Anatomic variant of the internal jugular vein and its importance in vascular access for hemodialysis.

The right internal jugular vein is considered the best route for vascular access, because of low complication rates and satisfactory flow during hemodialysis, due to its straight route to the right atrium. This paper reports the identification, prior to puncture, of an anatomic variant position of the internal jugular vein in relation to the common carotid artery. The benefit of this prior identification is highlighted, emphasizing the importance of performing vascular Doppler ultrasound rather than using only external anatomical observation for puncture of the internal jugular vein.

INTRODUCTION

The internal jugular vein (IJV) is an extremely important option for central venous access for many different purposes, including hemodialysis (HD), for example. The IJV and the other cephalic veins undergo a complicated process of embryonic development, with countless opportunities for abnormal development, regressions, or anastomoses, creating many different anatomic variants.1

Before puncturing the IJV, it is imperative to identify the anatomic structures of the specific patient involved, in order to avert complications such as inadvertent arterial puncture, pneumothorax, hemothorax, chylothorax, hematoma, brachial plexus injury, gaseous emboli, catheter knotting, arrhythmia, arteriovenous fistula, ruptured right atrium, vocal chord paralysis, and severe respiratory obstruction. These complications all contribute to increased morbidity, extended hospital stays, and increased hospital costs.2 - 5

Variants in the positions of the vessels commonly employed for catheter access comprise a pitfall that increases complication rates.2 , 3 This is why detecting anatomic variants of the IJV using vascular ultrasound with Doppler (USD) results in higher insertion success rates, as emphatically recommended by the National Kidney Foundation (NKF KDOQI)™ since 1997.6

This article describes identification of an anatomic variant in the position of the IJV in relation to the common carotid artery (CCA) using USD and discusses, with a review of the literature, the benefits of employing this practice before puncturing the IJV.

CASE DESCRIPTION

A 76-year-old male patient with chronic renal failure with indications for HD underwent USD of the cervical and proximal veins of the upper limbs for analysis and selection of the ideal vein for puncture and insertion of the HD catheter.

The ultrasound scan (Philips© Affiniti 50) with linear transducer (L/12-3 MHz), detected the right IJV in the expected anatomic position, i.e. superficial and lateral to the right CCA, but showed an anatomic variant of the left IJV, which had an adequate diameter but was located medially and at the same level as the path taken by the left CCA (Figures 1 and 2).

Figure 1

Vascular ultrasound with Doppler (mode B) of the left cervical area, showing the position of the internal jugular vein medial to the path of the common carotid artery (at the same level and at a distance < 10 mm).

Figure 2

Vascular ultrasound with color Doppler of the left cervical area, showing the position of the internal jugular vein (IJV) medial to the path of the common carotid artery (CCA).

DISCUSSION

The IJV is responsible for drainage of the majority of the structures in the cranial cavity and the deeper portions of the face and neck.7 It originates at the base of the skull, in the posterior compartment of the jugular foramen, running distally in the vertical direction within the carotid sheath. Its route runs lateral to the internal carotid branch and the CCA.7

The IJV is the largest vein in the head and neck region and as the continuation of the sigmoid sinus it drains the intracranial, orbital, and superficial structures of the face and neck.8 , 9

During development of the cranium, the first vessel identified is the ventral pharyngeal vein, which drains the major part of the mandible bone and the hyoid arch to the common cardinal vein. As the neck grows longitudinally, its drainage derives the cranial portion of the precardinal veins, also known as the anterior cardinal veins. These, in turn, will become the right and left internal jugular veins.8 , 10

The medical literature contains a small number of studies investigating anatomic variants of the IJV, primarily with fetal samples. Pillay et al.9 described the results of dissections of 80 fetuses, demonstrating that 1/80 (1%) specimens exhibited a Y-shaped IJV; 2/80 (3%) specimens had an IJV divided in two that were tributaries of the external jugular vein superiorly and inferiorly.

Mumtaz and Singh11 conducted a review analyzing 1,197 cases, reporting the following IJV variants: bifurcation (4 cases), duplication (14), fenestration (16), trifurcation (1) and posterior tributary (5). They did not report variants involving a jugular vein lateral to the CCA.

