Diagnostics of bronchial obstruction syndrome with portal wheezing detector in children

Cover Page

Cite item

Abstract

Objective. To determine the efficiency of diagnostics of the clinical syndrome of bronchial obstruction with WheezeScan detector in children, to assess the sensitivity and specificity of this method.  Electronic medical devices used for registration and analysis of breath sounds can help to diagnose different syndromes in pediatric pulmonology.

Materials and methods. The study involved 15 children aged 1 to 17 years, who were  hospitalized to Pulmonology Unit of the Regional Children’s Clinical Hospital. The children were divided into two groups depending on the presence or absence of wheezes in auscultation. The detector WheezeScan HWZ-1000T-E (Omron) was used to study the presence of wheezes. The control group included children without any objective signs of bronchial obstruction.

Results. It was detected while examining children that in auscultation 20 % (n=3) of children had   dry wheezes, and in detector diagnostics the result was positive in 100 % of cases. In auscultation, 80 % (n=12) of children did not show clinically marked bronchial obstruction syndrome, the result of WheezeScan detector was 73 % (n=11). Diagnostic sensitivity and specificity was 100 %.

Conclusions. Screening diagnostics of bronchial obstruction syndrome in children by means of electronic detector of wheezing is effective and can be applied for ambulatory patients of different ages in a pediatric hospital unit.

Full Text

Введение

Вирусные инфекции верхних и нижних дыхательных путей с наличием различных хрипов являются ведущими причинами обращения родителей к врачу в первые три года жизни ребенка [1]. Основные заболевания, проявляющиеся синдромом бронхиальной обструкции, – это бронхиолит, бронхиальная астма, муковисцидоз, обструктивный бронхит. Своевременное и правильное лечение синдрома бронхиальной обструкции считается основным шагом для снижения бремени заболеваний нижних дыхательных путей. Точное распознавание респираторных симптомов, включая свистящее дыхание, имеет особое значение для последующего принятия решения, следует ли вводить лекарства для облегчения симптомов. Расширение возможностей обучения родителей самоконтролю астмы, лечению и контролю синдрома обструкции нижних дыхательных путей у их детей является важной задачей педиатров [2].

В настоящее время существует ряд медицинских аппаратов, позволяющих выполнять диагностику данного синдрома. Многофункциональные медицинские центры оснащены аппаратами последнего поколения для верификации диагнозов. Спирометрия является недорогостоящим и распространенным методом функциональной диагностики в условиях лечебно-профилактических учреждений, который можно рассматривать как первый этап в выявлении вентиляционных нарушений. Спирометрия включена в перечень медико-экономических стандартов при проведении лечебно-диагностических мероприятий у больных патологией дыхательных путей. Данный метод предназначен для измерения воздушных потоков и объемов при спокойном и форсированном дыхании. Однако результаты спирометрического исследования во многом зависят от правильности выполнения дыхательных маневров пациентом. Поэтому для корректной интерпретации полученных результатов необходимо быть уверенным в том, что исследование проведено правильно [3]. Для таких аппаратов требуется много места, закупка расходных материалов, обученный персонал и обязательны умения пациента. Данный диагностический тест рекомендуется детям с 4–5 лет, так как необходимым является маневр форсированного выдоха. Пикфлоуметрия также рекомендована более старшим детям, начиная с возраста 5 лет, так как требует от них определенных навыков и понимания механизма данного теста. У детей до 4–5 лет рекомендуется использовать другие методы выявления бронхиальной обструкции: специфическое сопротивление дыхательных путей, импульсная осциллометрия, tidal-test [4]. Эти методы основаны на исследовании спокойного дыхания, но используются только в крупных ЛПУ. Все эти исследования подходят для детей младшего возраста, но требуют наличия специально обученного персонала и дорогостоящего оборудования. Метод кратковременного прерывания потока воздуха (Rint) позволяет оценить вентиляционную функцию у детей раннего и дошкольного возраста. Данный диагностический метод применяется главным образом у детей 2–5 лет с синдромом бронхиальной обструкции [5]. Также высокоэффективным является ведение дневника симптомов и АСТ-тесты, но только у пациентов с уже диагностированной бронхиальной астмой. Тесты контроля астмы хорошо коррелируют с параметрами функции легких и качеством жизни, связанным со здоровьем [6]. Но данные опросники подойдут детям, которые уже понимают речь, умеют говорить и способны дифференцировать свои чувства. Действительно, дети с астмой могут более эффективно справляться со своим состоянием, улучшая технику ингаляции, а также распознавая симптомы и реагируя на них [7].

