硬膜外导管的临床应用已有几十年历史，从最早的硬膜外腔单次给药技术发展到现代化的连续输注技术，随着导管设计和材质的不断改良，在改善镇痛和麻醉质量的同时也大大降低了导管相关不良反应的发生。导管的不同特征，包括材质、末端设计、开孔的数量和位置都会影响临床应用效果。

本文将从硬膜外腔阻滞技术的发展史展开，借助近年来的临床研究结果阐明硬膜外导管不同设计对镇痛和麻醉效果及不良反应的影响，最后将分析导管不同特性和输注泵报警压力之间的关系。

01一目了然：硬膜外腔阻滞技术发展简史

硬膜外腔阻滞技术的历史要追溯到20世纪初，法国病理科医生Sicard和外科医生Cathelin通过单次骶管内注射实现了最早的硬膜外腔阻滞技术（表1）。自此，骶管阻滞技术被陆续应用于各类检查和外科操作，包括一些神经科检查、泌尿生殖系统、产科和腹部手术。

表1 硬膜外腔阻滞技术发展的重要事件

1921年，德国医生Fidel发明了腰段硬膜外阻滞技术，在腰2-腰3节段快速推注375mg奴佛卡因（Novocaine）后成功为患者实施了腹股沟疝修补术。但由于各种原因，该技术并未得到广泛传播。直至1931年，意大利外科医生Dogliotti对该技术再次进行了报道并提出了“阻力消失法”确定硬膜外腔位置后，该技术在欧洲得到了风靡。与此同时，人们也在不断尝试各种方法来延长单次阻滞的作用时间。同年，罗马尼亚的妇产科医生Aburel用一根丝质的输尿管导管实施了连续腰主动脉神经阻滞，来减轻第一产程产痛。但由于效果不确切以及后续导管技术的不断改良，这种丝质导管很快就被禁用了。

1942年，美国麻醉医师Hingson和产科医师 Edwards将4英尺（约122cm）的橡皮管通过19G的腰麻针置入蛛网膜下腔实现了有效、安全的连续性蛛网膜下腔阻滞技术（连续腰麻）。1944年，美国麻醉医师Tuohy首次将螺旋的、圆形末端、尼龙材质的输尿管导管用于连续腰麻。1947年，古巴的麻醉医师Curbelo效仿了Tuohy设计，将输尿管导管用于连续硬膜外腔阻滞麻醉。自此，得益于硬膜外导管的不断改良，连续硬膜外腔阻滞技术被广泛地应用于各类手术和镇痛。

02导管材质：影响临床效果的大问题

敲黑板：不同材质会直接影响导管弯曲刚度、抗拉强度以及置管的顺应性。

最早出现的丝制输尿管导管随着塑料工业的崛起逐渐消失，取而代之的是聚乙烯塑料（Polyethylene，PE）导管，其优点是在高温灭菌甚至是在人体体温下就可塑形。聚氯乙烯，由于其不易脱出，置管较PE更顺畅，在1960年代非常受欢迎，然而其硬度非常高导致组织挫伤、血管内置管和硬脊膜穿破的发生率增高，继而被尼龙（Nylon）所替代。尼龙，一种聚酰胺，在弯曲刚度、抗拉强度和透明度方面都有一定程度改良：它熔点很高，可以耐受高温消毒；抗拉强度大，不易变形和断裂；又有良好的顺应性，置管流畅。

目前，很多市制的导管都是混合了尼龙。螺旋加强型导管是导管发展史上的一大技术进步。内层的螺线钢丝加强了导管的韧性减少导管脱出、打折的风险。此外，内层螺旋钢丝在导管末端较为稀疏，增加了导管在硬膜外腔的延展性和顺应性，同时降低了导管误入蛛网膜下腔和血管的风险。相比非加强型导管，留置螺旋加强型导管的阻力明显减小，明显缩短置管时间，也降低了导管移位的风险。在导管的近段和远端均有半透明窗可以观察脑脊液或血液回流情况（图1）。

图1  聚氯乙烯螺旋加强型硬膜外导管

注：Teleflex® (Durham, NC; formerly Arrow International, Reading, PA)

敲黑板：不同材质还会间接影响临床应用效果。

在置管方面，材质柔软的导管在硬膜外腔遇到神经根或阻力时会卷曲或避开，从而降低感觉异常的发生率。然而，其穿刺成功后置管不畅的发生率较高，而手法调节，如施压置管、旋转穿刺针等会增加硬脊膜穿破的风险，增加了穿刺时间，给患者带来不适。尼龙材质由于其弯曲刚度是PE的两倍，材质的差异显著增加了该导管置管的一次成功率（99.2%对85%，P＜0.0001）。然而，对于在人体温度下可变软的材质，如聚氨酯，在置管时由于温度尚未传导均匀此优势并不明显。导管分裂、断裂往往与导管的抗拉强度有关，虽然普遍观点认为导管残留在体内不会造成不良结局。

但仍有导管残留导致感染、蛛网膜下腔狭窄等并发症的风险。在遇到拔管困难时推荐的处理方法有：改变患者体位，改为侧卧胸膝位下拔管；等30~60分钟后尝试拔管；通过导管推注生理盐水，同时缓慢拔管。了解不同导管材质在体内的特性将有助于我们完整、安全地拔管。聚酰胺相比其他导管材质具有较高的抗拉强度。对于加强型导管，除去内层钢丝并不能提高其抗拉强度，拔管困难时拔出导管内层钢丝反而会破坏导管的完整性。此外，导管末端3~5cm部分通常会留置在硬膜外腔，接近人体的核心温度（37 °C）。

