Simplified method for determination of the Oxygen Dissociation Curve (ODC) / Método simplificado para determinar la curva de disociación de oxígeno (cdo)

RESUMEN La afinidad de la hemoglobina (Hb) por oxigeno (O2) es un factor importante que influye en el transporte de este gas, especialmente en hipoxia y en diferentes enfermedades como anemia o fibrosis quística. En la medición de la afinidad se usa la determinación de la curva de disociación Hb:O2. El método presentado para establecer la curva de disociación Hb:O2 (CDO) simplifica los protocolos normalmente utilizados, ya que elimina el requerimiento del equipo específico para equilibrar la sangre con oxígeno en niveles fijos de presión parcial (PO2). Mediante el uso de ecuaciones matemáticas es posible establecer la cinética de saturación de la hemoglobina (SO2) a valores crecientes de PO2. De igual forma, mediante el método se determinan aspectos típicos de la unión Hb: O2 como la dependencia del pH (coeficiente de Bohr) y el tipo de asociación de la proteína con su ligando mediante el diagrama de Hill. En virtud de la simplificación realizada, el método es aplicable en prácticas de laboratorio en población humana y animal, así como en la investigación de diferentes condiciones experimentales.

ABSTRACT The affinity of hemoglobin (Hb) for oxygen (O2) is an important factor influencing the transport of this gas especially in hypoxia and in different diseases such as anemia or cystic fibrosis. By the affinity measurement, the determination of the Hb: O2 dissociation curve is used. The presented method to establish the Hb: O2 oxygen dissociation curve (CDO) simplifies the protocols normally used, since it eliminates the requirement of specific equipment to equilibrate blood with oxygen at fixed levels of oxygen pressure (PO2). By using mathematical equations, it is possible to establish the saturation change of hemoglobin (SO2) at increasing oxygen partial pressure. Similarly, the method determines typical aspects of the Hb: O2 binding as the pH dependence (Bohr coefficient) and the association type of protein with its ligand by the Hill diagram. By this simplification, the method is applicable in laboratory practices in human and animal population, as well as in the investigation of different experimental conditions.

Saturación de oxígeno/fracción inspirada de oxígeno como predictor de mortalidad en pacientes con exacerbación de EPOC atendidos en el Hospital Militar Central / Oxygen saturation / fraction of inspired oxygen as a predictor of mortality in patients with exacerbation of COPD treated at the Central Military Hospital

