Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

toracice

Affiliation Dipartimento di Elettronica, Informaçione e Bioingegneria, Politecnico di Milano, Milano, Italy

Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

Departamentul de Fizioterapie, Universitatea Federală din Rio Grande do Norte, Natal, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru fizioterapie, Universitatea Federală din Pernambuco, Pernambuco, Brazilia

  • Jacqueline de Melo Barcelar,
  • Andrea Aliverti,
  • Catarina Rattes,
  • Maria Eduarda Ximenes,
  • Shirley Lima Campos,
  • Daniella Cunha Brandão,
  • Guilherme Fregonezi,
  • Armèle Dornelas de Andrade

Cifre

Abstract

Obiectiv

Pentru a analiza la femeile obeze efectele acute ale tehnicii de stivuire a respirației asupra expansiunii toraco-abdominale.

Proiectare și metode

Nouăsprezece femei obeze (IMC ≥30 kg/m 2) au fost evaluate prin antropometrie, spirometrie și presiuni maxime ale mușchilor respiratori și analizate succesiv prin pletismografie opto-electronică și un respirometru Wright în timpul manevrelor de respirație liniștită și respirație și comparate cu un grup de 15 persoane normale -femeile sănătoase ponderate. Efectele acute ale manevrelor au fost evaluate în termeni de volum total și compartimental al peretelui toracic la momentul inițial, la sfârșitul manevrei de stivuire a respirației și după manevră. Subiecții obezi au fost clasificați cu succes în două grupuri, în funcție de răspunsul din timpul manevrei, grupul 1 = cușcă toracică predominantă sau grupul 2 = expansiunea abdominală.

Rezultate

Vârsta a fost semnificativ mai scăzută în grupul 1 decât în ​​grupa 2. Când s-au luat în considerare cele două grupuri obeze, FEV1 a fost mai scăzută și ventilația mică a fost mai mare doar în grupul 2 comparativ cu grupul martor. În timpul stivuirii respirației, capacitatea inspiratorie a reprezentat diferențe semnificative la subiecții obezi cu o expansiune mai mică a cutiei toracice pulmonare și o expansiune mai mare a abdomenului în comparație cu martorii și, de asemenea, între grupurile 1 și 2. S-a găsit o relație inversă semnificativă liniară între vârstă și inspirație capacitatea cutiei toracice pulmonare dar nu a abdomenului.

Concluzii

La femeile obeze, expansiunea maximă a cutiei toracice și a abdomenului este influențată de vârstă, iar manevra de stivuire a respirației ar putea fi o posibilă terapie pentru prevenirea complicațiilor respiratorii.

Citare: Barcelar JdM, Aliverti A, Rattes C, Ximenes ME, Campos SL, Brandão DC, și colab. (2014) Extinderea cutiei toracice pulmonare în timpul stivuirii respirației este influențată de vârstă la femeile obeze. PLoS ONE 9 (11): e110959. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0110959

Editor: Heinz Fehrenbach, Centrul de Cercetare Borstel, Germania

Primit: 12 ianuarie 2014; Admis: 28 septembrie 2014; Publicat: 5 noiembrie 2014

Finanțarea: Studiul a fost susținut de subvenții de la CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico și Tecnologic), FACEPE (Fundac. Ão de Amparo a Ciência e Tecnologia do state de Pernambuco) și CAPES/PROCAD-NF (Grant nr. 792/2009) ca responsabil Prof. Armèle Dornelas de Andrade. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Obezitatea, chiar și fără boli asociate, poate induce modificări ale sistemului respirator, afectând puterea și rezistența mușchilor respiratori [1] - [3], schimbul de gaze pulmonare [4], [5], volumele pulmonare [6], [7] și toleranță la efort [8]. Aceste modificări pot fi exacerbate prin intervenția chirurgicală abdominală și toracică a compartimentului superior și crește incidența complicațiilor pulmonare postoperatorii, cum ar fi atelectazia și infecțiile pulmonare, care pot persista câteva zile [9] - [11]. S-a raportat că pacienții obezi supuși anesteziei generale dezvoltă de cinci ori mai multă atelectazie în decurs de 24 de ore după extubare decât pacienții neobezi [12].

