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.

Avaliação do efeito da expansão rápida da maxila no padrão respiratório, por meio da rinomanometria anterior ativa: descrição da técnica e relato de caso / Evaluation of the effect of rapid maxillary expansion on the respiratory pattern using active anterior rhinomanometry: case report and description of the technique

A finalidade deste artigo é avaliar o efeito da expansão rápida da maxila (ERM) no padrão respiratório. Por intermédio de um caso clínico, será relatado como indivíduos com atresia da maxila e problemas respiratórios podem se beneficiar com a expansão rápida da maxila. Outro aspecto que deve-se salientar é como profissionais da área da saúde, principalmente ortodontistas e otorrinolaringologistas, têm à sua disposição exames complementares para o diagnóstico do paciente com "Respiração Bucal".

The aim of the present investigation is to evaluate the effect of rapid maxillary expansion (RME) on the respiratory pattern. A clinical case is presented to describe how patients with atresic maxilla and respiratory problems can benefit from rapid maxillary expansion. The article highlights that the health professional, mainly the Orthodontist and the Otorhinolaryngologist, may use complementary exams to diagnose a mouth breather patient.

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.

Treinamento muscular ventilatório em pacientes asmáticos / Ventilatory muscles training in asmathic’s patients

O objetivo da pesquisa foi avaliar a força muscular ventilatória em pacientes asmáticos submetidos ao treinamento muscular respiratório. Compuseram a amostra 15 pacientes que realizaram o treinamento muscular ventilatório (TMV). Todos foram submetidos a uma avaliação inicial, a qual constou de anamnese, exame físico, avaliação de força muscular ventilatória, através das pressões ventilatórias máximas (PImáx e PEmáx) e do teste de caminhada de seis minutos. Os pacientes foram submetidos a um programa de TMV, 3 vezes por semana, durante 6 semanas consecutivas, totalizando 18 sessões de treinamento, com duração aproximada de 1 hora cada. Essas sessões constituíram-se de orientação sobre padrões respiratórios, exercícios de coordenação da respiração associados a movimentos de tronco e membros, alongamento geral da musculatura e relaxamento muscular. Utilizou-se o dispositivo Threshold para a realização do TMV, durante 10 minutos, com uma carga de 40% da PImáx obtida na avaliação diária. Após o período de treinamento, ambos os grupos foram reavaliados. Foram observadas diferenças significativas nos valores da PImáx (55,5±18,5 para 81,7±21,2 cmH2O) e PEmáx (54,1±22,8 para 75,8±25,8 cmH2O) e aumento na distância percorrida em metros (545,3±56,7 para 676,3±83,6 m). Esses resultados permitem concluir que o TMV proporcionou um aumento na força muscular inspiratória e na distância percorrida de sujeitos asmáticos promovendo consequentemente, melhora no padrão respiratório e na performance de caminhada.

The propose of study was evaluate the ventilatory muscles strength in asthmatic patients undergoingrespiratory muscle training. The sample was composed of 15 patients underwent ventilatory muscles training (VMT).All were subjected to an initial assessment, which consisted of history, physical examination, measurement ofventilatory muscles strength, through the peak respiratory pressure (MIP and MEP), and the a six-minute walk test.Patients underwent a program of VMT, 3 times a week, for 6 consecutive weeks, totaling 18 training sessions lastingapproximately 1 hour each. These sessions consisted of orientation of breathing patterns, exercises for coordination of breathing associated with the movement of trunk and limbs, general lengthening of the muscles and muscle relaxation, and used the Threshold Inspiratory Muscles Training (IMT) for 10 minutes, with a load of 40% of MIP obtained in thedaily valuation. It appeared that there were signifi cant differences MIP (55.5±18.5 to 81.7±21.2 cmH2O) and MEP (54.1±22.8 to 75.8±25.8 cmH2O) and increase walking distance (545.3 ± 56.7 to 676.3 ±83.6 m). These resultsdemonstrate that the VMT has an increase in muscle strength and the distance traveled thus encouraging these.

