Penn State equation versus indirect calorimetry for nutritional assessment in patients with traumatic brain injury

Can J Surg. 2022 May 11;65(3):E320-E325. doi: 10.1503/cjs.022420. Print 2022 May-Jun.

Abstract

Background: Nutritional assessment can be challenging in patients with traumatic brain injury (TBI), and indirect calorimetry may be a more suitable method than predictive equations. We compared the Penn State equation versus the gold standard of indirect calorimetry for the nutritional assessment of patients with TBI, and quantified the difference between nutritional requirements and actual patient intake.

Methods: This single-centre, prospective cohort study included patients with moderate (Glasgow Coma Scale score 9-12) and severe (Glasgow Coma Scale score 3-8) TBI admitted to the Montreal General Hospital intensive care unit (ICU) between June 2018 and March 2019. Penn State equation estimates and indirect calorimetry measurements were collected, and actual intake was drawn from medical records. We compared the 2 assessment methods using a Spearman correlation coefficient.

Results: Twenty-three patients with TBI (moderate in 7 and severe in 16) were included in the study. Overall, there was a moderate positive correlation between the Penn State equation estimate and indirect calorimetry readings (correlation coefficient 0.457, p = 0.03); however, the correlation was weaker in severe TBI (correlation coefficient 0.174, p = 0.5) than in moderate TBI (correlation coefficient 0.929, p = 0.003). When compared to indirect calorimetry assessment, patients received 5.4% (p = 0.5) of required intake on the first day and 43.9% (p = 0.8) of required daily intake throughout their ICU stay.

Conclusion: Patients with moderate or severe TBI in the ICU received less than 50% of their nutritional requirements. The difference between the Penn State equation and indirect calorimetry assessments was most noticeable for patients with severe TBI, which indicates that indirect calorimetry may be a more suitable tool for assessment of nutritional needs in this population.

Contexte:: L’évaluation nutritionnelle peut être compliquée chez les patients qui ont subi un traumatisme crânien (TC), et dans ce contexte, la méthode appelée calorimétrie indirecte pourrait être mieux adaptée que les équations prédictives. Nous avons comparé l’équation de Penn State à la norme en matière de calorimétrie indirecte pour l’évaluation nutritionnelle de patients victimes d’un TC, et calculé la différence entre les besoins nutritionnels des patients et leur apport nutritionnel réel.

Méthodes:: Cette étude de cohorte prospective menée dans un seul centre a inclus des patients présentant des TC modérés (score de 9–12 à l’échelle de Glasgow) et graves (score de 3–8 à l’échelle de Glasgow) admis à l’unité des soins intensifs (USI) de l’Hôpital général de Montréal entre juin 2018 et mars 2019. Les estimations de Penn State et les mesures de calorimétrie indirecte ont été recueillies et les apports réels ont été tirés des dossiers médicaux. Nous avons comparé les 2 méthodes d’évaluation au moyen du coefficient de corrélation de Spearman.

Résultats:: Vingt-trois patients victimes de TC (7 cas modérés et 16 cas graves) ont été inclus dans l’étude. Dans l’ensemble, on a noté une corrélation positive modérée entre les estimations fournies par l’équation de Penn State et les lectures de calorimétrie indirecte (coefficient de corrélation 0,457, p = 0,03); toutefois, la corrélation était plus faible dans les cas de TC graves (coefficient de corrélation 0,174, p = 0,5) que dans les cas modérés (coefficient de corrélation 0,929, p = 0,003). Comparativement aux évaluations de calorimétrie indirecte, les patients ont reçu 5.4 % (p = 0,5) de l’apport requis le premier jour, et 43,9 % (p = 0,8) de l’apport quotidien requis pendant le reste de leur séjour à l’USI.

Conclusion:: Les patients victimes de TC modérés ou graves hospitalisés à l’USI ont reçu moins de 50 % de l’apport nutritionnel recommandé. La différence entre l’équation de Penn State et les évaluations de calorimétrie indirecte était plus manifeste chez les patients victimes de TC graves, ce qui indique que la calorimétrie indirecte pourrait mieux convenir à l’évaluation des besoins nutritionnels chez cette population.

MeSH terms

  • Brain Injuries, Traumatic* / complications
  • Brain Injuries, Traumatic* / diagnosis
  • Calorimetry, Indirect / methods
  • Humans
  • Nutrition Assessment*
  • Nutritional Requirements
  • Prospective Studies