PulmCrit - Hvordan å konvertere en VBG til en ABG

Forord

Dette innlegget er om et forskningsprosjekt jeg gjorde som en lunge intensivavdeling andre i 2011. For å forstå det, må du vite litt om historien bak det.

jeg hadde noen ideer for å konvertere VBG-verdier i ABG verdier. For å undersøke videre, jeg ba om post-publisering av data fra flere forskere som hadde publisert studier som sammenlignet ABG vs. VBG data. Mange sjenerøst delte sine data med meg.

Basert på disse dataene, utviklet jeg formler for konvertering av VBG-verdier i ABG verdier., Dette arbeidet ble i utgangspunktet sendt til Critical Care Medicine, der den ble avvist. Ingen store feil ble funnet i analysen, men det ble ansett for å være irrelevant (en anmelder skrev «Denne meta-analysen beskriver også en måte å beregne ABG fra VBG. Men om denne informasjonen er nyttig i klinisk praksis er diskutabel»)(1).

manuskriptet ble revidert litt og sendt til et annet bilag. En av revisorer valgt av journal var en etterforsker som hadde gitt meg den høyeste kvalitet data i papir., Undersøkeren (som jeg vil kalle Dr. No) kan ha vært bekymret for at manuskriptet skulle konkurrere med sitt eget arbeid. Han trakk seg tillatelse til å bruke sine data.

Uten Dr. No ‘ s data, manuskriptet ble ikke publiserbare. Jeg nådd ut til noen ekstra etterforskere som hadde nylig publiserte data, og fikk en frisk dataset. Men jeg kunne ikke finne noe som passet Dr. No ‘ s data (han hadde møysommelig målt ABG og VBG verdier i en nesten samtidig mote, noe overraskende presise resultater).

År gått., Det har veid på meg at jeg ikke klarte å publisere disse resultatene, som jeg fortsatt mener er gyldig og potensielt nyttig. Nå som jeg er en blogger, jeg kan presentere forskningen sin i bloggen min. Jeg har bearbeidet data fra Dr. No (inkludert hans eller hennes identitet) for å unngå potensielle etiske eller personlige konflikter.

Teori

Det opprinnelige konseptet er enkelt, om enn kanskje over-forenklet. Tenk deg at blodet strømmer fra radial arterien til en vene i hånden. Vev i hånd trekke ut oksygen og avgir karbondioksid (i et forholdstall lik respiratorisk kvotient)., Hvis vi antar at de fleste pasientens hender har en lignende respiratorisk kvotient, da endring i CO2 mellom arteriell og venøs gass bør være proporsjonal endring i innhold av oksygen (der k1 er en empirisk utledet konstant):

Det neste spørsmålet er hvilken effekt denne endringen i CO2 vil ha på pH. Forholdet mellom pH og CO2 er komplekse, basert delvis på Henderson-Hasselbach ligningen. Imidlertid, den første-ordens tilnærming av hvilken som helst kurve er en rett linje., Dermed endring i pH kan tilnærmes som er proporsjonal med endringen i karbondioksid:

Dette skaper metning modell, som kan oppsummeres som følger (der k1 og k2 er empirisk utledet konstanter):

Dette gir en måte å beregne ABG verdier basert på en kombinasjon av VBG verdier plus samtidig puls oksymetri. Dessverre, de fleste VBGs ikke oppnås ved et samtidig puls oksymetri. Det ville være fint å ha en måte å konvertere et VBG direkte inn i en ABG, uten å vite arteriell oksygenmetning., Dette kan gjøres med bruk av en tredje forutsetning.

forskjellen i oksygenmetning er forskjellen mellom venøs og arteriell oksygenmetning (vist nedenfor). Venøs oksygenmetning varierer ganske mye, mellom ca 10% -95%. I mellomtiden, blant innlagte pasienter, arteriell oksygenmetning er opprettholdt i en tight range (vanligvis mellom 88-100%). Derfor det store flertallet av variasjonen i forskjellen i oksygenmetning kommer fra variasjoner i venøs oksygenmetning., Variasjonen i arteriell oksygenmetning er så lave at det kan tilnærmes som null (ved å sette pasientens arteriell oksygenmetning lik den gjennomsnittlige oksygen metning av hele pasienten befolkningen).

Denne tilnærming gir oss mulighet til å skape forenklede metning modellen, som er i stand til å estimere ABG verdier som er direkte basert på VBG verdier:

Denne modellen er ikke perfekt., Men, det er nok bedre enn den vanligste metoden som brukes i litteraturen, som er å forholde seg arteriell og venøs parametre til hver andre direkte ved hjelp av lineær regresjon ligninger (der c1-c4 er konstanter):

