PulmCrit - so konvertieren Sie eine VBG in eine ABG

Vorwort

Dieser Beitrag ist über ein Forschungs-Projekt, das ich Tat, wie ein Lungen-critical care fellow in 2011. Um es zu verstehen, müssen Sie ein wenig von der Geschichte dahinter wissen.

Ich hatte einige Ideen, um VBG-Werte in ABG-Werte umzuwandeln. Um weiter zu untersuchen, habe ich nach der Veröffentlichung Daten von mehreren Forschern angefordert, die Studien zum Vergleich von ABG-mit VBG-Daten veröffentlicht hatten. Viele haben ihre Daten großzügig mit mir geteilt.

Auf Basis dieser Daten habe ich Formeln zur Umwandlung von VBG-Werten in ABG-Werte entwickelt., Diese Arbeit wurde zunächst der Critical Care Medicine vorgelegt, wo sie abgelehnt wurde. Es wurden keine größeren Fehler in der Analyse gefunden, aber es wurde als irrelevant angesehen (ein Rezensent schrieb: „Diese Metaanalyse beschreibt gut eine Möglichkeit, ABG aus VBG zu berechnen. Ob diese Informationen jedoch in der klinischen Praxis nützlich sind, ist umstritten“)(1).

Das Manuskript wurde etwas überarbeitet und einer zweiten Zeitschrift übergeben. Einer der von der Zeitschrift ausgewählten Rezensenten war ein Ermittler, der mir die Daten von höchster Qualität in der Zeitung zur Verfügung gestellt hatte., Der Ermittler (den ich Dr. No nennen werde) könnte besorgt gewesen sein, dass das Manuskript mit seiner eigenen Arbeit konkurrieren würde. Er zog die Erlaubnis zur Nutzung seiner Daten zurück.

Ohne die Daten von Dr. No war das Manuskript nicht publizierbar. Ich habe mich an einige zusätzliche Ermittler gewandt, die kürzlich Daten veröffentlicht hatten, und einen neuen Datensatz erhalten. Ich konnte jedoch nichts finden, was mit den Daten von Dr. No übereinstimmte (er hatte ABG-und VBG-Werte fast gleichzeitig sorgfältig gemessen, was zu überraschend genauen Ergebnissen führte).

Jahre vergangen., Es hat mich belastet, dass ich diese Ergebnisse nicht veröffentlicht habe, was ich weiterhin für gültig und potenziell nützlich halte. Jetzt, da ich ein Blogger bin, kann ich diese Forschung in meinem Blog präsentieren. Ich habe Daten von Dr. No (einschließlich seiner Identität) redigiert, um mögliche ethische oder persönliche Konflikte zu vermeiden.

Theorie

Das ursprüngliche Konzept ist einfach, wenn auch vielleicht zu vereinfacht. Stellen Sie sich vor, Blut fließt von der Arteria radialis zu einer Vene in der Hand. Gewebe in der Hand extrahieren Sauerstoff und erzeugen Kohlendioxid (in einem Verhältnis, das dem Atmungsquotienten entspricht)., Wenn wir davon ausgehen, dass die Hände der meisten Patienten einen ähnlichen Atemquotienten haben, dann sollte die Änderung des CO2 zwischen arteriellem und venösem Gas proportional zur Änderung des Sauerstoffgehalts sein (wobei k1 eine empirisch abgeleitete Konstante ist):

Die nächste Frage ist, welche Auswirkungen diese Änderung des CO2 auf den pH-Wert haben wird. Die Beziehung zwischen pH und CO2 ist komplex, basierend teilweise auf der Henderson-Hasselbach-Gleichung. Die Annäherung erster Ordnung an eine Kurve ist jedoch eine gerade Linie., Somit kann die Änderung des pH-Werts proportional zur Änderung des Kohlendioxids angenähert werden:

Dadurch wird das Sättigungsmodell erstellt, das wie folgt zusammengefasst werden kann (wobei k1 und k2 empirisch abgeleitete Konstanten sind):

Dies bietet eine Möglichkeit, ABG-Werte basierend auf einer Kombination von VBG-Werten plus gleichzeitiger Pulsoximetrie zu schätzen. Leider werden die meisten VBGs nicht mit einer gleichzeitigen Pulsoximetrie erhalten. Es wäre schön, eine Möglichkeit zu haben, ein VBG direkt in ein ABG umzuwandeln, ohne die arterielle Sauerstoffsättigung kennen zu müssen., Dies kann mit einer dritten Annahme erfolgen.

