Effects of non-invasive ventilation and posture on chest wall volumes and motion in patients with amyotrophic lateral sclerosis: a case series

ABSTRACT Background The effects of non-invasive ventilation (NIV) on the breathing pattern and thoracoabdominal motion of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) are unknown. Objectives 1) To analyze the influence of NIV on chest wall volumes and motion assessed by optoelectronic plethysmography in ALS patients and 2) to compare these parameters in the supine and sitting positions to those of healthy individuals (without NIV). Method Nine ALS patients were evaluated in the supine position using NIV. In addition, the ALS patients and nine healthy individuals were evaluated in both sitting and supine positions. Statistical analysis was performed using the paired Student t-test or Wilcoxon test and the Student t-test for independent samples or Mann-Whitney U test. Results Chest wall volume increased significantly with NIV, mean volume=0.43 (SD=0.16)L versus 0.57 (SD=0.19)L (p=0.04). No significant changes were observed for the pulmonary rib cage, abdominal rib cage, or abdominal contribution. The index of the shortening velocity of the diaphragmatic muscle, mean=0.15 (SD=0.05)L/s versus 0.21 (SD=0.05)L/s (p<0.01), and abdominal muscles, mean=0.09 (SD=0.02)L/s versus 0.14 (SD=0.06)L/s (p<0.01), increased during NIV. Comparisons between the supine and sitting positions showed similar changes in chest wall motion in both groups. However, the ALS patients presented a significantly lower contribution of the abdomen in the supine position compared with the controls, mean=56 (SD=13) versus 69 (SD=10) (p=0.02). Conclusions NIV improved chest wall volumes without changing the contribution of the chest wall compartment in ALS patients. In the supine position, ALS patients had a lower contribution of the abdomen, which may indicate early diaphragmatic dysfunction.

Breathing exercises: influence on breathing patterns and thoracoabdominal motion in healthy subjects / Exercícios respiratórios: influência sobre o padrão respiratório e o movimento toracoabdominal em indivíduos saudáveis

BACKGROUND: The mechanisms underlying breathing exercises have not been fully elucidated. OBJECTIVES: To evaluate the impact of four on breathing exercises (diaphragmatic breathing, inspiratory sighs, sustained maximal inspiration and intercostal exercise) the on breathing pattern and thoracoabdominal motion in healthy subjects. METHOD: Fifteen subjects of both sexes, aged 23±1.5 years old and with normal pulmonary function tests, participated in the study. The subjects were evaluated using the optoelectronic plethysmography system in a supine position with a trunk inclination of 45° during quiet breathing and the breathing exercises. The order of the breathing exercises was randomized. Statistical analysis was performed by the Friedman test and an ANOVA for repeated measures with one factor (breathing exercises), followed by preplanned contrasts and Bonferroni correction. A p<0.005 value was considered significant. RESULTS: All breathing exercises significantly increased the tidal volume of the chest wall (Vcw) and reduced the respiratory rate (RR) in comparison to quiet breathing. The diaphragmatic breathing exercise was responsible for the lowest Vcw, the lowest contribution of the rib cage, and the highest contribution of the abdomen. The sustained maximal inspiration exercise promoted greater reduction in RR compared to the diaphragmatic and intercostal exercises. Inspiratory sighs and intercostal exercises were responsible for the highest values of minute ventilation. Thoracoabdominal asynchrony variables increased significantly during diaphragmatic breathing. CONCLUSIONS: The results showed that the breathing exercises investigated in this study produced modifications in the breathing pattern (e.g., increase in tidal volume and decrease in RR) as well as in thoracoabdominal motion (e.g., increase in abdominal contribution during diaphragmatic breathing), among others. .

CONTEXTUALIZAÇÃO: Os mecanismos envolvidos na execução dos exercícios respiratórios não foram completamente elucidados. OBJETIVOS: Avaliar o impacto de quatro exercícios respiratórios(diafragmático, suspiros inspiratórios, inspiração máxima sustentada e intercostal) sobre o padrão respiratório e o movimento toracoabdominal em indivíduos saudáveis. MÉTODO: Participaram do estudo15 indivíduos de ambos os sexos (23±1,5 anos com prova de função pulmonar normal). Os indivíduos foram avaliados por meio da pletismografia optoeletrônica na posição supina com inclinação de tronco de 45° durante a respiração tranquila e durante a realização dos exercícios respiratórios. A ordem dos exercícios foi randomizada. Os dados foram analisados pelo teste de Friedman e ANOVA para medidas repetidas com um fator (exercícios respiratórios) seguidos de contrastes pré-planejados e correção de Bonferroni, sendo p<0,005 considerado significativo. RESULTADOS: Todos os exercícios respiratórios promoveram aumento significativo do volume corrente da parede torácica (VCpt) e redução da frequência respiratória (f) quando comparados à respiração tranquila. O exercício diafragmático foi responsável pelo menor VCpt, menor contribuição da caixa torácica e maior contribuição do abdômen. A inspiração máxima sustentada promoveu redução significativamente maior da f comparada aos exercícios diafragmático e intercostal. Os exercícios suspiros inspiratórios e intercostal foram responsáveis pelos maiores valores de ventilação minuto. Os índices de assincronia toracoabdominal aumentaram significativamente ...

