贝朗神经麻醉穿刺针的工作原理基于物理穿刺与电生理反馈相结合的双重机制。在传统盲探法基础上，现代Stimuplex®系列引入了神经刺激技术，通过针体内部集成的绝缘导线将低频电流（通常为0.1–2.0 mA，频率1–2 Hz，脉宽0.1 ms）传递至针尖裸露金属端，从而诱发目标神经支配肌肉的可见收缩反应。当穿刺针接近目标神经时，所需刺激电流阈值显著降低（通常≤0.5 mA），提示针尖已处于有效给药距离内（约1–3 mm）。此机制依赖于神经对电刺激的兴奋性，其物理基础为动作电位的跨膜传导，符合Hodgkin-Huxley模型描述的离子通道动力学。

此外，部分高端型号（如Stimuplex® Ultra 360°）采用全绝缘针体设计，仅针尖末端暴露导电区域，可实现360°方向敏感的神经定位，避免因针体侧壁接触非目标组织而产生假阳性信号。在超声引导模式下，穿刺针的高回声针尖（通过激光蚀刻或特殊涂层增强）可在B超图像中清晰显影，便于实时观察进针路径与神经解剖关系。药物注射阶段，局部麻醉药（如罗哌卡因、布比卡因）通过针腔注入神经周围间隙，阻断钠离子通道，抑制动作电位传导，从而实现感觉与运动功能的可逆性阻滞。整个过程融合了生物电学、流体力学与影像导航技术，体现了多模态精准介入的理念。