1

Developing a pediatric RN administered nitrous oxide/oxygen program for a multi‐state hospital system: Challenges and Lessons

Teri Reyburn‐Orne, RN‐BC, MSN, CCPNP, CPNP‐AC

Banner Children’s

Conflict of Interest Disclosure

• Authors Conflicts of Interest;

– Teri Reyburn‐Orne, no conflict

Objectives

• Describe the DMAIC method of process improvement1

• Identify the structures included in aclinical practice guideline2

• Predict at least two potential challenges when creating a multi‐state practice guideline.

3

2

OVERVIEW OF NITROUS OXIDE

What is Nitrous Oxide (N2O)?

• Colorless gas at room temperature

• Liquefies under pressure

• Sweet smelling

• Classified as an anesthetic

• Very weak anesthetic compared to other inhaledanesthetics

• It is always mixed with oxygen during delivery

• It is NOT nitric oxide

Uptake & Distribution

• Inhaled weak anesthetic agent

• Highly insoluble

– Moves quickly across the alveolar membrane

– Does not bind with any blood elements

– Remains unchanged in the blood

– Uptake by the body is minimal thus equilibrium (amount needed to cross the blood‐brain barrier and give effect) is rapidly achieved

3

Mechanism of Nitrous Oxide

Possible mechanism of action

• Acts on brain and spinal cord opioid and NMDA receptors

• Related to release of endogenous neurotransmitters

• Neurotransmitters activate descending painpathways to inhibit transmission

• Analgesia involves a direct intraspinal anti‐nociceptive action rather than depression of limbic function

Outcomes of Actions

Amnestic

May be difficult to recall procedure

Anxiolytic

Increases relaxation and sense of well being

Analgesic

Decreases sensation of pain

Onset & Elimination

• Onset of action

– Peak effect within 3 to 5 minutes

• Elimination

– Almost completely through the lungs

– Due to insolubility, it is cleared within minutes

– Must be followed by oxygen administration for at least 3‐5 minutes

4

Our Motivation

• Safe and effective minimal sedation agent

• Quick recovery

• Helps with throughput

• Minimal side effects

• Limited NPO requirements

• Specific contraindications

• Decreases pain and suffering

STRUCTURE

Process Improvement Structure

• Clinical Consensus Group (CCG)

– All process improvement projects that involve theelectronic medical record and physician

– Multidisciplinary group

– Use DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control)

– Determine need for clinical practice guideline(CPG)

– Provide oversight

5

Clinic Practice Guideline

• Improve portion of DMAIC

– Define scope

– Design the tools

– Implement the process

• Control phase returns to CCG

– CPG responsible for data collection

DMAIC

• Define– RN administration of nitrous oxide/oxygen for minimal sedation safe and effective per literaturereview

– Patients suffering and traumatized by mildlypainful and frightening procedures

– Two independent programs developed within theBanner system

– No system standard for training andadministration

GOING THROUGH THE PROCESS

6

DMAIC

MeasureFacility One:

• Training done by outside experts from dentistry for entire group (RNs/MDs)

• No quality or safety databeing collected

• No standardized charting

Facility Two:

• Training done at outside N2O/O2 leading children’s hospital for super‐user RNs

• Super‐users developedtraining for RNs/MDs

• Quality and safety datacollected

• Developed standardizedcharting

DMAIC

• Analyze

– No standardization

– Current users want to expand to other departments

– Other facilities wanting to introduce modality

Opportunities

• Explore the strengths and weakness of currentstate at each facility

• Agreement of what the standard should be

• Alignment of practice

• Accountability to follow new guidelines

7

DMAIC• Improve

– Clinical practice guideline workgroup formed

• Identify best practice

• Standardize training

• Standardize documentation

• Standardize safety

• Standardize data collection

CPG WG Membership

• Multidisciplinary– MDs – RNs– Regulatory– IT

• Multi‐facility– Both facilities currently using N2O/O2– Future users

• Multi‐departmental– Medical Imaging– Emergency Department– Intensive Care– Anesthesiology

THE CLINICAL PRACTICE

8

The Clinical Practice Guideline

• Overview

• Practice Statement

• Clinical approach

The CPG‐ “Overview”

