胸椎旁注射产生同侧节段性胸段麻醉和镇痛的确切机制尚不明确。胸椎旁注射的药物可能局限于注射部位，也可能扩散至上下相邻间隙、外侧肋间隙、内侧硬膜外腔，或以上几种情况的组合。正是通过这种方式，多个相邻胸段的同侧躯体神经和交感神经（包括后支）受到影响。硬膜外扩散在胸椎旁注射后感觉阻滞范围扩大中的作用仍不清楚。研究表明，大多数（70%）患者会出现不同程度的硬膜外扩散。然而，进入硬膜外腔的注射液量仅占总注射液量的一小部分，且局限于注射侧。感觉阻滞也呈单侧性，且硬膜外扩散后的阻滞范围大于单纯椎旁扩散。因此，现有证据表明，胸椎旁注射后硬膜外扩散有助于胸椎旁阻滞的范围扩大。

胸椎旁阻滞（TPVB）有多种不同的操作技术，患者可取坐位、侧卧位（待阻滞侧朝上）或俯卧位。最常用的技术是“阻力消失法”。在严格无菌操作下，于相应的皮节，从棘突最高点外侧2.5厘米处进针（单次注射用22G Tuohy针），或若需置入导管则使用18G或16G Tuohy针，并沿各平面垂直于皮肤方向推进，直至触及横突。为确保安全，必须在继续推进针头前定位横突，以避免针头过深和意外胸膜穿刺。找到横突后，将针头回撤至皮下组织，然后向上推进，穿过两侧横突之间的间隙，直至针头穿过上交叉韧带（SCL）时感觉阻力消失，通常在距横突1.5-2厘米处。有时也可能感觉到轻微的“啪”的一声。与硬膜外腔定位不同，针头进入胸椎旁间隙（TPVS）时感觉到的阻力消失是主观的，且难以确定。通常情况下，阻力变化而非明显的“啪”的一声是可以接受的。根据作者的经验，使用充满空气的玻璃注射器可以更好地感知阻力消失。Luyet等人最近在尸体标本中证实了上交叉韧带内侧部分和外侧部分之间存在间隙，他们认为这可能是并非所有病例都能感觉到阻力消失的原因之一。

对于胸椎旁阻滞（TPVB），也可在针头穿过横突且未感到阻力消失后，将阻滞针推进一段预先设定的固定距离（1-2厘米）。这种方法应用非常有效，并发症（包括气胸）极少。其他用于实施TPVB的技术包括“内侧入路”、“压力测量技术”、“椎旁-硬膜外阻滞”、“透视引导”和“开胸直视下椎旁导管置入”。目前尚不清楚将针头推进到横突上方或下方是否会影响TPVB的总体范围和效果。

传统的胸椎旁阻滞（TPVB）是利用体表解剖标志进行操作的，虽然属于盲操作，但技术简单，成功率高，总体并发症发生率也相对较低。近年来，人们对使用超声引导进行外周和中枢神经阻滞的兴趣日益浓厚。然而，目前关于超声引导下TPVB应用的数据有限，相关文献也寥寥无几。

Pusch等人利用超声测量了计划接受T4椎体单次胸椎旁阻滞（TPVB）进行乳腺手术的女性患者，从皮肤到横突和胸膜的距离。他们发现，针头从皮肤到横突的进针深度与超声测量的进针深度之间存在良好的相关性。他们还发现，超声测量的皮肤到椎旁间隙的距离与针头放置后测量的皮肤到椎旁间隙的距离之间也存在良好的相关性。Hara等人首次描述了超声引导下（USG）单次TPVB，并成功地对25名接受乳腺手术的女性患者实施了该手术。他们对T4椎体水平的椎旁区域进行了矢状面扫描，能够清晰地显示横突、韧带（横突间韧带和肋横突韧带）以及胸膜，并且能够在阻滞前测量皮肤到这些结构的距离。在超声引导下，将阻滞针沿超声波束短轴方向（平面外技术）插入，直至触及横突。随后，在不使用超声引导的情况下，将针推进至横突上方，直至生理盐水阻力消失，并使用超声实时观察局部麻醉药的扩散情况。Hara 等人报告称，所有病例（100%）在注射部位均出现湍流，其中 4 例（16%）出现壁层胸膜前移。由于所有注射均成功阻滞，这些超声变化可被视为超声引导下经椎旁阻滞（USG TPVB）中椎旁注射正确的客观证据。Hara 等人在其患者队列中观察到的另一个有趣现象是，虽然他们能够在所有患者的 T4 水平清晰显示壁层胸膜，但在任何患者的 T1 水平均无法做到这一点。造成这种差异的确切原因尚不清楚，但可能与上胸椎椎旁间隙较中胸椎更深有关，也可能与高频超声穿透力不足有关，因为高频超声无法显示深层结构，例如胸膜。未来的研究应探讨低频超声（其组织穿透力更强）是否能够解决上胸椎区域的这一问题。

