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. 2015 Jun;20(6):757-65.
doi: 10.1111/tmi.12492. Epub 2015 Mar 27.

Effect of context on respiratory rate measurement in identifying non-severe pneumonia in African children

Florida Muro  1 , George Mtove, Neema Mosha, Hannah Wangai, Nicole Harrison, Helena Hildenwall, David Schellenberg, Jim Todd, Raimos Olomi, Hugh Reyburn
Affiliations

Effect of context on respiratory rate measurement in identifying non-severe pneumonia in African children

Florida Muro et al. Trop Med Int Health. 2015 Jun.

Abstract
in English, French, Spanish

Objective: Cough or difficult breathing and an increased respiratory rate for their age are the commonest indications for outpatient antibiotic treatment in African children. We aimed to determine whether respiratory rate was likely to be transiently raised by a number of contextual factors in a busy clinic leading to inaccurate diagnosis.

Methods: Respiratory rates were recorded in children aged 2-59 months presenting with cough or difficulty breathing to one of the two busy outpatient clinics and then repeated at 10-min intervals over 1 h in a quiet setting.

Results: One hundred and sixty-seven children were enrolled with a mean age of 7.1 (SD ± 2.9) months in infants and 27.6 (SD ± 12.8) months in children aged 12-59 months. The mean respiratory rate declined from 42.3 and 33.6 breaths per minute (bpm) in the clinic to 39.1 and 32.6 bpm after 10 min in a quiet room and to 39.2 and 30.7 bpm (P < 0.001) after 60 min in younger and older children, respectively. This resulted in 11/13 (85%) infants and 2/15 (13%) older children being misclassified with non-severe pneumonia. In a random effects linear regression model, the variability in respiratory rate within children (42%) was almost as much as the variability between children (58%). Changing the respiratory rates cut-offs to higher thresholds resulted in a small reduction in the proportion of non-severe pneumonia mis-classifications in infants.

Conclusion: Noise and other contextual factors may cause a transient increase in respiratory rate and consequently misclassification of non-severe pneumonia. However, this effect is less pronounced in older children than infants. Respiratory rate is a difficult sign to measure as the variation is large between and within children. More studies of the accuracy and utility of respiratory rate as a proxy for non-severe pneumonia diagnosis in a busy clinic are needed.

Objectif: La toux ou la respiration difficile et une augmentation de la fréquence respiratoire pour leur âge sont les plus fréquentes indications pour le traitement ambulatoire aux antibiotiques chez les enfants africains. Nous avons cherché à déterminer s'il était possible que la fréquence respiratoire soit transitoirement augmentée par un certain nombre de facteurs contextuels dans une clinique surchargée, menant à un diagnostic inexact.

Méthodes: Les fréquences respiratoires ont été enregistrées chez des enfants âgés de 2 à 59 mois présentant une toux ou des difficultés respiratoires dans l'une des deux cliniques ambulatoires surchargées et ensuite répétées à intervalles de 10 minutes pendant 1 heure dans un endroit calme.

Résultats: 167 enfants ont été investigués avec un âge moyen de 7,1 (SD ± 2,9) mois pour les nourrissons et 27,6 (SD ± 12,8) mois pour ceux âgés de 12 à 59 mois. La fréquence respiratoire moyenne a baissée de 42,3 et 33,6 respirations par minute (bpm) dans la clinique à 39,1 et 32,6 bpm après 10 minutes dans une chambre calme et à 39,2 et 30,7 bpm (p < 0,001) après 60 minutes chez les plus jeunes enfants et les plus âgés respectivement. Cela a résulté en 11/13 (85%) nourrissons et 2/15 (13%) enfants plus âgés classés erronément comme ayant une pneumonie non sévère. Dans un modèle de régression linéaire à effets aléatoires, la variabilité de la fréquence respiratoire chez un enfant (42%) était presque autant que la variabilité entre enfants (58%). La modification des seuils de la fréquence respiratoire à des seuils plus élevés a entraîné une légère réduction de la proportion de cas de pneumonie non sévère erronément classifiés chez les nourrissons.

Conclusion: Le bruit et d'autres facteurs contextuels peuvent provoquer une augmentation transitoire de la fréquence respiratoire et par conséquent une mauvaise classification de la pneumonie non sévère. Cependant, cet effet est moins prononcé chez les enfants plus âgés que chez les nourrissons. La fréquence respiratoire est un signe difficile à mesurer car la variabilité est grande chez un enfant et entre enfants. Des études supplémentaires sur l'exactitude et l'utilité de la fréquence respiratoire comme proxy pour le diagnostic de la pneumonie non sévère dans une clinique surchargée sont nécessaires.

Objetivo: La tos o la dificultad respiratoria y una frecuencia respiratoria aumentada para la edad son la indicación más común para recetar tratamiento antibiótico en consultas externas a niños Africanos. Buscábamos determinar si la frecuencia respiratoria podría estar transitoriamente aumentada por un número de factores contextuales tales como una clínica con mucho movimiento, con el resultado de un diagnóstico inexacto.

Métodos: Se anotaron las frecuencias respiratorias de niños con edades entre 2–59 meses que se presentaron con tos o dificultad respiratoria en uno o dos de los centros de consultas externas con mucho movimiento y después se repitieron en intervalos de 10 minutos, durante 1 hora y en un lugar tranquilo.

Resultados: Se incluyeron 167 niños con una edad media de 7.1 (SD ± 2.9) meses para los lactantes y de 27.6 (SD ± 12.8) meses para niños con edades entre 12–59 meses. La frecuencia respiratoria media disminuyó de 42.3 y 33.6 respiraciones por minuto (rpm) en el centro sanitario a 39.1 y 32.6 rpm después de 10 minutos en una habitación tranquila y a 39.2 y 30.7 rpm (p < 0.001) después de 60 minutos en lactantes y niños respectivamente. Esto resultó en que 11/13 (85%) lactantes y 2/15 (13%) niños fuesen clasificados erróneamente con neumonía no severa. En un modelo de regresión lineal de efectos aleatorios la variabilidad en la frecuencia respiratoria de un mismo niño (42%) era casi tanta como la variabilidad entre los niños (58%). Los cambios en los puntos de corte de las frecuencias respiratorias a límites más altos resultaron en una reducción pequeña en la proporción de neumonía no severa mal clasificada entre niños.

Conclusión: El ruido y otros factores contextuales pueden causar un aumento transitorio en la frecuencia respiratoria y como consecuencia en una clasificación errónea de la neumonía no severa. Sin embargo, este efecto es menos pronunciado en niños mayores que entre lactantes. La tasa respiratoria es un signo difícil de medir puesto que la variación es grande en un mismo niño y entre niños. Se requieren más estudios sobre la precisión y utilidad de la frecuencia respiratoria como un signo para el diagnóstico de la neumonía no severa en un centro sanitario con mucho movimiento.

Keywords: Africa; Afrique; Integrated Management of Childhood Illness; MIEI; PCIME; children; enfants; frecuencia respiratoria; fréquence respiratoire; neumonía; niños; pneumonia; pneumonie; respiratory rate; África.

PubMed Disclaimer

Figures

Figure 1
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Flow chart representing the number of children screened and enrolled.
Figure 2
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Mean respiratory rates measured by research nurse over 1 h according to age groups. Upper and lower limits denote 95% confidence intervals.
Figure 3
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Proportion of children misclassified for non‐severe pneumonia (NSP) at different time intervals.
Figure 4
Figure 4
Proportion of children whose respiratory rate became normal at 10 min of rest; now using different cut‐off levels of respiratory rate (RR).
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References

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