Pentru a preveni sau trata complicațiile respiratorii și pentru a îmbunătăți funcția pulmonară în obezitate, sunt utilizate mai multe tehnici pentru expansiunea pulmonară, cum ar fi respirația intermitentă cu presiune pozitivă, exerciții de respirație profundă, spirometrie stimulativă, cu toate acestea, în literatura de specialitate, dovezile tehnicilor de eficacitate sunt încă controversat [13] - [15].

Tehnica de stivuire a respirației, dezvoltată de Marini și colab. [16], constă în utilizarea unei măști echipate cu o supapă unidirecțională care previne expirarea sau inspirația și, prin urmare, facilitează fie expansiunea pulmonară de la Capacitatea funcțională reziduală (FRC) la Capacitatea pulmonară totală (TLC), fie golirea plămânilor de la FRC la volumul rezidual). Această tehnică a fost inițial concepută pentru a estima subcomponenții capacității vitale, și anume capacitatea inspiratorie (IC) și volumul de rezervă expirator (VRE), la pacienții slabi sau nu cooperanți. Stivuirea respirației s-a dovedit a fi capabilă să îmbunătățească și expansiunea pulmonară [16], [17] și, prin urmare, pare a fi un instrument terapeutic interesant pentru inversarea atelectaziei la pacienții obezi, care prezintă FRC și ERV reduse și hipoventilația bazelor pulmonare, datorită acumularea de grăsime în piept și abdomen.

Recent, am demonstrat că femeile obeze se caracterizează nu numai prin restricție pulmonară, ci și printr-un model toraco-abdominal modificat în timpul respirației spontane [18]. În lucrarea de față am emis ipoteza că nu numai respirația spontană, ci și expansiunea maximă a pieptului în diferitele compartimente toraco-abdominale este influențată de obezitate. Prin urmare, scopul a fost analizarea efectului acut al stivuirii respirației asupra expansiunii toraco-abdominale și a volumelor operaționale în timpul manevrei.

Metode

Subiecte

Eșantionul a fost compus din 19 femei obeze și 15 femei sănătoase cu vârstă normală, ponderate, utilizate ca martori. Subiecții obezi au fost selectați secvențial prin comoditate de la Spitalul Universității Federale din Pernambuco, în timp ce controalele sănătoase au fost voluntari recrutați la Departamentul de kinetoterapie de la Universitatea Federală din Pernambuco. Criteriile de incluziune au fost: vârsta cuprinsă între 18 și 60 de ani, indicele de masă corporală (IMC) ≥30 kg/m 2 pentru obezi și cuprins între 18,5 și 24,9 kg/m 2 pentru grupul martor. Au fost excluse femeile cu boli pulmonare sau neuromusculare cronice, fumătoare și incapabile să efectueze proceduri. Toate măsurătorile au fost efectuate în Laboratorul de Fizioterapie și Fiziologie Cardiopulmonară, Departamentul de Kinetoterapie, Universitatea Federală din Pernambuco.

Declarație de etică

Studiul a fost aprobat de Comitetul local de etică al cercetării din spitalul Agamenon Magalhães. Consimțământul informat scris a fost obținut de la voluntari care au fost de acord să ia parte la cercetare.

Măsurători antropometrice

Măsurătorile antropometrice au fost inițial evaluate cu voluntari în poziție ortostatică, purtând haine ușoare și desculți. Pentru a determina circumferința taliei (WC) a fost utilizată o balanță digitală (Welmy W300, São Paulo, Brazilia; capacitate = 300 kg, rezoluție = 50 g) și o bandă metrică lungă de 2 metri. cea mai mică măsură între ultima coastă și creasta iliacă și circumferința șoldului (HC), adică cea mai mare măsură din regiunea feselor. Aceste date au fost, de asemenea, utilizate pentru a calcula indicele de masă corporală (IMC, Kg/m 2) și raportul talie-șold (WHR).