Luyet等人近期发表了一项尸体研究，探讨了超声引导下经胸椎旁阻滞（USG TPVB）及导管置入的可行性。作者使用低频超声（2-5 MHz）对胸中段（T4-T8）椎旁区域进行矢状面扫描。他们能够清晰显示椎旁解剖结构（横突、肋横韧带和胸膜），并观察到，当探头略微倾斜时（即探头上部在矢状轴上略微偏向内侧），可获得最佳的椎旁解剖结构图像。随后，将18G Tuohy针插入超声波束平面（平面内技术），并在超声引导下推进至TPVB。通过注射生理盐水并观察椎旁间隙的扩张情况来确认针头在椎旁间隙内的正确位置，这与Hara等人报道的方法类似。随后，通过图伊氏针插入导管，并经导管注入10毫升稀释的造影剂，之后进行胸椎轴位CT扫描。导管本身无法显影，CT扫描显示造影剂扩散类型多样：椎旁、硬膜外（仅限）、肋间、椎前和胸膜。采用所述超声引导技术进行胸膜穿刺的发生率（5%）似乎高于基于体表标志定位技术的报道（胸膜穿刺发生率为1.1%）。然而，在得出任何结论之前，我们必须记住这是一项尸体研究，其结果可能无法应用于临床实践。因此，有必要开展进一步的临床研究，以评估Luyet等人描述的超声引导下椎旁导管置入技术。

Shibata、Nishiwaki 和 Ben-Ari 等人描述了一种经肋间入路到达椎旁间隙的方法。尽管上述两种方法略有不同，但基本原理是：使用高频线阵探头在目标层面进行椎旁区域的横断面扫描，然后沿超声波束平面由外侧向内侧推进阻滞针，直至确认针尖位于胸椎旁间隙（TPVS）的顶端。在横断面超声图像上，TPVS 的顶端表现为楔形低回声间隙，位于前方高回声的壁层胸膜和后方的肋间内膜之间，并与后肋间隙外侧相连。因此，注射到后肋间隙的局部麻醉剂可以向内侧扩散至 TPVS。通过观察壁层胸膜前移和 TPVS 顶端增宽来确认注射是否成功。 Shibata 和 Nishiwaki 认为，由于阻滞针沿胸膜切线方向插入，该技术应能降低胸膜穿刺的风险。然而，根据我们的经验，即使使用细针（22G），这种方法在穿刺过程中仍会给患者带来明显的疼痛和不适，尤其是在进行乳腺手术的多点胸椎旁阻滞（TPVB）时。这可能是由于与传统的基于体表标志的注射相比，阻滞针在进入胸椎旁间隙（TPVS）之前需要穿过更长的距离。因此，当采用这种方法进行阻滞或导管置入时，应考虑使用镇静剂和镇痛剂以提高患者的舒适度。此外，由于阻滞针是朝着椎间孔方向推进的，因此需要进行更大规模的试验来确定这种肋间入路并发症的发生率，因为TPVB术后中枢神经系统并发症在使用内侧进针时更为常见。

最近，O'Riain 等人在一项尸体和临床研究中描述了一种平面内超声引导下经皮椎旁阻滞（TPVB）技术。将高频线阵探头（10–5 MHz）置于棘突尖端后方 2.5 cm 处，沿纵轴方向进行扫描，生成 TPVS 的旁正中矢状面图像。作者将相邻的横突描述为两条暗线。椎旁肌（PP）位于横突深部，也表现为随呼吸运动的高回声结构。上横突（SCL）的边界不太清晰，但表现为位于两个相邻横突之间的一系列线状高回声带，其中穿插着低回声区域。TPVS 表现为位于 SCL 和 PP 之间的低回声间隙。进行阻滞时，将探头中点置于两个相邻横突的中点，然后沿平面方向以头侧方向插入 Tuohy 针，直至穿过 SCL。注射生理盐水是为了确认针头位置，通过观察椎旁间隙（PP）前移来判断针头位置，并有助于导管置入。作者指出，追踪进针针尖的位置比较困难，他们认为这是由于进针角度过小造成的。尽管如此，他们在尸体标本的十次尝试中成功置入了八次椎旁导管，并且在临床研究的所有患者中也均成功置入了导管（n = 9) 有胸壁麻醉的证据，并提供了术后镇痛。

除上述数据外，作者不知道有任何其他已发表的数据描述了与 TPVB 相关的超声解剖学或在临床环境中执行实时 USG TPVB 的技术。 以下部分是作者对 USG TPVB 工作的总结。