• For pediatric inpatients and outpatients requiring minor procedures that cause anxiety and/or pain, nitrous oxide/ oxygen (N2O/O2 )sedation can be used to provide minimal or procedural sedation. Evidence supports the use of nitrous oxide in children due to its rapid onset and rapid recovery. Nitrous oxide moves quickly across the alveolar membrane and does not bind with any blood elements, and remains unchanged in the blood. Also, due to itsrelative insolubility uptake by the body is minimal so equilibrium is rapidly achieved.  Nitrous oxide acts on brain and spinal cord opioid and NMDA receptors thus decreasing the sensation of pain, increasing relaxation resulting in a sense of well being.  Nitrous oxide/oxygen is an analgesic, amnestic and anxiolytic.

Practice Statement

• Defines the population covered by the CPG

• States the rationale

• Summarizes the research support

9

Practice Statement and Rationale

• Practice statement restates the overview• Rationale: Pediatric patients continue to have under treated pain as recognized by the American Academy of Pediatrics, American Pain Society and American Pain Management Nursing Society. Nitrous oxide/oxygen sedation via a nitrous oxide/oxygen blender has been shown to provide adequate pain and anxiety relief in children,8, 10, 11, 16, 19, 23 with minimal adverse events, 3,13, 16, 24, 25 for the procedures such as those listed in Appendix B. 6, 8, 10, 11, 16, 18, 19, 22 It has also been shown to be more time efficient due to its rapid onset and rapid recovery than other sedation medications used for minimal and procedural sedation. 11, 17

Clinical Approach

• Overview

– Uses

– Exclusion criteria

– Safety monitoring

– Required training for physicians, nurse practitioners and physician assistants (LIP)

– Does not define nursing scope of practice

– Does not give specifics of how to administer

Approval Process

• Committee approval– Pediatrics– Anesthesia– Emergency Department

• Clinical Consensus Group– Peri‐op– Emergency– Pediatric

• Care management– Oversees all CCGs and CPGs – All CPGs require their approval

10

MAKING IT A REALITY

Design Phase

• Process flow• Equipment to be used

– Blender– Mask or nasal hood– Scavenging– Dosimetry testing

• Nursing Policy• Nursing education• LIP education• Credentialing requirements for LIPs (recommendation only)• Patient education

11

Challenge

• C‐suite approval

• Approval from committees

• Availability of scavenging systems

• Funding

– Construction

– Purchase of equipment

• Fear of the unknown/unfamiliar

Equipment

• Porter blender system

• Sedation system mask vs nasal mask

• Scavenging

• Dosimetry

12

Nursing Policy

• Training for nurses

• Scope of practice

• Administration step‐by‐step

• Patient monitoring

• Documentation

• Appendix– Contraindications

– Appropriate procedures for use

Education

• Nurses– 6 hours total education (standard set by AZBN)

• 1 hour moderate sedation training• 2 hours of didactic and 2 hands‐on training • Post‐test• Three completed cases‐observed and checked off

• LIPs– Receive Banner CME

• Complete assigned reading• 2 hours of hand‐on training• Post‐test

– Or• Provide proof of training and competency from outside program

Implementation

• Facility leads are identified

– Responsible for roll out, oversight and compliance

• Tool kit posted on SharePoint

• Meeting held with facility leads

13

Challenges

• Scope of RN practice varies by state

– Arizona within RN scope

– Colorado within RN scope

– Alaska not within RN scope

• Alaska presented to board of nursing

• Approved use at 60% maximum (CPG states 70%)

• Nursing policy addendums needed

Challenges

• Each facility must get approvals from medicalcommittees

– Colorado approved but no LIP on site at all times (CPG required physician readily available)

– Alaska approved with difficulty

Challenges

• Training– Monies to support training

• Send nurses to AZ for initial training

• Send trainer to outside facility

• Hourly pay for nurses to provide and complete training

– Nurses must have AZ license to get patient hands‐oncompetencies completed

– Trainer must have in‐state RN license to demonstrate giving to patients

– Physicians must be available for training when out ofstate trainer is present

14

DMAIC• Control

– Identify outcomes

• Number of patients

• Age of patients

• Maximum concentration of nitrous oxide

• Side effects

• Serious complications

• Parent/patient satisfaction

Challenges

• Data collection

– Manual vs digital

– Need EMR report to run

– Not a priority for IT

– Reporting is mandatory part of CPG

Our Outcomes

15

Not Dictated by CPG

• Facility specific

– Scavenging system to be used

• WAGD vs suction

– Credentialing criteria

• Medical staff structure

– Which nurses to train

• Focused group vs every nurse

– Cost recovery

• No CPT code

CCMC Credentialing Criteria

QUESTIONS??