In the majority of clinical conditions, access to the IJV is easily obtained using external anatomic references, which is a technique that is considered safe and easy, with success rates of 85 to 99%, and is therefore used by physicians working in several different specialties. However, difficulties can occur in a significant percentage of cases. The rate of puncture failure with this access varies from 7 to 19.4%, depending on the experience of the operator.5 , 12

A study conducted in July 2016 showed that Brazil had an estimated 122,825 patients on dialysis, 92% of whom were on HD and 8% of whom were on peritoneal dialysis. A central venous catheter is used in 20.5% of cases.13

Complications related to central venous puncture for HD catheter fitting can be divided into three categories: mechanical, thromboembolic, and infectious.

Anatomic variants are potential causes of mechanical complications, identified in 30% of cases, according to Gallieni.12 In the Western population, anatomic variant rates exceeding 12% of patients have been reported, mostly small venous diameters. The IJV is generally at least twice the size of the CCA, at around 9.1 to 10.2 mm.

Anatomic assessment of the IJV in patients with uremia can be performed using USD to analyze: vein diameter, considering ≥ 5 mm adequate; normal location in relation to the CCA, i.e., superficial and lateral with a maximum distance of 10 mm between them; and unilateral or bilateral occurrence.2

Doppler ultrasound increases the safety and efficacy of the technique for percutaneous cannulation of the IJV and can guide the puncture needle and rapidly establish reasons for failure, reducing risk and patient discomfort. The technique is useful when an anatomic reference is distorted or cannot be located, as can happen in patients with short necks, obesity, or a history of previous punctures, or who have undergone radiotherapy and surgery in the neck area.5

In a study by Denys and Uretsky5 that analyzed 200 patients, 5.5% had an IJV that did not correspond to the site predicted by external markings. In 3%, the IJV was in the expected position, but with a small caliber, making it a difficult target. In 8.5% of cases, the IJV anatomy was sufficiently aberrant to complicate access via blind methods. These findings could contribute to the 10% failure rate even with experienced operators when the puncture by anatomic observation technique is used. The risk increases the more medial the puncture site.

In a study by Prasad et al.,14 the IJV was in the lateral and anterolateral position in 86.66% of cases on the right and in 85% on the left, which is the safe position for anatomic reference-based puncture. In a survey conducted by Maecken and Grau,15 the rate of an IJV medial of the CCA found in studies that used ultrasound varied from 0 to 5.5%, as illustrated in Figure 3. Lim et al.16 analyzed tomographic images, identifying an IJV medial of the CCA in 1.1% of cases, confirming the rarity of finding the vein completely medial of the artery.

Figure 3

Diagram illustrating the relationship between the left internal jugular vein (IJV) and the left common carotid artery (CCA), shown in the center in red. 1. IJV medial of the CCA, incidence of 0-5.5% of cases; 2. IJV anterior of the CCA, 0-16%; 3. IJV anterolateral of the CCA, 9-92%; 4. IJV lateral of the CCA, 0-84%; 5. IJV more than 10 mm lateral of the CCA, 0-4%; 6. IJV posterior of the CCA, 0-9%.

Figure 3 illustrates the possible anatomic variants of the IJV, on the left in this case, as in our case report. It also shows the frequencies of each finding in the review performed by Maecken and Grau.15 Cases in which the IJV was not located or was thrombosed accounted for 18% of the total.

The most recent KDOQI guidelines set an objective of 65% autogenous accesses for dialysis patients, with a rate of catheter use of less than 10% in the absence of a satisfactory autogenous access. Patency rates for prosthetic accesses should exceed 2 years, with a thrombosis rate of less than 0.5 episodes/patient year, and an infection rate lower than 10% over the service life of the access.17

In view of the above, it is clear how important it is to use USD to locate and to judge the feasibility of puncture of the IJV, or any other central vein, in patients with a need for HD access, thereby preventing complications that could be caused by anatomic variations.

INTRODUÇÃO

A veia jugular interna (VJI) é de suma importância como acesso venoso central para diversos propósitos, por exemplo a hemodiálise (HD). A VJI e as outras veias cefálicas apresentam uma história complicada de evolução embrionária, com inúmeras oportunidades para desenvolvimento anormal, regressões ou anastomoses, gerando diversas variações anatômicas1.