Der Unterschied in der Sauerstoffsättigung ist der Unterschied zwischen der venösen und arteriellen Sauerstoffsättigung (siehe unten). Die venöse Sauerstoffsättigung variiert ziemlich stark, zwischen etwa 10%-95%. In der Zwischenzeit wird bei hospitalisierten Patienten die arterielle Sauerstoffsättigung in einem engen Bereich (typischerweise zwischen 88-100%) aufrechterhalten. Daher kommt die überwiegende Mehrheit der Variation des Unterschieds in der Sauerstoffsättigung von Variationen in der venösen Sauerstoffsättigung., Die Variation der arteriellen Sauerstoffsättigung ist so gering, dass sie als Null angenähert werden kann (indem die arterielle Sauerstoffsättigung des Patienten der durchschnittlichen Sauerstoffsättigung der gesamten Patientenpopulation entspricht).

Mit dieser Näherung können wir das vereinfachte Sättigungsmodell erstellen, mit dem ABG-Werte direkt basierend auf VBG-Werten geschätzt werden können:

Dieses Modell ist nicht perfekt., Es ist jedoch wahrscheinlich besser als die in der Literatur am häufigsten verwendete Methode, bei der arterielle und venöse Parameter mithilfe linearer Regressionsgleichungen (wobei c1-c4 Konstanten sind) direkt miteinander in Beziehung gesetzt werden:

Quelldaten

Sechzehn Studien wurden aus der Literatursuche als relevant für die Betrachtung identifiziert. Von diesen wurden drei Studien mit 314 Patienten analysiert., Dreizehn Studien wurden aus folgenden Gründen zur Analyse abgelehnt: Der entsprechende Autor antwortete nicht auf unsere Anfrage zur Analyse seiner Daten (7), der entsprechende Autor konnte die Daten nicht finden (4), die Daten enthielten keine Sauerstoffsättigungswerte (1) und die Daten waren intern inkonsistent mit den gemeldeten Bikarbonatwerten, die sich erheblich von denen unterschieden, die mit der Henderson-Hasselbach-Gleichung berechnet wurden (1)., Da eine dieser drei Studien eine Kontrollgruppe enthielt, wurde diese Studie als mit zwei Patientengruppen bezeichnet und daher insgesamt vier Patientengruppen analysiert. Daten von zwei Patienten in zwei verschiedenen Studien wurden zensiert (in einem Fall, weil pCO2 unermesslich hoch war und in einem anderen Fall, weil die venöse Sauerstoffsättigung >25% höher war als die arterielle Sauerstoffsättigung).,

Eigenschaften von Quelldaten sind hier dargestellt (Ak 2006, Ibrahim 2011, O ‚ Connor 2011):

Validierung der Grundannahmen des Sättigungsmodells

Das Sättigungsmodell sagt die Existenz von zwei linearen Beziehungen voraus, die in jedem Datensatz vorhanden sein sollten. Diese Datensätze unterstützen die Existenz einer universellen und linearen Beziehung (die roten Linien in jedem Satz von Zahlen unten haben übereinstimmende Steigungen):

Vergleich dieses Sättigungsmodells mit dem direkten Korrelationsmodell

Das sieht gut aus, aber wir müssen ein bisschen genauer sein., Beginnen wir mit der Analyse dieser Datensätze mit dem direkten Korrelationsmodell (unten), das die herkömmliche Sichtweise auf diese Datensätze ist.

Wenn wir die an diesen Gleichungen beteiligten Konstanten aus verschiedenen Datensätzen berechnen, sind die Zahlen überall (Tabelle unten). Daher ist diese Strategie nicht in der Lage, eine universell anwendbare Gleichung zu liefern, die arterielle und venöse Blutgaswerte in Beziehung setzen kann. Ähnliche Variation ist bemerkenswert, wenn die veröffentlichte Literatur in Bezug auf ABG Bewertung vs., VBG-Vergleich, erklärt, warum diese Gleichungen nicht klinische Akzeptanz gewonnen haben.

Analysieren wir diese Daten nun mit dem Sättigungsmodell (unten). Die aus jedem Datensatz erhaltenen Konstanten stimmen miteinander überein. Dies impliziert, dass es möglich sein kann, das Sättigungsmodell zu verwenden, um eine universell anwendbare Gleichung zu erstellen, um VBG-Werte in ABG-Werte umzuwandeln.

Endergebnisse

Das Sättigungsmodell und das vereinfachte Sättigungsmodell hatten die gleiche Leistung bei der Konvertierung von VBG in ABG-Werte., Die endgültigen Gleichungen, die zur Konvertierung von VBG-in ABG-Werte abgeleitet werden, lauten wie folgt:

Genauigkeit?