В ряде ситуаций возникала проблема, когда диагностику синдрома бронхиальной обструкции нужно выполнить непосредственно пациенту дома или вне ЛПУ, чтобы скорректировать лечение, понять причину ухудшения состояния пациента, особенно часто это происходило во время локдауна. Это может случиться в любом возрасте, даже когда ребенок еще не умеет говорить. Необходимость диагностики может возникнуть дома, в детском саду, в санатории или другом ЛПУ, когда врача нет рядом. В данной ситуации в качестве первоначальной диагностики может использоваться специальный детектор свистящих хрипов WheezeScan.

Цель исследования – оценить эффективность диагностики клинического синдрома бронхиальной обструкции детектором WheezeScan у детей в отделении пульмонологии, определение чувствительности и специфичности данного метода.

Материалы и методы исследования

В исследование были включены 15 детей, госпитализированных в отделение пульмонологии ГБУЗ ПК «Краевая детская клиническая больница». Критерии включения пациентов в исследование:

  • детский возраст от 3 до 17 лет;
  • наличие заболевания бронхиальная астма в стадии ремиссии, неполной ремиссии или обострения, муковисцидоз или другое заболевание органов дыхательной системы;
  • наличие сухих свистящих хрипов в момент обследования или в анамнезе заболевания.

В целях исследования детей разделили на две группы в зависимости от наличия или отсутствия свистящих хрипов при аускультации: первая – 12 детей без объективных признаков бронхообструкции, вторая – 3 ребенка с клинически выраженным синдромом бронхиальной обструкции. С помощью датчика WheezeScan HWZ-1000T-E (Omron) осуществлялось исследование на наличие свистящих хрипов. Пациентам проводилась аускультация, и по ее результатам определялся клинический синдром бронхиальной обструкции. Далее каждый ребенок был обследован с помощью детектора WheezeScan на наличие свистящего дыхания в момент обследования. В зависимости от анализа диапазона частот дыхательных шумов пациента датчик определял, есть бронхообструкция или нет. Результат являлся либо положительным, либо отрицательным.

Детектор состоит из датчика звука, дисплея с индикаторами наличия или отсутствия свистящего дыхания, индикатора ошибки и кнопки питания. Диагностику можно проводить лежа, сидя или стоя, в зависимости от возраста пациентов. Для детекции сухих свистящих хрипов ребенку очищают носовую полость от слизи, просят покашлять для удаления мокроты из дыхательных путей, так как она может издавать дополнительные шумы и создавать помехи датчику. Далее датчик устанавливают на грудную клетку ребенка с правой стороны на несколько сантиметров ниже ключицы, как на рисунке. Исключением являются дети с декстракардией, у них используется левая сторона грудной клетки. Датчик включается и устанавливается в заданную точку аускультации, после этого начинается измерение, максимальная длительность которого 30 с. Затем после звукового сигнала на дисплее загорается в зависимости от результата соответствующий индикатор.

 

Рис. Регистрация дыхательных шумов

 

Для определения диагностической чувствительности и специфичности использовался метод «латинского квадрата».

Результаты и их обсуждение

Характеристика выборки представлена в табл. 1. Из 15 пациентов средний возраст дошкольников составил 4,4 г. (n = 5), средний возраст школьников 12,3 г. (n = 10). Среди всех пациентов 73 % (n = 11) детей имели диагноз бронхиальной астмы, а у двух – было обострение заболевания. Два пациента имели диагноз муковисцидоза, один – диагноз острой внебольничной пневмонии и один – острого бронхита.

