Quality Control of Nitrogen Multiple Breath Washout in a Multicenter Pediatric Asthma Study

Abstract

Background Nitrogen multiple breath washout (N2MBW) is a lung function test increasingly used in small airway diseases. Quality criteria have not yet been globally implemented and time-consuming retrospective overreading is necessary. Little data has been published on children with recurrent wheeze or asthma from multicentered studies.

Methods Children with wheeze or asthma and healthy controls were included in the longitudinal All Age Asthma Cohort (ALLIANCE). To assess ventilation inhomogeneity, N2MBW tests were performed in five centers from 2013 until 2020. All N2MBW tests were centrally overread by one center. Multiple washout procedures (trials) at the visit concluded to one test occasion. Tests were accepted if trials were technically sound (started correctly, terminated correctly, no leak, regular breathing pattern) and repeatable within one test occasion. Signal misalignment was retrospectively corrected. Factors that may impact test quality were analyzed, such as experience level.

Results N2MBW tests of n=561 participants were analyzed leading to n=949 (68.3%) valid tests of n=1,390 in total. Inter-center test acceptability ranged from 27.6% to 77.8%. End-of-test criterion and leak were identified to be the most common reasons for rejection. Data loss and uncorrectable signal misalignment led to rejection of 58% of trials in one center. In preschool children, significant improvement of test acceptability was found longitudinally (χ2(8)=18.6; p=0.02).

Conclusion N2MBW is feasible in a multicenter asthma study in children. However, the quality of this time-consuming procedure is dependent on experience level of staff in preschool children and still requires retrospective overreading for all age groups.

Zusammenfassung

Hintergrund Nitrogen Multiple Breath Washout (N2MBW) ist ein Lungenfunktionstest, der zur frühen Diagnostik von Erkrankungen der kleinen Atemwege eingesetzt wird. Qualitätskriterien werden aktuell nicht einheitlich angewendet und bisher wurden aus multizentrischen Studien nur wenige N2MBW Daten von Kindern mit asthmatischen Erkrankungen veröffentlicht.

Methoden Kinder mit asthmatischen Erkrankungen sowie gesunde Kontrollpersonen wurden in die All Age Asthma Kohorte (ALLIANCE) eingeschlossen. Für die Messung der Ventilationsinhomogenität wurden N2MBW Tests von 2013 bis 2020 von fünf Zentren durchgeführt. In der retrospektiven zentralen Qualitätskontrolle wurde geprüft, ob die Messungen technisch verwertbar und wiederholbar waren. Mögliche Einflussfaktoren wie das Erfahrungsniveau wurden untersucht. Fehlerhaft kalibrierte Messsignale wurde nachträglich korrigiert.

Ergebnisse N2MBW Tests von n=561 Teilnehmern wurden analysiert. Dies ergab n=949 (86.3%) gültige von insgesamt n=1390 Tests. Die Testakzeptanz in den Zentren reichte von 27.6% bis 77.8%. Vorzeitiges Beenden und Leckagen waren die häufigsten Ablehnungsgründe. Datenverlust führte zudem in einem Zentrum zur Ablehnung von 58% der Tests. Für Vorschulkinder ließ sich longitudinal eine steigende Qualität feststellen (χ2(8)=18,6; p=0,02).

Schlussfolgerung N2MBW ist von Kindern mit asthmatischen Erkrankungen multizentrisch durchführbar. Die Qualität dieses zeitaufwändigen Verfahrens hängt von dem Erfahrungsstand des Personals bei Vorschulkindern ab und erfordert standardisierte Qualitätskontrolle.

Key words

N2MBW - MBW - lung function - ventilation inhomogeneity - LCI - Turn Over

Schlüsselwörter

Auswaschverfahren - Ventilationsinhomogenität - N2MBW - MBW - Lungenfunktionsprüfung

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. Januar 2023

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