Función pulmonar oscilometría de impulso en pediatría: procedimiento y aplicación clínica / Pulmonary function impulse oscillometry in pediatrics: procedure and clinical application

La Oscilometría de Impulso (IOS) es una técnica no invasiva que evalúa las propiedades mecánicas de todo el sistema respiratorio durante la respiración tranquila. Mide la impedancia total del sistema respiratorio, evaluando la resistencia total de la vía aérea, la resistencia de la vía aérea alta y las propiedades elásticas del pulmón. Detecta el compromiso de la vía aérea periférica en forma muy precoz, antes que la espirometría, y es útil en niños pequeños porque no requiere maniobras de espiración forzada. Permite evaluar la respuesta broncodilatadora y broncoconstrictora a través de pruebas de provocación bronquial para el diagnóstico de hiperreactividad bronquial. La IOS tiene un rol en la evaluación temprana y seguimiento de la función pulmonar en niños con enfermedades respiratorias crónicas, principalmente asma bronquial, displasia broncopulmonar y fibrosis quística. Este artículo revisa los aspectos fisiológicos, técnicos y aplicación clínica de la IOS, considerando las últimas recomendaciones para la estandarización del examen y las limitaciones que dificultan su interpretación .

Impulse Oscillometry (IOS) is a non-invasive technique that assesses the mechanical properties of the entire respiratory system during quiet breathing. It measures the total impedance of the respiratory system by evaluating total airway resistance, upper airway resistance, and elastic properties of the lung. It detects peripheral airway compromise very early, before spirometry, and is useful in young children because it does not require forced expiration maneuvers. It allows evaluating the bronchodilator and bronchoconstrictor response through bronchial provocation tests for the diagnosis of bronchial hyperreactivity. The IOS has a role in the early evaluation and monitoring of lung function in children with chronic respiratory diseases, mainly bronchial asthma, bronchopulmonary dysplasia and cystic fibrosis. This article reviews the physiological, technical, and clinical application aspects, considering the latest recommendations for the standardization of the test and the limitations that hinder its interpretation.

Técnica de oscilações forçadas na avaliação e manejo de crianças asmáticas: uma revisão narrativa / Forced oscillation technique in the assessment and management of asthmatic children: a narrative review

Asthma is considered the most prevalent chronic disease in children. The pulmonary function measurements are important in the evaluation of the disease, being able to confirm the diagnosis by demonstrating the reversibility of the obstruction as well as detecting risks of poor prognosis in the control of asthma. However, the most common methods for analyzing pulmonary function in this age group have restrictions on its applicability, especially due to the need for cooperation on the part of patients. The forced oscillation technique (FOT) is considered a modern tool capable of estimating measures of respiratory mechanics related to the lungs. This method is easily applicable due to the low need for patient cooperation, an important element in the assessment of children. The aim of this study is to review the clinical utility of the Forced Oscillation Technique in the pulmonary assessment of asthmatic children. The bibliographic search covered the years between 1950 and 2019, in the databases: Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE) and Latin American and Caribbean Literature in Health Sciences (LILACS). It was used as a search strategy the combination of the following Medical Subject Headings (MeSH) terms: "asthma", "oscillometry" and "child" crossed through the AND and OR Boolean connectors. In asthmatic children, FOT showed greater accuracy in the evaluation of smaller caliber peripheral airways, which can be applied as a complementary method to spirometry to strengthen the diagnosis, enabling a better understanding of the disease and its progression.

A asma é considerada a doença crônica de maior incidência em crianças. As medidas de função pulmonar são importantes na avaliação da doença, podendo confirmar o diagnóstico pela demonstração de reversibilidade da obstrução assim como detectar riscos de mau prognóstico no controle da asma. Entretanto, os métodos mais usuais para análise da função pulmonar nesta faixa etária apresentam restrições em sua aplicabilidade, especialmente pela necessidade de cooperação por parte dos pacientes. A técnica de oscilações forçadas (FOT) é considerada uma ferramenta moderna capaz de estimar medidas da mecânica respiratória relativas aos pulmões. Este método apresenta fácil aplicabilidade pela baixa necessidade de cooperação do paciente, elemento importante na avaliação de crianças. O objetivo deste estudo é revisar a utilidade clínica da Técnica de Oscilações Forçadas na avaliação pulmonar de crianças asmáticas. A busca bibliográfica contemplou os anos entre 1950 e 2019, nas bases de dados: Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE) e Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (LILACS). Foi utilizada como estratégia de busca a combinação dos seguintes Medical Subject Headings(MeSH) terms: "asthma", "oscillometry" e "child" cruzados por meio dos conectores booleanos AND e OR. Em crianças asmáticas, a FOT mostrou maior acurácia na avaliação de vias aéreas periféricas de menor calibre, podendo ser aplicada como método complementar a espirometria para encorpar o diagnóstico, possibilitando compreender melhor a doença e sua progressão.

