Assessment of Nocturnal Hypoventilation by Different Methods and Definitions in Children with Neuromuscular Disease: Oxycapnography and Blood Gas Analysis

Medeni Med J. 2021;36(2):106-116. doi: 10.5222/MMJ.2021.42385. Epub 2021 Jun 18.

Abstract

Objective: To investigate whether partial arterial carbon dioxide pressure (PaCO 2 ) level in arterial blood gas analysis that was used to predict nocturnal hypoventilation (NH) is concordant with nocturnal end-tidal CO 2 (PetCO 2 ) measurement obtained by a noninvasive method of oxycapnography in children with neuromuscular disease (NMD).

Methods: Twenty-one patients aged 6-18 years with a confirmed diagnosis of NMD were enrolled. Each patient underwent a nocturnal oxycapnography study using an orinasal probe and a pulse oximetry finger probe to record PetCO 2 , oxygen saturation (SpO 2 ), pulse rate, and respiratory rate. Arterial blood gas analysis was performed to record PaCO 2 levels on three occasions at night (23:00 pm, 03:00 am, 07:00 am).

Results: The mean overnight PaCO 2 level of the three blood gas analyses (mean PaCO 2 noct) was 41.78±4.69 mmHg. A significant change was observed between mean PaCO 2 23:00 and PaCO 2 07:00 levels (p=0.032). There was no significant difference between PaCO 2 , PetCO 2 , and SpO 2 levels in the NMD group. The interclass correlation coefficient between PaCO 2 07:00 and PetCO 2 levels was 0.791 (95% CI: 0.533-0.923); the interclass correlation coefficient between overnight mean PaCO 2 and PetCO 2 levels was 0.811 (95% CI:0.533-0.923).

Conclusion: Our study indicates that nocturnal PetCO 2 and PaCO 2 levels were statistically comparable but the use of PaCO 2 alone is not adequate to make an early diagnosis of NH in NMD. There is a need for making more restrictive definitions for NH, and conducting studies with larger study populations to reach an agreement on the best definition of hypoventilation, and updating consensus guidelines.

Amaç: Nokturnal hipoventilasyonu (NH) tahmin etmek için arteriyel kan gazı analizinde parsiyel arteriyel karbondioksit basıncı (PaCO 2 ) ile invaziv olmayan bir yöntem olan oksikapnografi ile elde edilen nokturnal end-tidal CO 2 (PetCO 2 ) ölçümünün birbiriyle uyumlu olup olmadığını araştırmak.

Yöntem: Doğrulanmış NMD tanısı olan 6-18 yaşları arasında 21 hasta kaydedildi. Her hasta, PetCO 2 , oksijen satürasyonu (SpO 2 ), nabız sayısı ve solunum hızını kaydetmek için bir orinasal prob ve bir nabız oksimetre parmak probu kullanılarak bir nokturnal oksikapnografi çalışmasına tabi tutuldu. PaCO 2 seviyelerini kaydetmek için gece üç kez (23:00 pm, 03:00 am, 07:00 am) arteriyel kan gazı analizi yapıldı.

Bulgular: Üç kan gazı analizinin ortalama gecelik PaCO 2 seviyesi (ortalama PaCO 2 noct) 41,78±4,69 mmHg idi. Ortalama PaCO 2 23:00 ve PaCO 2 07: 00 seviyeleri arasında anlamlı bir değişiklik gözlendi (p=0,032). NMD grubunda PaCO 2 , PetCO 2 ve SpO 2 seviyeleri arasında anlamlı bir fark yoktu. PaCO 2 07: 00 ve PetCO 2 sonuçları arasındaki sınıflar arası korelasyon katsayısı 0,791 (%95 CI: 0,533-0,923); Gecelik ortalama PaCO 2 ve PetCO 2 arasındaki sınıflar arası korelasyon katsayısı 0,811 (%95 CI: 0,533-0,923) idi.

Sonuç: Çalışmamız, nokturnal PetCO 2 ve PaCO 2 düzeylerinin istatistiksel olarak karşılaştırılabilir olduğunu, ancak NMD’de NH’nin erken teşhisi için tek başına PaCO 2 kullanımının yeterli olmadığını göstermektedir. NH için daha kısıtlayıcı tanımlar yapmaya, hipoventilasyonun en iyi tanımı üzerinde bir anlaşmaya varmak için daha geniş çalışma popülasyonları ile çalışmalar yürütmeye ve kılavuzları güncellemeye ihtiyaç vardır.

Keywords: Neuromuscular disease; end-tidal CO2; nocturnal hypoventilation; oxycapnography; partial arterial carbon dioxide pressure.