Antes de se realizar a punção da VJI, é imperativo o reconhecimento das estruturas anatômicas específicas do paciente visando evitar complicações, tais como: punção arterial inadvertida, pneumotórax, hemotórax, quilotórax, hematoma, lesão de plexo braquial, embolia gasosa, nó do cateter, arritmia, fístula arteriovenosa, ruptura do átrio direito, paralisia de corda vocal e obstrução respiratória severa. Todas essas complicações contribuem para o aumento da morbidade, o prolongamento da internação e o aumento dos custos hospitalares2 - 5.

As variações de posicionamento dos vasos comumente utilizados para fornecer acesso aos cateteres são uma armadilha que aumenta os índices de complicações2 , 3. Por isso, a detecção das variações anatômicas da VJI por meio da ultrassonografia vascular com Doppler (USD) resulta em taxas maiores de sucesso do implante, sendo amplamente recomendada pela National Kidney Foundation (NKF KDOQI)™ desde 19976.

Neste trabalho é relatada a identificação de uma variação anatômica da posição da VJI em relação à artéria carótida comum (ACC) por meio de USD e é discutido, por meio de revisão de literatura, o benefício dessa prática antes de se realizar a punção da VJI.

DESCRIÇÃO DO CASO

Paciente masculino, 76 anos, portador de insuficiência renal crônica com indicação de HD, submetido a USD das veias cervicais e proximais dos membros superiores para análise e seleção da veia ideal para a punção e implante do cateter de HD.

O exame ultrassonográfico (Philips © Affiniti 50), transdutor linear (L/12-3 MHz), detectou a VJI direita em posição anatômica habitual, ou seja, superficial e lateral à ACC direita; porém, identificou uma variação anatômica na VJI esquerda, que apresentava com diâmetro adequado mas estava posicionada medialmente e no mesmo nível do trajeto da ACC esquerda (Figuras 1 e 2).

Figura 1

Ultrassonografia vascular com Doppler (modo B) cervical à esquerda demonstrando o posicionamento da veia jugular interna medial ao trajeto da artéria carótida comum (mesmo nível e a uma distância < 10 mm).

Figura 2

Ultrassonografia vascular com Doppler colorido cervical à esquerda demonstrando o posicionamento da veia jugular interna medial ao trajeto da artéria carótida comum.

DISCUSSÃO

A VJI é responsável pela drenagem da maior parte das estruturas da cavidade craniana e das porções profundas da face e do pescoço7. Origina-se na base do crânio, no compartimento posterior do forâmen jugular, seguindo distalmente em sentido vertical na bainha carotídea. Durante seu curso, localiza-se lateralmente ao ramo carotídeo interno e à ACC7.

A VJI é a maior veia da região da cabeça e do pescoço e sua continuação do seio sigmoide drena as estruturas intracranianas, orbitais e superficiais da face e do pescoço8 , 9.

Com o desenvolvimento do crânio, o primeiro vaso identificado é a veia faríngea ventral, que drena a maior parte do osso da mandíbula e do arco hioide para a veia cardinal comum. À medida que o pescoço cresce longitudinalmente, sua drenagem deriva para a porção cranial das veias pré-cardinais, também denominadas de veias cardinais anteriores. Essas, por sua vez, se tornarão as veias jugulares internas direita e esquerda8 , 10.

A literatura médica é escassa em estudos que avaliem as variações anatômicas da VJI, principalmente com amostra em fetos. Pillay et al.9 descreveram os resultados da dissecção de 80 fetos, demonstrando que 1/80 (1%) dos espécimes apresentavam a VJI em formato de “Y”; 2/80 (3%) dos espécimes apresentavam a VJI dividida em duas e sendo tributária da veia jugular externa superior e inferiormente.

Mumtaz e Singh11, em uma revisão que analisou 1.197 casos, cita as seguintes variações da VJI: bifurcação (4 casos), duplicação (14), fenestração (16), trifurcação (1) e tributária posterior (5). Contudo, não se verifica relato de variações quanto à lateralidade da veia jugular em relação à ACC.

Na maioria das condições clínicas, o acesso à VJI é facilmente obtido utilizando as referências anatômicas externas, técnica considerada segura e fácil, com taxa de sucesso de 85% a 99%, sendo por isso utilizada por médicos de várias especialidades. Entretanto, pode ocorrer dificuldade em um percentual significativo dos casos. A taxa de falha de punção desse acesso varia de 7% a 19,4%, a depender da experiência do operador5 , 12.