Predictive equations for respiratory muscle strength according to international and Brazilian guidelines / Equações de predição para a força muscular respiratória segundo diretrizes internacionais e brasileiras

Background: The maximum static respiratory pressures, namely the maximum inspiratory pressure (MIP) and maximum expiratory pressure (MEP), reflect the strength of the respiratory muscles. These measures are simple, non-invasive, and have established diagnostic and prognostic value. This study is the first to examine the maximum respiratory pressures within the Brazilian population according to the recommendations proposed by the American Thoracic Society and European Respiratory Society (ATS/ERS) and the Brazilian Thoracic Association (SBPT). Objective: To establish reference equations, mean values, and lower limits of normality for MIP and MEP for each age group and sex, as recommended by the ATS/ERS and SBPT. Method: We recruited 134 Brazilians living in Belo Horizonte, MG, Brazil, aged 20-89 years, with a normal pulmonary function test and a body mass index within the normal range. We used a digital manometer that operationalized the variable maximum average pressure (MIP/MEP). At least five tests were performed for both MIP and MEP to take into account a possible learning effect. Results: We evaluated 74 women and 60 men. The equations were as follows: MIP=63.27-0.55 (age)+17.96 (gender)+0.58 (weight), r2 of 34% and MEP= - 61.41+2.29 (age) - 0.03(age2)+33.72 (gender)+1.40 (waist), r2 of 49%. Conclusion: In clinical practice, these equations could be used to calculate the predicted values of MIP and MEP for the Brazilian population. .

Contextualização: A medida das pressões respiratórias estáticas máximas (pressão inspiratória (PImáx) e pressão expiratória máxima (PEmáx)) refletem a força dos músculos respiratórios. Essas medidas são simples, não invasivas e têm valores diagnóstico e prognóstico estabelecidos. Este é o primeiro estudo que avaliou pressões respiratórias máximas com a população brasileira realizado de acordo com as recomendações propostas pela American Thoracic Society e European Respiratory Society (ATS/ERS) e pela Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (SBPT). Objetivo: Estabelecer equações de referência, valores médios e limites inferiores de normalidade para a PImáx e a PEmáx para cada faixa etária e gênero, conforme as recomendações da ATS/ERS e da SBPT. Método: Foram recrutados 134 brasileiros residentes em Belo Horizonte, MG, Brazil, com idade entre 20-89 anos, com prova de função pulmonar e índice de massa corporal dentro da normalidade. Foi utilizado um manovacuômetro digital que operacionalizou a variável pressão média máxima. Para a PImáx e a PEmáx, foram realizadas, pelo menos, cinco manobras, considerando o efeito aprendizado. Resultados: Foram avaliados 74 mulheres e 60 homens. As equações propostas foram: PImáx=63,27-0,55 (idade)+17,96 (sexo)+0,58 (peso), r2=34% e PEmáx=-61,41+2,29 (idade)-0,03 (idade2)+33,72 (sexo)+1,40 (cintura), r2=49%. Conclusão: As equações resultantes deste estudo poderão ser utilizadas na prática clínica para cálculo de valores preditos para PImáx e PEmáx na população brasileira. .

Functional outcomes in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a multivariate analysis

Background: Multiple factors can influence the severity of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and the functioning of patients with COPD, such as personal characteristics and systemic manifestations. Objective: To evaluate the different factors that can influence the activity and psychosocial impact domains of the Saint George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) in COPD patients. Method: Participants, recruited in a university-based hospital, responded to the SGRQ, and in addition, personal, anthropometric, and clinical data were collected. The study was approved by the Institutional Ethics Committee. Data were analyzed using multiple linear regression models, with the SGRQ activity and psychosocial impact scores as outcome variables, and 10 explanatory variables (age, gender, forced expiratory volume in the first second - FEV1, smoking load, body mass index, oxygen therapy, associated diseases, regular physical activity, participation in a formal rehabilitation program, and SGRQ symptoms score) were considered. Results: The best regression model for predicting the SGRQ activity score (r2=0.477) included gender, FEV1, and SGRQ symptoms. In contrast, the predictive model with the highest proportion of explained variance in psychosocial impact score (r2=0.426) included the variables gender, oxygen therapy, and SGRQ symptoms. Conclusions: The results indicate that the outcomes, while based on functioning parameters in COPD patients, could be partly explained by the personal and clinical factors analyzed, especially by the symptoms assessed by the SGRQ. Thus, it appears that the health conditions of these patients cannot be described by isolated variables, including pulmonary function parameters. .

Reference equations for the six-minute walk distance based on a Brazilian multicenter study

BACKGROUND: It is important to include large sample sizes and different factors that influence the six-minute walking distance (6MWD) in order to propose reference equations for the six-minute walking test (6MWT). OBJECTIVE: To evaluate the influence of anthropometric, demographic, and physiologic variables on the 6MWD of healthy subjects from different regions of Brazil to establish a reference equation for the Brazilian population. METHOD: In a multicenter study, 617 healthy subjects performed two 6MWTs and had their weight, height, and body mass index (BMI) measured, as well as their physiologic responses to the test. Delta heart rate (∆HR), perceived effort, and peripheral oxygen saturation were calculated by the difference between the respective values at the end of the test minus the baseline value. RESULTS: Walking distance averaged 586±106m, 54m greater in male compared to female subjects (p<0.001). No differences were observed among the 6MWD from different regions. The quadratic regression analysis considering only anthropometric and demographic data explained 46% of the variability in the 6MWT (p<0.001) and derived the equation: 6MWDpred=890.46-(6.11×age)+(0.0345×age2)+(48.87×gender)-(4.87×BMI). A second model of stepwise multiple regression including ∆HR explained 62% of the variability (p<0.0001) and derived the equation: 6MWDpred=356.658-(2.303×age)+(36.648×gender)+(1.704×height)+(1.365×∆HR). CONCLUSION: The equations proposed in this study, especially the second one, seem adequate to accurately predict the 6MWD for Brazilians. .