 

Таблица 1. Характеристика выборки

Параметр

Значение

Средний возраст дошкольников, лет (n)

4,4 (5)

Средний возраст школьников, лет (n)

12,3 (11)

Средний возраст пациентов,лет (SD)

9,7 (4,9)

Диагноз бронхиальная астма, абс. (%)

11 (73)

Диагноз муковисцидоз, абс. (%)

2 (13)

Другой диагноз, абс. (%)

2 (13)

 

При обследовании выявлено, что при аускультации у 20 % (n = 3) детей были обнаружены сухие свистящие хрипы, и при диагностике датчиком в 100 % случаев результат детектора был положительным (табл. 2). У 80 % (n = 12) при аускультации не было обнаружено клинически выраженного синдрома бронхиальной обструкции, по результатам сканера свистящих хрипов показатель составил 73 % (n = 11). В одном случае у девочки в возрасте 14 лет с диагнозом очаговой пневмонии при аускультации локально выслушивались влажные хрипы, именно они создали помеху для датчика и в результате измерения на нем загорелся индикатор «Error».

 

Таблица 2. Результаты измерений детектором в сравнении с данными аускультации

Параметр

Клиника СБО

Нет СБО

По результатам аускультации, абс. (%)

3 (20)

12 (80)

По результатам датчика WheezeScan, абс. (%)

3 (20)

11 (73)

 

При исследовании чувствительности и специфичности метода диагностики получены следующие результаты: при аускультации 15 пациентов сухие свистящие хрипы были выслушаны у 3 человек, при этом датчик определил синдром бронхообструкции у 100 % (n = 3) пациентов с данным синдромом, также детектор выявил его отсутствие у 73 % (n = 11), что подтверждается данными аускультации. Таким образом диагностическая чувствительность и специфичность метода составила 100 %.

В исследовании S. Dramburg et al. [8] изучалась объективная оценка дыхательных шумов родителями и было выявлено, что в общей сложности из 708 записей родители предварительно обнаружили хрипы в 22 случаях (3,1 %), тогда как детектор хрипов сделал это в 140 измерениях (19,8 %). В результате чувствительность родительского суждения составила 15 %, а специфичность – 99,8 % [8]. Чувствительность данного метода выше, чем объективная оценка дыхательных шумов родителями пациентов.

Этот прибор может быть полезен при работе врача отделения для лечения COVID-19, так как для дальнейшего принятия решения о назначении ингаляционных глюкокортикостероидов необходимо диагностировать синдром обструкции нижних дыхательных путей. Для этого врачу необходимо провести аускультацию, но, находясь в костюме индивидуальной защиты, данное действие затруднено. Использование датчика не предполагает освобождение головы и ушных раковин от капюшона защитного костюма, как это необходимо при обычной аускультации. Данный датчик можно использовать в работе врача отделения для лечения новой коронавирусной инфекции или других инфекционных отделений.

Таким образом, данный прибор может пополнить ряд устройств для диагностики и мониторинга респираторных заболеваний, которые могут использоваться как в домашних условиях, амбулаторно, так и на стационарном этапе: пульсоксиметр [9], пикфлоуметр [10, 11], электронный портативный спирометр [3, 12], датчики дыхательных движений, устройства диагностики эпизодов апноэ сна и ряд других.

Выводы

Скрининговая диагностика синдрома бронхиальной обструкции у детей с использованием электронного детектора свистящего дыхания эффективна и может проводиться амбулаторным пациентам и пациентам в педиатрическом отделении больницы в любом возрасте. Высокая чувствительность и специфичность данного датчика дают возможность использовать его в домашних условиях родителями, не обладающими навыками аускультации. Его может использовать средний медицинский работник на фельдшерско-акушерских пунктах, в закрытых детских учреждениях, в детских дошкольных учреждениях и школах. Детектор пригоден для использования у детей любого возраста в любом положении. Удобным и безопасным является вариант обследования младенцев во сне. Сложности могут возникнуть при обследовании тучных пациентов, так как толщина избыточно развитой подкожно-жировой клетчатки приглушает дыхательные шумы. Нельзя использовать датчик у детей при появлении клиники бактериальной инфекции нижних дыхательных путей, которая предполагает наличие влажных хрипов или крепитации.