Um estudo realizado em julho de 2016 mostra que o Brasil contabiliza um número total estimado de 122.825 pacientes em diálise, sendo que 92% deles estão em HD e 8% em diálise peritoneal. O cateter venoso central é utilizado em 20,5% dos casos13.

As complicações de punção venosa central para o implante de cateter de HD podem ser divididas em três categorias: mecânicas, tromboembólicas e infecciosas.

As variações anatômicas são causas potenciais de complicações mecânicas, sendo identificadas em 30% dos casos, segundo Gallieni12. Na população ocidental, têm sido reportadas taxas superiores a 12% de pacientes com variações anatômicas, principalmente diâmetros venosos reduzidos. Habitualmente, a VJI apresenta pelo menos o dobro do tamanho da ACC, com cerca de 9,1 mm a 10,2 mm.

A avaliação anatômica da VJI em pacientes urêmicos pode ser realizada pela USD, na qual são analisados: diâmetro da veia, considerando-se adequado ≥ 5 mm; localização habitual em relação à ACC, ou seja, superficial e lateral com distância máxima entre elas de 10 mm; ocorrência uni ou bilateral2.

A USD adiciona segurança e eficiência à técnica da canulação percutânea da VJI, podendo guiar a agulha de punção e rapidamente estabelecer a sua razão de falha, diminuindo o risco e o desconforto do paciente. Essa técnica é boa quando a referência anatômica está distorcida ou não evidente, como ocorre em pacientes com pescoço curto, obesos, com histórico de punções prévias ou submetidos a radioterapia e cirurgia na região do pescoço5.

No estudo de Denys e Uretsky5, que analisou 200 pacientes, 5,5% deles apresentavam a VJI não correspondente ao local predito pela marcação externa. Em 3%, a VJI estava na posição esperada, porém com calibre reduzido, tornando-se um alvo difícil. Em 8,5% dos casos, a anatomia da VJI era suficientemente aberrante para complicar o acesso por meio de método às cegas. Esses achados podem contribuir para a taxa de falha de 10% mesmo entre operadores experientes, quando a técnica de punção por reparos anatômicos é empregada. O risco aumenta quanto mais medial for a punção.

No estudo de Prasad et al.14, a VJI encontrava-se em posição lateral e anterolateral em 86,66% dos casos à direita e em 85% à esquerda, correspondendo à posição segura para punção baseada em referenciais anatômicos. Em um levantamento realizado por Maecken e Grau15, o achado de VJI medial à ACC em estudos que usavam o exame ultrassonográfico variou de 0 a 5,5%, conforme ilustrado na Figura 3. Lim et al.16, ao analisarem imagens tomográficas, identificaram VJI medial à ACC em 1,1% dos casos, corroborando a raridade do achado da veia completamente medial à artéria.

Figura 3

Representação da relação da veia jugular interna (VJI) esquerda em relação à artéria carótida comum (ACC) esquerda, esta representada ao centro em vermelho. 1. VJI medial à ACC, incidência de 0-5,5% dos casos; 2. VJI anterior à ACC, 0-16%; 3. VJI anterolateral à ACC, 9-92%; 4. VJI lateral à ACC, 0-84%; 5. VJI a mais de 10 mm lateral à ACC, 0-4%; 6. VJI posterior à ACC, 0-9%.

A Figura 3 ilustra as possíveis variações anatômicas da VJI, no caso representada à esquerda como em nosso relato de caso, bem como a frequência de seus achados conforme revisão realizada por Maecken e Grau15. Os casos em que a VJI não era visualizada ou apresentava-se trombosada chegavam a até 18% do total.

As diretrizes KDOQI mais recentes preconizam como objetivo o emprego de 65% de acessos autógenos entre os pacientes de diálise, com taxa de utilização de cateteres menor que 10% na ausência de um acesso autógeno satisfatório. Os índices de permeabilidade para acessos protéticos devem ser superiores a 2 anos, com taxa de trombose inferior a 0,5 episódio/paciente ao ano e taxa de infecção inferior a 10% ao longo da vida útil do acesso17.

A partir do exposto, verifica-se a importância do uso de USD para a localização e viabilidade da punção da VJI ou de qualquer outra veia central em pacientes com necessidade de acesso para HD, prevenindo-se complicações que podem advir de variações anatômicas.