Funcția pulmonară și presiunea musculară respiratorie

Spirometria a fost efectuată folosind un spirometru portabil, Micromedical Microloop MK8 (Kent, Anglia). Au fost evaluate următoarele măsuri: volumul expirator forțat în prima secundă (FEV1), capacitatea vitală forțată (FVC) și raportul FEV1/FVC. În timpul evaluării, subiecții s-au așezat în poziție verticală, cu ambele picioare pe podea și brațele neacceptate, folosind un piesa bucală și un nas. Au efectuat cel puțin trei manevre forțate de capacitate vitală, cu un interval de două minute între ele, în conformitate cu criteriile de reproductibilitate și acceptabilitate ale Societății Toracice Americane (ATS) [19], testul funcției pulmonare [20] și valorile prezise propus pentru subiecții brazilieni [21]. Un manometru digital (MVD-300, Globalmed, São Paulo, Brazilia) conectat la un muștiuc cu orificiu de 2 mm a fost utilizat la presiunea inspiratorie maximă (MIP) și presiunea expiratorie maximă (MEP), evaluată la RV și respectiv TLC.

Pletismografie opto-electronică (OEP)

P1: perioada de referință; P2: sfârșitul manevrei de stivuire a respirației (capacitatea pulmonară totală, TLC); P3: sfârșitul primei expirații după manevra de stivuire a respirației; P4: perioada de după manevră. Urmăririle la subiecții martor, neprezentate, au fost în general similare cu cele înregistrate în grupa 1.

Analiza datelor

Subiecții obezi au fost clasificați cu succes în două grupuri, în funcție de răspunsul la manevra de stivuire a respirației. Subiecții al căror volum inspirat în timpul stivuirii respirației a fost mai mare în cutia toracică pulmonară decât în ​​abdomen au fost clasificați ca aparținând grupei 1 (compartimentul predominant al cutiei toracice). Viceversa, subiecții al căror volum inspirat în timpul stivuirii respirației a fost mai mare în abdomen decât în ​​cutia toracică pulmonară au fost clasificați ca aparținând grupei 2 (compartimentul abdominal predominant). Subiecții sănătoși au fost clasificați ca un singur grup de control, deoarece nu au apărut diferențe semnificative în răspunsul la manevra de stivuire a respirației.

analize statistice

Analiza statistică a fost efectuată utilizând software-ul SPSS 18.0 (pachetul statistic pentru științele sociale). Testele Kolmogorov-Smirnov și Levene au fost utilizate pentru a verifica normalitatea eșantionului și omogenitatea intergrupului. Datele de grup au fost rezumate folosind mijloace și abateri standard. Diferențele dintre grupuri au fost evaluate prin testul Mann Whitney, testul Kruskal-Wallis și testul post hoc al Comparației Multiple Dunn. Toate testele au fost efectuate la un nivel de încredere de 95% și la un nivel de semnificație p p.

Nu s-au găsit diferențe semnificative în modelul ventilator între grupuri în timpul respirației liniștite în ceea ce privește volumul mareelor, timpul inspirator și expirator și frecvența respirației. Ventilația minute la obezi a fost semnificativ mai mare decât la martori. La luarea în considerare a celor două grupuri obeze, ventilația minută a fost mai mare doar în grupa 2 comparativ cu martorii (p = 0,001). Variațiile de volum compartimental, ambele exprimate în litri (Tabelul 2) și ca procente din volumul total al mareei (Fig. 2), nu au fost semnificativ diferite între grupurile obeze. Cu toate acestea, subiecții sănătoși au avut o cutie toracică pulmonară semnificativ mai mare și un volum mare mare abdominal mai mic decât obezii, atât în ​​litri (p = 0,006 și p Figura 2. Volumul mediu mare al celor trei compartimente ale peretelui toracic (RCp = cutie toracică pulmonară; RCa = coastă abdominală) cușcă; și AB = abdomen), exprimat ca procent din total, în timpul respirației spontane liniștite (panoul din stânga).