Данный датчик можно применить в работе врача отделения для лечения новой COVID-19 инфекции или других инфекционных отделений.

Финансирование. Это исследование было поддержано совместным грантом Министерство науки и технологии Израиля (MOST, 3-16500) Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) (совместный исследовательский проект 19-515-06001).

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

N. M. Kalinina

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: knm303@mail.ru

resident, Department of Faculty and Hospital Pediatrics

Russian Federation, Perm

E. G. Furman

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: knm303@mail.ru

MD, PhD, Professor, Corresponding Member of RAS, Deputy Rector for Scientific Research, Head of Department of Faculty and Hospital Pediatrics

Russian Federation, Perm

V. L. Sokolovskiy

Ben-Gurion University

Email: knm303@mail.ru

PhD, Professor of Physics Department

Israel, Be'er Sheva

References

  1. Shi T., McAllister D.A., O’Brien K.L., Simoes E.A.F., Madhi S.A., Gessner B.D. et al. Global, regional, and national disease burden estimates of acute lower respiratory infections due to respiratory syncytial virus in young children in 2015: a systematic review and modelling study. Lancet 2017; 390: 946-958.
  2. Cutrera R., Baraldi E., Indinnimeo L., Miraglia Del Giudice M., Piacentini G., Scaglione F., et al. Management of acute respiratory diseases in the pediatric population: the role of oral corticosteroids. Ital J Pediatr 2017; 43: 31.
  3. Chernjak A.V., Nekljudova G.V. Spirometry: how to avoid mistakes and improve the quality of research. Practical pulmonology 2016; 2.
  4. Antonova E.A., Zhelenina L.A., Ladinskaja L.M. Pulse oscillometry is a new method of functional diagnostics of bronchial asthma in young children. Pulmonology 2003; (6): 42-45.
  5. Furman E.G., Ponomareva M.S., Jarulina A.M., Korjukina I.P., Abdullaev A.R. Assessing ventilatory function in infancy and preschool age by measuring airway resistance using the airflow interruption method. Pulmonology 2009; (1): 55-58.
  6. Gurková E., Popelková P. Validity of Asthma Control Test in Assessing Asthma Control in Czech Outpatient Setting. Cent Eur J Public Health 2015; 23 (4): 286-291.
  7. Harris K., Kneale D., Lasserson T.J., McDonald V.M., Grigg J., Thomas J. School-based self-management interventions for asthma in children and adolescents: a mixed methods systematic review. Cochrane Database Syst Rev. 2019; 1 (1): CD011651.
  8. Dramburg S., Dellbrügger E., van Aalderen W., Matricardi P.M. The impact of a digital wheeze detector on parental disease management of pre-school children suffering from wheezing-a pilot study. Pilot Feasibility Stud 2021; 7 (1): 185.
  9. Serrano-Cumplido A., Trillo Calvo E., García Matarín L, Del Río Herrero A., Gamir Ruiz F.J., Molina Escribano F., Velilla Zancada S. Pulsioximetría: papel en el paciente COVID-19 domiciliario [Pulse oximetry: Role in the COVID-19 patient at home]. Semergen 2022; 48 (1): 70-77.
  10. Ovsjannikov D.Ju., Furman E.G., Eliseeva T.I. Bronchial asthma in children. Moscow 2019.
  11. Sakkatos P., Williams A. Testing the accuracy of a novel digital peak flow meter aligned with a smartphone app compared to a lab spirometer: A pilot work. Digit Health 2021 May 21; 7: 20552076211005959.
  12. Richardson C.H., Orr N.J., Ollosson S.L., Irving S.J., Balfour-Lynn I.M., Carr S.B. Initiating home spirometry for children during the COVID-19 pandemic - A practical guide. Paediatr Respir Rev 2021; S1526-0542(21) 00004-X.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure

Download (204KB)

Copyright (c) 2022 Kalinina N.M., Furman E.G., Sokolovskiy V.L.

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

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies