Capnografia volumétrica para monitoração respiratória de pacientes submetidos a colonoscopia diagnóstica com insuflação de ar comprimido e gás carbônico / Volumetric capnography for respiratory monitoring of patients during routine colonoscopy with room-air and carbon dioxide insufflation

ABSTRACT Background: Capnography and carbon dioxide (CO2) insufflation during gastrointestinal endoscopy under sedation are associated with safety and comfort improvements, respectively. Capnography can provide early detection of apnea and hypoxemia, whereas CO2 insufflation causes lower periprocedural discomfort. This is the first study to report the application of volumetric capnography in colonoscopy. Objective: This study aimed to evaluate the use of volumetric capnography with room air (RA) and CO2 insufflation during routine colonoscopy. Methods: In this prospective cohort study, 101 patients who underwent routine colonoscopy under sedation with volumetric capnography monitoring were included. Insufflation with RA was used to distend the intestinal lumen in group 1 (n=51), while group 2 (n=50) used CO2 insufflation. The primary endpoints were episodes of hypoxia, alveolar hypoventilation, and end-tidal CO2 (EtCO2). The secondary endpoints were tidal volume per minute, consumption of sedation medications, and post-procedure pain using the Gloucester modified pain scale. Results: The number of episodes of hypoxia (SpO2<90%) was similar between the groups: four episodes in Group 1 and two episodes in Group 2. The duration of hypoxia was significantly longer in group 2 (P=0.02). Hypoalveolar ventilation (EtCO2) occurred more frequently in Group 2 than in Group 1 (27 vs 18 episodes, P=0.05). Regarding EtCO2, Group 2 showed higher values in cecal evaluation (28.94±4.68 mmHg vs 26.65±6.12 mmHg, P=0.04). Regarding tidal volume per minute, Group 2 had significantly lower values at the cecal interval compared to Group 1 (2027.53±2818.89 vs 970.88±1840.25 L/min, P=0.009). No episodes of hypercapnia (EtCO2 > 60 mmHg) occurred during the study. There was no difference in the consumption of sedation medications between the groups. Immediately after colonoscopy, Group 2 reported significantly less pain than Group 1 (P=0.05). Conclusion: In our study, volumetric capnography during colonoscopy was feasible and effective for monitoring ventilatory parameters and detecting respiratory complications. CO2 insufflation was safe and associated with less pain immediately after colonoscopy.

RESUMO Contexto: A capnografia e a insuflação de gás carbônico (CO2) durante endoscopia digestiva sob sedação são associados à maior segurança e conforto do paciente, respectivamente. A capnografia pode detectar precocemente a apneia e hipoxemia, enquanto a insuflação de CO2 causa menor desconforto periprocedimento. Relatos da aplicação da capnografia volumétrica em colonoscopias são escassos. Objetivo: Avaliar o uso de capnograifa volumétrica durante colonoscopia diagnóstica com insuflação de ar comprimido e CO2. Métodos: Em estudo prospectivo de coorte, foram incluídos um total de 101 pacientes submetidos a colonoscopia diagnóstica sob sedação com monitoração respiratória por meio de capnografia volumétrica. Insuflação com ar comprimido foi usado para distender o lúmen intestinal no Grupo 1 (n=51), enquanto o Grupo 2 (n=50) utilizou CO2 para insuflação. Objetivos primários foram avaliar episódios de hipóxia, hipoventilação alveolar e CO2 expirado (EtCO2). Objetivos secundários foram avaliar o volume alveolar por minuto, consumo de sedativos e a dor pós-colonoscopia por meio da Escala de Dor Modificada de Gloucester. Resultados: O número de episódios de hipóxia (SpO2 <90%) foi semelhante entre os grupos: quatro episódios no Grupo 1 e dois episódios no Grupo 2. A duração da hipóxia foi significativamente maior no Grupo 2 (P=0,02). A hipoventilação alveolar (EtCO2 ≥25% do valor basal) ocorreu mais frequentemente no Grupo 2 quando comparado ao Grupo 1 (27 vs 18 episódios, P=0,05). Em relação ao EtCO2, o Grupo 2 apresentou valores maiores no momento de aferição cecal (28.94±4.68 vs 26.65±6.12 mmHg, P=0,04). Quanto ao volume alveolar por minuto, o Grupo 2 apresentou valores significativamente menores no momento de aferição cecal quando comparado ao Grupo 1 (2027.53±2818.89 vs 970.88±1840.25 L/min, P=0,009). Não houve ocorrência de hipercapnia durante o estudo (EtCO2 >60 mmHg). Não houve diferença em relação ao consumo de sedativos entre os dois grupos. Imediatamente após a colonoscopia, o Grupo 2 apresentou significativamente menos dor que o Grupo 1 (P=0,05). Conclusão: Em nosso estudo, a capnografia volumétrica durante colonoscopia foi factível e eficaz para monitorar parâmetros ventilatórios e detectar complicações respiratórias, e a insuflação com CO2 foi segura e associada a menor dor imediatamente pós-colonoscopia.

