Arterial puncture and cannulation

Arterial puncture

ข้อบ่งชี้

• เหตุผลที่พบบ่อยที่สุดในการตรวจ ABG คือ acute respiratory decompensation และ metabolic emergencies ในรายที่มีเฉพาะ respiratory decompensation สามารถ monitor โดยใช้ pulse oximetry และ end-tidal CO₂ ได้ แต่มักจำเป็นต้องตรวจ ABG ไว้เป็น baseline เพื่อดูความสัมพันธ์ระหว่าง noninvasive monitoring กับ ABG ก่อน

อุปกรณ์

• Needle ที่ femoral ใช้ 20-guage, 2.5-inch; ที่ radial artery ใช้ 22-guage, 1.25-inch
• 3-mL syringe นิยมใช้เป็น precoated (dry lithium heparin) blood gas plastic syringe หรือถ้าไม่มีจะใช้ syringe ดูด heparin 1-2 mL ให้เคลือบภายใน syringe และ needle แล้วฉีด heparin ทิ้งทั้งหมดก่อนที่จะทำ skin puncture
• โดยทั่วไปแนะนำปริมาณเลือด 2-3 mL เพื่อลดผลกระทบจาก heparin-related effect
• Heparin (1000 IU/mL) จะมี PO₂ สูงกว่าและ PCO₂ ต่ำกว่าในเลือด  
• ถ้าไม่ได้ฉีด heparin ทิ้งทั้งหมดก่อนที่จะทำ skin puncture อาจทำให้เกิด dilutional effect ซึ่งเกิดเมื่อ heparin 0.4 mL ผสมกับเลือด 2 mL (dilution 20%) จะทำให้ PCO₂ ลดลง 16%
• ถ้าใช้ heparin ที่ concentration สูง (25000 IU/mL) จะทำให้เกิด PO₂ เพิ่มขึ้นและ pH ลดลงเล็กน้อย

วิธีการ

• ตำแหน่งที่นิยม คือ radial และ femoral arteries เพราะสามารถกดห้ามเลือดได้และมี collateral circulation
• คลำ arterial pulse, ทำความสะอาดผิวหนังด้วย antiseptic solution, ทำ local anesthesia
• จับ syringe โดยใช้นิ้วชี้และนิ้วโป้งด้วยมือข้างถนัด เหมือนกับการจับลูกดอก โดยให้ส่วนเอียงของปลายเข็มชี้ขึ้น
• คลำ pulse ด้วยนิ้วชี้และนิ้วกลางของมืออีกข้างหนึ่ง แล้วแทงเข็มตำแหน่ง distal กว่าใต้ต่อนิ้วชี้ เอียงเข็มทำมุม 30^o
• เมื่อได้เลือดให้หยุดเข็ม ปล่อยให้เลือดค่อยๆไหลเข้ามาใน syringe เอง ถ้าชน bone ให้ค่อยๆถอยเข็มออกจนได้เลือด
• กดหยุดเลือดไว้ 3-5 นาที หรือ 10-15 นาทีถ้ามีภาวะ coagulopathy
• ถ้ามีอากาศใน syringe ให้หันปลายเข็มขึ้น เคาะอากาศให้ลอยขึ้นแล้วดันออกไป และเอา needle ออกพร้อมปิด cap เพื่อให้เป็น anaerobic conditions เก็บในน้ำแข็งและส่งตรวจภายใน 15-20 นาที
• ถ้าเก็บไว้ที่ 4^oC นาน 20 นาที อากาศที่ค้างจะทำให้ PO₂ เพิ่มขึ้น (เฉลี่ย 11 mmHg) ส่วน pH และ PCO₂ จะไม่เปลี่ยนแปลงมาก
• ถ้าเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องนาน > 20 นาที ที่จะทำให้ pH ลดลงและ PCO₂ เพิ่มขึ้นเป็นผลจาก leukocyte metabolism และถ้านาน > 30 นาที จะทำให้ PO₂ เชื่อถือไม่ได้ไม่ว่าจะเก็บไว้อย่างไร