Strength of the respiratory and lower limb muscles and functional capacity in chronic stroke survivors with different physical activity levels

BACKGROUND: The assessment of strength and its relationships with functional capacity could contribute to more specific and effective disability management of stroke survivors. OBJECTIVE: To compare and investigate associations between measures of strength and functional capacity of 98 chronic stroke survivors, stratified into three groups, according to their physical activity levels. METHOD: The physical activity levels were classified as impaired, moderately active, and active, based on their Human Activity Profile (HAP) scores. Strength was assessed by the maximal inspiratory (MIP) and expiratory (MEP) pressures and by the residual deficits (RDs) of work of the lower limb and trunk muscles, whereas functional capacity was evaluated by the distance covered during the six-minute walking test (6MWT). RESULTS: One-way analyses of variance revealed significant differences between the groups, except between the active and moderately active groups regarding the RDS of the hip and knee flexors/extensors and ankle dorsiflexors (2.91<F<8.62; 0.001<p<0.01). Differences between the groups were found for the 6MWT (F=10.75; p<0.001), but no differences were found for the MIP and MEP measures (0.92<F<2.13; 0.13<p<0.40). Significant, negative, and fair correlations were observed between the RDS of the hip and knee muscles and the 6MWT (0.30<r<-0.43; p<0.01) and the HAP (-0.28<r<-0.41; p<0.01). Moderate to good correlations were found between the 6MWT and the HAP (r=0.50; p<0.0001). There were no significant correlations between measures of respiratory strength and any of the investigated variables (-0.11<r<0.12; 0.26<p<0.56). CONCLUSIONS: Lower strength deficits and higher functional capacity were associated with higher physical activity levels. However, the moderately active and active groups demonstrated similar strength deficits. .

Estudo de seguimento da função motora de indivíduos pós-acidente vascular encefálico / Follow-up analysis of the motor function of post-stroke individuals / Estudio de seguimiento de la función motora de individuos post accidente cerebro vascular

Objetivou-se caracterizar e analisar mudanças nas variáveis relacionadas à função motora de hemiparéticos crônicos após um período médio de sete anos. Coletaram-se via telefone dados demográficos e clínicos de hemiparéticos avaliados em 2003. Todos foram convidados a participar da reavaliação, em que se coletaram medidas de força da musculatura respiratória, desempenho funcional, capacidade física e nível de atividade física. Estatísticas descritivas, testes t pareado ou Wilcoxon foram utilizados para análise dos dados. Dos 101 hemiparéticos avaliados presencialmente em 2003, contataram-se por telefone 65 deles ou seus familiares, sendo que 35 (64,6±10,6 anos) responderam às questões por telefone, 22 (56,8±13,3 anos) foram avaliados presencialmente e 8 faleceram. Após uma média de sete anos de seguimento, em relação às medidas realizadas presencialmente, nenhuma variável apresentou diferença significativa entre as avaliações (0,08

The aim of this study was to characterize and analyze changes in the variables related to the motor function of chronic hemiparetic patients after a period of seven years. The demographic and clinical data of the participants, who were initially assessed in 2003, were collected by telephone. All individuals were invited to participate in the reassessments, which included data related to respiratory strength, functional performance, physical ability, and physical activity levels. Descriptive statistics, Wilcoxon or paired t-tests were used for analyses. Out of the 101 hemiparetic partcipants, who were initially assessed in 2003, 65 subjects or their relatives were contacted by telephone; 35 (64.5±10.6 years) answered the questions by telephone, 8 passed away, and 22 (56.8±13.3 years) were physically assessed. After a mean follow up of seven years, none of the physically assessed variables showed significant differences between the two assessments (0.08

Se buscó caracterizar y analizar cambios en las variables relacionadas a la función motora de hemiparéticos crónicos después de un período medio de siete años. Se colectaron por teléfono datos demográficos y clínicos de hemiparéticos evaluados en 2003. Todos fueron invitados a participar de reevaluación, donde se colectaron medidas de fuerza de la musculatura respiratoria, desempeño funcional, capacidad física y nivel de actividad física. Estadísticas descriptivas, tests t pareados o Wilcoxon fueron utilizados para análisis de los datos. De los 101 hemiparéticos evaluados presencialmente en 2003, se contactaron por teléfono 65 de ellos o sus familiares, siendo que 35 (64,6±10,6 años) respondieron las preguntas por teléfono, 22 (56,8±13,3 años) fueron evaluados presencialmente y 8 fallecieron. Después de una media de siete años de seguimiento, en relación a las medidas realizadas presencialmente, ninguna variable presentó diferencia significativa entre las evaluaciones (0,08

Prediction equations for maximal respiratory pressures of Brazilian adolescents

BACKGROUND: The literature emphasizes the need for studies to provide reference values and equations able to predict respiratory muscle strength of Brazilian subjects at different ages and from different regions of Brazil. OBJECTIVES: To develop prediction equations for maximal respiratory pressures (MRP) of Brazilian adolescents. METHOD: In total, 182 healthy adolescents (98 boys and 84 girls) aged between 12 and 18 years, enrolled in public and private schools in the city of Natal-RN, were evaluated using an MVD300 digital manometer (Globalmed®) according to a standardized protocol. Statistical analysis was performed using SPSS Statistics 17.0 software, with a significance level of 5%. Data normality was verified using the Kolmogorov-Smirnov test, and descriptive analysis results were expressed as the mean and standard deviation. To verify the correlation between the MRP and the independent variables (age, weight, height and sex), the Pearson correlation test was used. To obtain the prediction equations, stepwise multiple linear regression was used. RESULTS: The variables height, weight and sex were correlated to MRP. However, weight and sex explained part of the variability of MRP, and the regression analysis in this study indicated that these variables contributed significantly in predicting maximal inspiratory pressure, and only sex contributed significantly to maximal expiratory pressure. CONCLUSION: This study provides reference values and two models of prediction equations for maximal inspiratory and expiratory pressures and sets the necessary normal lower limits for the assessment of the respiratory muscle strength of Brazilian adolescents. .