Tonometric and Oscillometric Methods for Measurement of Central Blood Pressure Parameters: a Comparison in Patients with Borderline Hypertension or Stage 1 Hypertension

Abstract Background Changes in arterial compliance are among the first changes detectable in hypertensive syndrome. Methods with good reproducibility as compared with the gold standard for identifying such changes are desirable in clinical practice. Objectives To compare central pressure measurements and arterial stiffness obtained by two non-invasive methods (tonometry and oscillometry). Methods This was a descriptive, cross-sectional study with a convenience sample of patients with borderline hypertension or stage 1 hypertension. Peripheral and central blood pressure measurements were obtained by tonometry (SphygmoCor®), considered the gold standard, and oscillometry (Mobil O´graph®). Comparisons of results were made by unpaired t-test, and p values < 0.05 were considered statistically significant. Results No difference was found in central pressure measurements obtained by SphygmoCor® (117 x 80.1 mmHg) compared with Mobil O'graph (112 x 81.4 mmHg). Mean augmentation index (AIx) was 26.1% and 21.3%, and mean pulse pressure (PP) amplification 10.7 mmHg and 10.0 mmHg by Sphygmocor® and Mobil O´graph®, respectively (p > 0.05). Mean pressure wave velocity (PWV), 8.4 m/s vs. 7.4 m/s (p = 0.013) and mean central pulse pressure, 37.7 mmmHg and 30.9 mmHg (p = 0.013) were significantly higher by SphygmoCor® than Mobil O´graph®. Conclusion Values of central systolic blood pressure, AIx and pulse pressure amplification obtained by oscillometry were not statistically different compared with tonometry; values of PWV and cPP, however, were underestimated by oscillometry. (Int J Cardiovasc Sci. 2020; 33(2):145-150)

Therapeutic blowing toys: does the overlap of ventilatory stimuli alter the respiratory mechanics of healthy schoolchildren? / Brinquedos terapêuticos de sopro: a sobreposição de estímulos ventilatórios altera a mecânica respiratória de escolares saudáveis?

ABSTRACT Objective: To verify whether the overlapping of ventilatory stimuli, resulting from playing with blowing toys, changes the respiratory mechanics of healthy schoolchildren. Methods: Cross-sectional study with healthy schoolchildren aged seven to 14 years old from Florianópolis, Santa Catarina, Southern Brazil. Spirometric data were obtained, a health questionnaire and the International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) questionnaire were also applied. The procedure consisted of playing with the following blow toys in a random order: soap bubbles, party whistles and balloon. Before and after the intervention, the assessment of respiratory mechanics was carried out by impulse oscillometry - IOS (Erich Jaeger, Germany®). The ANOVA for repeated measures test was applied. Results: 71 students of both genders with mean age of 9.7±2.1 years participated in the study. Results showed a progressive decrease of impedance (Z5), total airway resistance (R5) and resonance frequency (Fres) when the moment before the use of the first toy was compared with the moment after the third toy (Z5/p=0.048; R5/p=0.049; Fres/p=0.004). Fres also differed between the moment before the first and the second toy (p=0.048). After the use of each of the three blowing toys, the oscillometric parameters did not differ. Conclusions: The difference in oscillometric parameters of R5 before the use of each toy indicates that the overlap of ventilatory stimuli produced by them provided a reduction in the R5.

RESUMO Objetivo: Verificar se a sobreposição de estímulos ventilatórios decorrentes da execução de brinquedos de sopro altera a mecânica respiratória de escolares saudáveis. Métodos: Estudo transversal com escolares saudáveis de sete a 14 anos de idade, provenientes de Florianópolis, Santa Catarina, Brasil. Foram obtidos dados espirométricos e realizada aplicação de um recordatório de saúde e do questionário International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC). A coleta de dados consistiu na aplicação dos brinquedos bola de sabão, língua de sogra e balão de forma aleatória. Antes e após a intervenção foi realizada a avaliação da mecânica respiratória por meio da oscilometria de impulso - IOS (Erich Jaeger, Germany®). Aplicou-se o teste de ANOVA para medidas repetidas. Resultados: Participaram do estudo 71 escolares de ambos os sexos, com média de idade de 9,7±2,1 anos. Houve redução progressiva na impedância respiratória a 5 hertz (Z5), na resistência total das vias aéreas (resistência a 5 hertz - R5) e na frequência de ressonância (Fres) ao comparar o momento antes do uso do primeiro e do terceiro brinquedo (Z5/p=0,048; R5/p=0,049; Fres/p=0,004). Fres também diferiu no momento antes do primeiro e do segundo brinquedo (p=0,048). Após o uso de cada um dos três brinquedos, os parâmetros oscilométricos não diferiram. Conclusões: Observando a diferença nos parâmetros oscilométricos da R5 antes do uso de cada um dos brinquedos, notou-se que a sobreposição de estímulos ventilatórios produzidos por eles proporcionou uma redução na R5.

Cardiovascular Risk in Psoriasis Patients: Clinical, Functional and Morphological Parameters / Risco Cardiovascular em Pacientes Psoriásicos: Avaliação de Parâmetros Clínicos, Funcionais e Morfológicos

Abstract Background: Psoriasis correlates with metabolic disorders, early atheromatosis and increased cardiovascular risk. Objectives: To assess markers of cardiovascular disease in psoriatic patients. Methods: Cross-sectional, observational study involving 11 psoriatic participants and 33 controls. Anthropometric, biochemical, hemodynamic and imaging parameters were evaluated. Arterial stiffness was assessed by oscillometric measurement of the brachial artery. Intima-media thickness (IMT) and left ventricular diastolic function were assessed by Doppler echography and echocardiography. Between-group comparisons of numerical variables were performed by the Student's t-test or Wilcoxon Mann-Whitney test for independent samples. Significance level was set at 5%. Results: Psoriatic patients showed increased pulse wave velocity (PWV) (9.1 ± 1.8 vs 8.0 ± 2 m/s, p = 0.033), IMT of the left common carotid artery (p = 0.018) and a higher percentage of patients above the 75th percentile according to the ELSA table when compared with controls (54.5 vs 18.2%, p = 0.045). Psoriatic patients also showed an increase in peripheral/central systolic blood pressure (137.1 ± 13.2 vs 122.3 ± 11.6 mmHg, p = 0.004)/(127 ± 13 vs 112.5 ± 10.4 mmHg, p = 0.005), peripheral/central diastolic blood pressure (89.9 ± 8.9 vs 82.2 ± 8, p = 0.022)/(91 ± 9.3 vs 82.2 ± 8.3, p = 0.014), total cholesterol (252 ± 43.5 vs 198 ± 39.8 mg/dL, p < 0.001), LDL cholesterol (167 ± 24 vs 118 ± 40.8 mg/dL, p < 0.001) and C-reactive protein (7.6 ± 35.4 vs 1 ± 1.2 mg/L p < 0.001) compared with controls. Conclusion: Psoriasis patients show increased PWV, IMT, peripheral and central blood pressures, and serum cholesterol and C-reactive protein levels, denoting a higher cardiovascular risk.

Resumo Fundamento: A psoríase correlaciona-se a distúrbios metabólicos, ateromatose precoce e aumento do risco cardiovascular. Objetivos: Avaliar marcadores de doença cardiovascular na população psoriásica. Métodos: Estudo observacional transversal, envolvendo 11 participantes psoriásicos e 33 controles. Foram avaliados parâmetros antropométricos, laboratoriais, hemodinâmicos e de imagem. A rigidez arterial foi avaliada por oscilometria da artéria braquial. A espessura médio-intimal (EMI) e a função diastólica do ventrículo esquerdo foram avaliadas por meio da ecografia e ecocardiografia Doppler. As comparações de variáveis numéricas entre grupos foram realizadas por teste t-Student e Wilcoxon Mann-Whitney para amostras independentes, adotando-se o nível de significância de 5%. Resultados: Os pacientes psoriásicos apresentaram aumento de VOP (9,1 ± 1,8 e 8 ± 2 m/s, p = 0,033), EMI da artéria carótida comum esquerda (p = 0,018) e maior proporção de percentil > 75 pela tabela ELSA (54,5 e 18,2%, p = 0,045) e) quando comparados aos controles. Pacientes psoriásicos também mostraram aumento nos seguintes parâmetros em relação ao grupo controle, respectivamente: pressão arterial sistólica periférica/central (137,1 ± 13,2 e 122,3 ± 11,6 mmHg, p = 0,004)/(127 ± 13 e 112,5 ± 10,4 mmHg, p = 0,005), pressão arterial diastólica periférica/central (89,9 ± 8,9 e 82,2 ± 8 mmHg, p = 0,022) / (91 ± 9,3 e 82,2 ± 8,3 mmHg, p = 0,014), colesterol total (252 ± 43,5 e 198 ± 39,8 mg/dL, p < 0,001), colesterol LDL (167 ± 24 e 118 ± 40,8 mg/dL, p < 0,001) e proteína C reativa (7,6 ± 35,4 e 1 ± 1,2 mg/L, p<0,001). Conclusão: Pacientes psoriásicos apresentam elevações de VOP e EMI, além de maiores pressões arteriais periféricas e centrais, níveis séricos de colesterol e de proteína C reativa, denotando maior risco cardiovascular.

