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孙海涛　薛富善

中国医学科学院中国协和医科大学整形外科医院麻醉科，北京100041

Hai-tao Sun，Fu-shan Xue

Department of Anesthesiology，Plastic Surgery Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100041，China.

ABSTRACT

　　Ultrasound-assisted nerve block is a new technique of peripheral nerve block which grows up in recent years. It is based on the target nerve localization by ultrasonic imaging and its significant advantage is the ability to provide anatomic examination of the area of interest in real-time. This technique holds the promise of improving block success and decreasing complications. This review describes the rationale and principles of ultrasound-assisted nerve block techniques，and its features of ultrasonic imaging in peripheral nerve blocks and  neuroaxial blocks so as to provide informations for safe and effective application of this new technique in clinical regional anesthesia.

　　Key Words：Ultrasonic imaging；Nerve block；Regional anesthesia

　　一、理论基础

　　近年来，人们对局部麻醉，尤其周围神经阻滞技术，在手术麻醉和手术后镇痛治疗方面的应用越来越关注。研究发现，由于周围神经阻滞技术能够产生有效的镇痛作用且几乎无副作用以及能够加快患者的康复，因此优于全身麻醉^[1-3]。然而遗憾的是，目前局部麻醉技术的临床应用并未得到人们广泛的认同，因为局部麻醉的成功率在不同麻醉科医师之间存在着很大差异。目前定位神经的方法（例如异感技术和神经刺激技术）基本都是“盲探”操作，因为这些方法均是根据穿刺针与神经接触的间接证据来进行判断^[4，5]。通过反复试探和盲目穿刺进针来寻找神经的方法可导致并发症的发生。虽然并发症并不多见，但诸如血管注射局部麻醉药所致的全身性毒性反应、肌间沟臂丛阻滞时意外性脊髓损伤、锁骨上臂丛阻滞时的气胸以及神经损伤之类的并发症均曾有报道^[6，7]。

　　影像引导神经定位技术有望提高神经阻滞操作的成功率和减少其并发症。在目前可用的影像学技术当中，超声成像技术可能最适用于局部麻醉。超声成像技术最显著的优势在于其能够实时检查目标区域的解剖结构^[8]。在神经阻滞操作中，超声成像技术能够：①使操作者观察到神经组织结构（神经丛和周围神经）及其周围组织结构（例如血管和胸膜）；②引导穿刺针向目标神经推进；③能够观察局部麻醉药的扩散情况^[9]。

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　　二、超声原理

　　超声探头（换能器）具有双重功能，即发射和接收声波，因此其功能就象一个扬声器和一个麦克风。正如其名，超声波是不能被人耳听到的高频率声波（20，000周期/s，20kHz）。临床医学中应用的超声频率在兆赫（MHz）区^[10]。如果对超声换能器内的压电晶体（石英）芯片施加电流，可产生震动形式的机械能，即超声波。当超声波在具有不同阻抗特性的机体组织内传导时，声波就发生衰减（振幅高度减小）、反射和/或散射。被反射回换能器的声波被转变成电信号，然后这些电信号被超声机器进行处理，以在屏幕上产生图像。

　　根据反射回声波量的不同，解剖组织结构会显示出不同程度的回声图像。含水量高的组织结构，例如血管和囊肿，在屏幕上表现为低回声图像（黑或暗），因为超声波容易传导通过这些组织，并且几乎没有反射。相反，骨和韧带可阻挡声波的传导，被反射回换能器的强声波信号可使这些组织在屏幕上形成强回声图像（亮或白）。具有中等致密度和声阻抗的组织，例如肝实质组织或甲状腺，在屏幕上则显示为灰色图像。一旦确定声波在组织内传导的速度（平均1，540m/s）和声波返回的时间，就能计算出探头与目标结构之间的距离（深度）。

　　三、在局部麻醉中应用的超声仪器

　　1. 超声仪器

　　超声成像技术在临床麻醉中具有多方面的应用。只要选用合适的探头，即可在相同的超声波仪器进行血管成像、超声心动图和神经成像检查。复合成像技术是某些车载超声仪器的技术优势。采用复合成像技术可增强神经成像的分辨率。与配有单条压电晶体的换能器完全不同，在复合成像时，换能器内的多条压电晶体可在多个切面内发出并接收声波，然后最终显示出经过电子合成的图像。彩色多普勒是另一个有用的技术，通过该技术可区分血管和非血管组织（例如神经）。目前许多具有复杂技术功能的轻巧便携式超声设备亦适用于周围神经成像检查（图1）。