Arterial cannulation

• การเปิด A-line เพื่อทำ continuous monitoring มักจะทำเฉพาะใน ICU แต่อย่างไรก็ตามในบางโอกาสอาจจะทำ arterial cannulation ตั้งแต่อยู่ที่ ER

ข้อบ่งชี้

• ต้องการตรวจ arterial blood ซ้ำๆ ได้แก่ blood gas หรือ blood chemistry อื่นๆ
• Continuous blood pressure monitoring เช่น เพื่อ titrate vasoactive drugs, ใน post cardiac arrest, และ resuscitation ใน trauma
• ไม่สามารถทำ indirect BP monitoring ได้ เช่น severe burns, dialysis grafts/shunts, morbid obesity

ข้อห้าม

• ไม่มี absolute contraindication แต่ในบางกรณีควรทำเมื่อจำเป็นจริงๆ เช่น หลังให้ thrombolysis, severe disseminated coagulopathy
• ข้อควรละเว้น เช่น severe arteriosclerosis; หลีกเลี่ยงตำแหน่งที่ decrease palpable pulse หรือ bruit, ไม่มี collateral blood flow, infection, burn

อุปกรณ์

• Prepacked kit
• Catheter สำหรับ femoral artery ขนาด 16- ถึง 18-guage; radial artery ขนาด 20-gauge; เด็กเล็ก 22- ถึง 24-gauge
• Arterial pressure monitoring system ประกอบด้วย
• System สำหรับ continuous flushing มี NSS 1-L ถูก pressurized ที่ 250-300 mmHg (metered blood pump) และ continuous flushing device ตั้งไว้ที่ 3 mL/h
• Mechanical pressure transducer หรือ electric transducer ให้ transducer dome อยู่ระดับเดียวกับหัวใจ
• System สำหรับ manual flush ที่ proximal หรือ distal port

วิธีการ

Direct over-the-needle catheter cannulation

• จัดท่าที่เหมาะสม เช่น radial artery ให้ immobilized ข้อมือและมือ ให้อยู่ในท่า mild dorsiflexion มีผ้าม้วนรองใต้ข้อมือ
• ทำความสะอาดผิวหนังด้วย antiseptic solution, ทำ local anesthesia ด้วย 25-guage needle + lidocaine
• แทงเข็มที่ต่อกับ syringe 3-mL เอียงทำมุม 30-45^o กับผิวหนัง เมื่อเข้าเส้นเลือดจะมีเลือดเข้ามาใน needle hub ให้ลดมุมเอียงลง แล้วเลื่อน needle เข้าไปอีก 2 มม.เพื่อให้ปลาย catheter อยู่ภายใน vessel จะยังคงมีเลือดออกมา
• ถ้าเลือดไหลช้าลง อาจเกิดจากปลายเข็มแทง posterior wall ของ vessel ให้ลองถอยเฉพาะ needle ออกเล็กน้อย ถ้าเลือดออกดีให้เลื่อน catheter เข้าไป แต่ถ้าเลือดยังไม่ออกดีให้ค่อยๆถอย catheter ออกจนได้ pulsatile blood flow แล้วจึงค่อยเลื่อน catheter เข้าไป
• เลื่อน catheter เข้าไป แล้วถอยเข็มออก พร้อมกับอุดปลาย catheter เพื่อป้องกันเลือดออก
• บางครั้งถ้าเลื่อน catheter เข้าไปใน vessel lumen ทำได้ยาก อาจใช้ “liquid stylet” method โดยใช้ 10-mL syringe + 5-mL NSS ต่อกับ catheter hub ดูด blood 1-2 mL เพื่อยืนยันตำแหน่งแล้วฉีด NSS เข้าไปช้าๆแล้วเลื่อน catheter ตาม fluid wave เข้าไป
• ต่อ tubing จาก pressure transducer กับ catheter และเย็บ catheter hub กับ skin แล้วติด sterile dressing

Ultrasound-guided ใช้ high-frequency transducer (7.5-10 mHz) การดู transverse view จะหา vessel ได้ง่าย เป็นลักษณะกลม ผนังหนา อาจเห็น pulsation