Capacitatea inspiratorie medie a celor trei compartimente ale peretelui toracic (RCp = cutia toracică pulmonară; RCa = cutia toracică abdominală; și AB = abdomen) exprimată ca procent din total, evaluată în timpul manevrei de stivuire a respirației (panoul din dreapta). Bare negre: control, bare albe: grupa 1 și bare gri: grupa 2. * p Tabelul 2. Date privind modelul ventilației și ale peretelui toracic al controlului, obezi (per total), grupurile 1 și 2.

În timpul stivuirii respirației, CI măsurat de respirometrul Wright nu a fost statistic diferit de capacitatea inspiratorie a peretelui toracic total (ICCW) măsurată de OEP (Tabelul 2). Atât IC cât și ICCW măsurate în timpul stivuirii respirației au fost similare între cele trei grupuri (Tabelul 2).

Cu toate acestea, s-au găsit diferențe semnificative în subdiviziunea ICCW în cele trei compartimente. Subiecții obezi au prezentat o expansiune mai mică a cuștii toracice pulmonare și o expansiune mai mare a abdomenului (p Figura 3. Variații medii ale peretelui toracic total (Vcw), cușcă toracică pulmonară (Vrc, p), cușcă abdominală (Vrc, a) și volum abdominal (Vab) în grupul de control (panoul stâng, n = 15), grupul 1 (panourile din mijloc, n = 9) și grupul 2 (panourile din dreapta, n = 10) la sfârșitul stivuirii respirației, adică TLC BS), prima expirație după stivuirea respirației (post-1) și 30 de secunde după stivuirea respirației (post-2) comparativ cu perioada de referință (BL), (de sus în jos) (a se vedea textul pentru detalii).

Datele sunt exprimate ca medie (SD).

O relație liniară inversă semnificativă a fost găsită între vârstă și capacitatea de inspirație a cutiei toracice pulmonare (IC, RCp = 1,308-0,0148 * vârstă, r 2 = 0,290, p = 0,0017), dar nu și a abdomenului (Fig. 4).

Simboluri închise: indivizi aparținând grupului 1. Simboluri deschise: indivizi aparținând grupului 2. Linia dreaptă din panoul din stânga arată regresia liniară a datelor (IC, RCp = 1.308-0.0148 * vârstă, r 2 = 0.290, p = 0,0017).

Discuţie

Rezultatul principal al prezentului studiu este că femeile obeze demonstrează răspunsuri diferite în diferite compartimente ale peretelui toracic în timpul manevrei de stivuire a respirației. În timpul manevrei, femeile obeze mai tinere extind carcasa toracică pulmonară în mod similar cu controalele sănătoase, în timp ce femeile obeze mai în vârstă au prezentat un model limitat în acest compartiment. Cu alte cuvinte, rezultatele noastre arată că la femeile obeze mobilitatea cuștii coaste scade odată cu vârsta. Acest lucru este demonstrat de a) vârsta diferită semnificativă și capacitatea inspiratorie a cutiei toracice pulmonare, astfel cum a fost evaluată în timpul stivuirii respirației între grupurile 1 și 2 (Tabelul 2) și b) relația inversă semnificativă liniară dintre vârstă și capacitatea inspiratorie a cutiei toracice pulmonare. (Fig. 4).

În ceea ce privește funcția pulmonară și modelul ventilator, nu am găsit nicio diferență între femeile obeze mai tinere și cele mai în vârstă. Acest lucru s-a datorat probabil faptului că cele două grupuri erau similare în ceea ce privește IMC și alți parametri antropometrici. Este important de menționat, totuși, că femeile obeze prezintă o funcție pulmonară și toraco-abdominală modificată, caracterizată printr-un model restrictiv și o mișcare toraco-abdominală anormală în timpul respirației spontane comparativ cu femeile cu greutate normală, după cum se arată în comparația dintre grupurile obeze și controalele din prezentul studiu, care confirmă constatările recente [18]. La femeile obeze cea mai mare contribuție observată în compartimentul abdominal în timpul respirației liniștite a fost diferită de cea găsită într-un studiu care a implicat subiecți sănătoși de sex feminin cu greutate normală, unde contribuția predominantă la volumul mareelor ​​a fost în schimb în cele două compartimente ale cutiei toracice [30]. Se poate presupune că contribuția predominantă a compartimentului abdominal se datorează variației mai mari a volumului mareelor ​​cauzate de diafragmă și mușchii abdominali, în încercarea de a compensa povara cauzată de acumularea de grăsime în piept și abdomen [18].