　　2. 换能器（探头）

　　对深部腹腔脏器（例如肝脏、胆囊和肾脏）进行超声扫描需要采用低频（3～5MHz）探头。但是对表浅组织（例如臂丛）进行超声扫描则需采用高频（10～15MHz）探头，这种高频探头具有很高的轴向分辨率，但声束的穿透深度则局限在3～4cm。次低频（4～7MHz）探头适用于扫描较深层的组织，例如成年人的坐骨神经以及锁骨下区的臂丛。

　　四、周围神经成像技术

　　1. 探头定向

　　在进行超声成像检查时，应当遵守传统的操作常规：即在进行矢状面或旁矢状面扫描时，将探头上带有标记的一端朝向患者头侧，而在进行轴平面扫描时则应使探头的标记端指向患者右侧，这样随后才可正确解读所保存的图像。

　　2. 扫描技术

　　在超声引导下实施周围神经阻滞操作时，患者的体位与非影像引导的标准神经阻滞操作时的体位几乎完全相同。应采用无菌操作技术，尤其是在置入连续导管的情况下；操作中还应采用长的无菌套袖包覆探头和电缆，并使用无菌超声波传导藕合剂。

　　神经成像最常应用横断面和纵断面。当探头是垂直于神经长轴时，横断面（或短轴面）图像显示神经为圆形或椭圆形，神经内部的神经纤维束显示为低回声图像，其外部包绕着强回声的神经外膜。当探头是平行于神经长轴时，纵断面图像显示神经为伴有细长低回声束样成分（神经纤维束）的管状结构，其间混杂有强回声带状结构（神经纤维束间的神经外膜）。神经具有不同的回声特性。例如，肌间沟区和锁骨上区臂丛的根和干主要表现为低回声，而臂丛的周围分支和坐骨神经则主要表现为强回声。

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　　1. 肌间沟区

　　在肌间沟区，参与形成臂丛的颈神经根是位于前、中斜角肌之间。当在颈外侧进行斜向轴平面（axial oblique plane）扫描时，这些神经显像最佳（图2A）。采用这种扫描方法，可确认浅表部位的胸锁乳突肌。在胸锁乳突肌的深面为前、中斜角肌，在斜角肌之间的沟内可看到一个或多个神经根。这些神经根大多表现为低回声，其内部几乎没有明显的回声（图2B）。在该切面的深部，在颈椎横突附近可以观察到椎动脉和椎静脉。在内侧可观察到颈动脉和颈内静脉。

　　2. 锁骨上区

　　在锁骨上区，最好是采用线阵探头对臂丛实施斜向冠状平面扫描（coronal oblique plane）（图3A）。紧靠第一肋紧上方的锁骨下动脉是最明显的标志（图3B）。在锁骨上区，臂丛的干或股是被紧密包裹在一个鞘内，紧靠锁骨下动脉的外上方。在图像上可观察到附着于第一肋的前、中斜角肌。紧靠第一肋的深面可观察到胸膜。

　　3. 锁骨下区

　　在邻近喙突的锁骨下区，臂丛束是位于胸大肌和胸小肌的深面。紧靠喙突内侧，采用4～7MHz的线阵探头实施旁矢状面扫描可最清楚地显示臂丛（图4A）。采用这种扫描方法，可显示与腋部血管相毗邻的臂丛束的横断面图像（图4B）。臂丛束表现为强回声，外侧束大多是位于腋动脉的上方，后束是位于腋动脉后面。在该区域，虽然内侧束常见是位于腋动、静脉之间，但并非总能被观察到。

