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硬膜外间隙位于脊柱椎管内的椎管骨膜与硬脊膜之间，从枕骨大孔延续至骶管裂孔。椎管骨膜与硬脊膜在枕骨大孔水平融合成硬脑膜的骨内层和脑膜层，因而颅内没有硬膜外间隙。
小儿硬膜外间隙直接与椎旁间隙相连，其主要边界有：①前方为由后纵韧带覆盖的椎体和椎间盘后表面；②后方为骨膜覆盖着的椎板前表面、脊突根及关节突，而黄韧带则在后方将椎体各层间的空隙封闭；③侧方为椎弓根和椎间孔，硬脊膜包绕着脊神经根随脊神经穿出椎间孔，因而硬膜外间隙与椎旁间隙连通；④内侧依次为硬膜、蛛网膜、脑脊液、软脑膜及脊髓（出生时L 3～4 水平，1岁时才达到成人的L 1 水平）或马尾与终丝（L 1～3 以下）。
在脊神经节附近的根袖或硬膜根袖处，蛛网膜形成的颗粒状凸起进入硬膜外间隙，并在此处与硬膜外静脉接触。硬膜包绕脊神经出椎间孔后移行为神经外膜。在年龄小的患儿，硬膜外间隙可伴随外周神经延伸较大距离。硬膜外间隙充满了疏松带细小间隙的组织、脂肪、血管和淋巴管。硬膜外脂肪在婴儿时呈液态，7～8岁时开始固化。以上各点可能会影响局部麻醉药在硬膜外间隙的扩散。硬膜外静脉丛没有静脉瓣且直接与颅内静脉相通，因而任何药物、空气或其他误注入硬膜外静脉的物质可在数秒内到达脑组织。
小儿硬脊膜和黄韧带之间的间距相对较大，在腰椎水平平均为0.25～0.3cm（成人为0.4～0.6cm）。
皮肤至硬膜外腔的距离很近，新生儿至1岁为0.5～1.4cm；2～8岁为1.6～2.2cm；9岁以上为2.2～3cm，因此进针深度应严格控制，避免意外损伤。
小儿的脊柱较为平直，硬膜外脂肪疏松有利于药物的扩散，给予局部麻醉药容易达到预期阻滞效果。
小儿硬膜外腔负压有时不明显，所以在判断针尖刺入硬膜外腔的主要依据为阻力骤减感和进针深度的变化。
小儿硬膜外麻醉常用的体表定位标志见表7-2-1。
表7-2-1 小儿硬膜外麻醉常用的体表定位标志
硬膜外间隙需通过选择好的棘突间隙穿刺进入。正中穿刺是最常采用的途径，因棘间韧带和黄韧带在正中较厚，穿刺手感较好；且此处硬膜外动静脉较少，间隙较宽。婴幼儿的黄韧带很薄且松软，使得硬膜外穿刺针突破感不明显。
小儿中腰段棘突几乎呈水平位置，且棘间韧带宽厚，解剖标志明显，硬膜外穿刺选择棘突间隙正中水平进针容易成功。中胸段棘突倾斜角明显呈叠瓦状，此处椎间隙正中穿刺法可以将穿刺针朝上倾斜穿刺。如正中穿刺困难可改用旁正中法（旁正中法穿刺避开了棘上韧带和棘间韧带，穿破硬膜的风险增加）。从上胸段至颈段，棘突走向再次趋于水平且棘间韧带变宽，选择正中穿刺更容易成功。
黄韧带是确定硬膜外间隙的重要标志之一。它由纵向弹性纤维构成，从枕骨大孔至骶管裂孔逐渐增厚。骶尾筋膜是其在骶部的膨大部分。穿刺针在穿破黄韧带时有较为明显的落空感。
选择Touhy型斜面穿刺针（为成人硬膜外麻醉普遍采用），针尖呈勺状，不宜穿透硬膜。一般7岁以下小儿可使用5cm长穿刺针，超过7岁可使用10cm长穿刺针。穿刺针型号及硬膜外导管型号选择见表7-2-2。
表7-2-2 硬膜外穿刺针及导管型号的选择
患儿侧卧位（一般左侧卧位），屈髋、双膝屈曲尽量置于胸前，双手伸出交叉抱于膝前，耳侧垫一小枕，头部下屈。如患儿已行全身麻醉，可由另一医护人员帮助摆放体位，头后仰，保持呼吸道通畅，尽可能使棘突连线呈水平位，且尽量外展使棘突间隙显露清晰。
用1%碘附消毒（碘附至少在皮肤表面停留2分钟），消毒范围为穿刺点周边至少15cm，铺无菌巾。已行全身麻醉患儿无须局部麻醉。对清醒患儿在穿刺棘突间隙正中点时以0.5%～1%利多卡因局部麻醉，先使用4.5 # 针头，皮内注射局部麻醉药，使穿刺部位皮肤呈橘皮状，在为棘上韧带、棘间韧带、黄韧带局部麻醉时，穿刺针不可过深，以防形成蛛网膜下腔阻滞。局部麻醉可减少患儿穿刺时活动，有利于患儿肌肉放松，便于穿刺成功。
之后将导针在局部麻醉注射点周围扩皮，将硬膜外穿刺针斜面朝上正中进针（在进针过程中使针尖尽量纵向分离棘上韧带、棘间韧带及黄韧带，减少对上述韧带的横向切割），针轴与患儿腰背平面垂直。穿刺针应缓慢依次经过皮肤、皮下组织、棘上韧带、棘间韧带和黄韧带后进入硬膜外间隙。当穿刺针针尖前行遇到明显阻力时表明已进入棘间韧带，此时很难给注射器内的空气或液体加压，穿破黄韧带后会有明显的落空感，此时连接于穿刺针尾端的玻璃注射器（内有空气或生理盐水2～3ml）内芯会因硬膜外腔负压而向前移动，用手轻推注射器内芯阻力感消失，表明穿刺针尖已进入硬膜外间隙，此时可将穿刺针逆时针旋转90°，即可向头端置入硬膜外导管。