Kilde data

Seksten studier ble identifisert fra litteratur søk som er relevante for vurdering. Av disse tre studier som involverer 314 pasienter ble analysert., Tretten studier ble avvist for analyse av følgende grunner: det korresponderende forfatter ikke svare på vår forespørsel om å analysere sine data (7), tilsvarende forfatteren var i stand til å finne data (4), data som ikke inneholder oksygen-metning verdier (1), og dataene ble internt i strid med rapportert bicarbonate verdier som skilte seg vesentlig fra de som er beregnet ved hjelp av Henderson-Hasselbach ligning (1)., Siden en av disse tre studiene inneholdt en kontrollgruppe, denne studien ble definert som å ha to pasientgrupper, og derfor en av totalt fire pasientgrupper ble analysert. Data fra to pasienter i to ulike studier ble sensurert (i ett tilfelle fordi pCO2 ble umåtelig høy, og i et annet tilfelle fordi venøs oksygenmetning var >25% høyere enn arteriell oksygenmetning).,

Egenskaper av kilde-data er vist her (Ak 2006, Ibrahim 2011, O ‘ Connor 2011):

Validering av grunnleggende forutsetninger i metning modell

metning modellen forutsier eksistensen av to lineært forhold som bør finnes i alle datasett. Disse datasettene støtter eksistensen av en universell og lineær sammenheng (røde linjer i hvert sett av tallene nedenfor har matchende skråninger):

Sammenligning av at metning modell vs. direkte correlational modell

Som ser hyggelig ut, men vi må være litt mer presis., La oss starte med å analysere disse datasettene ved å bruke den direkte correlational modell (under), som er den vanlige måten å se på disse datasettene.

Hvis vi beregne konstanter som er involvert i disse ligningene fra forskjellige datasett, tallene er all over the place (tabell nedenfor). Dermed, denne strategien er i stand til å gi et universelt ligning som kan forholde seg arterielle og venøse blodet gass verdier. Tilsvarende variasjon er viktige ved vurdering av den publiserte litteraturen om ABG vs., VBG sammenligningen, og forklare hvorfor disse ligningene har ikke fått klinisk godkjenning.

Nå, la oss analysere dette data ved hjelp av metning modell (under). Konstantene som er innhentet fra hver dataset som er i samsvar med hverandre. Dette innebærer at det kan være mulig å bruke metning modell for å lage en universelt ligningen for å konvertere VBG-verdier i ABG verdier.

Siste resultat

metning modell og forenklet metning modellen hadde samme ytelse for å konvertere fra VBG i ABG verdier., Den siste ligningene avledet til å konvertere fra VBG å ABG-verdiene er som følger:

Nøyaktighet?

Her er der ting faller fra hverandre uten Dr. No ‘ s data. I å analysere disse forskjellige datasett, er den primære driveren av nøyaktighet er ikke selve modellen, men snarere korrektheten av de underliggende dataene (f.eks. tidsintervallet mellom VBG og ABG, behandling av ABG og VBG prøver, etc.).,

Ett problem som ligger i nesten alle studier som sammenlignet VBG å ABG verdier er at alle feil er skylden på VBG-ABG forskjeller, ignorerer følgende:

Feil involvert i prøvetaking av arterielle og venøse blodet (f.eks. gass bobler).
Feil involvert i forsinkelse for analyse.
Endringer i blod gass verdier over tid (kan svinge raskt).

Samlet sett er det lett å overvurdere den feil som er involvert i ekstrapolere fra VBG å ABG prøver (basert på ovennevnte kilder). Imidlertid er det vanskelig å undervurdere denne feilen på tvers av hele datasettet., Dermed er det data som tyder på det laveste feil er nærmest den sanne feil involvert i ekstrapolering fra VBG å ABG data (2).

Dr. Ingen data var den mest presise (muligens fordi det kreves bestemte tidsintervaller mellom ABG og VBG-prøver). Disse dataene tyder på at en forenklet metning modellen kan forutsi ABG verdier med en presisjon som kan være egnet for klinisk bruk. Av merk, det er diskutabelt nøyaktig hvor mye feil i en ABG måling er akseptabelt (for eksempel, er en 95% konfidens intervall på +/- 0.03 pH-enheter og +/- 5 mm pCO2 nøyaktig nok?)., Jeg vil argumentere for at viktige beslutninger bør ikke være basert på forskjeller i ABG eller VBG-verdier.

ABG verdier er vanligvis tatt som gull-standarden for pH vurdering. Det må imidlertid bemerkes at klinisk stabile pasienter har tilfeldige svingninger i pH og pCO2 med et standard avvik på 0.015-0.02 og 1,5-3 mm, henholdsvis (4). Dette igjen legger vekt på at små forskjeller i ABG verdier ikke er klinisk relevant. For eksempel, en av de klassiske feilene i ABG tolkning er over-tolking tilfeldig variasjon i sekvensiell ABG målinger.,

Validering med et annet datasett

En feil i analysen ovenfor er at datasett ble brukt til å generere koeffisientene i regresjonsligningen, og deretter regresjonsligningen ble testet på disse samme datasett. Dette gir mulighet for sirkulær logikk.