Hier ist, wo die Dinge auseinander fallen, ohne dass Dr. No ‚ s data. Bei der Analyse dieser verschiedenen Datensätze ist der Haupttreiber der Genauigkeit nicht das Modell selbst, sondern die Genauigkeit der zugrunde liegenden Daten (z. B. Zeitintervall zwischen VBG und ABG, Verarbeitung von ABG und VBG) usw.).,

Ein Problem, das fast allen Studien zum Vergleich von VBG-mit ABG-Werten innewohnt, besteht darin, dass alle Fehler auf VBG-ABG-Unterschiede zurückzuführen sind, wobei Folgendes ignoriert wird:

Fehler bei der Probenahme von arteriellem und venösem Blut (z. B. Gasblasen).
Fehler bei Verzögerung der Analyse.
Änderungen der Blutgaswerte im Laufe der Zeit (kann schnell schwanken).

Insgesamt ist es leicht, den Fehler bei der Extrapolation von VBG-auf ABG-Samples (basierend auf den obigen Quellen) zu überschätzen. Es ist jedoch schwierig, diesen Fehler in einem gesamten Datensatz zu unterschätzen., Somit ist der Datensatz, der den niedrigsten Fehler vorschlägt, dem wahren Fehler bei der Extrapolation von VBG-auf ABG-Daten (2) am nächsten.

Dr. No ‚ s Daten wurde die Genaueste (möglicherweise, weil es erforderlich, bestimmte Zeitintervalle zwischen ABG und VBG Proben). Diese Daten legen nahe, dass ein vereinfachtes Sättigungsmodell ABG-Werte mit einer Genauigkeit vorhersagen kann, die für den klinischen Einsatz angemessen sein könnte. Es ist fraglich, wie viel Fehler in einer ABG-Messung akzeptabel ist (z. B. ist ein 95% iges Konfidenzintervall von +/- 0,03 pH – Einheiten und + / – 5 mm pCO2 genau genug?)., Ich würde argumentieren, dass wichtige Managemententscheidungen nicht auf subtilen Unterschieden in ABG-oder VBG-Werten beruhen sollten.

ABG-Werte werden im Allgemeinen als Goldstandard für die pH-Bewertung verwendet. Es ist jedoch anzumerken, dass klinisch stabile Patienten zufällige pH-und pCO2-Schwankungen mit Standardabweichungen von 0,015-0,02 bzw. Dies unterstreicht erneut, dass kleine Unterschiede in den ABG-Werten klinisch nicht relevant sind. Einer der klassischen Fehler bei der ABG-Interpretation ist beispielsweise die Überinterpretation zufälliger Variationen in sequentiellen ABG-Messungen.,

Validierung mit einem anderen Datensatz

Ein Fehler in der obigen Analyse besteht darin, dass Datensätze verwendet wurden, um Koeffizienten in der Regressionsgleichung zu generieren, und dann die Regressionsgleichung auf denselben Datensätzen getestet wurde. Dies schafft die Möglichkeit, für zirkuläre Logik.

Nach fehlgeschlagenen Veröffentlichungsversuchen, wie oben beschrieben, habe ich Daten von Ermittlern angefordert, die in jüngerer Zeit Papiere veröffentlicht hatten. Mir wurde freundlicherweise ein Datensatz von Dr. Geraldine McMahon aus ihrer Publikation (McCanny 2012) zur Verfügung gestellt.,

Die Genauigkeit von drei Methoden zur Interpretation von VBG-Werten wurde anhand dieser Daten getestet:

Schätzung des ABG-Wertes gleich dem VBG-Wert (wie dies in der klinischen Praxis häufig der Fall ist).
Umwandlung von VBG-Werten in ABG-Werte mit einer von LeMoel 2013 veröffentlichten Methode.
Umwandlung von VBG-Werten in ABG-Werte unter Verwendung des vereinfachten Sättigungsmodells mit oben abgeleiteten Koeffizienten.

Unten sind die Ergebnisse. Das vereinfachte Sättigungsmodell lieferte die beste Vorhersage der ABG-Werte., Dies verbesserte die Genauigkeit erheblich, verglichen mit der Annahme, dass ABG-Werte ungefähr gleich VBG-Werten sind:

Klinisches Endergebnis

Diese Gleichungen sind derzeit nicht für den klinischen Einsatz bereit (sie erfordern eine weitere Validierung). Hier wurde jedoch eine grundlegende physiologische Wahrheit veranschaulicht: Die Unterschiede zwischen arteriellem und venösem Blutgas hängen stark mit den Unterschieden zwischen arterieller und venöser Sauerstoffsättigung zusammen.,

Dies impliziert, dass die Genauigkeit eines VBG durch Betrachten der Sauerstoffsättigung des venösen Blutgases geschätzt werden kann:

