管（长至 15 cm）进行超声引导下外周血管置管后经皮血管造影。穿刺时观察强回声针尖可改善引导效果，但最近也有研究表明此方法并无价值。超声引导时也可选用穿刺支架，但多数有经验医师不选用，因为支架会妨碍其他操作步骤。
对上肢血管而言，尽管肘前的深部血管偶尔也可看到，但通常选取上臂内侧的贵要静脉（无伴行动脉）或肱静脉（有肱动脉伴行）。选取管径最大、深度合适的静脉有助于确保操作成功，而肉眼直接可见或可触及的浅表静脉，由于可被探头压闭，常不利于套管插管。管径超过 4 mm、深度在 3-15 mm 的静脉更容易置管成功。
超声辅助建立血管通路时可选用「静态」模式（使用超声显示血管位置，但穿刺操作时不再应用超声），也可选用「动态」模式（利用超声实时显示穿刺针位置）。在「动态」模式中，既可 2 位操作者协作进行（1 人应用超声显示血管，另 1 个实施操作），也可由 1 位操作者独立完成（一手控制超声探头，另一手持穿刺针）。
多项研究表明，动态引导优于静态引导，因此推荐实时动态模式辅助引导。也有研究表明，动态超声引导时，单人操作与两人操作的成功率无显著差异，但作者以及最近的专家共识都更倾向于单人动态超声技术，因为单人操作不仅减少人员数量要求，还可自行根据针尖位置随时调整探头，而两人操作时很难达到如此协调。
超声描述的显示平面是根据其与血管或穿刺针的关系而言。尽管在血管通路的文献中常使用「短轴」、「长轴」术语，但使用「平面内」、「平面外」表述超声平面与穿刺针的关系相对更为精确，这一点在其他类似操作（如神经节阻滞）中更为重要。当获得神经短轴平面且穿刺针显示在超声平面时称「平面内」。
应在血管长轴平面时建立通路（穿刺针与血管平行），但超声探头应选择平面内还是平面外目前仍存有争议。两种操作方式的示意图及其相应超声图像如图 1 所示。如果调整角度适宜，平面内方式可完整显示针管和针尖。然而，尤其对于走行并不平直的细小血管，很难保证超声平面在位于血管中心时仍能显示出穿刺针。平面外方式（血管短轴）的不足之处在于超声平面无法准确定位针尖的位置，低估其深度，但其优势在于可确保穿刺针位于血管中央，且血管显示更容易。
最近研究发现，超声引导建立外周血管通路时短轴平面外方式的成功率更高。若要准确使用并学会这种方式，非常重要的一点在于掌握并确定针尖在运动时相对于血管的动态位置。在穿刺针向前移动时，超声探头应呈扇形前后摆动以确定针尖位置，通常表现为强回声亮点。然后轻微移动针头，再次从超声屏幕上确定针头位置。每次针头前移，均需重复上述步骤。
穿刺针前移时，应将手腕部置于患者身上使其固定，以防针尖前后移动刺穿血管壁。若位置适合，针尖恰好位于血管中央而呈牛眼征或靶环征（图 2A）。在确保针尖从前后侧和上下侧均位于血管中心，且针体和针尖均不向深侧与血管后壁相连时，探头向远侧扇形摆动，针尖应刚好从超声视野中消失，此切面称靶环消失征（图 2B），此时可确保置入的导管或导丝位于血管内。
图 1. 平面内和平面外两种穿刺针显示方式：A. 平面内方式：穿刺针显示在血管长轴切面声像图内，其优势可观察到整个穿刺针尖部，但若确保穿刺针持续位于平面内难度较大，需实时调整超声平面；B. 平面外方式：声像图显示血管短轴，穿刺针垂直于超声平面；此方式可显示穿刺针位于血管中心，但不易准确显示出针尖位置
2. 靶环消失征：A. 平面外方式显示针尖位于外周静脉内，此时血管为短轴切面，针尖位于血管中心，即牛眼征或靶环征；B. 随超声探头向远侧扇形摆动，靶环征消失，称靶环消失征；此征象表明针尖位于管腔中间
培训、教学及模拟操作
与超声诊断技术一样，超声引导建立血管通路技术也依赖于操作者本身，而如何保证并维持该技术的研究很少，但强化培训和增加实践无疑可改善熟练程度并提高成功率。有专家建议，要想熟练掌握超声引导建立中心静脉通路，除对操作者本身进行培训外，还应在监管下至少完成 10 次现场操作。最近发布的一项专家共识虽未明确规定具体次数，但强调培训内容必须包括：超声原理和实践、超声引导下建立血管通路的技术指导并根据受培训人员在模型或真实患者上操作能力进行评估。
医疗技能培训和业务考核越来越多地使用教学模型，超声引导下建立血管通路的模型为该技能的教学和评估提供了极佳的途径，而且目前的人体教学模型制作优良，血管解剖精确，价廉易用，获取方便。中心静脉置管模型不仅可提升操作者的临床技能，也可让受培训者更为熟悉掌握超声引导下建立中心静脉置管引导的操作技巧。至于通过何种类型和数量的培训才能达到熟练掌握超声引导建立血管通路的要求，则需要进一步研究。
结论
超声作为一种行之有效的工具，可提高各种血管通路建立操作的成功率，减少并发症。熟练操作者应将超声引导作为中心静脉通路和动脉通路的首选。对外周静脉通路而言，若常规方法难以成功，可辅助超声引导，提高成功率，从而避免选择创伤性更大的骨髓腔内血管通路和中心静脉置管。当前，相关机构团体和个人应利用可用资源对操作者进行超声引导下建立血管通路的培训。