Association between critical limb ischemia and arterial stiffness measured by brachial artery oscillometry / Associação entre isquemia crítica do membro e rigidez arterial medida por oscilometria da artéria braquial

Background Elevated arterial stiffness is associated with increased cardiovascular mortality. The relationship between arterial stiffness and critical limb ischemia (CLI) is not well established. Objectives The objective of this study is to analyze the relationship between arterial stiffness indices and the degree of limb ischemia measured by the ankle-brachial index (ABI). Methods A cross-sectional study comparing patients with CLI and controls. Arterial stiffness was measured using brachial artery oscillometry. The arterial stiffness indices pulse wave velocity (PWV) and augmentation index normalized to 75 beats/min (AIx@75) were determined. Multiple linear regression was applied to identify predictors of arterial stiffness indices. Results Patients in the CLI group had higher PWV (12.1±1.9 m/s vs. 10.1±1.9 m/s, p < 0.01) and AIx@75 (31.8±7.8% vs. 17.5±10.8%, p < 0.01) than controls. Central systolic pressure was higher in the CLI group (129.2±18.4 mmHg vs. 115.2±13.1 mmHg, p < 0.01). There was an inverse relationship between AIx@75 and ABI (Pearson coefficient = 0.24, p = 0.048), but there was no relationship between ABI and PWV (Pearson coefficient = 0.19, p = 0.12). In multiple regression analysis, reduced ABI was a predictor of elevated levels of AIx@75 (β = -25.02, p < 0.01). Conclusions Patients with CLI have high arterial stiffness measured by brachial artery oscillometry. The degree of limb ischemia, as measured by the ABI, is a predictor of increased AIx@75. The increased AIx@75 observed in CLI may have implications for the prognosis of this group of patients with advanced atherosclerosis

A rigidez arterial aumentada está associada ao aumento da mortalidade cardiovascular. A relação entre rigidez arterial e isquemia crítica do membro (IC) não está bem estabelecida. Objetivos O objetivo deste estudo é analisar a relação entre índices de rigidez arterial e o grau de isquemia de membro medido pelo índice tornozelo-braço (ITB). Métodos Foi feito um estudo transversal em pacientes com IC e controles. A rigidez arterial foi medida usando a oscilometria da artéria braquial. Os índices de rigidez arterial mensurados foram a velocidade de onda de pulso (VOP) e o índice de aumentação corrigido para a frequência cardíaca de 75 batimentos/min (AIx@75). Regressão linear múltipla foi aplicada para identificar preditores dos índices de rigidez arterial. Resultados Pacientes do grupo IC tiveram VOP (12,1±1,9 m/s vs. 10,1±1,9 m/s, p < 0,01) e AIx@75 (31,8±7,8% vs. 17,5±10,8%, p < 0,01) maiores que controles. Pressão sistólica central foi maior no grupo IC (129,2±18,4 mmHg vs. 115,2±13,1 mmHg, p < 0,01). Houve uma relação inversa entre o AIx@75 e o ITB (coeficiente de Pearson = 0,19, p = 0,12). A análise de regressão múltipla mostrou que o ITB reduzido foi um preditor de elevação do AIx@75 (β = -25,02, p < 0,01). Conclusões Pacientes com IC têm elevada rigidez arterial medida por oscilometria da artéria braquial. O grau de isquemia do membro, medido pelo ITB, é um preditor do AIx@75 elevado. O aumento do AIx@75 na IC pode ter implicações de prognóstico no grupo de pacientes com aterosclerose avançada

Blood pressure measurement by oscillometric and auscultatory methods in normotensive pregnant women / Evaluación de la presión arterial por los métodos oscilométrico e auscultatorio en embarazadas normotensas / Avaliação da pressão arterial pelos métodos oscilométrico e auscultatório em gestantes normotensas

ABSTRACT Objective: to compare blood pressure values obtained by auscultatory and oscillometric methods in different gestational periods, considering cuff width. Method: it is a cross-sectional and quasi-experimental study approved by the Research Ethics Committee. The sample consisted of 108 low-risk pregnant women. Blood pressure measurements were performed in gestational periods of 10-14, 19-22 and 27-30 weeks. Results: The oscillometric device presented values similar to the auscultatory method in systolic blood pressure, but overestimated diastolic blood pressure. Underestimation of blood pressure occurred when using the standard width cuff rather than the correct width cuff in both measuring methods. Conclusion: Verification of brachial circumference and use of adequate cuffs in both methods are indispensable to obtain reliable blood pressure values in pregnant women. We recommend performance of additional studies to evaluate diastolic blood pressure overestimation by the Microlife 3BTO-A.

