Predictive equations for ventilatory muscle strength in the Brazilian population: a systematic review / Equações preditivas da força muscular ventilatória na população brasileira: uma revisão sistemática / Ecuaciones predictivas de la fuerza muscular respiratoria en la población brasileña: una revisión sistemática

ABSTRACT Maximal inspiratory and expiratory pressures (MIP and MEP) assess the strength index of the respiratory muscles. These measures are relevant to assess respiratory muscle strength and for clinical monitoring. This study evaluates papers that suggest predictive equations of MIP and MEP for the Brazilian population. We included studies that established prediction equations for MIP and MEP for the healthy Brazilian population, aged from 4 to 90 years old, both men and women and that had the maximum respiratory pressures measured in a sitting position. A search was carried out in March 2020 on MEDLINE, LILACS, Cochrane, SciELO, CINAHL, Web of Science, and SCOPUS databases, without date or language filters. The descriptors used were "muscle strength," "equations," "predictive respiratory muscles" and their respective synonyms. Out of the 3,920 studies found in databases, 963 were duplicates, 2,779 were excluded, 178 had their full texts analyzed, and only 9 met the inclusion criteria. The predictive equations of ventilatory muscle strength analyzed in this review used age, weight, and stature as variables. However, the studies showed methodological weaknesses, such as lack of cross-validation of the equation, exclusion of outliers, and lack of familiarization of MIP and MEP.

RESUMO As pressões respiratórias máximas (PImáx e PEmáx) avaliam o índice de força dos músculos respiratórios. Essas medidas são relevantes para a avaliação da força muscular respiratória e para o monitoramento clínico. O objetivo deste estudo foi avaliar os artigos que sugerem equações preditivas de PImáx e PEmáx para a população brasileira. Foram incluídos estudos que estabeleceram equações de predição para PImáx e PEmáx da população brasileira saudável, com idades entre 4 e 90 anos e de ambos os sexos, que mediam as pressões respiratórias máximas na posição sentada. Uma pesquisa foi realizada, em março de 2020, nas bases de dados MEDLINE, LILACS, Cochrane, SciELO, CINAHL, Web of Science e SCOPUS, sem filtros de tempo ou idioma. Os descritores utilizados foram "força muscular", "equações" e "músculos respiratórios preditivos", com seus respectivos sinônimos. Dos 3.920 estudos encontrados nas bases de dados, 963 eram duplicados e 2.779 foram excluídos, 178 tiveram seus textos analisados integralmente e apenas 9 atendiam aos critérios de inclusão. As variáveis utilizadas nas equações preditivas de força muscular ventilatória analisadas nesta revisão foram: idade, peso e estatura. No entanto, os estudos mostraram fragilidades metodológicas, como falta de validação cruzada da equação, exclusão de outliers e familiarização do PImáx e PEmáx.

RESUMEN Las presiones inspiratoria y espiratoria máximas (PImáx y PEmáx) evalúan el índice de fuerza muscular respiratoria. Estas medidas son importantes en la evaluación de la fuerza muscular respiratoria y el seguimiento clínico. El objetivo de este estudio fue evaluar los artículos proponen ecuaciones predictivas para PImáx y PEmáx a la población brasileña. Se incluyeron estudios que establecieron ecuaciones predictivas para PImáx y PEmáx a la población brasileña sana de ambos sexos, de entre 4 y 90 años de edad, y que miden las presiones respiratorias máximas en posición sentada. Se realizó, en marzo de 2020, una búsqueda en las bases de datos MEDLINE, LILACS, Cochrane, SciELO, CINAHL, Web of Science y SCOPUS, sin año de publicación específico ni idioma. Los descriptores utilizados fueron "fuerza muscular", "ecuaciones" y "músculos respiratorios predictivos" y sus respectivos sinónimos. De los 3.920 estudios encontrados, 963 eran duplicados y se excluyeron 2.779, así se analizaron 178 textos en su totalidad y solo 9 cumplieron con los criterios de inclusión. Las variables edad, peso y talla fueron las que habían sido utilizadas en las ecuaciones predictivas de fuerza muscular respiratoria analizadas por esta revisión. Sin embargo, los estudios apuntaron limitaciones metodológicas, como falta de validación cruzada de la ecuación, exclusión de outliers y familiaridad de la PImáx y PEmáx.