Wenn die venöse Sauerstoffsättigung hoch ist, trat wenig Stoffwechsel im Gewebe auf, daher sollte das VBG sehr nahe am ABG sein.
Wenn die venöse Sauerstoffsättigung niedrig ist, ist ein erheblicher Stoffwechsel aufgetreten, so dass das VBG möglicherweise nicht gut mit dem ABG übereinstimmt.,

Basierend auf einigen der obigen Zahlen ist dies ein grobes Schema, das zur Bewertung von VBGs verwendet werden kann:

In der Praxis ist die Sauerstoffsättigung von VBGs oft recht hoch (z. B. >80%), was darauf hindeutet, dass die VBG der ABG extrem nahe kommt. Wenn die VBG-Sauerstoffsättigung niedrig ist, können die folgenden Techniken verwendet werden, um ein VBG mit einer höheren Sauerstoffsättigung zu erhalten:

Minimieren Sie die Dauer der Tourniquet-Anwendung (z.,, wenn der Patient einen Venenkatheter hat, mit dem Blut entnommen werden kann, ziehen Sie langsam Blut aus dem Venenkatheter, ohne ein Tourniquet zu verwenden).
Lassen Sie das Blut nicht länger bei Raumtemperatur sitzen (entweder sofort verarbeiten oder auf Eis legen).

Einschränkungen & Methodik

Diese Analyse weist zahlreiche Einschränkungen auf, insbesondere einige der genauesten Daten wurden überarbeitet. Eine weitere wichtige Einschränkung ist, dass es ausschließlich an Studien durchgeführt wurde, die periphere venöse Blutproben untersuchen., Ob diese Analyse für zentralvenöse Proben zutrifft oder nicht, ist unbekannt.

Für weitere Details zur Methodik ist eine Kopie des Manuskripts aus dem Jahr 2012 beigefügt.

Neuere Studien

Seit Durchführung dieser Analyse haben einige Studien ergeben, dass VBG-Werte näher an ABG-Werten liegen als allgemein angenommen (z. B. Zeserson 2016). Dies kommt als kleine Überraschung. Ein Großteil des „Fehlers“ in früheren Studien, in denen VBG-und ABG-Werte verglichen wurden, war wahrscheinlich auf Fremdquellen zurückzuführen (z. B. Probenverarbeitung, zufällige Variation der Blutgaswerte im Laufe der Zeit usw.).).,

Insgesamt glaube ich weiterhin, dass VBG-Werte für die klinische Entscheidungsfindung in der Regel in Ordnung sind. Wenn Sie beispielsweise wichtige Entscheidungen treffen, die darauf basieren, ob der pH-Wert 7.27 oder 7.30 oder 7.32 beträgt, müssen Sie wahrscheinlich Ihren medizinischen Entscheidungsprozess erneut prüfen (3). Obwohl die medizinische Literatur mit Lehrbüchern und Richtlinien gefüllt ist, die willkürliche ABG-Cutoffs verwenden, gibt es kaum prospektive Beweise, die harte ABG-Cutoffs validieren, um die Therapie zu leiten.,

Der Unterschied zwischen ABG-und VBG-Werten hängt von der Menge der Zellatmung ab, die in den Geweben dazwischen auftritt.
Die Sauerstoffsättigung im venösen Blutgas kann verwendet werden, um abzuschätzen, wie nahe die VBG-Werte den ABG-Werten liegen.
Einfache Formeln mit venöser Sauerstoffsättigung können unsere Fähigkeit verbessern, ABG-Werte basierend auf VBG-Werten vorherzusagen.

Weitere Informationen:

Originalmanuskript aus dem Jahr 2012 finden Sie hier.,

Anmerkungen

Es gibt signifikante Unterschiede zwischen den Fachgebieten in Bezug auf die Meinung zur Verwendung von VBG-Daten. Notärzte scheinen den Nutzen von VBGs am besten zu verstehen (weil sie ständig mit kranken, undifferenzierten Patienten zu tun haben, die meistens keine Arterienkatheter haben). Derzeit scheint das Interesse an VBGs in der Critical Care Community größer zu sein, da wir uns von der Platzierung von A-Lines und der Verwendung von End-Tidal-CO2 zur Überwachung von Patienten entfernen.,
Dies setzt voraus, dass in verschiedenen klinischen Situationen eine ungefähr stabile Fehlergröße vorliegt.
Mehr über die Verwendung von ABG-Werte in der klinischen Entscheidungsfindung in der kommenden Beiträge.
Referenzen: Umenda 2008, Sasse 1994, Thorson 1983, Hess 1992.

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Josh ist der Schöpfer von PulmCrit.org. Er ist Associate Professor für Lungen-und Intensivmedizin an der University of Vermont.,