Ultrasound-guided Dynamic Needle Tip Positioning Technique versus Palpation Technique for Radial Artery Cannulation in Elderly Patients

Abstract

Background

The radial artery cannulation is a frequently used procedure in operating rooms and is often challenging in elderly patients who have age-related arterial wall changes and tortuous arteries with various underlying diseases. In addition to palpation method, the use of ultrasound has been studied as the first-choice method for the radial artery cannulation. Recently, the dynamic needle tip positioning (DNTP) technique was introduced to facilitate ultrasound-guided vascular catheterization. We aimed to compare ultrasound-guided DNTP technique with conventional palpation method for the radial artery cannulation in elderly patients.

Materials and methods

In this prospective, parallel group, randomized controlled trial, we enrolled patients aged 65 years or older who required arterial cannulation for intraoperative monitoring. Patients were allocated to ultrasound-guided DNTP technique group (DNTP group) or palpation method group (palpation group) with 1:1 ratio. After induction of anesthesia, the radial artery cannulation was achieved with either method by second-year anesthesia residents. The primary outcome was the first-attempt success rate. The secondary outcomes were the overall success rate, the number of attempts and redirections, cannulation time and the incidence of complications (hematoma, thrombosis, spasm and ischemia).

Results

We enrolled 256 patients and each group had 128 patients. The first-attempt success rate was significantly higher in DNTP group (85.9%) than palpation group (72.3%; relative risk [RR], 1.47; 95% confidence interval [CI] 1.25-1.72; P < 0.001). The overall success rate was 99.2% in DNTP group and 93.0% in palpation group (RR, 1.07; 95% CI 1.02-1.12; P = 0.010). The number of attempts was 1.2 ± 0.6 in DNTP group and 1.9 ± 1.3 in palpation group (P < 0.001) and the number of redirections for successful attempts was 0.6 ± 0.8 and 2.4 ± 2.0, respectively (P < 0.001). The cannulation time at successful attempts in each group was 49.0 ± 25.0 seconds and 67.2 ± 42.6 seconds (P < 0.001). The incidence of hematoma was significantly lower in DNTP group (7%) compared to palpation group (24.2%; RR, 0.29; 95% CI, 0.14-0.59; P < 0.001). Thrombosis occurred in one patient in palpation group and there was no spasm or ischemia after the procedure.

Conclusions

Ultrasound-guided radial artery cannulation with DNTP technique improved the first-attempt and overall success rates and reduced the number of attempts and redirections, cannulation time and complications, compared to conventional palpation method in elderly patients. It could be expected to increase the efficiency of the radial artery cannulation while minimizing tissue damage and complications.|연구배경

요골동맥에의 도관 거치는 환자의 혈압을 실시간으로 관찰하고 반복적인 혈액 검사를 위하여 수술실에서 자주 시행되는 술기이지만, 노인 환자들에서는 혈관의 구조적인 변화와 다양한 기저질환 때문에 시술이 어려운 경우가 많다. 고식적인 촉지 방법 외에도 초음파를 이용하여 도관을 거치하는 방법이 연구되어 왔으며, 최근에는 초음파하 역동적 바늘 위치 확인법(dynamic needle tip positioning, DNTP) 기술을 사용하여 초음파 유도하에 보다 효율적으로 혈관에 카테터를 거치하는 방법이 소개된 바 있다. 이 연구는 노인 환자에서 요골동맥에 도관을 거치할 때 DNTP 기술을 사용한 초음파 유도 방법과 기존의 촉지 방법을 비교하기 위하여 계획되었다.

연구대상 및 방법

이 연구는 무작위 배정을 통한 전향적 중재 연구로서, 수술 중 감시를 위하여 동맥 도관의 거치가 필요한 65세 이상의 환자들을 대상으로 하였다. 환자들은 초음파 유도하 DNTP 기술을 사용한 군(DNTP 군)과 촉지 방법을 사용한 군(촉지 군)에 1:1의 비율로 배정되었다. 전신마취 유도 후 각각의 방법을 이용하여 요골동맥에 도관을 거치하였으며, 마취통증의학과 2년차 전공의들이 시술을 시행하였다. 주요결과변수는 첫 시도 시의 성공률이었으며, 보조결과 변수로 최종 성공률, 총 시도 횟수, 방향 전환 횟수, 동맥도관 거치까지 걸리는 시간 및 합병증(혈종, 혈전, 혈관 연축, 허혈) 발생 빈도를 확인하였다.

결과

총 256명의 노인 환자를 대상으로 연구하였으며, 각 군에 128명의 환자가 배정되었다. 첫 시도 시의 성공률은 DNTP 군에서 유의하게 높았으며(85.9%), 촉지 군에서는 72.3%였다(상대위험도 1.47; 95% 신뢰구간 1.25-1.72; P < 0.001). 최종 성공률은 DNTP 군에서 99.2%였고, 촉지 군에서는 93%였다(상대위험도 1.07; 95% 신뢰구간 1.02-1.12; P = 0.010). 총 시도 횟수의 평균과 표준편차는 DNTP 군에서1.2 ± 0.6회, 촉지 군에서1.9 ± 1.3회였으며(P < 0.001), 거치 성공 시의 방향 전환은 각각0.6 ± 0.8회, 2.4 ± 2.0회 이루어졌다(P < 0.001). 도관 거치 성공 시 소요된 시간은 각각49.0 ± 25.0초와 67.2 ± 42.6초였다(P < 0.001). 동맥 도관 거치 후 혈종의 발생률은 DNTP 군에서 7%로, 촉지 군의 24.2%에 비해 유의미하게 낮았다(상대위험도 0.29; 95% 신뢰구간 0.14-0.59; P < 0.001). 혈전은 촉지 군에서 1건이 발생하였으며, 모든 환자에서 혈관 연축 및 허혈은 발생하지 않았다.

결론

노인 환자에서 요골동맥 도관 거치 시 초음파하 역동적 바늘 위치 확인법을 사용하였을 때 기존의 맥박 촉지 방법보다 첫 시도 시의 성공률 및 최종 성공률을 유의미하게 향상시켰으며, 도관 거치 시도 및 방향 전환 횟수, 소요되는 시간 및 합병증을 감소시켰다. 이러한 방법을 사용하여 요골동맥 도관 거치의 효율성을 증가시키고 조직의 손상 및 합병증을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.; P < 0.001). Thrombosis occurred in one patient in palpation group and there was no spasm or ischemia after the procedure.

Conclusions

Ultrasound-guided radial artery cannulation with DNTP technique improved the first-attempt and overall success rates and reduced the number of attempts and redirections, cannulation time and complications, compared to conventional palpation method in elderly patients. It could be expected to increase the efficiency of the radial artery cannulation while minimizing tissue damage and complications.