Correlação entre pressão plantar e força muscular respiratória / Correlation between plantar pressure and respiratory muscle strength

Existem evidências de que alterações posturais possam influenciar no funcionamento da caixa torácica. Além disso, para uma respiração adequada, é necessária boa postura e equilíbrio muscular. O objetivo do presente estudo foi verificar se existe correlação entre a pressão plantar e a força muscular respiratória, visto que ambas sofrem interferência das alterações posturais. Foram avaliados 30 funcionários de uma instituição de Ensino Superior do Médio Paraíba, com idade média de 43,43 ± 13,29 anos, subdivididos em 2 grupos: Grupo experimental (I) e Grupo Controle (II). O grupo I foi submetido a 30 sessões de treinamento muscular respiratório; e ao final da intervenção, ambos os grupos foram reavaliados. Os resultados mostraram que algumas pressões plantares sofreram interferência significativa, com p < 0,05 da força muscular respiratória (PImáx e PEmáx), após o protocolo de exercício, confirmando nossa hipótese sobre a possível associação entre a força muscular respiratória e a pressão plantar, pela correlação positiva apresentada por algumas variáveis avaliadas. (AU)

There are evidences that postural alteration may influence the functioning of the thoracic cage. However, proper breathing requires good posture and muscle balance. The present study aim was to verify whether there is correlation between a plantar pressure and respiratory muscle strength, as both suffer interference of the postural alterations. We evaluated 30 employees from an a higher Education Institution with the average age between 43,43 ± 13,29 years subdivided into two groups: Experimental group (I) and Control group (II). Group I underwent 30 sessions of respiratory muscle training and at the end of the intervention both groups were reevaluated. The results showed that some plantar pressures undergo significant interference with p < 0.05 in respiratory muscle strength (PEmáx e PEmáx) after exercise protocol confirming our hypothesis about the possible association between respiratory muscle strength and plantar pressure by the positive correlation presented by some variables evaluated. (AU)

Evaluation of the effect of learning on the full extent of inspiratory and expiratory pressure in healthy adults / Avaliação do efeito de aprendizado na mensuração das pressões inspiratória e expiratória máximas em adultos saudáveis

BACKGROUND: Measurements of maximal inspiratory and expiratory pressure are used to assess the pressure developed by the respiratory muscles and the passive elastic recoil of the pulmonary system. Such measurements are also used as criteria for weaning from mechanical ventilation, to determine the functional consequences of several systemic diseases and the development of lung diseases and neuromuscular disorders. The test in na outpatient setting is easy to perform, well tolerated and has predictive value OBJECTIVE: To verify the presence of a learning effect in measurements of maximal inspiratory and expiratory pressures. METHODS: We performed 15 sequential measurements of Maximal Inspiratory Pressure and 15 of Maximal Expiratory Pressure in 71 individuals. Results for both series were compared throughout each series. RESULTS: The comparison between the first and the other measurements showed no statistically significant differences. (p > 0.05). CONCLUSIONS: There was no learning effect with 15 repeated measurements of Maximal Inspiratory or Expiratory Pressure in healthy adults.

INTRODUÇÃO: Medidas de pressão inspiratória máxima e pressão expiratória máxima são usados para avaliar a força desenvolvida pelos músculos respiratórios. Tais medidas são também utilizadas como critérios para o desmame da ventilação mecânica, para determinar as consequências funcionais de várias doenças sistêmicas e do desenvolvimento de doenças pulmonares e neuromusculares. OBJETIVO: Verificar a presença do efeito de aprendizado nas mensurações de pressão inspiratória e expiratória máximas. MÉTODO: Foram realizadas 15 medições sequenciais de pressão inspiratória máxima e 15 de pressão expiratória máxima em 71 indivíduos. Os resultados para ambas as séries foram comparados ao longo de cada série RESULTADOS: As comparações entre a primeira e as demais medidas não apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p > 0,05). CONCLUSÃO: Não houve efeito aprendizado em 15 medidas repetidas de pressão inspiratória máxima ou pressão expiratória máxima em adultos saudáveis.

Pressão inspiratória máxima e sua relação com sintomas e fatoresassociados a doença de refluxo gastroesofágico

A doença do refluxo gastroesofágico é o retorno do conteúdo gástrico através do esfíncter esofágico inferior independentemente da sua etiologia, manifestando-se por sintomas (típicos ou atípicos) ou dano tecidual. O diafragma é o principal músculo respiratório e a sua parte crural um dos componentes fundamentais da barreira antirefluxo. As contrações deste são relacionadas às mudanças na pressão da junção esofagogástrica que normalmente são relacionadas com a respiração. Estudos apontamevidências de déficit diafragmático na doença de refluxo gastroesofágico que pode ser melhorado com treinamento diafragmático. A pressão inspiratória máxima é um método simples de avaliar a força inspiratória determinada pelo diafragma. A partir deste contexto, surgiu a hipótese de que os sintomas da doença de refluxo gastro esofágico podem se associar à pressão inspiratória máxima...

The gastroesophageal reflux disease is the return of gastric contents through the lower esophageal sphincter regardless of etiology, manifesting itself by symptoms (typical or atypical) or tissue damage. The diaphragm is the main respiratory muscle and its crural part one of the fundamental components of the antireflux barrier. Contractions of this are related to changes in pressure of the gastroesophageal junction that are usually related to breathing. Studies show evidence of diaphragmatic weaknessin gastroesophageal reflux disease that can be improved with diaphragmatic training. The maximalinspiratory pressure is a simple method to evaluate the inspiratory force determined by diaphragm. From this context, the hypothesis that the symptoms of gastroesophageal reflux disease may be associated with the maximal inspiratory pressure...

A importância da medida da força muscular respiratória na prática da pneumologia / The importance of measurement of respiratory muscle strenght in pulmonology practice

A medida da força dos músculos respiratórios é um exame não invasivo, simples, de baixo custo e útil naprática clínica. Dentre os métodos utilizados para mensuração da força muscular respiratória, destaca-se, a medida das pressões respiratórias máximas em nível da boca: PImáx e PEmáx. A Pressão inspiratória máxima (PImáx) reflete a força dos músculos inspiratórios e do diafragma; enquanto a pressão expiratória máxima (PEmáx) reflete a força dos músculos abdominais e expiratórios. As indicações comuns na prática clínica incluem: a confirmação da disfunção muscular respiratória em doenças neuromusculares; diagnóstico diferencial de dispneia, tosse ineficaz; espirometria com distúrbio ventilatório restritivo sem causa aparente; avaliação de resposta à fisioterapia e à reabilitação pulmonar; avaliação pré-operatória da função dos músculos ventilatórios e da possibilidade de desmame da ventilação mecânica; e, avaliação do risco de mortalidade e hospitalizações em pacientes com DPOC e insuficiência cardíaca.Esta revisão teve como objetivo apresentar a importância da aplicação do teste da força muscular respiratória na prática da pneumologia. Descreveremos a técnica e a interpretação dos resultados.

The measurement of respiratory muscle strength is a noninvasive test, simple, inexpensive and useful in clinical practice. Among the used methods to measure the respiratory muscle strength, the determination ofmaximal respiratory pressures in terms of mouth: MIP and MEP have been showed most important. The MaximumInspiratory Pressure (MIP) reflects the strength of the inspiratory muscles and the diaphragm; while the MaximumExpiratory Pressure (MEP) reflects the strength of the abdominal and expiratory muscles. The common indications in clinical practice include: confirmation of respiratory muscle dysfunction in neuromuscular diseases; differential diagnosis of dyspnea, ineffective cough or restrictive lung disease without apparent cause; response evaluation to physical therapy and pulmonary rehabilitation; preoperative evaluation of thefunction of respiratory muscles and the possibility of ventilation weaning ; and mortality and hospitalization riskassessment in patients with COPD and heart failure. This review aims to present the importance of the application of respiratory muscle strength test in the practice of pulmonology. Furthermore, this review also describes the technique and interpretation of results.

Impacto do uso de um vacuômetro digital e da válvula unidirecional sobre índices respiratórios preditores de desmame ventilatório / Impact of using a digital vacuum gauge and check valve on respiratory indices predictors of weaning

Avaliar a pressão inspiratória máxima, obtida por um vacuômetro digital com o método de válvula unidirecional expiratória (Pimax uv), como preditor de desmame ventilatório e comparar seu desempenho com a pressão de oclusão traqueal em 100 ms )p0,1_ e com a relação P 0,1/Plimax uv)... Cento e três pacientes completaram o estudo. Os indivíduos foram divididos em grupo 1 com <= 14 dias de VM e grupo 2 com > 14 dias VM. Os valores da AUC foram 0,80 + - 0,04, 0,65 + -, 0,06 e 0,74 + 0,05 (para Plmax uv, P0,1 e P0,1/Plmax uv, mas a diferença estatisticamente significante só foi alcançada em relação à P 0,1 (P=0,007). No grupo 1, os índices Plmax uv e P0,1/Plmax uv exibiram as maiores AUC: 0,86 +- 0,07 vs 0,86 + 0,06, respecttivamente (P = 0,962). A AUC do índice P0,1 foi 0,61+ - 0,09, sendo estatisticamente inferior às observadas para Plmax uv (p=0,005) e P0,1/Plmax uv (0,04). No grupo 2, a maior AUC foi encontrada no índice Plmax uv (0,75 + - 0,05), mas significância estatística não foi alcançada quer em relação à P0,1 (AUC = 0,66 + - 0,07, P= 0,206) ou à P0,1/Plmax uv (AUC = 0,68 =- 0,07, P- 1,71). O desempenho da Plmax obtida pela tecnologia digital utilizando a válcula unidirecional foi melhor que a da P0,1, exibindo ainda um tendência a ser supeior a da P0,1 / Pl max uv para previsão do desfecho do desmamo ventilatório.

Amyotrophic lateral sclerosis: prospective study on respiratory parameters / Esclerose lateral amiotrófica: estudo prospectivo de parâmetros respiratórios

OBJECTIVE: To verify how efficient respiratory parameters are in the follow-up of subjects with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and to observe possible correlations between respiratory and nutritional functions. METHOD: Sixteen patients with probable or defined ALS were selected and evaluated over eight months using the following respiratory parameters: spirometry, maximum inspiratory pressure (MIP), maximum expiratory pressure (MEP), arterial gasometry and pulse oximetry; and nutritional parameters such as body mass index (BMI) and percentage weight loss. RESULTS: PaCO2 was a significant parameter to follow up disease evolution (p=0.051). There was significant correlation between MIP and MEP (r: 0.83); BMI and MIP (r: 0.70); BMI and MEP (r: 0.72); pulse oximetry and forced vital capacity (r: 0.57). CONCLUSION: PaCO2 was shown to be an efficient and significant parameter in the measurement of respiratory impairment; the correlations among MIP, MEP and BMI indicated that these are significant parameters for periodic clinical evaluation.

OBJETIVO: Verificar a eficácia dos parâmetros respiratórios na evolução de indivíduos com esclerose lateral amiotrófica (ELA) e identificar possíveis correlações entre função respiratória e nutricional. MÉTODO: 16 pacientes com diagnóstico provável ou definido de ELA foram selecionados por critérios definidos e avaliados, durante 8 meses, através de parâmetros respiratórios: espirometria, pressão inspiratória máxima (PIM), pressão expiratória máxima (PEM), gasometria arterial e oximetria de pulso; e parâmetros nutricionais: índice de massa corporal (IMC) e porcentagem de perda de peso. RESULTADOS: PaCO2 foi um parâmetro significativo para acompanhar a evolução da doença (p=0.051). Houve correlação significante entre PIM e PEM (r: 0.83); IMC e PIM (r: 0.70); IMC e PEM (r: 0.72); oximetria de pulso e capacidade vital forçada (r: 0.57). CONCLUSÃO: PaCO2 foi marcador eficaz e significante para medir o comprometimento respiratório; correlações entre PIM, PEM e IMC indicaram ser bons parâmetros nas avaliações clínicas periódicas.

Força muscular respiratória é marcantemente reduzida em mulheres obesas mórbidas / Respiratory muscle strength is markedly reduced in morbid obese women

Comparar a força muscular respiratória (FMR)entre obesas mórbidas com mulheres eutróficas da mesmafaixa etária. Método: Foram avaliadas doze mulheres obesasmórbidas (média de idade de 26 ± 5 anos e IMC – índice demassa corpórea de 47 ± 6 kg/m2) e doze mulheres eutróficas(27 ± 4 anos e IMC de 24 ± 2 kg/m2). Em ambos os grupos,foram realizadas as medidas antropométricas e testada a FMRcom um manovacuômetro (Gerar MVD300) sendo obtidas aspressões inspiratória máxima (PImax) e expiratória máxima(PEmax). As voluntárias foram previamente instruídas quantoà realização correta das manobras, permanecendo sentadas eusando um clipe nasal. A PImax foi obtida a partir do volumeresidual e a PEmax a partir da capacidade pulmonar total. O testet de Student não pareado foi utilizado para comparar os valorespressóricos entre os grupos, e o teste t de Student pareado paracomparar os valores obtidos com os previstos, sendo o nívelde significância de 5%, para ambos os testes. Resultados: Foiverificada redução significativa tanto dos valores da PImax (74± 32 versus 102 ± 9 cmH20) como da PEmax (66 ± 28 versus107 ± 12cmH20) no grupo de mulheres obesas em relação aogrupo de mulheres eutróficas, respectivamente. Quando comparadocom os valores previstos, foi verificado que as mulheres obesasapresentaram menores valores para PImax (76% do predito) epara a PEmax (67% do predito), respectivamente. Conclusão: Aforça muscular respiratória parece estar prejudicada na presençade obesidade mórbida.