研究发现，聚酰胺尼龙混合材质的导管在37 ± 1°C下抗拉强度下降，而Pebax（聚酰胺和聚醚嵌段共聚物）和聚酰胺材质导管不受影响。对于这类材质的导管，推注室温的生理盐水可能有助于降低导管温度从而加强其抗拉强度。

03末端设计：同样影响临床效果

敲黑板：末端柔软、易弯曲的无损伤导管可以减少导管因接触血管或神经根所引起的不良反应，单孔和多孔设计各有利弊。

导管末端开孔的设计，以及侧孔的数量和位置一定程度上都会影响临床效果，包括药物在硬膜外腔的扩散，感觉异常和血管内置管的发生率。末端柔软、易弯曲的无损伤导管可以减少导管因接触血管或神经根所引起的不良反应（图2）。

图2 Perifix无损伤导管

单孔和多孔的导管设计各有利弊（图4）。末端开孔的单孔设计由于限制了药液扩散的方向，可能更有助于及时发现血管内、蛛网膜下腔置管，但缺点是：单孔的设计易导致药物进入一侧使药物无法两侧均匀分布，从而增加了阻滞不全的发生率。阻滞节段缺失在单孔导管中也经常出现，也是由于导管末端开口位置在硬膜外腔的位置不良导致。由于末端单向出液一定程度上限制了药物的侧方扩散，加上在妊娠晚期硬膜外血管丛增生进一步阻碍了药物扩散，镇痛不全的发生率往往更高。而末端封闭的多孔导管可能更有益于药物在硬膜外腔的扩散，也降低了侧孔被血块或周围组织堵塞的发生率。

但多孔的设计都会增加药液进入其他腔隙的风险，如蛛网膜下腔、硬膜下间隙、血管。此外，多孔导管的优势似乎仅限于非加强型导管，最近一项研究比较了加强型单孔和多孔导管应用于分娩镇痛的效果，结果发现在镇痛起效和维持阶段多孔导管并无优势，研究使用的是传统背景输注联合患者自控的给药模式，较低的输注压力是否会影响多孔导管发挥作用仍待进一步研究加以证实。

此外，多孔导管侧孔的出液情况往往受输注/推注速度的影响，研究发现在低速输注模式下，药液只能从近侧孔隙流出，多孔导管的作用等同于单孔导管。但随着输注速率的增加，远端孔隙逐渐出液，在手动推注达到最高流速时，所有的侧孔全部发挥作用，这就提示了多孔导管只有在联合较高的输注速率时才能发挥最佳的效果。

图3A 单孔导管

图3B 多孔导管

图3C 螺旋钢丝加强型导管，底部带有厘米刻度的硬膜外导管

注：图引自Naveen Nathan, M.D., Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago, IL

04导管设计：既满足镇痛又不触发报警

近年来，随着输注泵技术的进步，高速泵越来越受到人们的青睐。研究发现，与传统低速背景输注相比，间歇性脉冲给药模式由于其单次脉冲压力高、容量大，可以使局麻药在硬膜外腔的扩散更广泛。理论上高速率的脉冲泵能达到较高的脉冲压力，但同时也会增加触发阻塞报警的风险。因此，高速泵还应适配高流量硬膜外导管以达到最佳的镇痛效果。

不同硬膜外导管设计会影响脉冲压力，根据Hagen-Poiseuille管腔压力公式，管腔压力和导管长度、管径、注射压力和溶液粘度相关。导管长度越长、管径越细产生的压力越大。体外测压结果证实：细管径、长度增加、内层螺旋加强会增加输注压力和压力报警的风险。如何选用各种硬膜外导管以达到较高的脉冲压力，同时又不触发阻塞报警，相关研究匮乏。明确不同导管设计在各个输注流速下的压力将有助于各个机构根据现有的输注泵速率选择较为适合的硬膜外导管，从而达到理想的镇痛效果，同时又不触发报警。

 小  结

综上所述，导管不同的材质和末端设计都会影响临床效果和不良反应的发生。目前的临床研究结果支持：材质柔软的导管可以降低感觉异常的发生率，但是可能会增加置管的困难度。聚酰胺相比其他导管材质具有较高的抗拉强度，可减少导管断裂的风险。无损伤导管末端设计可以减少导管因接触血管或神经根所引起的不良反应。多孔导管相比单孔导管能有助于药物在硬膜外腔的扩散，但必须在较高的输注速率下才能发挥其优势。细管径、内层螺旋加强、较长的导管会增加输注压力和压力报警的风险。

然而，现有的临床证据来自于有限的临床研究且存在诸多不足之处：大多数研究都是非随机研究，未披露利益冲突可能会导致对结果的解读造成偏倚。其次，一些研究的样本量太小，会导致检验效能不足。研究方法也有一定的缺陷，并未指出具体硬膜外穿刺的路径（正中法或旁正中）、确定硬膜外腔的方法（阻力消失法、悬滴法等等）、操作者的手法是否标准，以上这些因素都会对结果造成影响。未来需开展结合多因素分析的高质量临床研究，深入探究导管设计对临床效果和不良反应的影响，其结果将有助于硬膜外导管的技术改良，指导我们更有效、更安全地实施硬膜外腔阻滞技术。