Volumetric capnography versus spirometry for the evaluation of pulmonary function in cystic fibrosis and allergic asthma / Capnografia volumétrica versus espirometria para avaliação da função pulmonar na fibrose cística e na asma alérgica

Abstract Objective: To compare the values of the markers for volumetric capnography and spirometry and their ability to classify children and adolescents with asthma, cystic fibrosis (CF), and healthy controls. Methods: This was a cross-sectional study that included 103 patients with controlled persistent allergic asthma, 53 with CF and a healthy control group with 40 volunteers (aged 6 to 15 years), of both sexes. The individuals underwent volumetric capnography and spirometry. Results: Phase III slope (SIII), SIII standardized by exhaled tidal volume (SIII/TV) and capnographic index (SIII/SII) × 100 (KPIv) were different among the three groups assessed, with highest values for CF. The relation between the forced expiratory volume in one second and the forced vital capacity (FEV1/FVC) was the only spirometric marker that presented difference on the three groups. On individuals with normal spirometry, KPIv and FEV1/FVC were different among the three groups. The ROC curve identified the individuals with asthma or CF from the control group, both through volumetric capnography (better to identify CF in relation to the control using KPIv) and through spirometry (better to identify asthma in relation to the control). KPIv was the best parameter to distinguish asthma from CF, even in individuals with normal spirometry. Conclusion: Volumetric capnography and spirometry identified different alterations in lung function on asthma, CF, and healthy controls, allowing the three groups to be distinguished.

Resumo Objetivo Comparar os valores dos marcadores para capnografia volumétrica e espirometria e sua capacidade de classificar crianças e adolescentes com asma, fibrose cística (FC) e controles saudáveis. Métodos Foi realizado um estudo transversal que incluiu 103 pacientes com asma alérgica persistente controlada, 53 com FC e um grupo controle saudável com 40 voluntários (6 a 15 anos), de ambos os sexos. Os indivíduos foram submetidos a capnografia volumétrica e espirometria. Resultados O slope da fase III (SIII), SIII padronizada pelo volume tidal exalado (SIII/VT) e o índice capnográfico (SIII/SII) × 100 (KPIv) foram diferentes entre os três grupos avaliados, com maiores valores para o grupo FC. A relação entre o volume expiratório forçado no primeiro segundo e a capacidade vital forçada (VEF1/CVF) foi o único marcador de espirometria com diferenças nos três grupos. Nos indivíduos com espirometria normal, o KPIv e VEF1/CVF foram diferentes entre os três grupos. A curva ROC diferenciou os indivíduos com asma ou FC daqueles do grupo controle, ambos através da capnografia volumétrica (melhor para identificar a FC em relação aos controles pelo KPIv) e por meio da espirometria (melhor para identificar a asma em relação aos controles). O KPIv foi o melhor parâmetro para distinguir a asma da FC, mesmo em indivíduos com espirometria normal. Conclusão A capnografia volumétrica e a espirometria identificaram diferentes alterações de função pulmonar na asma, na FC e nos controles saudáveis, permitiram que os três grupos fossem diferenciados.