To compare respiratory muscle strength betweenmorbid obesity women with matched paired eutrophic women.Method: Twelve morbid obese women (26 ± 5 years and bodymass index – BMI = 47 ± 6 kg/m2) and twelve eutrophic women(27 ± 4 years and BMI = 24 ± 2 kg/m2) were evaluated. In bothgroups, the anthropometric measurements were taken andrespiratory muscle strength (RMS) was tested with a digitalmanovacuometer (Gerar MVD300) obtaining the maximal inspiratoryand expiratory pressures (PImax and PEmax; respectively). Allsubjects were previously instructed regarding the correct conductduring the maneuvers, maintaining sitting position and using anasal clip. PImax was inferred from residual volume and PEmaxwas obtained from total lung capacity. Unpaired Student t testwas used to compare inter-group pressure values, and pairedStudent t test was used to compare the real and predictedvalues, considering significant level 5%, for both tests. Results:It was verified significant reduction in both PImax and PEmaxfor morbid obese women when compared with control grouprespectively (PImax = 74 ± 32 versus 102 ± 9 cmH20 andPEmax = 66 ± 28 versus 107 ± 12 cmH20). When comparedthe reference with obtained values, lower values for PImax andPEmax (76% and 67% of predicted, respectively) in morbid obesewomen were observed. Conclusion: The respiratory musclestrength may be harmed in morbid obesity.

Comparação de dois métodos de mensuração da pressão inspiratória máxima em pacientes com e sem alterações do nível de consciência / Comparison of two methods for measurement of maximal inspiratory pressure in patients with and without alterations of the conscience's level

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Não existe consenso na literatura sobre o tempo de oclusão das vias aéreas necessário para se obter uma PImax verdadeira durante o desmame da ventilação mecânica (VM). Assim, o presente estudo teve por objetivos comparar dois métodos de mensuração da PImax e avaliar a influência do nível de consciência do paciente nessas medidas. MÉTODO: População composta de 28 pacientes gerais de UTI, com tempo de VM > 48h, em processo de desmame, divididos em dois grupos de acordo com a pontuação na escala de coma de Glasgow (ECGL): com (ECGL< 15) e sem alteração do nível de consciência (ECGL = 15). A via aérea foi ocluída com uma válvula unidirecional por 20s (PImaxT20), ou pelo tempo máximo de um minuto, se um platô de pressão inspiratória não foi observado durante três inspirações consecutivas (PImaxTid). RESULTADOS: A PI Max T20 (média ± DP, cmH2O) foi semelhante em ambos os grupos (44 ± 16 vs 42 ± 15, p = 0,52). No entanto, os valores da PImaxTid, assim como o tempo necessário para sua obtenção, foram maiores no grupo ECGL< 15 (65 ± 24 vs 47 ± 23 cmH2O e 37 ± 10 vs 24 ± 8s, p = 0,04 e 0,0019, respectivamente). CONCLUSÕES: O método comumente utilizado de 20s de oclusão da via aérea parece ser insuficiente para se mensurar a verdadeira PImax em pacientes com alterações do nível de consciência. Estudos adicionais, agora num grupo mais homogêneo de pacientes (p. ex.: com alterações neurológicas estruturais), são necessários para maior esclarecimento destes resultados.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: There is no literature consensus about the time of airway occlusion sufficient enough to get a true PImax during weaning from mechanical ventilation (MV). So, the main objectives of the present study were to compare two methods PImax measurement and to evaluate the influence of patients' level of conscience on them. METHODS: The population was composed by 28 general ICU patients, with MV > 48h, in a weaning process, divided into two groups according to Glasgow coma scale score: with (GCS < 15) and without (GCS = 15) alterations of conscience level. The airway was occluded by using an unidirectional valve for 20s (PImaxT20), or for a maximum time of one minute if a plateau of inspiratory pressure was not observed during three consecutive inspirations (PImaxTid). RESULTS: PImaxT20 (mean ± SD, cmH2O) values were similar in both groups (44 ± 16 vs42 ± 15, p = 0.52). However, PImaxTid values, as long as the time needed to their attainment, were greater in GCS < 15 group (65 ± 24 vs 47 ± 23cmH2O and 37 ± 10 vs24 ± 8s, p = 0.04 and 0.0019, respectively). CONCLUSIONS: The method commonly used of 20s airway occlusion seems to be inadequate to get the true PImax in patients with alterations of the level of conscience. Additional studies, now in a more homogeneous group (e. g.: patients with structural brain lesion), are needed to clarify these findings.