“Never doubt that a small group of thoughtful, committed citizens can change the world; indeed, it's the only thing that ever has.” Margaret Mead

16

Babl, F. E., Oakley, E., Seaman, C. (2008). High‐concentration nitrous oxide for procedural sedation in children: 

Adverse events and depth of sedation. Pediatrics, e528‐e532.

Bar‐Meir, E., Zaslansky, R., Regev, E. (2006). Nitrous oxide administration by the plastic surgeon for repair of 

facial lacerations in children in the emergency room. Plastic Reconstructive Surgery , 117, 1571‐1575.

Burnweit, C., Diana‐Zerpa, J. A., Nahmad, M. H. (2004). Nitrous oxide analgesia for minor pediatric surgical 

procedures: An effective alternative to conscious sedation. Journal of Pediatric Surgery, 39, 495‐499.

Clark, M. S., &  Brunick, A. L. (2008, 3rd ed.). Handbook of nitrous oxide and oxygen sedation . St. Louis, MI: 

Mosby Elsevier.

Farrell, M. K., Drake, F. J., Rucker, D. (2008). Creation of a registered nurse‐administered nitrous oxide sedation 

program for radiology and beyond. Pediatric Nursing , 34, 29‐36.

Fishman, G., Botzer, E., Marouani, N., & DeRowe, A.(2005). Nitrous oxide‐oxygen inhalation for outpatient 

otologic examination and minor procedures performed on the uncooperative child. Journal of Pediatric 

Otorhinolaryngology , 69, 501‐504.

Frampton, A., Browne, G. J., Lam, L. T., & Lane, L. G. (2007). Nurse administered relative analgesia using high 

concentration nitrous oxide to facilitate minor procedures in children in an emergency department. 

Emergency Medical Journal , 410‐413.

References

Kanagasundaram, S. A., Lane, L. J., Cavalletto, B. P. (2001). Efficacy and safety of nitrous oxide in alleviating 

pain and anxiety during painful procedures. Archive of Disease in Childhood , 84, 492‐495.

Luhmann, J. D., Kennedy, R. M., Jaffe, D. M., & McAllister, J. D. (1999). Continuous‐flow delivery of nitrous 

oxide and oxygen: a safe and cost‐effective technique for inhalation analgesia and sedation of pediatric 

patients. Pediatric Emergency Care, 15, 388‐392.

Luhmann, J. D., Kennedy, R. M., Porter, F. L., & al, e. (2001). A randomized clinical trial of continuous‐flow 

nitrous oxide and midazolam for sedation of young children during laceration repair. Annals of 

Emergency Medicine , 37, 20‐27. 

Reinoso‐Barbero, F., Pascual, S. I., de Lucas, R. (2011). Equimolar Nitrous oxide/oxygen versus placebo for 

procedural pain in children: A randomized trial. Pediatrics, e1464‐e1470.

Ransom, E.R., Joshi, M.S., Nash, D.B & Ransom, S.B. (2008). Health Care Quality Book: Vision, Strategy, and 

Tools (2nd ed.). Chicago, Il: Heath Care Administration Press. Washington D.C.: AUPHA Press.

Sandy, N. S., Nguyen, H. T., Ziniel, S. I., & al, e. (2011). Assessment of parental satisfaction in children 

undergoing voiding cystourethrography without sedation. Journal of Urology , 658‐662.

Zier, J. L., Kvam, K. A., Kurachek, S. C., & Finkelstein, M. (2007). Sedation with nitrous oxide compared with no 

sedation during catheterization for urologic imaging in children. Pediatric Radiology , 37, 678‐684.