Pletismografia optoeletrônica: uma revisão da literatura / Optoelectronic plethysmography: a review of the literature

CONTEXTUALIZAÇÃO: A pletismografia optoeletrônica (POE) é um método inovador de mensuração indireta da ventilação pulmonar, capaz de avaliar ciclo a ciclo, de forma tridimensional e em tempo real, os volumes pulmonares absolutos e suas variações nos três compartimentos que compõem a parede torácica (caixa torácica pulmonar, caixa torácica abdominal e abdome). A POE permite mensurar variáveis do padrão respiratório, da assincronia respiratória, além da contribuição de cada compartimento da parede torácica e de cada hemitórax para o volume corrente. OBJETIVOS: Fazer uma revisão de literatura sobre os seguintes aspectos relacionados à POE: histórico, princípio de funcionamento, vantagens de utilização, propriedades psicométricas, variáveis mensuradas e método de análise do sistema, ressaltando informações sobre seu manuseio. Em uma segunda parte, abordar a aplicabilidade da pletismografia optoeletrônica em diferentes condições de saúde/situações, tais como: doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC; efeitos agudos do exercício, reabilitação pulmonar, exercício respiratório e transplante pulmonar), asma, pacientes em terapia intensiva, doenças neuromusculares e hemiplegia. MÉTODO: Foi realizada uma busca na base de dados MedLine, SciELO e Lilacs com o termo "optoelectronic plethysmography". Foram incluídos 43 estudos. CONCLUSÃO: Tendo por base a literatura revisada, a POE mostrou-se um instrumento de avaliação respiratória capaz de fornecer informações sobre parâmetros ventilatórios de indivíduos saudáveis e com disfunções em diferentes posições, situações e ambientes. Foram apresentados os principais resultados dos estudos em que a POE foi usada em indivíduos que apresentavam DPOC representando o maior corpo de conhecimento até o momento, assim como em alguma outra condição de saúde.

BACKGROUND: Optoelectronic plethysmography (OEP) is an innovative method of indirect measurement of pulmonary ventilation, capable of breath-by-breath, three-dimensional, real time assessment of absolute lung volumes and their variations in the three compartments of the chest wall (pulmonary rib cage, abdominal rib cage, and abdomen). OEP allows the measurement of variables of breathing pattern, breathing asynchrony, and contribution of each chest wall compartment and hemithorax to the tidal volume. OBJECTIVES: To review the literature on the following aspects related to OEP: history, operating principle, advantages, psychometric properties, variables, and method of system analysis, highlighting information about its handling. In a second part, the objective is to analyze the applicability of OEP in different health conditions/situations such as: chronic obstructive pulmonary disease (COPD; acute effects of exercise, pulmonary rehabilitation, breathing exercise, and lung transplantation), asthma, patients in intensive care, neuromuscular diseases, and stroke. METHOD: A search was performed in MedLine, SciELO and Lilacs with the term "optoelectronic plethysmography". Forty-three papers were included. CONCLUSION: Based on the literature reviewed, OEP has been shown to be an assessment tool that can provide information about ventilatory parameters in healthy subjects and subjects with various dysfunctions in different positions, situations, and settings. The main results of studies on OEP in COPD are shown, representing the largest body of knowledge to date. The results of studies on OEP in other health conditions are also shown.

Evolution of respiratory muscle strength in post-operative gastroplasty / Evolução da força muscular respiratória no período pós-operatório de gastroplastia redutora

BACKGROUND: Obesity is a worldwide health problem that may also induce respiratory dysfunction. Literature linking weight loss and maximum respiratory pressures is inconclusive. OBJECTIVE: To evaluate longitudinally the maximum inspiratory pressure (MIP) and maximum expiratory pressure (MEP) of morbidly obese individuals before and after gastric bypass surgery, and to compare them to a control group matched by sex and age. METHODS: A vacuum manometer (GeRar®, SP, Brazil) was used to assess the MIP and MEP of 30 morbidly obese participants (24 women), aged 32±8 years and with body mass index (BMI) of 43±4 kg/m², both before and then one and six months after gastric bypass surgery. After an average of 36 months, 17 patients were reevaluated. A control group of 30 individuals with normal lung function (aged 30±8 with a BMI of 22±2 kg/m²) was also studied. An unpaired t-test and ANOVA for repeated measures were used for statistical analysis, with p<0.05 considered as significant. RESULTS: No significant differences were observed in the baseline evaluation between the two groups. A significant increase was found in MIP after approximately 36 months of surgery in the obese group. A significant decrease in MEP was observed after one month, as well as a significant increase after 36 months compared with one and six months post-surgery. CONCLUSION: The data showed a significant long-term increase in MIP, as well as a significant decrease in MEP after one month followed by a return to pre-operative values, which indicates that gastric bypass surgery has a positive influence on the strength of inspiratory muscles.

CONTEXTUALIZAÇÃO: A obesidade é um problema de saúde em todo o mundo e pode causar disfunção respiratória. A literatura que associa a perda de peso corporal às pressões respiratórias máximas (PRM) é inconclusiva. OBJETIVO: Avaliar, longitudinalmente, a pressão inspiratória máxima (PImáx) e a pressão expiratória máxima (PEmáx) de pacientes com obesidade mórbida antes e após gastroplastia redutora e compará-los a um grupo controle pareado por sexo e idade. MÉTODO: Um manovacuômetro (GeRar®, SP, Brasil) foi utilizado para avaliar PImáx e PEmáx de 30 participantes obesos (24 mulheres e seis homens, 32±8 anos), com índice de massa corporal (IMC) de 43±4 kg/m², antes da gastroplastia redutora e após um e seis meses. Após 36 meses, em média, foram reavaliados 17 obesos. Como grupo controle, foram avaliados 30 indivíduos com função pulmonar normal, 30±8 anos, e IMC de 22±2 kg/m². Para análise estatística, utilizou-se teste t de Student para grupos independentes e ANOVA para medidas repetidas. Um p<0,05 foi considerado significativo. Resultados: Não foram observadas diferenças significativas na avaliação inicial entre os dois grupos. Houve aumento significativo após 36 meses de cirurgia no grupo com obesidade em relação à PImáx. Em relação à PEmáx, houve diminuição significativa após um mês e aumento significativo após 36 meses, quando comparada com um e seis meses de cirurgia. CONCLUSÕES: Os dados demonstraram aumento significativo da PImáx em longo prazo, bem como redução significativa da PEmáx após um mês, seguido de um retorno aos valores de pré-operatório, indicando influência positiva da gastroplastia redutora sobre a força dos músculos inspiratórios.

Efeitos da ventilação não-invasiva sobre a hiperinsuflação dinâmica de pacientes com DPOC durante atividade da vida diária com os membros superiores / Effects of noninvasive ventilation on dynamic hiperinflation of patients with COPD during activities of daily living with upper limbs

CONTEXTUALIZAÇÃO: Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) queixam-se de dispneia nas atividades de vida diária (AVD) com os membros superiores (MMSS). A hiperinsuflação dinâmica (HD) é um dos mecanismos ventilatórios que contribuem para a dispneia. Para minimizar a HD, propõe-se a utilização de sistemas de ventilação não-invasiva (VNI). OBJETIVOS: Verificar se existe HD e dispneia durante a realização de uma AVD com os MMSS com e sem o uso da VNI. MÉTODOS: Participaram 32 pacientes com DPOC de moderada a muito grave, com idades entre 54 a 87 anos (69,4±7,4). Os pacientes elevaram potes com pesos de 0,5 a 5 kg durante 5 minutos, iniciando a elevação a partir da cintura pélvica em direção a uma prateleira localizada acima da cabeça, com e sem o uso da VNI (BiPAP®; IPAP 10 cmH2O; EPAP 4 cmH2O). Foram avaliadas a capacidade inspiratória (CI) e a dispneia (Escala de Borg). A CI foi mensurada antes e após a simulação da AVD. Na análise dos dados foram utilizados o teste t de Student para amostras dependentes e o teste de Wilcoxon. RESULTADOS: Houve redução significativa da CI após a AVD com e sem VNI (p=0,01). A dispneia aumentou após a AVD com e sem a VNI, mas entre ambos os protocolos não houve diferença. CONCLUSÕES: A simulação da AVD com os MMSS resultou em aumento da HD e dispneia. A VNI ofertada com pressões preestabelecidas não foi suficiente para evitar a HD e a dispneia.

BACKGROUND: Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) complain of dyspnea on activities of daily living (ADLs) with the upper limbs. Dynamic hyperinflation (DH) is one of the ventilatory mechanisms that may contribute towards dyspnea. To minimize the DH it is indicated the use of noninvasive ventilation (NIV). OBJECTIVES: To verify whether there is DH and dyspnea during the performance of ADL with the upper limbs with and without the use of NIV. METHODS: 32 patients with moderate-to-severe COPD, aged 54 to 87 years (mean 69.4, SD 7.4) were evaluated. The subjects lift up containers weighing between 0.5 and 5.0 kg over a five-minute period, starting from the waist level and putting them onto a shelf located above head height, with and without the use of NIV (BiPAP®; IPAP 10cmH2O; EPAP 4 cmH2O). The inspiratory capacity (IC) and dyspnea (Borg scale) were evaluated on all the patients. The IC was measured before and after simulation of the ADL. In order to analyze the data, Student's t test for dependent samples and the Wilcoxon test were used. RESULTS: There were statistically significant reductions in IC after the ADL with and without NIV (p=0.01). The dyspnea increased after the ADL with and without the NIV, however between both interventional procedures protocols no between-group difference was observed. CONCLUSIONS: The simulation of an ADL with the upper limbs resulted in an increase in DH and dyspnea. The NIV supplied with pre-established pressure was not enough to prevent the DH and dyspnea.

Relação entre força de tosse e nível funcional em um grupo de idosos / Relationship between cough strength and functional level in elderly

CONTEXTUALIZAÇÃO: A força muscular respiratória é influenciada pelo envelhecimento. OBJETIVOS: Avaliar, em uma população de idosos saudáveis, a influência da atividade física e do nível funcional sobre parâmetros da função pulmonar, sobre a força da musculatura respiratória e sobre a tosse. MÉTODOS: Estudo observacional em que foram incluídos 61 idosos com idade igual ou superior a 60 anos (72,3±7,2 anos), com espirometria normal. Foram avaliados: pressão inspiratória máxima (PImax), pressão expiratória máxima (PEmax), pico de fluxo expiratório (PFE), pico de fluxo da tosse (PFT) e perfil de atividade humana (PAH). Os idosos foram divididos em dois grupos (ativo e moderadamente ativo) classificados conforme o PAH. Utilizou-se o teste t de Student nas análises univariadas e foram desenvolvidos modelos de regressão linear nas análises multivariadas. RESULTADOS: Os idosos ativos apresentaram, em média, 13,5 cmH2O a mais no valor da PEmax (88±21,4 cmH2O) e 16,2 cmH2O na PImax (76±17,7 cmH2O), ocorrendo queda, em média, de 1 cmH2O a cada ano nessas variáveis. O PFE e o PFT foram maiores nos idosos do sexo masculino (p<0,001 para ambos) e nos ativos (p=0,046 e p=0,004; respectivamente). Observou-se correlação positiva entre PAH e as seguintes variáveis: PEmax, PImax e PFT (r=0,527, p<0,001; r=0,498, p<0,001 e r=0,365, p=0,004 respectivamente). CONCLUSÕES: O estilo de vida mais ativo pode influenciar de forma positiva, relacionando-se com maior força da musculatura respiratória e valores do PFT. O aumento da idade está relacionado com a redução da força muscular inspiratória e expiratória. As mulheres apresentaram menor PEmax.