Modified Seldinger technique

• เมื่อ over-the-needle catheter เข้าไปใน vessel แล้วให้ใส่ guidewire เข้าไป แล้วจึงเลื่อน catheter เข้าไปใน vessel lumen
• Commercial set เช่น Arrow Arterial Catheterization Kit  จะเป็น over-the-needle catheter และ self-contained guidewire จะช่วยให้ใส่เส้นเลือดขนาดเล็กได้ง่ายขึ้น

Seldinger technique

• เมื่อ needle เข้าไปใน vessel แล้วให้ใส่ guidewire เข้าไป แล้วถอย needle ออกมา แล้วร้อย catheter เข้ามาใน guidewire ถ้ามี dilator ให้ใช้เพื่อ dilate tract เท่านั้น ไม่ควรใช้ dilate artery เพราะจะทำให้ arterial injury

Cutdown technique

• โอกาสทำน้อย มักจะทำที่ lower limb arteries
• หลังทำ local anesthesia ให้ใช้ scalpel no.10 หรือ 15 กรีด horizontal line ยาว 2-3 ซม.ตั้งฉากกับ vessel
• ใช้ mosquito hemostat อ้า tissue รอบๆออกในแนวขนานกับ vessel จนเห็น artery ได้ประมาณ 1 ซม. แล้วใช้ silk 2 เส้นลอดใต้โดยใช้ hemostat
• แทง over-the-needle catheter ผ่านผิวหนัง distal กว่าตำแหน่งที่กรีด จนทะลุเข้ามาให้เห็นใน surgical site แล้วทำต่อเช่นเดียวกับ percutaneous method หรือจะทำแบบ modified Seldinger technique ก็ได้
• เอา silk ที่ลอดใต้ vessel ออก เย็บปิด skin และกดห้ามเลือดไว้เหมือนกับการทำ arterial puncture (เพราะเราแยก tissue ที่อยู่รอบๆ vessel ออกจะทำให้เลือดออกได้ง่าย)

Local care

• ใช้ commercial sutureless securement device หรือ suture (ด้วย silk 2-0 หรือ nylon 4-0) โดยผูก surgical knot กับ skin ก่อนแล้วเหลือปลายยาวผูก square knot รอบ catheter hub (suture สัมพันธ์กับ catheter-related bloodstream infection 10%)
• ทา ATB ointment ที่ puncture site แล้วติด self-adhesive dressing และติดยึด catheter + connector เพิ่มเติมด้วย sterile sponges และ adhesive tape

Fluid-pressured systems

• หลังจาก cannulation สำเร็จ ให้ต่อ catheter กับ 3-way stopcock (สำหรับดูดเลือดและ flushing) ก่อนต่อกับ transducer
• ตั้ง continuous flushing rate 3-4 mL/h ใน ER ให้ต่อกับ NSS ก็เพียงพอ (การต่อกับ heparinized solution จะวัดได้เที่ยงตรงกว่าในระยะยาว)
• เมื่อดูด blood sampling ปริมาณเลือดที่ต้องดูดทิ้งขึ้นกับความยาว tube ถ้ายาว 91 ซม.ดูดทิ้ง 4-5 mL ถ้ายาว 213 ซม.ดูดทิ้ง 8 mL แล้วใช้ syringe อันที่สองดูดเลือด สุดท้ายให้ flush สายเพื่อไม่ให้เกิด clot

