Peripheral Intravenous Power Injection of Iodinated Contrast Media through 22G and 20G Cannulas: Can High Flow Rates Be Achieved Safely? A Clinical Feasibility Study

Zusammenfassung

Ziel: Moderne Untersuchungsprotokolle in der Computertomografie (CT) erfordern häufig hohe Flussraten bei der Injektion jodhaltiger Kontrastmittel (KM). Ziel der Studie war es, die maximalen Flussraten und die Stabilität verschiedener Venenverweilkanülen (VVK) in-vitro zu untersuchen und die Durchführbarkeit höherer Injektionsraten durch kleinlumige VVK in-vivo zu überprüfen. Material und Methoden: Bei verschiedenen VVK-Typen (22, 20 und 18 Gauge [G]) wurden zunächst in vitro Fluss- und Druckbelastungen durchgeführt. Für die in-vivo-Studie erhielten 91 Patienten mit liegenden 22G- oder 20G-VVK, die zu CT-Untersuchungen überwiesen wurden, KM (Iopamidol 300 mg Jod/ml) mit Flussraten zwischen 2 und 5 ml/s. Komplikationen wurden dokumentiert. Ergebnisse: In-vitro lag die maximal erreichbare Flussrate bei den getesteten VVK zwischen 5 und 8 ml/s. Nach den in-vitro-Belastungstests konnte kein Schaden der VVK beobachtet werden. In-vivo musste bei 33 von 91 (36 %) der Patienten die initial geplante Flussrate aufgrund schlecht anspülbarer Zugänge verringert werden. Ein Extravasat wurde bei 2 dieser Patienten beobachtet. Bei den übrigen 58 Patienten konnte das Standardprotokoll mit 3 ml/s (22G) und 5 ml/s (20G) durchgeführt werden. Hierbei trat ebenfalls 2-mal ein Extravasat auf (p > 0,05). Schlussfolgerung: In-vitro sind selbst relativ stark visköse KM über VVK der Größen 22, 20 und 18G rasch injizierbar, ohne dass das Material beschädigt wird. Eine in-vivo-Hochdruckinjektion mit jodhaltigem KM über 22G- und 20G-Kanülen scheint mit Flussraten von 3 bzw. 5 ml/s sicher möglich zu sein. Die Häufigkeit eines Extravasats unterscheidet sich hier nicht signifikant von der bei geringeren Flussraten.

Abstract

Purpose: Modern examination protocols for computed tomography (CT) often require high injection rates of iodinated contrast media (CM). The purpose of this study was to evaluate the maximum achievable flow rates and stability of different peripheral intravenous catheters (IVC) in vitro and to assess the feasibility of higher injection rates through small IVC in vivo. Materials and Methods: For in vitro experiments flow measurements followed by high pressure testing of different types of IVC (22, 20, and 18 gauge [G]) were performed. For the in vitro study 91 patients with already inserted 22 or 20G IVC who had been referred for CT received Iopamidol (300 mg iodine/ml) at flow rates between 2 and 5 ml/sec. Complications were documented. Results: The maximal achievable flow rate of the tested IVC in vitro ranged from 5 to 8 ml/sec. No damage was observed during in vitro testing. The initially targeted in vivo flow rate was dropped in 33 of 91 (36 %) patients because the IVC could not be flushed adequately with saline before CM injection. Extravasation of CM occurred in 2 cases. In the remaining 58 patients the standard CT protocol was performed with flow rates of 3 ml/sec through 22G IVC and 5 ml/sec through 20G IVC, respectively. In this group, the extravasation of CM was observed twice (p > 0.05). Conclusion: Even with highly viscous CM, high flow rates can be applied in vitro in 22, 20, and 18G IVC without risking material damage. In vivo power injection of iodinated CM through 22G and 20G IVC seems to be safely achievable in the majority of patients with flow rates of up to 3 ml/sec and 5 ml/sec. Extravasation rates do not differ significantly between patients with high-flow or low-flow injections.