Padrão respiratório e movimento toracoabdominal de crianças respiradoras orais / Breathing pattern and thoracoabdominal motion in mouth-breathing children

OBJETIVO: Caracterizar o padrão respiratório e o movimento toracoabdominal de crianças respiradoras orais, na faixa etária entre oito e dez anos, e compará-lo ao de seus pares respiradoras nasais. MÉTODOS: Estudo observacional realizado em laboratório universitário. O número amostral calculado com base em um estudo piloto com dez crianças em cada grupo, perfazendo um total de 20 crianças, foi de 50 para um nível de significância de 0,05 e um poder estatístico de 0,80. Participaram do estudo 26 crianças respiradoras orais e 25 respiradoras nasais. A pletismografia respiratória por indutância calibrada foi o instrumento utilizado para a análise das seguintes variáveis, entre outras: freqüência respiratória (FR), contribuição da caixa torácica para o volume corrente ( por centoCT/Vc), ângulo de fase (Angfase) e a razão entre o tempo para alcançar o pico de fluxo inspiratório e o tempo inspiratório (PifT/Ti). A saturação periférica da hemoglobia em oxigênio (SpO2) foi medida pela oximetria de pulso. A análise estatística foi realizada por meio do teste t de Student para grupos independentes e do teste U de Mann-Whitney, em função da distribuição das variáveis. RESULTADOS: No total, 4.816 ciclos respiratórios foram analisados, sendo 2.455 de respiradores orais e 2.361 de respiradores nasais, com média de 94 ciclos por criança. Não houve diferença significativa entre os grupos nas variáveis estudadas (FR=20,00±2,68 versus 20,73±2,58, p=0,169; por centoCT/Vc=39,30±11,86 versus 38,36±10,93, p=0,769; Angfase=14,53±7,97 versus 13,31±7,74, p=0,583; PifT/Ti=57,40±7,16 versus 58,35±5,99, p=0,610; SpO2=96,42±1,52 por cento versus 96,88±1,01 por cento, p=0,208; respectivamente). CONCLUSÕES: Estes resultados sugerem que as crianças respiradoras orais apresentam padrão respiratório e movimento toracoabdominal semelhantes às de respiradores nasais de mesma faixa etária.

OBJECTIVE: To characterize the breathing pattern and thoracoabdominal motion of mouth-breathing children aged between eight and ten years and to compare these characteristics with those of nose-breathing children of the same ages. METHODS: This observational study was carried out in a university laboratory. The sample size of 50 subjects was estimated based on the results of a pilot study with ten children in each group (total of 20 children) and considering a significance level of 0.05 and statistical power of 0.80. Twenty-six mouth-breathing and 25 nose-breathing children participated. Calibrated respiratory inductive plethysmography was used to analyze the following variables, among others: respiratory frequency (f), rib cage contribution towards tidal volume ( percentRC/Vt), phase angle (PhAng) and the ratio between time taken to reach peak inspiratory flow and total inspiratory time (PifT/Ti). Peripheral oxygen saturation of hemoglobin (SpO2) was measured using pulse oximetry. Statistical analysis was performed using the Student's t test for independent groups or the Mann-Whitney U test, according to the sample distribution of the variables. RESULTS: A total of 4,816 respiratory cycles were analyzed: 2,455 from mouth-breathers and 2,361 from nose-breathers, with a mean of 94 cycles per child. No statistically significant differences were observed between the groups, for the variables studied (f=20.00±2.68 versus 20.73±2.58, p=0.169; percentRC/Vt=39.30±11.86 versus 38.36±10.93, p=0.769; PhAng=14.53±7.97 versus 13.31±7.74, p=0.583; PifT/Ti=57.40±7.16 versus 58.35±5.99, p=0.610; SpO2=96.42±1.52 percent versus 96.88± 1.01 percent, p=0.208; respectively). CONCLUSIONS: These results suggest that mouth-breathing children show breathing patterns and thoracoabdominal motion that are similar to those of nose-breathing children in the same age group.