การเลือกตำแหน่ง

• Radial artery เป็นตำแหน่งที่นิยมที่สุด เพราะมี collateral circulation ดี (superficial และ deep palmar arch ต่อกับ ulnar artery แต่มี 3.4% ที่คลำ ulnar pulse) ให้ตรวจ Allen test (ไม่จำเป็นสำหรับ one-time arterial puncture เพื่อตรวจ ABG) โดยกด radial และ ulnar artery แล้วให้ผู้ป่วยกำมือซ้ำๆแน่นๆ มือจะซีด แล้วปล่อย ulnar artery ถ้าปกติมือจะต้องแดงขึ้นมาภายใน 5-15 วินาที แล้วรออีก 2 นาทีทำซ้ำแต่ปล่อย radial artery แทน ถ้าต้องใช้เวลานาน > 5-10 วินาทีมือถึงจะแดงก็ไม่ควรทำ radial artery puncture (ระวังการ overextension ของมือและอ้านิ้วออกจะไปกด palmar arch ทำให้เกิด false-positive ได้) ขณะทำควรจัดท่าให้ wrist dorsiflexion ประมาณ 60^o ตรึงไว้กับ arm board
• Ulnar artery มักไม่ใช้ เพราะมีขนาดเล็กทำได้ยาก ให้ระวัง ulnar nerve ที่วิ่งคู่กัน ให้ approach ulnar artery ทาง radial side จะปลอดภัยกว่า
• Brachial artery ตำแหน่งที่แนะนำคือที่ antecubital fossa (หรือ proximal กว่า) แต่เนื่องจากมี collateral circulation น้อย ทำให้เพิ่มความเสี่ยงต่อ ischemia และต้องใช้ catheter ยาว (10 ซม.) เพื่อให้ยาวเลย elbow joint
• Dorsalis pedis มี collateral circulation (plantar arch ต่อกับ lateral plantar artery ซึ่งเป็น branch จาก posterior tibial artery) แต่เนื่องจาก vascular disease จะเป็นหนักที่เท้ามากกว่าที่ข้อมือ ทำให้มีภาวะแทรกซ้อนมากกว่า และ cannulation ยากกว่า การตรวจ Allen test ทำได้ยาก การวัด pressure จะได้สูงกว่าที่ radial artery 5-20 mmHg และ delay 0.1-0.2 วินาที
• Femoral artery เป็นตำแหน่งที่นิยมรองลงมา และมี waveforms เหมือนกับ aortic pressure ประมาณตำแหน่งอาจทำโดยให้นิ้วโป้งอยู่ที่ pubic symphysis และนิ้วก้อยอยู่ที่ ASIS แล้ว artery จะอยู่ประมาณข้อหมัดของนิ้วกลาง แนะนำให้ใช้ Seldinger technique จึงจะสามารถใส่ plastic catheter ยาว 15-20 ซม.ได้ การแทงเข็มต้องเอียงทำมุม 45^o ข้อเสีย คือ อาจเสี่ยงต่อ bacterial contamination และไม่สะดวกในผู้ป่วยที่ยังขยับร่างกายไปมาหรือนั่งได้

ภาวะแทรกซ้อน

• Hematoma พบได้บ่อย (50%) อาจเกิด compression neuropathies, หรือต้องให้ blood transfusion (femoral)
• Ischemia (vascular insufficiency 4%) พบ radial artery occlusion ได้บ่อย (> 25%) แต่พบ ischemic complication น้อย (มักต้องมีปัจจัยอื่นร่วมด้วย เช่น vasospastic arterial disease, previous arterial injury, protracted shock, high-dose vasopressin, infection, prolonged cannulation) ถ้าตำแหน่งใส่ใกล้กับข้อมือจะทำให้ patency rate ดีกว่า
• Bleeding (2.1%) ต้องกด 5 นาทีสำหรับ blood gas sample และ > 10 นาที สำหรับ peripheral arterial cannulation (นานมากขึ้นใน femoral); ระวังไม่ให้ disconnect เพราะเลือดจะออกอย่างรวดเร็วได้
• Infection (0.6%) ถ้าใช้ sterile technique โอกาสเกิด infection น้อยมากใน 96 ชม.แรก การเปลี่ยน catheter ไม่จำเป็นใน 7-8 วันแรก ถ้าตำแหน่งที่ใส่ยังปกติดีอยู่ ตำแหน่งที่มี bacterial contamination ได้บ่อย คือ ที่ stopcock
• Thrombosis/embolism
• AV fistula formation
• Pseudoaneurysm formation

Ref: Robert Clinical Procedure