　　4. 腋区

　　在腋部和臂部，神经血管束是位于分隔臂屈肌筋膜鞘（肱二头肌和喙肱肌）和伸肌筋膜鞘（肱三头肌）的肱二头肌内侧沟内。在此水平，臂丛的终末分支（例如肌皮神经、正中神经、尺神经和桡神经）位置表浅，通常是位于皮下1～2cm内。因此，对这些神经进行超声扫描检查应采用10～15MHz探头。为了获得神经血管束的横断面，应使臂外展90和前臂屈，将探头尽可能放在靠近腋部的位置、垂直于臂长轴进行扫描（图5A）。在肱二头肌内侧沟内十分容易确认呈圆形的搏动性腋动脉，并且很容易将其与腋静脉相区分，因为腋静脉容易被压迫变形。腋部的神经为圆形或椭圆形低回声结构，内部含有可能是由神经外膜形成的强回声区。在腋区，正中神经和尺神经通常是分别位于腋动脉的外侧和内侧（图5B）。虽然桡神经常常是位于腋动脉的后侧或后内侧，但是其位置具有高度变异性。肌皮神经常常是从更近端的位置从臂丛分出，显示为强回声结构。在肌皮神经进入喙肱肌之前，于肱二头肌和喙肱肌之间常常可观察到一小段肌皮神经（图51-4B）。在实施腋部臂丛阻滞时，最好是在各个神经周围分别注射局部麻醉药，以获得可靠的臂丛阻滞效果。通过超声仪器可以观察到，局部麻醉药液在腋鞘筋膜室内的扩散可受到间隔结构的限制。

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　　（6）在20多年前，就曾经有人尝试通过超声成像技术来显示黄韧带。由于硬脊膜外间隙和蛛网膜下隙是被骨性结构所包围，大部分超声波在遇到骨性棘突后即被反射回来，因此对该区域的解剖学结构进行检查十分困难。但是采用4～7MHz的线阵或凸阵探头，可使有限的超声波束通过椎间隙（图12A），尤其是在旁正中区。黄韧带和硬脊膜是表现为强回声的致密组织，而低密度的硬脊膜外间隙以及位于蛛网膜下隙的脑脊液则表现为低回声影像（图12B）。

　　与临床检查相比较，通过超声成像技术确定的脊柱节段水平更为准确，这已被最近的两项研究所证实，即：与核磁共振（MRI）图像比对时，超声成像技术在确定脊柱节段方面的准确率为70％以上，并且所确定的标记总是处在预定水平的一个椎间隙范围内。超声成像技术还可确定穿刺针抵达硬脊膜外间隙所需的穿刺进针深度，并有助于减少试穿刺操作的次数。有人认为，旁正中区是进行超声成像的最佳声窗，尤其是在脊柱胸段，因为旁正中区的软组织/骨组织比值较高。与周围神经阻滞技术不同，目前尚无有关实时影像引导椎管阻滞技术的报道。目前主要是在穿刺操作前采用超声成像技术来帮助确定解剖结构、穿刺进针深度和穿刺进针的角度。

参考文献

1. Mulroy M，Larkin K，Batra M，et al. Femoral Nerve block with 0.25％ or 0.5％ bupivacaine improves post-operative analgesia following outpatient arthroscopic anterior cruciate ligament repair. Reg Anesth and Pain Med　2001；26：24-9

2. Chan VW，Peng PW，Kaszas Z，Middleton WJ，Muni R，Anastakis DG，GrahamBA：A comparative study of general anesthesia，intravenous regional anesthesia，and axillary block for outpatient hand surgery：clinical outcome and cost analysis. Anesth Analg　2001；93：1181-4

3. Pavlin DJ，Rapp SE，Polissar NL，Malmgren JA，Koerschgen M，Keyes H：Factors affecting discharge time in adult outpatients. Anesth Analg　1998；87：816-26

4. Choyce A，Chan V，Middleton W，et al. What is the relationship between paresthesia and nerve stimulation for axillary brachial plexus block Reg Anesth and Pain Med　2001；26：100-4

5. Urmey W，Stanton J. Inability to consistently elicit a motor response following sensory paresthesia during interscalene block administration. Anesthesiology　2002；96：552-4

6. Fortuna A，Fortuna A de O. Bupivacaine induced cardiac arrest. Anesth Analg　1990；71：561-2

7. Durrani Z，Winnie AP. Brainstem toxicity with reversible locked-in syndrome after interscalene brachial plexus block. Anesth Analg　1991；72：251-2

8. Perlas A，Chan VWS，Simons M. Brachial Plexus Examination and Localization Using Ultrasound and Electrical Stimulation-A Volunteer Study. Anesthesiology　2003；99：429-35

9. Chan VWS，Perlas A，Rawson R，and Odukoya O. Ultrasound Guided Supraclavicular Brachial Plexus Block. Anesth Analg　2003；97：1514-17

10. Kossoff G. Basic physics and imaging characteristics of ultrasound. World J Surg　2000；24：134-42