Påfølgende mislykkede publisering forsøk som er beskrevet ovenfor, er jeg bedt om data fra forskere som hadde mer nylig publiserte artikler. Jeg ble vennlig utstyrt med en dataset fra Dr. Geraldine McMahon fra henne publisering (McCanny 2012).,

nøyaktigheten av tre metoder for å tolke VBG-verdier ble testet ved hjelp av denne data:

Estimere ABG verdi som tilsvarer VBG-verdien (som er ofte gjort i klinisk praksis).
Konvertering av VBG-verdier i ABG verdier ved hjelp av en metode som er publisert av LeMoel 2013.
Konvertering av VBG-verdier i ABG verdiene ved hjelp av den forenklede metning modell med koeffisienter utledet ovenfor.

Nedenfor er resultatene. Forenklet metning modell levert den beste prediksjon av ABG verdier., Dette forbedret nøyaktighet betydelig, i forhold til å anta at ABG verdier er omtrent lik VBG verdier:

Kliniske nederste linjen

Disse ligningene er foreløpig ikke klar for klinisk bruk (de trenger ytterligere validering). Imidlertid, en grunnleggende fysiologiske sannheten har blitt vist her: forskjellene mellom arterielle og venøse blodet gass er sterkt knyttet til forskjeller mellom arteriell og venøs oksygenmetning.,

Dette innebærer at nøyaktigheten av et VBG kan beregnes ved å se på oksygen metning av venøse blodet gass:

Hvis venøs oksygenmetning er høy, litt metabolisme skjedde i vevet, så VBG skal være svært nær til ABG.
Hvis venøs oksygenmetning er lave, så er betydelig metabolisme som har skjedd, så VBG kan ikke matche opp godt med ABG.,

Basert på noen av tallene over, dette er en grov metode som kan brukes til å vurdere VBGs:

I praksis, oksygen metning av VBGs er ofte ganske høy (f.eks. >80%), noe som tyder på at VBG er svært nær ABG. Hvis VBG oksygen metning er lav, kan følgende teknikker kan brukes for å få en VBG med en høyere oksygen metning:

Minimer varigheten av tourniquet programmet (f.eks., hvis pasienten har en venøs kateter som gjør at blodet for å være trukket tilbake, sakte trekke blod av venøs kateteret uten å bruke en tourniquet).
ikke la blodet sitte ute i romtemperatur i lengre tid (enten behandle den umiddelbart, eller plasser den på is).

Begrensninger & Metodikk

Denne analysen har en rekke begrensninger, særlig noen av de mest presise opplysningene har blitt redigert. En annen viktig begrensning er at det ble utført utelukkende på studier som undersøker perifer venøs blodprøve., Hvorvidt denne analysen gjelder for sentral venøse prøver er ukjent.

For ytterligere detaljer om metodikk, vedlagt en kopi av manuskriptet fra 2012.

Flere nyere studier

Siden du utfører denne analysen, noen studier har kommet ut noe som tyder på at VBG-verdiene er nærmere ABG verdier enn det som var generelt antatt (f.eks. Zeserson 2016). Dette kommer som en liten overraskelse. Mye av «feil» i tidligere studier å sammenligne VBG og ABG verdier var sannsynligvis på grunn av eksterne kilder (f.eks. utvalgets behandling, tilfeldig variasjon i blodet gass verdier over tid, etc.).,

Totale jeg fortsetter å tro at VBG-verdiene er vanligvis ikke et problem for kliniske beslutninger. For eksempel, hvis du gjør store beslutningene er basert på om pH er 7.27 eller 7.30 eller 7.32, så har du sannsynligvis trenger å re-vurdere medisinsk beslutningsprosess (3). Selv om den medisinske litteraturen er fylt med lærebøker og retningslinjer for bruk av vilkårlig ABG cutoffs, det er snaut potensielle bevis validering vanskelig ABG cutoffs til guide terapi.,

forskjellen mellom ABG og VBG verdier avhenger av mengden av cellular respirasjon som oppstår i vev i mellom.
oksygenmetning i veneblod gass kan brukes til å anslå hvor nær VBG verdier er å ABG verdier.
Enkle formler utnytte venøs oksygenmetning kan forbedre vår evne til å forutsi ABG verdier basert på VBG-verdier.

Ytterligere informasjon:

Opprinnelige manuskriptet fra 2012 er her.,

Notater

Det er betydelige forskjeller mellom spesialiteter med hensyn til uttalelse mot å bruke VBG data. Emergency physicians virke til beste forstå nytten av VBGs (fordi de er stadig arbeider med syke, udifferensierte pasienter som for det meste ikke har arterielt kateter). For øyeblikket ser det ut til å være større interesse i VBGs i den kritiske vare-fellesskapet, som vi beveger oss bort fra å plassere En-linjer og mot å bruke end-tidal CO2 for å overvåke pasienter.,
Dette betyr anta at det er en relativt stabilt i omfanget av feil mellom ulike kliniske situasjoner.
Mer om bruk av ABG verdier i kliniske beslutningsprosesser i kommende innlegg.
References: Umenda 2008, Sasse 1994, Thorson 1983, Hess 1992.

Forfatter
Siste Innlegg

Sosialt Meg

Josh er skaperen av PulmCrit.org. Han er førsteamanuensis i Lunge og Critical Care Medicine ved University of Vermont.,