新生儿和婴儿的黄韧带薄而且疏松，如继续进针，针尖会将硬膜顶向蛛网膜，硬膜的牵拉使两侧硬膜绷紧，硬膜外腔压力增加，表现为注射器内芯后退。因而穿刺过程中在有落空感后，如注射器内芯后退，表明穿刺针已经顶于硬膜，此时应轻柔置入硬膜外导管，硬膜外导管紧贴硬膜，可产生更为满意的麻醉效果，但初学者使用此方法可能会增加刺穿硬膜的概率。
新生儿腰部从皮肤到硬膜外间隙的平均距离约1cm，且随年龄和体重的增长而不断增加，可以用以下两个公式估计：①距离（cm）＝1＋0.15×年龄（岁）；②距离（cm）＝0.8＋0.05×体重（kg）。
在正中法穿刺点旁开0.5～1cm处进针，穿刺针以与正中垂直线成15°～30°进针，根据棘突的倾斜角度适当向尾端倾斜，穿刺针尖指向模拟正中穿刺法获得成功时针尖可能到达的位置。穿刺针避开棘上韧带和棘间韧带，直接刺破黄韧带后进入硬膜外间隙，其后操作步骤同正中穿刺法。
小儿硬膜外麻醉常用局部麻醉药浓度和剂量见表7-2-3。
表7-2-3 小儿硬膜外麻醉常用局部麻醉药
（1）适用于下肢、会阴区，以及绝大多数躯干部的手术麻醉或术后镇痛。
（2）将麻醉平面控制在T 4 平面以下，患儿的自主呼吸抑制不明显，可应用于饱胃患儿的急诊手术。
（3）择期手术，患儿对全身麻醉存在禁忌（患儿有恶性高热史或家长拒绝）。
（4）合并重症肌无力、肌萎缩等疾病。
（5）麻醉医师希望在较浅的全身麻醉下给患儿完成手术，可以在全身麻醉的基础上联合硬膜外麻醉。
（1）局部麻醉药过敏。
（2）凝血功能异常或服用抗凝药物。
（3）严重全身感染症状（脓毒败血症、脑膜炎）。
（4）神经系统疾病，如神经退行性变、脊柱脊髓畸形、脊髓损伤、肿瘤和脊髓栓系综合征，有高颅压、脑积水、严重惊厥、不稳定癫痫或颅内顺应性降低等病史。
（5）穿刺部位感染或急性炎症。
（6）低血容量性休克。
（7）穿刺部位脊柱（髓）手术术后。
常见的毒性反应是由局部麻醉药误入血管所致，据文献报道发生率为0.2%～2.8%。如果血药浓度非常高，可能出现心血管毒性反应。局部麻醉药可直接抑制心肌的传导和收缩，对血管运动中枢及血管床的作用，可能导致严重的血管扩张，表现为低血压、心率减慢，最后可能导致心搏骤停。应该强调的是，心血管毒性作用往往出现在局部麻醉药血药浓度快速升高时，而血药浓度缓慢升高时，有可能因首先出现神经系统毒性而停止使用麻醉药，心血管毒性作用就不会发生。
轻微的局部麻醉药毒性反应可以静脉给予咪达唑仑0.1～0.2mg/kg，或丙泊酚2mg/kg。出现严重并发症者，应进行呼吸及循环支持：立即气管插管、机械通气；使用升压药，心搏骤停者则需立即复苏；同时静脉滴注20%脂肪乳2～4ml/kg，最大剂量不超过8ml/kg。
如果局部麻醉药误入蛛网膜下腔，可能导致阻滞平面异常升高或全脊麻，平均发生率为0.24%（0.12%～0.57%）。全脊麻可表现为神志消失、呼吸停止、血压测不到，甚至出现心搏骤停。处理原则是维持患儿循环及呼吸功能。如患儿神志消失，应行气管插管人工通气，加速输液及滴注血管收缩药升高血压。
常见的原因是穿刺针割断、导管质地不良、拔出困难，传统的原则是体内存留异物应尽可能取出，但遗留的导管残端不易定位，即使采用不透X线的材料制管，在X线平片上也很难与骨质分辨，导致手术失败。而残留导管一般不会引起并发症，无活性的聚四乙烯导管取出时，会造成较大创伤，所以没有必要进行椎板切除手术以寻找导管。大量临床经验证明即使进行此类手术也很难找到折断的导管。最好的办法是向患儿家属讲明，同时应继续观察。如果术毕即发生导管折断，且导管断端在皮下，可在局部麻醉下作小切口取出。
硬膜穿破是硬膜外阻滞最常见的意外和并发症，发生率高达1%。硬膜穿破除会引起阻滞平面过高及全脊麻外，最常见的还是头痛。由于硬膜外穿刺针孔较大，穿刺后头痛的发生率较高。患儿应严格卧床休息，加大静脉输液量。
硬膜外麻醉造成的神经损伤是严重的并发症，危险因素包括神经缺血（如使用血管收缩药等）、穿刺或置管的机械性损伤、药物的化学性损伤等。患儿可能出现截瘫，或伴有慢性疼痛、感觉异常或缺失。
硬膜外穿刺时，无菌操作不严格、穿刺用品意外受污染、患儿自身存在严重感染所致的菌血症、术后硬膜外导管留置时间过长等原因能导致患儿术后出现硬膜外腔感染、脓肿、脑膜炎或脊柱炎等并发症，因此要尽量避免上述因素。