Capnografia volumétrica como meio de detectar obstrução pulmonar periférica precoce em pacientes com fibrose cística / Volumetric capnography as a tool to detect early peripheric lung obstruction in cystic fibrosis patients

OBJETIVO: Comparar a espirometria e a capnografia volumétrica (CapV) para determinar se os valores amostrados pela capnografia acrescentam informações sobre doenças pulmonares precoces em pacientes com fibrose cística (FC). MÉTODOS: Este foi um estudo do tipo corte transversal envolvendo pacientes com FC: Grupo I (42 pacientes, 6-12 anos de idade) e Grupo II (22 pacientes, 13-20 anos de idade). Os grupos controle correspondentes eram formados por 30 e 50 indivíduos saudáveis, respectivamente. A capacidade vital forçada (CVF), o volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) e a relação VEF1/CVF foram determinados pela espirometria. Através da CapV, medimos a saturação periférica de oxigênio (SpO2), a frequência respiratória (FR), o tempo inspiratório (TI), o tempo expiratório (TE) e o slope da fase III normalizado pelo volume corrente (slope da fase III/Vc). RESULTADOS: Em comparação com os grupos controle, todos os pacientes com FC apresentaram valores de slope da fase III/Vc (p < 0,001) mais altos independentemente do estágio de doença pulmonar. O slope da fase III/Vc foi significantemente mais alto nos 24 pacientes que tiveram resultados normais de espirometria (p = 0,018). Os pacientes do Grupo II apresentaram valores de CVF, VEF1, VEF1/CVF (p < 0,05) e SpO2 (p < 0,001) mais baixos que os pacientes do Grupo I. Os pacientes do Grupo II, comparados com os do Grupo Controle II, apresentaram FR (p < 0,001) mais alta e valores de TI e TE (p < 0,001) mais baixos. CONCLUSÕES: Todos os pacientes com FC mostraram ter valores mais altos de slope da fase III/Vc quando comparados com os pacientes dos grupos controle. A CapV identificou a heterogeneidade da distribuição da ventilação nas vias aéreas periféricas dos pacientes com FC que apresentaram espirometria normal.

OBJECTIVE: To compare spirometry and volumetric capnography (VCap) to determine if the capnographic values add more information about early lung disease in cystic fibrosis (CF) patients. METHODS: This was a cross-sectional study involving CF patients: Group I (42 patients, 6-12 years of age); and Group II (22 patients, 13-20 years of age). The corresponding control groups were comprised of 30 and 50 healthy subjects, respectively. Forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second (FEV1), and the FEV1/FVC ratio was determined by spirometry. Using VCap, we measured peripheral oxygen saturation (SpO2), respiratory rate (RR), inspiratory time (IT), expiratory time (ET), and the phase III slope normalized by expiratory volume (phase III slope/Ve). RESULTS: In comparison with control groups, all CF patients presented higher phase III slope/Ve values (p < 0.001) independent of the pulmonary disease stage. The phase III slope/Ve was significantly higher in the 24 patients who presented normal spirometry results (p = 0.018). The Group II patients showed lower FVC, FEV1, FEV1/FVC (p < 0.05), and also lower SpO2 values (p < 0.001) when compared with Group I patients. In comparison with Control Group II, the Group II patients presented higher RR (p < 0.001), and lower IT and ET values (p < 0.001). CONCLUSIONS: Compared to the controls, all studied CF patients showed an increase in phase III slope/Ve values. VCap identified the heterogeneity of the ventilation distribution in the peripheral airways of CF patients who presented normal spirometry.