BACKGROUND: Respiratory muscle strength is influenced by aging. OBJECTIVES: To assess, in a healthy elderly population, the influence of physical activity and functional performance on the pulmonary function parameters, on respiratory muscle strength and on coughing. METHODS: Observation study that sixty one elderly with age equal or more than 60 years (72.3±7.2 years), with normal spirometry were included. Maximal Inspiratory Pressure (MIP), Maximal Expiratory Pressure (MEP), Peak Expiratory Flow (PEF), Peak Cough Flow (PCF) and Human Activity Profile (HAP) were evaluated. The elderly were separated in two groups (active and moderately active) according to HAP. Student`s test was used for univariate analysis and regression analysis models was used for multivariate analysis. RESULTS: Elderly participants who were classified as active presented on average 13.5 cmH2O higher MEP (88±21.4 cmH2O), and 16.2 cmH2O higher MIP (76±17.7 cmH2O). Maximal respiratory pressure decreases 1 cmH2O per year. The PEF and PCF were higher for male (p<0.001) and active elderly (p=0.046 e p=0.004 respectively). A positive correlation was observed between HAP and the following variables: MEP MIP and PCF (r=0.527, p<0.001; r=0.498, p<0.001 and r=0.365, p=0.004, respectively). CONCLUSIONS: The active life style can positively affect the respiratory muscle strength and PCF values. Aging is associated to respiratory muscle strength reduction (both inspiratory and expiratory). Women showed lower PEmax.

Padrão respiratório e movimento toracoabdominal em indivíduos saudáveis: influência da idade e do sexo / Breathing pattern and thoracoabdominal motion in healthy individuals: influence of age and sex

OBJETIVO: Descrever o padrão respiratório e o movimento toracoabdominal de indivíduos saudáveis considerando a idade e o sexo. MÉTODOS: Foram estudados 104 indivíduos com idades entre 20-39, 40-59 e 60-80 anos, 41 homens e 63 mulheres, com índice de massa corporal e valores espirométricos normais. A pletismografia respiratória por indutância foi utilizada para mensurar, durante o repouso e em decúbito dorsal, as seguintes variáveis: volume corrente (Vc), frequência respiratória (f), ventilação minuto (VE), razão entre o tempo inspiratório e o tempo total do ciclo respiratório (Ti/Ttot) e fluxo inspiratório médio (Vc/Ti), deslocamento da caixa torácica ( por centoCT), relação de fase inspiratória (PhRIB), relação de fase expiratória (PhREB) e ângulo de fase (AngFase). As comparações entre as faixas etárias foram realizadas por meio da ANOVA one-way ou Kruskal-Wallis H, comparações entre os sexos foram realizadas por meio dos testes t de Student para amostras independentes ou Mann-Withney U, de acordo com a distribuição dos dados, considerando significativo p<0,05. RESULTADOS: Na comparação entre os sexos, mulheres apresentaram valores significativamente menores em relação aos homens nas variáveis Vc, VE e Ti/Ttot nas faixas etárias de 20 a 39 e de 60 a 80 anos, sem nenhuma diferença na faixa etária de 40 a 59 anos. Na comparação entre as faixas etárias, indivíduos com 60 a 80 anos apresentaram PhRIB e AngFase significativamente maiores em relação aos adultos entre 20 e 39 anos, sem diferenças significativas nas variáveis do padrão respiratório. CONCLUSÃO: Os dados encontrados sugerem influência do sexo sobre o padrão respiratório e da idade sobre o movimento toracoabdominal.

OBJECTIVE: To describe the breathing pattern and thoracoabdominal motion of healthy individuals, taking age and sex into consideration. METHODS: The study included 104 individuals aged 20 to 39, 40 to 59, and 60 to 80 years (41 males and 63 females), with normal body mass index and spirometric values. Participants were evaluated at rest in the supine position, by means of respiratory inductive plethysmography. The following variables were measured: tidal volume (Vt), respiratory frequency (f), minute ventilation (VE), inspiratory duty cycle (Ti/Ttot), mean inspiratory flow (Vt/Ti), rib cage motion ( percentRC), inspiratory phase relation (PhRIB), expiratory phase relation (PhREB), and phase angle (PhaseAng). Comparisons between the age groups were performed using one-way ANOVA or Kruskal-Wallis H, while comparisons between the sexes were performed using Student's t test or the Mann-Whitney U test, depending on the data distribution; p<0.05 was taken to be significant. RESULTS: Comparison between the sexes showed that, in the age groups 20 to 39 and 60 to 80 years, women presented significantly lower values for Vt, VE, and Ti/Ttot than men, and there was no significant difference in the age group 40 to 59 years. Comparisons between the age groups showed that participants aged 60 to 80 presented significantly greater PhRIB and PhaseAng than participants aged 20 to 39 years, without significant differences in the breathing pattern. CONCLUSION: The data suggest that breathing pattern is influenced by sex whereas thoracoabdominal motion is influenced by age.

Ventilatory and muscular assessment in healthy subjects during an activity of daily living with unsupported arm elevation / Avaliação ventilatória e muscular de indivíduos saudáveis durante atividade de vida diária com os braços elevados e sem apoio

INTRODUCTION: Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) report dyspnea when performing activities of daily living (ADLs) with elevated upper limbs. To elucidate the determinants of dyspnea, it is important to study the changes in the respiratory pattern of these patients and the electromyographic activity of their accessory muscles of respiration during ADLs. In the literature, there are no reports of a normative parameter, therefore it is necessary to study how these variables behave in healthy subjects. OBJECTIVES: To verify, in healthy subjects, the existence of changes in the respiratory pattern and activation of the sternocleidomastoid (SCM) muscle during an ADL with unsupported arm elevation. METHODS: Thirteen male subjects, 60.57 (±6.42) years old, with normal spirometry values for age and sex, were evaluated using surface electromyography (EMG) and respiratory inductive plethysmography (RIP) collected at rest and during the activity of combing their hair with elevated and unsupported upper limbs. The data distribution was assessed using Shapiro-Wilk's test. ANOVA was used to compare the phases, and when the difference was significant (p<0.05), Tukey's test was applied. RESULTS: The RIP during the ADL showed a significant increase in tidal volume, minute ventilation, respiratory frequency and mean inspiratory flow. Thoracoabdominal asynchrony was identified in percentage of asynchrony in inspiration, expiration, and Phase Angle (p<0.05). The EMG showed an increase in SMC muscle recruitment (p<0.05). CONCLUSIONS: Healthy subjects increased their SCM muscle activation and changed their breathing pattern when performing the ADL with unsupported arm elevation, resulting in thoracoabdominal asynchrony.