Resumen Introducción: la validez de la relación saturación arterial de oxígeno y fracción inspiratória de oxígeno (SaO2/FiO2), calculada por oximetría de pulso y por gases arteriales en pacientes con exacerbación de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (E-EPOC) a la altitud de Bogotá no son conocidos, los pacientes con EPOC pueden presentar alteraciones en el intercambio de gases que pueden empeorar con los episodios de broncoespasmo, obtener valores de la SaO2 por oximetría y FiO2 puede brindar información valiosa sobre el curso de la exacerbación. Objetivo: determinar la validez de la relación SaO2/FiO2 calculada por oximetría de pulso y por gases arteriales con relación a los desenlaces de ventilación mecánica (VM) y mortalidad a siete y 30 días. Métodos: se realizó un estudio de cohorte prospectivo con análisis de prueba diagnóstica calculando los puntajes DECAF, BAP-65, CURB-65, gases arteriales y oximetría de pulso al ingreso de pacientes con E-EPOC, se evaluó el desenlace de mortalidad a los siete y 30 días de ingreso y el requerimiento de VM durante su hospitalización, se calculó la relación SaO2/FiO2 utilizando la SaO2 obtenida en los gases arteriales y de manera independiente la relación SaO2/FiO2 con la SaO2 obtenida por oximetría de pulso, con los datos obtenidos se calculó los valores de sensibilidad (S), especificidad (E), valor predictivo positivo (VPP), valor predictivo negativo (VPN), razón de verosimilitud positiva (LR+), razón de verosimilitud negativa (LR-) y área bajo la curva de características operativas del receptor (ACOR). Resultados: se analizaron 462 E-EPOC, el requerimiento de VM fue de 14.3% y mortalidad a 30 días de 5.71%, la sensibilidad de la relación SaO2/FiO2 calculada por oximetría de pulso para desenlace de VM fue de 84.6% (IC95%:75-94.2), especificidad 42% (IC95%:37- 47), VPP: 19.6% (IC95%:14.8-24.4), VPN: 94.3% (IC95%:90.5-98), LR+: 1.46 (IC95%:1.28-1.67), LR: 0.37(IC95%:0.20-1.67), ACOR: 0.779% (IC95%:0.711-0.847) p<0.0001, la sensibilidad de relación SaO2/FiO2 por gases arteriales para VM fue de 83% (IC95%:73.2-92.9), especificidad 57% (IC95%:51.9-62.2), VPP: 24.8% (IC95%:18.8-30.7), VPN: 95.2% (IC95%:92.2-98.2), LR+: 1.94 (IC95%:1.65-2.27), LR-: 0.30 (IC95%:0.17-0.51), ACOR: 0.799% (IC95%:0.737-0.861) p<0.0001, la sensibilidad de la relación SaO2/FiO2 por oximetría para desenlace de mortalidad tiene una sensibilidad del 76.8% (IC95%:58.8-95), especificidad de 39.2% (IC95%:34.4-43.9), VPP: 7.1% (IC95%:3.9-10.3), VPN: 96.5% (IC95%:93.5-99.5), LR+: 1.26 (IC95%:1.01-1.58), LR-: 0.59 (IC95%:0.29-1.20), ACOR: 0.689% (IC95%:0.568-0.810) p<0.0001, la sensibilidad de la relación SaO2/FiO2 por gases arteriales para mortalidad fue de 80.8% (IC95%:63.7-97.8), especificidad 53.2% (IC95%:48.3-58), VPP: 9.6% (IC95%:5.5-13.8), VPN: 97.8% (IC95%:95.7-99.9), LR+: 1.73 (IC95%:1.39-2.14), LR-: 0.36 (IC95%:0.16-0.80), ACOR: 0.732% (IC95%:0.617-0.846) p<0.0001. Conclusión: los valores de SaO2/FiO2 calculados por oximetría y por gases arteriales pueden ser útiles para predecir desenlaces de VM y mortalidad en pacientes con exacerbación de la EPOC. (Acta Med Colomb 2017; 42: 215-223).

Abstract Introduction: the validity of the ratio arterial oxygen saturation and inspiratory oxygen fraction (SaO /FiO2), calculated by pulse oximetry and by arterial gases in patients with exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (E-COPD) at the altitude of Bogotá are not known. Patients with COPD can present alterations in gas exchange that can worsen with bronchospasm episodes. Obtaining values of SaO2 by oximetry and FiO2 can provide valuable information on the course of the exacerbation. Objective: to determine the validity of the SaO2/ iO2 ratio calculated by pulse oximetry and by arterial gases in relation to mechanical ventilation (VM) outcomes and mortality at seven and 30 days. Methods: a prospective cohort study with diagnostic test analysis was performed, calculating DECAF, BAP-65, CURB-65, arterial blood gas and pulse oximetry scores on admission of patients with E-COPD, and the outcome of mortality was evaluated at seven and 30 days of admission and the MV requirement during hospitalization; the SaO2/FiO2 ratio was calculated using the SaO2 obtained in the arterial gases and independently the SaO2/FiO2 ratio with the SaO2 obtained by pulse oximetry. With the data obtained, the values of sensitivity (S), specificity (E), positive predictive value (VPP), negative predictive value (NPV), positive likelihood ratio (LR +), negative likelihood ratio (LR-) and low area the operating characteristics curve of the receiver (ACOR) were calculated. Results: 462 E-COPD were analyzed; the MV requirement was 14.3% and 30-day mortality of 5.71%, the sensitivity of the SaO2/FiO2 ratio calculated by pulse oximetry for MV outcome was 84.6% (95% CI : 75-94.2), specificity 42% (95% CI: 37-47), PPV: 19.6% (95% CI: 14.8-24.4), NPV: 94.3% (95% CI: 90.5-98), LR +: 1.46 (95% CI : 1.28-1.67), LR: 0.37 (95% CI: 0.20-1.67), ACOR: 0.779% (95% CI: 0.711-0.847) p <0.0001, sensitivity of SaO2/FiO2 ratio for arterial blood gases for MV was 83% (95% CI: 73.2-92.9), specificity 57% (95% CI: 51.9-62.2), PPV: 24.8% (95% CI: 18.8-30.7), NPV: 95.2% (95% CI: 92.2-98.2), LR +: 1.94 (IC95%: 1.65-2.27), LR-: 0.30 (IC95%: 0.17-0.51), ACOR: 0.799% (IC95%: 0.737-0.861) p <0.0001, the sensitivity of the SaO2/FiO2 ratio by oximetry for outcome of mortality has a sensitivity of 76.8% (95% CI: 58.895), specificity of 39.2% (95% CI: 34.4-43.9), PPV: 7.1% (95% CI: 3.9-10.3), NPV: 96.5% (95% CI : 93.5-99.5), LR +: 1.26 (IC95%: 1.01-1.58), LR-: 0.59 (CI 95%: 0.29-1.20), ACOR: 0.689% (IC95%: 0.568-0.810) p <0.0001, the sensitivity of the SaO2/FiO2 ratio for arterial blood gases was 80.8% (95% CI: 63.7-97.8), specificity 53.2% (95% CI: 48.3-58), PPV: 9.6% (95% CI: 5.5-13.8), NPV: 97.8% (95% CI: 95.7-99.9), LR +: 1.73 (95% CI: 1.39-2.14), LR-: 0.36 (IC95%: 0.16-0.80), ACOR: 0.732% (IC95%: 0.617-0.846) p <0.0001. Conclusion: SaO2/FiO2 values calculated by oximetry and arterial blood gases can be useful to predict MV outcomes and mortality in patients with exacerbation of COPD. (Acta Med Colomb 2017; 42: 215-223).

