Berechnung von CO2-Verlaufswerten aus Pulsoximetrien von Patienten unter nichtinvasiver nächtlicher Beatmung

Die respiratorische Insuffizienz lässt sich in eine hypoxämische und eine hyperkapnische respiratorische Insuffizienz differenzieren. Bei beiden Formen kann ein akuter und ein chronischer Verlauf unterschieden werden. Die häufigsten Ursachen der chronischen hyperkapnischen/ventilatorischen Insuffizienz sind Erkrankungen, bei denen es zur Erschöpfung der inspiratorischen Atemmuskulatur kommt. Hierzu zählen neuromuskuläre Erkrankungen, Kyphoskoliose, das Obesitas-Hypoventilationssyndrom und die chronisch obstruktive Lungenerkrankung. Mit fortschreitender Krankheit treten sowohl nachts als auch tagsüber Hyperkapnien auf. Den Patienten fällt dies vor allem durch das Auftreten einer Belastungsdyspnoe auf. Die Gefahr der Erkrankung besteht jedoch in einer Verschlechterung der Erkrankung mit zunehmender Erhöhung der pCO2-Werte und einer CO2-Narkose. Um dies zu verhindern, wird neben der invasiven auch die nichtinvasive Beatmung eingesetzt. Die Indikation für die nichtinvasive Beatmung wird dabei vor allem in Abhängigkeit vom Grad der Hyperkapnie, das heißt vom gemessenen pCO2-Wert, gestellt. Der pCO2 kann mithilfe verschiedener Methoden bestimmt werden. Während die end-tidale Messung in der Schlafmedizin keine Rolle spielt, werden die transkutane Messung sowie die Bestimmung aus arteriellem oder kapillärem Blut mittels einer Blutgasanalyse standardmäßig eingesetzt. Zum Monitoring und zur optimalen Anpassung der nichtinvasiven Beatmung ist allerdings eine kontinuierliche pCO2-Messung erforderlich. Das einzige dafür aktuell verfügbare Verfahren ist die transkutane pCO2-Messung. Entsprechend mehreren Studien liefert sie klinisch akzeptable Werte im Vergleich zur Blutgasanalyse und kann deshalb als Goldstandard der pCO2-Verlaufsmessung angesehen werden. Der Unterhalt der transkutanen Messgeräte ist jedoch sehr kostspielig, sodass es das Ziel dieser Studie war ein kostengünstigeres Alternativverfahren zu validieren. Diese Studie ist die erste, die die pCO2-Verlaufswerte aus Pulsoximetrien von Patienten unter nichtinvasiver nächtlicher Beatmung nach Ein-Punkt-Kalibrierung mithilfe einer patentierten Formel berechnet. Dafür wurden 20 Patienten unter nichtinvasiver Beatmung, von denen 10 Patienten zusätzlich Sauerstoff erhielten, rekrutiert. Es erfolgte eine nächtliche transkutane pCO2-Messung mit TOSCA 500-Messgeräten sowie die Abnahme von mindestens einer kapillären Blutgasanalyse für die Ein-Punkt-Kalibrierung. Im Anschluss an die Messung wurde der nächtliche pCO2-Verlauf aus den erhobenen Daten für jeden Patienten mit der Grundformel und einer SpO2-korrigierten Formel berechnet und mit den transkutanen Messwerten verglichen. Ziel der SpO2-Korrektur war es, die pCO2-Anstiege während nächtlicher Sauerstoff-Entsättigungen oder Leckagen besser abzubilden. Die graphische Darstellung der berechneten und transkutan gemessenen pCO2-Werte ließ einen ähnlichen Kurvenverlauf erkennen, der durch die SpO2-Korrektur weiter verbessert werden konnte. Die mittlere Abweichung der beiden Verfahren lag mit Ausnahme von vier Patienten sowohl bei der Einzel- als auch bei der Gruppenauswertung unter ± 4 mmHg. Die Regressionsanalyse konnte für die Patienten mit nichtinvasiver Beatmung ohne O2-Therapie, diejenigen mit nichtinvasiver Beatmung und O2-Therapie und auch für die Patienten mit starken nächtlichen pCO2-Schwankungen ≥ 10 mmHg einen stark positiven und statistisch signifikanten Zusammenhang nachweisen. Die Korrelation nahm mithilfe der SpO2-Korrektur im Vergleich zur Grundformel noch zu. Die Bland-Altman-Analysen ergaben einen Bias für die verschiedenen Gruppen von -0,84 mmHg bis 0,36 mmHg. Die limits of agreement erstreckten sich von maximal -8,16 mmHg bis 8,33 mmHg. Zusammenfassend konnte erstmals gezeigt werden, dass sich CO2-Verlaufswerte aus Pulsoximetrien von Patienten unter nichtinvasiver nächtlicher Beatmung zuverlässig und klinisch akzeptabel berechnen lassen. Um das übergeordnete Ziel, die Entwicklung eines Gerätes, das die pCO2-Verlaufswerte direkt nach einmaliger blutiger BGA-Kalibrierung aus der Pulsoximetrie berechnen kann, zu erreichen, sind jedoch Untersuchungen mit einer größeren Stichprobe notwendig. Dabei sollte die Faktorberechnung der SpO2-Korrektur weiter angepasst und der Hb-Wert der Patienten als weitere Komponente der Berechnungsformel geprüft werden. Zudem gilt es den standardisierten Einsatz des Pulsfrequenzmittelwertes zur Kalibrierung und eine automatisierte Einrechnung der Phasenverschiebung zu untersuchen