Key words

CT - contrast agents - safety

References

• 1 Dewey M, Hoffmann H, Hamm B. CT-Koronarangiografie mittels 16 und 64 simultanen Detektorzeilen: intraindividuelle Vergleichsstudie.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 581-586
• 2 Knopp M, Kauczor H U, Knopp M A. et al . Einfluß von Viskosität, Kanülengröße und Temperatur bei der maschinellen Kontrastmittelapplikation in der Computer- und Magnetresonanztomographie.  Fortschr Röntgenstr. 1995;  163 259-264
• 3 Bellomi M, Petralia G, Sonzogni A. et al . CT perfusion for the monitoring of neoadjuvant chemotherapy and radiation therapy in rectal carcinoma: initial experience.  Radiology. 2007;  244 486-493
• 4 Bohner G, Förschler A, Hamm B. et al . Quantitative Perfusionsbildgebung mittels Mehrschicht-Spiral-CT bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 806-813
• 5 Herzog C, Zwerner P L, Doll J R. et al . Significant coronary artery stenosis: comparison on per-patient and per-vessel or per-segment basis at 64-section CT angiography.  Radiology. 2007;  244 112-120
• 6 Litmanovitch D, Zamboni G A, Hauser T H. et al . ECG-gated chest CT angiography with 64-MDCT and tri-phasic IV contrast administration regimen in patients with acute non-specific chest pain.  Eur Radiol. 2008;  18 308-317
• 7 Lopes L, Sousa R, Ruivo J. et al . The contribution of perfusion CT in stroke.  Acta Med Port. 2006;  19 484-488
• 8 Matsumoto M, Kodama N, Endo Y. et al . Dynamic 3D-CT angiography.  AJNR Am J Neuroradiol. 2007;  28 299-304
• 9 Mueller J, Jeudy J, Poston R. et al . Cardiac CT angiography after coronary bypass surgery: prevalence of incidental findings.  Am J Roentgenol. 2007;  189 414-419
• 10 Sahani D V, Kalva S P, Hahn P F. et al . 16-MDCT angiography in living kidney donors at various tube potentials: impact on image quality and radiation dose.  Am J Roentgenol. 2007;  188 115-120
• 11 Scheffel H, Leschka S, Plass A. et al . Accuracy of 64-slice computed tomography for the preoperative detection of coronary artery disease in patients with chronic aortic regurgitation.  Am J Cardiol. 2007;  100 701-706
• 12 Schlosser T, Mohrs O K, Magedanz A. et al . Assessment of left ventricular function and mass in patients undergoing computed tomography (CT) coronary angiography using 64-detector-row CT: comparison to magnetic resonance imaging.  Acta Radiol. 2007;  48 30-35
• 13 Schoellnast H, Deutschmann H A, Berghold A. et al . MDCT angiography of the pulmonary arteries: influence of body weight, body mass index, and scan length on arterial enhancement at different iodine flow rates.  Am J Roentgenol. 2006;  187 1074-1078
• 14 Setty B N, Sahani D V, Ouellette-Piazzo K. et al . Comparison of enhancement, image quality, cost, and adverse reactions using 2 different contrast medium concentrations for routine chest CT on 16-slice MDCT.  J Comput Assist Tomogr. 2006;  30 818-822
• 15 Silvennoinen H M, Hamberg L M, Valanne L. et al . Increasing contrast agent concentration improves enhancement in first-pass CT perfusion.  AJNR Am J Neuroradiol. 2007;  28 1299-1303
• 16 Sparacia G, Iaia A, Assadi B. et al . Perfusion CT in acute stroke: predictive value of perfusion parameters in assessing tissue viability versus infarction.  Radiol Med. 2007;  112 113-122
• 17 Jacobs J E, Birnbaum B A, Langlotz C P. Contrast media reactions and extravasation: relationship to intravenous injection rates.  Radiology. 1998;  209 411-416
• 18 Masui T, Katayama M, Kobayashi S. et al . Intravenous injection of high and medium concentrations of computed tomography contrast media and related heat sensation, local pain, and adverse reactions.  J Comput Assist Tomogr. 2005;  29 704-708
• 19 Federle M P, Chang P J, Confer S. et al . Frequency and effects of extravasation of ionic and nonionic CT contrast media during rapid bolus injection.  Radiology. 1998;  206 637-640
• 20 Behrendt F F, Bruners P, Keil S. et al . Impact of Different Vein Catheter Sizes for Mechanical Power Injection in CT: In Vitro Evaluation with Use of a Circulation Phantom.  Cardiovasc Intervent Radiol. 2008;  Epub ahead of print
• 21 Knollmann F, Schimpf K, Felix R. Jodeinbringungsgeschwindigkeit verschieden konzentrierter Röntgenkontrastmittel bei schneller intravenöser Injektion.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 880-884
• 22 Heusner T A, Kuehl H, Veit-Haibach P. et al . Hochkonzentriertes intravenöses Kontrastmittel in der PET/CT.  Fortschr Röntgenstr. 2008;  180 740-745
• 23 Stiller W, Kobayashi M, Koike K. et al . Erste Erfahrungen mit einem neuen Niedrigdosis-Mikro-CT.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 669-675
• 24 Gebauer B, Teichgraber U K, Hothan T. et al . Kontrastmitteldruckinjektion in Portkathetersysteme – Ergebnisse einer In-vitro-Studie.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 1417-1423
• 25 Cohan R H, Bullard M A, Ellis J H. et al . Local reactions after injection of iodinated contrast material: detection, management, and outcome.  Acad Radiol. 1997;  4 711-718
• 26 Wang C L, Cohan R H, Ellis J H. et al . Frequency, management, and outcome of extravasation of nonionic iodinated contrast medium in 69,657 intravenous injections.  Radiology. 2007;  243 80-87
• 27 Amaral J G, Traubici J, BenDavid G. et al . Safety of power injector use in children as measured by incidence of extravasation.  Am J Roentgenol. 2006;  187 580-583
• 28 Package insert of “Solutrast300”. http://www.fachinfo.de
• 29 Package insert of “GlucaGen”. http://www.fachinfo.de