Metodología geométrica para la evaluación de la saturación arterial de oxígeno en pacientes de la Unidad de Cuidados Intensivos / Geometric methodology for the saturation evaluation arterial oxygen in patients of the Care Unit Intensive

Introducción: En cardiología, la aplicación de teorías, como la de los sistemas dinámicos y la geometría fractal, han generado nuevos diagnósticos matemáticos que diferencian, de manera geométrica y cuantitativa, el comportamiento normal del enfermo a partir de la ocupación del atractor caótico cardíaco. El objetivo de este estudio fue desarrollar, en el contexto de la teoría de los sistemas dinámicos, una metodología de evaluación de la saturación arterial de oxígeno para pacientes en la Unidad de Cuidados Intensivos. Materiales y Métodos: Se seleccionaron 10 pacientes con diferentes enfermedades, provenientes de la Unidad de Cuidados Intensivos, a los cuales se les registró la saturación arterial de oxígeno durante su estancia en la Unidad, y se construyeron atractores caóticos en el mapa de retardo. Posteriormente, se establecieron cuantificaciones de los valores mínimos y máximos del atractor. Resultados: Los valores máximos y mínimos de los atractores de la saturación de oxígeno variaron entre el 100% y el 70%, para los pacientes que fallecieron, mientras que para aquellos que vivieron, se mantuvo entre el 99% y el 85%. Conclusiones: Se observó un comportamiento caótico asociado a la saturación arterial de oxígeno, cuantificable a partir de los valores máximos y mínimos hallados de la totalidad del atractor, estableciendo una nueva medida matemática y física del paciente crítico en la Unidad de Cuidados Intensivo (AU)

Introduction: In cardiology, the application of theories, such as dynamical systems and fractal geometry, has generated new mathematical diagnoses that differentiate geometrically and quantitatively the normal from the diseased behavior through the occupation of the cardiac chaotic attractor. The objective of this study was to develop, in the context of the dynamical systems theory, a methodology for the evaluation of arterial oxygen saturation in patients of the Intensive Care Unit. Materials and Methods: Ten patients with different pathologies from the Intensive Care Unit were selected. The arterial oxygen saturation was recorded during their stay in the Intensive Care Unit and chaotic attractors were built in the delay map. Subsequently, quantifications of the minimum and maximum values of the attractor were established. Results: The maximum and minimum values of the oxygen saturation attractors varied between 100% and 70% for patients who died, whereas for those who lived, saturation values between 99% and 85% were maintained. Conclusions: A chaotic behavior associated with arterial oxygen saturation, quantifiable through the maximum and minimum values found in the entire attractor, was observed, establishing a new mathematical and physical measurement of the critical patient in the Intensive Care Unit.(AU)