Diagnostic significance of volume capnography in examination of patients with bronchial asthma

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim: to study the diagnostic significance of volume capnography in examination of patients with severe and moderate bronchial asthma (BA).

Materials and Methods. 171 patents were examined, of them 43 patients with severe BA and 45 patients with moderate BA. The control group included 83 relatively healthy volunteers. In all the participants, along with clinical examination, parameters of spirometry and volume capnography were determined using ultrasound computer spirograph SpiroScout (Ganshorn, Germany) equipped with a volume capnography function.

Results. Volume capnography revealed the following changes in patients with BA in comparison with the control group: increase in the slope of phase III (indicates non-uniformity of ventilation and perfusion in the lung periphery due to pathology of the small airways) and increase in emphysema index (indicates hyperinflation of lung). The above indices had statistically significant differences in severe and moderate asthma. Based on the results of examination of healthy individuals, the normal values for the slope of phase III (<0.31 g/mol·L) and emphysema index (<43) were calculated. Diagnostic sensitivity and specificity of volume capnography were studied with subsequent construction of ROC-curves and calculation of AUC for the slope angle of phase III and for emphysema index. It was found that most informative in BA are parameters of specificity of the diagnostic test (slope of phase III – 90.32%, emphysema index – 96.77%). The subsequent construction of ROC-curves showed that the AUC value for slope of phase III and emphysema index was higher in severe BA compared to the moderate BA (0.74 and 0.86, respectively).

Conclusion. The obtained data demonstrate the significance of volume capnography in the functional diagnosis of respiratory disorders in BA.

About the authors

Sergei V. Subbotin

Ryazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: subbotinsv.89@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7459-5380
SPIN-code: 3467-6209
ResearcherId: U-7388-2017

PhD student of the Department of Therapy and Family Medicine of the Faculty of Additional Professional Education

Russian Federation, 9, Vysokovoltnaja, Ryazan, 390026

References

  1. Chuchalin AG, Aysanov ZR, Belevskii AS, et al; Russian Respiratory Society. Federal'nye klinicheskie rek-omendatsii po diagnostike i lecheniyu bronkhial'noi astmy (2016). Available at: http:// spul-mo.ru/obshchestvo/news/news-812/. Accessed: 12 Apr 2017. (In Russ).
  2. Global Initiative for Asthma. Global strategy for Asthma management and prevention (GINA) (Updated 2017). Available from: http://ginasthma.org/ Accessed: 22 Oct 2017.
  3. Chuchalin AG, Aysanov ZR, Chikina SYu, et al. Federal’nyye klinicheskiye rekomendatsii Rossiyskogo respirator-nogo obshchestva po ispol’zova niyu metoda spirometrii. Pul'monologiya. 2014;(6): 11-24. (In Russ). doi: 10.18093/0869-0189-2014-0-6-11-24
  4. Chernyak AV, Neklyudova GV. Spirometriya: kak izbezhat’ oshibok i povysit’ kachestvo issledovaniya. Praktich-eskaya pul'monologiya. 2016;(2):47-55.
  5. Rakita DR, Kuspanalieva DS. Vliyaniye giperventilyatsionnogo sindroma na kachestvo zhizni bol’nykh bronkhial’noy astmoy. IP Pavlov Russian Medical Biologial Herald. 2012;(1):86-90. (In Russ).
  6. Avdeev SN, Aysanov ZR, Arkhipov VV, et al. Soglasovannye rekomendatsii po obosnovaniyu vybora terapii bronkhial'noi astmy i khronicheskoi obstruktivnoi bolezni legkikh s uchetom fenotipa zabolevaniya i roli malykh dykhatel'nykh putei. Prakticheskaya pul'monologiya. 2013;(2):15-26. (In Russ).
  7. Contoli M, Santus P, Papi A. Small airway disease in asthma: pathophysiological and diagnostic considerations. Cur-rent Opinion in Pulmonary Medicine. 2015; 21(1):68-73. doi: 10.1097/MCP.0000000000000122
  8. Ponomareva IB, Subbotin SV. Possibilities of volumetric capnography method in the study of pulmonary functions in patients with COPD. Science of the Young (Eruditio Juvenium). 2016;4(1):68-73. (In Russ).
  9. Verscheure S, Massion PB, Verschuren F, et al. Volumetric capnography: lessons from the past and current clinical applications. Critical Care. 2016; 20:184. doi: 10.1186/s13054-016-1377-3
  10. Gravenstein JS, Jaffe MB, Healthcare P, et al., еditors. Capnography. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press; 2011.
  11. Bhalla AK, Rubin S, Newth CJ, et al. Monitoring dead space in mechanically ventilated children: volumetric capno-graphy versus time-based capnography. Respiratory Care. 2015;60(11):1548-55. doi: 10.4187/respcare.03892
  12. Almeida CC, Almeida-Júnior AA, Ribeiro MA, et al. Volumetric capnography to detect ventilation in homogeneity in children and adolescents with controlled persistent asthma. Journal de Pediatria. 2011;87(2):163-8. doi: 10.2223/JPED.2077
  13. Byalovskii YuYu, Miroshkina TA. Diagnosticheskoe znachenie ob’emnoi kapnografii. In: Kiryushin VA, editor. Ma-terialy Mezhregional'noi nauchnoi konferentsii Ryazanskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta imeni akademika I.P. Pavlova s mezhdunarodnym uchastiem. Ryazan: Ryazan State Medical University; 2014. P. 50-3. (In Russ).
  14. Romero PV, Rodriguez B, de Oliveira D, et al. Volumetric capnography and chronic obstructive pulmonary disease staging. International Journal of COPD. 2007;2(3):381-391.
  15. Ponto S, Aufderhaar M, Bauer JU. Capnovolumetry as a cooperation free method in the diagnosis and monitoring of COPD. European Respiratory Journal. 2016;48:PA4415. doi: 10.1183/13993003. congress-2016.PA4415

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structure of volume capnogram: FCO2 – fractional concentration of carbon dioxide in the expired air; VTeff – effective tidal volume; I – phase I; II – phase II; III – phase III; 1 – dead space volume; 2 – transition of phase I to phase II; 3 – slope of phase II; 4 – alpha angle (transition of II to phase III); 5 – slope of phase III; 6 – end of expiration; 7 – released volume. The area between the curves represents the volume of released СО2 [10]

Download (133KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spirograph Spiro scout equipped with the function of volume capnography (Ganshorn, Germany)

Download (191KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. ROC-curves for the slope of phase III (А – BA, B – severe BA)

Download (93KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. ROC-curves for emphysema index (А – BA, B – severe BA)

Download (84KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2018 Subbotin S.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».