The relation of lactate level and carbon dioxide pressure discrepancies between transcutaneous and arterial measurements

TL;DR

This study shows that transcutaneous CO2 monitoring becomes unreliable when patients have high lactate levels, suggesting arterial blood tests are needed in such cases.

Contribution

The study establishes a novel correlation between elevated lactate levels and increased discrepancies in CO2 measurements between transcutaneous and arterial methods.

Findings

Bland-Altman analysis revealed a significant mean bias of 5.17 mmHg in high lactate patients compared to 0.66 mmHg in normal lactate patients.

Lactate levels were independently associated with increased TcCO2-PaCO2 differences (Beta=0.875, p<0.001).

A strong positive correlation (r=0.79) was found between lactate levels and TcCO2-PaCO2 differences.

Abstract

ABSTRACT

The relation of lactate level and carbon dioxide pressure
discrepancies between transcutaneous and arterial
measurements

Introduction:

Partial carbondioxide pressure
of the arterial blood (PaCO2) is used to evaluate alveolar
ventilation. Transcutaneous carbon dioxide pressure (TcCO2)
monitoring has been developed as a non-invasive (NIV) alternative to
arterial blood gas analysis (ABG). Studies have shown that decreased
tissue perfusion leads to increased carbondioxide (CO2). The use of
transcutaneous capnometry may be unreliable in patients with
perfusion abnormalities. In this study, we aimed to evaluate the
relation between TcCO2-PaCO2 and lactate level which is recognized
as a marker of hypoperfusion.

Materials and Methods:

In this prospective
cohort study in critical care patients with hypercapnic respiratory
failure (PaCO2 ≥45 mmHg) who received NIV between April 2019 and
January 2020 in the intensive care unit were enrolled in the study.
Patients’ simultaneously measured TcCO2 and PaCO2 values of
hypercapnic patients were recorded. Each paired measure- ment was
categorized into two groups; normal lactate (<2 mmol/L) and
increased lactate (≥2 mmol/L).

Results:

A total of 116 paired TcCO2 and
PaCO2 measurements of 29 patients were recorded. Bland-Altman
analysis showed the mean bias between the TcCO2 and PaCO2 and 95%
limits of agreement (LOA) in all measurements (1.75 mmHg 95% LOA
-3.67 to 7.17); in the normal lactate group (0.66

mmHg 95% LOA -1.71 to 3.03); and in the increased lactate
group (5.17 mmHg 95% LOA -1.63 to 11.97). The analysis showed a
correlation between lactate level and the difference between TcCO2
and PaCO2 (r= 0.79, p< 0.001) and a negative correlation between
mean blood pressure and the dif- ference between TcCO2 and PaCO2 (r=
-0.54, p= 0.001). Multiple regression analysis results showed that
lactate level was independently associated with increased
differences between TcCO2 and PaCO2 (Beta= 0.875, p<
0.001)

Conclusion:

TcCO2 monitoring may not be
reliable in patients with increased lactate levels. TcCO2 levels
should be checked by ABG analysis in these patients.

Key words:

Transcutaneous carbondioxide;
lactate; arterial blood gases; hypercapnia

ÖZ

Transkütanöz ve arteriyel ölçümler arasındaki laktat düzeyi
ile karbondioksit basıncı ilişkisi

Giriş:

Alveoler ventilasyonun
değerlendirilmesinde arteriyel kanın kısmi karbondioksit basıncı
(PaCO2) kullanılır. Transkütanöz kar- bondioksit basıncı (TcCO2)
izlemesi, arteriyel kan gazı analizine (ABG) non-invaziv (NİV) bir
alternatif olarak geliştirilmiştir. Çalışmalar azalan doku
perfüzyonunun karbondioksitin (CO2) artmasına yol açtığını
göstermiştir. Perfüzyon anormallikleri olan has- talarda
transkütanöz kapnometrinin kullanımı güvenilmez olabilir.
Çalışmamızda hipoperfüzyonun belirteci olarak kabul edilen laktat
düzeyi ile TcCO2-PaCO2 arasındaki ilişkiyi değerlendirmeyi
amaçladık.

Materyal ve Metod:

Bu prospektif kohort
çalışmada yoğun bakım ünitesinde Nisan 2019 ile Ocak 2020 arasında
NİV alan hiperkap- nik solunum yetmezliği olan (PaCO2 ≥45 mmHg)
yoğun bakım hastaları çalışmaya dahil edildi. Hastaların eş zamanlı
ölçülen TcCO2 ve PaCO2 değerleri kaydedildi. Her eşleştirilmiş ölçüm
normal laktat (<2 mmol/L) ve artmış laktat (≥2 mmol/L) olmak
üzere iki gruba ayrıldı.

Bulgular:

Toplam 29 hastanın 116
eşleştirilmiş TcCO2 ve PaCO2 ölçümü kaydedildi. Bland-Altman
analizi, tüm ölçümlerde TcCO2 ve PaCO2 arasındaki ortalama sapmayı
ve %95 uyum limitlerini (LOA) gösterdi (1,75 mmHg %95 LOA -3,67 ile
7,17); normal laktat grubunda (0,66 mmHg %95 LOA -1,71 ile 3,03); ve
laktat artışı olan grupta (5,17 mmHg %95 LOA -1,63 ile 11,97).
Analiz, laktat düzeyi ile TcCO2 ve PaCO2 arasındaki fark (r= 0,79,
p< 0,001) arasında pozitif bir korelasyon ve ortalama kan basıncı
ile TcCO2 ve PaCO2 arasındaki fark (r= -0,54, p= 0,001) arasında
negatif bir korelasyon gösterdi. Çoklu regresyon analizi sonuçları,
laktat seviye- sinin bağımsız olarak TcCO2 ve PaCO2 arasındaki artan
farklarla ilişkili olduğunu gösterdi (Beta= 0,875, p<
0,001).

Sonuç:

Laktat düzeyi yüksek olan hastalarda
TcCO2 takibi güvenilir olmayabilir. Bu hastalarda ABG analizi ile
TcCO2 düzeylerine bakılmalıdır.

Anahtar kelimeler:

Transkütan karbondioksit;
laktat; arter kan gazı; hiperkapni

Figures