Pacienții obezi sunt deosebit de vulnerabili la intervenția chirurgicală care cauzează adesea deteriorarea funcției pulmonare din cauza unor factori precum anestezia, poziționarea în decubit dorsal, durata intervenției chirurgicale, durerea și adesea are ca rezultat un model de respirație rapidă și superficială [11], [9]. Prin urmare, manevra de stivuire a respirației pare a fi o posibilă terapie pentru prevenirea acestor complicații, în special pentru acei pacienți care prezintă dificultăți în generarea unor volume mari și susțin volumul inspirat. Acest lucru este susținut de lucrările recente ale lui Dias și colab. [31], care a studiat pacienții supuși unei intervenții chirurgicale abdominale și a comparat stivuirea respirației cu spirometria stimulativă. Acești autori au descoperit că scăderea volumului pulmonar după intervenția chirurgicală a fost mai mică la pacienții tratați cu stivuire a respirației și că această manevră a permis o expansiune pulmonară mai mare și o mai mare menținere a volumului inspirator. Stivuirea respirației a fost, de asemenea, propusă, într-o formă modificată, utilizând o pungă manuală de resuscitare, o supapă unidirecțională și o mască sau piesa bucală, pentru a crește capacitatea inspiratorie maximă și fluxul expirator pentru a îmbunătăți tusea la pacienții cu tulburări neuromusculare sau respirație spontană intubată [ 32] - [34].

O posibilă limitare a acestui studiu este că conformitatea cu cutia toracică nu a fost măsurată direct. Acest lucru ar fi implicat utilizarea unui sistem de balon-cateter esofagian care este greu tolerat de subiecți și poate fi considerat o procedură invazivă. Trebuie remarcat faptul că am proiectat studiul nostru pentru a avea doar proceduri și tehnici neinvazive. Niciun voluntar nu a avut un efect advers rezultat din tehnică. Doar două femei au raportat frica de a fi sufocată de mască, o problemă care a fost rezolvată cu explicații detaliate despre procedură și manevre de antrenament prealabile.

O altă posibilă limitare este utilizarea OEP, o tehnică de măsurare care a fost folosită rar în trecut la femeile obeze. Recent am arătat, totuși, că la femeile obeze în timpul respirației liniștite există un bun acord între variațiile VCW măsurate prin OEP și variațiile volumului pulmonar măsurate prin integrarea fluxului de aer măsurat la gură printr-un pneumotachograf [18]. În prezenta lucrare arătăm acum că valorile IC măsurate de respirometrul Wright sunt în acord bun cu valorile ICCW măsurate de OEP. Trebuie remarcat faptul că IC a avut tendința de a fi ușor mai mic decât ICCW, probabil din cauza expansiunii gazului care are loc la volume pulmonare ridicate.

În concluzie, rezultatele noastre arată că nu numai respirația spontană, ci și expansiunea maximă a pieptului în diferitele compartimente toraco-abdominale sunt influențate de obezitate la femei. Extinderea cuștii toracice și a abdomenului în timpul manevrei de stivuire a respirației este influențată de vârstă și nu de vreun parametru antropometric. Acest lucru ar trebui confirmat în studiile viitoare, luând în considerare populații mai mari de subiecți obezi cu vârste diferite și în situații precum chirurgia post-bariatrică, care este acum utilizată în mod obișnuit în practica clinică ca tratament pentru obezitate.

Contribuțiile autorului

Conceput și proiectat experimentele: JMB AA ADA. Experimentele efectuate: JMB CR MEX. Analiza datelor: JMB AA CR ADA. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: JMB DCB SLC GF. Am scris lucrarea: JMB AA ADA.