INTRODUÇÃO: Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) relatam dispneia quando realizam atividades da vida diária (AVD) com membros superiores (MMSS) elevados. Estudar as alterações do padrão respiratório e a atividade eletromiográfica dos músculos acessórios da respiração desses pacientes nas AVD pode contribuir para esclarecer os determinantes de dispneia. Entretanto, não se encontrou, na literatura, um padrão de normalidade, fazendo-se necessário estudar, primeiramente, o comportamento dessas variáveis em saudáveis. OBJETIVOS: Verificar, em indivíduos saudáveis, a existência de mudanças no padrão respiratório e na ativação do músculo esternocleidomastoideo (ECM) durante a realização de uma AVD com os MMSS elevados e sem apoio. MÉTODOS: Treze voluntários masculinos, com média de idade 60,57 (6,42) anos, com valores espirométricos normais para idade e sexo foram avaliados com eletromiografia (EMG) de superfície e pletismografia respiratória por indutância (PRI), coletadas durante o repouso e na atividade de pentear cabelos com MMSS elevados sem apoio. A distribuição dos dados foi analisada pelo teste Shapiro-Wilk. Para a comparação entre as fases avaliadas, utilizou-se ANOVA e, quando a diferença foi considerada significativa (p<0,05), aplicou-se o teste de Tuckey. RESULTADOS: A PRI, durante a AVD, mostrou aumentos significativos do volume corrente, do volume minuto, da frequência respiratória e do fluxo inspiratório médio. Observou-se assincronia toracoabdominal tanto em porcentagem de assincronia na inspiração e na expiração quanto na análise do Ângulo de Fase (p<0,05). A EMG mostrou aumento no recrutamento do ECM (p<0,05). CONCLUSÕES: Indivíduos saudáveis apresentam maior ativação do músculo ECM e modificam o padrão respiratório durante AVD com MMSS elevados sem apoio, gerando assincronia toracoabdominal.

Análise da incidência de complicações pós-extubação em recém nascidos da unidade de cuidados progressivos neonatais do hospital das clínicas da universidade federal de Minas Gerais / Analysis of postextubation complications incidence in newborns of neonatal progressive care unit of federal university of Minas Gerais clinics hospital / Analice de la incidencia de complicaciones pós-extubación en recién nacidos de la unidad de cuidados progresivos neonatales del hospital de las clínicas de la universidad federal de Minas Gerais

As doenças respiratórias e as afecções originadas no período perinatal são importantes comorbidades responsáveispor internações hospitalares. A ventilação mecânica é aplicada visando fornecer suporte mecânico para a troca gasosa pulmonar, aumentar o volume pulmonar e reduzir o trabalho respiratório. O uso contínuo e frequente desse processo, porém, pode causar traumas, inflamações nas vias aéreas e aumento da secreção pulmonar. Dessa forma, após interromper a ventilação mecânica e extubar o neonato prematuro, esses fatores poderão contribuir para o surgimento de complicações respiratórias como atelectasias, reintubação e apneia. O objetivo com este estudo foi analisar a incidência de complicações pós-extubação em recém-nascidos pré-termos, internados na Unidade de Cuidados Progressivos Neonatais de um hospital universitário. É um estudo descritivo cuja análise baseou-se em dados do prontuário de 23 recém-nascidos com idade gestacional ao nascimento entre 26 e 37 semanas, peso ao nascimento superior a mil gramas e que necessitaram deventilação mecânica invasiva na primeira semana de vida por um período maior que 48 horas. Os dados foram coletados desde o primeiro dia de vida até 48 horas pós-extubação e apresentados como média e desvio-padrão. Foram calculadas as frequências das complicações, e para a análise de correlações foi utilizado o teste de Spearman (p < 0,05). Não houve registro de incidência de atelectasias pós-extubação e as incidências de reintubação e apneia foram, respectivamente, 8,7% e 4,3%. Concluiu-se que houve baixa incidência de complicações pós-extubação em neonatos pré-termos internados na Unidade de Cuidados Progressivos Neonatais desse hospital universitário.

Respiratory diseases and perinatal period affection are important co-morbidities responsible for hospital admissions. Mechanical ventilation is applied to provide mechanical support to the pulmonary gas exchange; to increase lung volume and reduce breathing effort. However, its continuous and frequent use can cause traumas, such as airways inflammationand increase of pulmonary secretions. So, after mechanical ventilation interruption and extubation of the premature newborn, these factors can contribute to respiratory complications for example at electasis, re-intubation and apnea. The aim of the study was to analyze the incidence of post-extubation complications in pre-term newborns, interned at Neonatal Progressive Care Unit of a university hospital. It is a descriptive study that analyses medical records data of 23 newborns with 26 to 37 weeks gestational age, birth weight above 1000 g and who needed mechanical ventilation in the first week of life for a period longer than 48 hours. Data were collected since the first day of life until 48 hours post extubationand presented as average and standard deviation. The frequency of the complications was calculated andSpearman test (p < 0,05) was used to the analysis of correlations. There were no records of incidence of post-extubation at electasis. Incidences of re-intubation and apnea were, respectively, 8, 7% and 4, 3%. There was a low incidence of post-extubation complications in pre-term newborns interned in Neonatal Progressive Care Unit at the university hospital.

