Factors related to peripheral venous cannulation pain pre-operation in pediatric patients

Abstract

Background IV cannulation pain is common and frequently occurs in pediatric patients during the hospitalization. However, it is one of the main causes for high level of anxiety and fear in children facing needle based procedures, which persists even as the patients reach adulthood. Also, such a repeated, long-term and lasting nociception or adverse stimulus poorly controlled or without management would have a negative influence on the development of the patient’s psyche, nervous system, pain sensitivity and emotionality. Though many endeavours have been made to manage needle pain, there are many children who have suffered or are suffering from the painful and distressful experience, especially in a pre-operation setting. So there is still a lot for us to do for pain relief and it is imperative to find out what actually leads to changes of pain in needle-based procedures in pediatric patients. Objectives To investigate the factors for peripheral IV cannulation pain controlled or avoided by anesthesiologists and nurses in pediatric patients in operating-rooms. Methods This study was carried out pre-operation in pediatric patients all of whom were from 0 to17 years old and in whom IV cannulation would be required for subsequent anesthesia induction or medication before elective surgery but the IV insertion was planned to be done in operating- rooms, Campus Virchow-Klinikum, Charité-Universitätsmedizin Berlin. Demographic and clinical data were collected, including gender, age, weight, premedication (oral midazolam) or not, received local anesthetic (EMLA) or not, whether general anesthetic (N2O or sevoflurane) are necessary for IV cannulation, size of needles, the duration and number of attempts until successful IV cannulation, and pain sores evaluated by BPS and FPS-R (observation by the investigator, no self-report by the patients). Data were analyzed by SPSS for Windows version 18(SPSS Inc, Chicago, IL). Mean ± standard deviation (SD) was used in the description of pain scores from the two scales mentioned above. Paired t-test, bivariate Pearson’s correlation, multiple linear regression, and binary logistic regression were employed for the specific analyses. Demographic data and clinical characteristics were calculated and expressed as median (interquartile range, IQR), except for categorical data as count (proportion). Frequencies were tested by 2-test. Mann-Whitney U-test was applied to evaluate the differences of basic characteristics between the related changes of pain intensity (increased or not) in the process of peripheral IV cannulation. P-values < 0.05 with two- tailed test of significance were considered statistically significant. Results A total of 238 pediatric patients were finally evaluated, with a median age of 24 (IQR = 8 - 76) months, a median weight of 9.5 (IQR = 7.6 - 14.2) kg, 45% were female, 55.5% received local anesthetic, EMLA, before their coming to the operating-rooms, 60.9% were thought to require inhaled general anesthetic (N2O or sevoflurane) before IV insertion, 47.9% were cannulated with the aid of the AV300 vein viewing system, 66.8% took oral midazolam as premedication with a median duration of 43 (IQR = 35 - 57)min and a median dose of 0.8 (IQR = 0.4 -1.3) mg/kg before IV cannulation. The first-attempt success rate was 59.2% and the median time taken until a successful cannulation was 1 (IQR = 0.6 - 3.0) min. Pain scores measured by BPS usually increased significantly at the end of the cannulations compared with those at the beginning (mean ± SD, 3.97 ± 1.639 versus 2.80 ± 0.951, t = 14.398, P < 0.001), but correlated with the latter (r = 0.646, P < 0.001). 55.46% of all patients still felt the increase of pain at the end of the IV access. General anesthetic (OR = 0.007, 95%CI, 0.002 - 0.026), gender (OR = 0.36, 95%CI, 0.167 - 0.777) and first-attempt success (OR= 0.336, 95%CI, 0.156 - 0.724) could protect from pain increment. Oral midazolam as premedication (OR= 2.113, 95%CI, 1.118 - 3.994) would help improve the first-attempt success rate. Similar results were gained in the subgroup of 4 to 16-year-old patients, pain scores from BPS correlated with those from FPS-R. Conclusions Our data support that (1) age, weight, gender, general anesthetic, size of sterile catheter, number of attempts, vein viewing system(AV300) were associated with the acute peripheral vein cannulation related pain, (2) premedication with oral midazolam and/ or management with inhaled general anesthetics contributed to pain relief during IV insertion, (3) possible IV cannulation pain increment in the younger and/ or male pediatric patients should be paid more attention to, (4) FPS-R correlated well with BPS in pain evaluation in 4 to 16-year-old patients.

Hintergrund Schmerzerfahrungen bei Kindern und Jugendlichen durch das Legen von peripheren Venenverweilkanülen während des Krankenhausaufenthalts sind häufig und weit verbreitet. Diese sind eine der Hauptursachen für ausgeprägte Angst und Furcht im Angesicht von ihnen drohenden Nadel-gestützten-Verfahren bei Kindern und selbst auch noch bei Erwachsenen. Auch kann eine solche wiederholte, langfristige und dauerhafte Nozizeption oder negative Erfahrung, die nicht kontrolliert oder beherrscht wird, negativen Einfluss auf die Entwicklungen der Psyche, des Nervensystems, der Schmerzempfindlichkeit und der Emotionalität ausüben. Obwohl viele Anstrengungen unternommen wurden, um die Punktionsschmerzen zu beherrschen, gibt es viele Kinder, die unter der schmerzhaften und belastenden Erfahrung gelitten haben oder noch darunter leiden, insbesondere in der präoperativen Vorbereitung. Es bleibt also noch viel zur Schmerzlinderung zu tun und es gilt zunächst einmal herauszufinden, was tatsächlich zu Veränderungen der Schmerzen bei der Anwendung nadelgestützter Verfahren bei pädiatrischen Patienten führt. Ziele Untersuchung der schmerzbeeinflussenden Faktoren bei der präoperativen peripheren Venenpunktion bei pädiatrischen Patienten, die durch Anästhesisten und Pflegepersonal kontrolliert werden können. Methoden Im Rahmen dieser Untersuchung wurden Venenpunktionen zur Anlage einer Venenverweilkanüle bei pädiatrischen Patienten (inklusive Neonaten, Säuglingen, Kleinkindern, Schulkindern, Jugendlichen von 0-17 Jahren), die sich im regulären Tagesprogramm präoperativ dieser unterziehen mussten, im Kinder-OP des Campus Virchow-Klinikum, Charité-Universitätsmedizin, Berlin, erfasst. Erhoben wurden demographische und klinische Informationen wie Geschlecht, Alter, Gewicht, die Anwendung von Prämedikation (Midazolam oral), Lokalanästhetikum (EMLA) Allgemeinanästhesie (N2O oder sevofluran), Nadelgröße (Gauge), die Dauer und Anzahl der Versuche bis zur erfolgreichen Anlage des Venenzugangs, Schmerzstärke anhand von BPS und FPS-R (Fremdbeobachtung, keine Selbsteinschätzung der Patienten). Die Daten wurden mittels SPSS für Windows Version 18 (SPSS Inc, Chicago, IL) analysiert. Mittelwert ± Standardabweichung (SD) wurde in der Beschreibung von Schmerz-Scores aus den beiden Skalen oben genannten verwendet. Als Testverfahren für die Analysen fanden gepaarter t-Test, bivariate Pearson-Korrelation, multiple lineare Regression und binäre logistische Regression Anwendung. Demographische Daten und klinische Charakteristika wurden berechnet und als Median ausgedrückt (Interquartilenabstand, IQR), außer für kategoriale Daten wie Anzahl (Anteil). Häufigkeiten wurden mittels c2-Test geprüft. Mann-Whitney-U-Test wurde angewandt, um die Unterschiede der grundlegenden Eigenschaften zwischen den Veränderungen der Schmerzintensität (erhöhte oder nicht) während des Anlageprozesses der peripheren Venenzugänge zu bewerten. P-Werte <0,05 mit zweiseitigen Test wurden als statistisch signifikant betrachtet. Ergebnisse Insgesamt wurden 238 pädiatrischen Patienten ausgewertet, mit einem Durchschnittsalter von 24 (IQR = 8 bis 76) Monaten, einem mittleren Körpergewicht von 9,5 (IQR = 7,6 bis 14,2) kg, 45% davon waren weiblich, 55,5% erhielten örtliche Betäubung (EMLA) vor ihrer Ankunft im OP, bei 60,9% fand vor Anlage der peripheren Venenverweilkanüle eine Allgemeinanästhesie mit volatilen Anästhetika Anwendung (N2O oder sevofluran), 47,9% wurden mit Hilfe des Vene Viewing Systems AV300 kanüliert, 66,8% erhielten Midazolam als orale Prämedikation mit einem medianen zeitlichen Abstand von 43 (IQR = 35 bis 57) min und einer mittlere Dosis von 0,8 (IQR = 0,4 -1,3) mg / kg vor der Kanülierung. Die Quote der per primam erfolgreichen Punktionen lag bei 59,2% und die mediane Zeit bis zur erfolgreichen Kanülierung war 1 (IQR = 0,6 bis 3,0) min. Schmerz-Scores gemessen mittels BPS waren in der Regel am Ende der Kanülierung deutlich erhöht im Vergleich zu denen zu Beginn (Mittelwert ± Standardabweichung, 3,97 ± 1,639 im Vergleich zu 2,80 ± 0,951, t = 14,398, P <0,001), korrelierten jedoch mit den letzteren (r = 0,646, P <0,001). Bei 55,46% aller Patienten war die Schmerzstärke am Ende der Venenkanülierung höher. Allgemeinanästhesie (OR = 0,007, 95% CI, 0,002 bis 0,026), Geschlecht (OR = 0,36, 95% CI, 0,167 bis 0,777) und per primam erfolgreiche Punktionen (OR = 0,336, 95% CI, 0,156 bis 0,724) wurden in das endgültige Modell aufgenommen und spielten bei der Vorhersage der Schmerzzunahme eine protektive Rolle. Daneben, konnte orales Midazolam als Prämedikation (OR = 2,113, 95% CI, 1,118 bis 3,994) dazu beitragen, die Quote der per primam erfolgreichen Punktionen zu verbessern. Ähnliche Ergebnisse wurden in der Untergruppe der 4- bis 16-jährigen Patienten gewonnen, Schmerz-Scores von BPS korrelierten mit denen von FPS-R. Schlussfolgerungen Unsere Daten unterstützen, dass (1) Alter, Gewicht, Geschlecht, Vollnarkose, Größe der sterile Katheter, die Anzahl der Versuche, der Einsatz des Venen-Such-Systems (AV300) mit dem akuten Schmerz bei der Kanülierung peripherer Venen verbunden waren, (2) Prämedikation mit oralem Midazolam und/ oder Allgemeinanästhesie zur Schmerzlinderung während Venenkanülierung beitragen konnte, (3) der möglichen Schmerzzunahme während der peripheren Venenkanülierung bei jüngeren und/ oder männlichen pädiatrischen Patienten, niedrigeren Körpergewichts mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte, (4) FPS-R bei 4- bis 16-jährigen Patienten gut mit BPS in der Erfassung von Schmerzen korreliert.