Las enfermedades respiratorias y afecciones originadas en el periodo perinatal son importantescomorbidades responsables de internaciones hospitalarias. La ventilación mecánica se utiliza con miras a brindarle apoyo mecánico al intercambio gaseoso pulmonar, aumentar el volumen pulmonar y reducir el trabajo respiratorio.Su uso continuo y frecuente, sin embargo, puede causar traumas, inflamaciones en las vías aéreas y aumento de la secreción pulmonar. Por ello, después de interrumpir la ventilación mecánica y extubar al bebé prematuro, tales factores podrián contribuir al surgimiento de complicaciones respiratorias como atelactasias, reintubación y apnea. Elobjetivo del presente estudio fue analizar la incidencia de complicaciones posextubación en recien nacidos pretérmino internados en la Unidad de Cuidados Progresivos Neonatales de un hospital universitario. Material y método: estudio descriptivo a partir del analisis de datos del prontuario de 23 recién nacidos con edad gestacional al nacimiento entre 26 y 37 semanas, peso al nacimiento superior al kilo y que necesitaron ventilación mecánica invasiva la primera semana de vida por más de 48 horas. Los datos fueron recogidos desde el primer día de vida hasta 48 horas posextubación ypresentados como promedio y desvío-estándar. Se calcularon las frecuencias de las complicaciones y para análisis decorrelaciones se empleó el test de Spearman (p < 0,05). Resultados: no se registró ninguna incidencia de atelectasias posextubación; la incidencia de reintubación y apnea fue, respectivamente, de 8,7% y 4,3%. Conclusión: hubo baja incidencia de complicaciones posextubación en neonatos pretérmino internados en la Unidad de Cuidados ProgresivosNeonatales de un hospital universitario.

Posição prona e diminuição da assincronia toracoabdominal em recém-nascidos prematuros / Prone position and reduced thoracoabdominal asynchrony in preterm newborns

OBJETIVO: Avaliar a influência das posições prona e supina em recém-nascidos prematuros pós-síndrome do desconforto respiratório, respirando espontaneamente e em estado de sono ativo, sobre variáveis de padrão respiratório, movimento toracoabdominal e saturação periférica da hemoglobina pelo oxigênio. MÉTODOS: Estudo quase experimental. Doze prematuros com peso > 1.000 g no momento do estudo foram estudados nas duas posições, em ordem randomizada. A pletismografia respiratória por indutância foi utilizada para avaliação do padrão respiratório (volume corrente, frequência respiratória, ventilação minuto, fluxo inspiratório médio) e do movimento toracoabdominal (índice de trabalho respiratório, relação de fase inspiratória, relação de fase expiratória, relação de fase respiratória total e ângulo de fase). A oximetria de pulso registrou a saturação periférica de oxigênio. Para a análise estatística foram realizados os testes t de Student para amostras pareadas ou Wilcoxon. Foi considerado significativo p < 0,05. RESULTADOS: Foram analisados 9.167 ciclos respiratórios. Na posição prona, houve redução significativa do índice de trabalho respiratório (-0,84±0,69; p = 0,001; IC95 por cento -1,29 a -0,40), das relações de fase inspiratória (-27,36±17,55; p = 0,000; IC95 por cento -38,51 a -16,20), expiratória (-32,36±16,20; p = 0,000; IC95 por cento -42,65 a -22,06) e total (-30,20±14,76; p = 0,000; IC95 por cento -39,59 a -20,82). Não houve diferença significativa entre as posições nas demais variáveis analisadas. CONCLUSÃO: A posição prona promoveu diminuição significativa da assincronia toracoabdominal, sem influenciar o padrão respiratório e a saturação periférica de oxigênio.

OBJECTIVE: To assess the effect of prone and supine positions on breathing pattern variables, thoracoabdominal motion and peripheral oxygen saturation of hemoglobin of premature newborn infants recovering from respiratory distress syndrome, while breathing spontaneously and in rapid eye movement sleep. METHODS: This was a quasi-experimental study. Twelve preterms weighing > 1,000 g at enrollment were studied in both positions, in random order. Respiratory inductive plethysmography was used to analyze breathing pattern (tidal volume, respiratory rate, minute ventilation, mean inspiratory flow) and thoracoabdominal motion (labored breathing index, phase relation in inspiration, phase relation in expiration, phase relation in total breath and phase angle). Pulse oximetry was used to evaluate peripheral oxygen saturation. Student's t test for paired samples or the Wilcoxon test were used for statistical analysis. Significance was set at p < 0.05. RESULTS: A total of 9,167 respiratory cycles were analyzed. The prone position was associated with significant reductions in labored breathing index (-0.84±0.69; p = 0.001; 95 percentCI -1.29 to -0.40), phase relation in inspiration (-27.36±17.55; p = 0.000; 95 percentCI -38.51 to -16.20), phase relation in expiration (-32.36±16.20; p = 0.000; 95 percentCI -42.65 to -22.06) and phase relation in total breath (-30.20±14.76; p = 0.000; 95 percentCI -39.59 to -20.82). There were no significant differences between the two positions in any of the other variables analyzed. CONCLUSION: The prone position resulted in a significant reduction in thoracoabdominal asynchrony, without affecting breathing pattern or peripheral oxygen saturation.

Padrão respiratório em pacientes portadores da doença de parkinson e em idosos assintomáticos / Breathing pattern in parkinson´s disease patients and healthy elderly subjects

OBJETIVO: Caracterizar diferentes componentes do padrão respiratório em pacientes portadores da Doença de Parkinson (DP) e em idosos assintomáticos. MATERIAL E MÉTODO: Foram estudados 10 pacientes com DP com grau de acometimento III-IV segundo a escala de Hoehn e Yahr e 10 idosos assintomáticos. Variáveis respiratórias analisadas: volume corrente, freqüência respiratória, ventilação minuto, porcentagem do tempo inspiratório, fluxo inspiratório médio, contribuição da caixa torácica e do abdômen para o volume corrente, através da pletismografia respiratória por indutância calibrada. A análise estatística foi feita através do teste t de Student para grupos independentes. RESULTADOS: Os pacientes com DP apresentaram volume corrente e fluxo inspiratório médio menores (p=0,01 e p=0,03 respectivamente), uma freqüência respiratória maior (p=0,03), resultando numa ventilação minuto significativamente menor (p=0,02) comparados aos idosos assintomáticos. Não houve diferença significativa em relação à contribuição da caixa torácica e do abdômen entre os dois grupos. CONCLUSÃO: Estes resultados apontaram alterações importantes em diferentes componentes do padrão respiratório em pacientes portadores da DP.