RESUMEN Objetivo: Comparar los valores de presión arterial obtenidos por los métodos auscultatorio e oscilométrico en distintos períodos del embarazo, en función del ancho del manguito. Método: Se trata de un estudio transversal y cuasiexperimental aprobado por el Comité de Ética en Investigación. Se analizó una muestra compuesta por 108 embarazadas de bajo riesgo. Las medidas de presión arterial se obtuvieron en los períodos gestacionales de 10-14, 19-22 y 27-30 semanas. Resultados: El aparato oscilométrico presentó valores similares al método auscultatorio en la presión arterial sistólica, sin embargo sobreestimó la presión arterial diastólica. Hubo subestimación de la presión arterial al utilizar el manguito de anchura estándar en lugar del manguito de anchura adecuada, en los dos métodos de medida. Conclusión: La verificación de la circunferencia braquial y el uso de manguitos adecuados en los dos métodos son indispensables para obtener valores confiables de la presión arterial en embarazadas. Recomendamos que se realicen nuevos estudios para evaluar la sobreestimación de la presión arterial diastólica por el aparato Microlife 3BTO-A.

RESUMO Objetivo: Comparar os valores de pressão arterial, obtidos pelos métodos auscultatório e oscilométrico em diferentes períodos gestacionais, em função da largura do manguito. Método: Trata-se de um estudo transversal e quase-experimental aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa. A amostra foi composta por 108 gestantes de baixo risco. As medidas de pressão arterial foram realizadas nos períodos gestacionais de 10-14, 19-22 e 27-30 semanas. Resultados: O aparelho oscilométrico apresentou valores similares ao método auscultatório na pressão arterial sistólica, porém superestimou a pressão arterial diastólica. Houve subestimação da pressão arterial ao utilizar o manguito de largura padrão ao invés do manguito de largura correta, nos dois métodos. Conclusão: A verificação da circunferência braquial e o uso de manguitos adequados nos dois métodos são indispensáveis para obter valores confiáveis da pressão arterial em gestantes. Recomendamos que novos estudos sejam realizados para avaliar a superestimação da pressão arterial diastólica pelo aparelho Microlife 3BTO-A.

Impulse oscillometry and obesity in children / Oscilometria de impulso e obesidade em crianças

Abstract Objective: To compare impulse oscillometry system parameters of normal-weight children with overweight and obese children. Method: All participants were submitted to the evaluation of lung function (spirometry and impulse oscillometry) following the American Thoracic Society standards. The evaluation of respiratory mechanics was performed using the Jaeger™ MasterScreen™ Impulse Oscillometry System (Erich Jaeger, Germany), three tests were recorded, with acquisition for at least 20 seconds. Results: The study included 81 children (30 in the control group, 21 in the overweight group, and 30 the in obesity group), matched for age and sex. Regarding spirometry data, obesity group showed higher numerical values in relation to the control group; however, there were no significant differences among the three groups. For impulse oscillometry parameters, there was a difference between control group and obesity group for respiratory impedance (p = 0.036), resistance at 5 hertz (p = 0.026), resonant frequency (p = 0.029), and reactance area (p = 0.014). For the parameters expressed in percentage of predicted, there were differences in resistance at 5 hertz, resonant frequency, and reactance area between control group and obesity group. Conclusions: Obese children showed increased oscillometry parameters values representative of airway obstruction, compared to normal-weight children. Changes in some oscillometry parameters can already be observed in overweight school-aged children.

Resumo Objetivo: Comparar parâmetros do Sistema de Oscilometria de Impulso de crianças com peso normal com crianças com sobrepeso e obesas. Método: Todos os participantes foram submetidos à avaliação de mecanismos respiratórios utilizando o Sistema de Oscilometria de Impulso Jaeger™ (MasterScreen™ IOS, Erich Jaeger, Alemanha) seguindo as normas da Sociedade Torácica Americana. Todos os participantes foram submetidos a testes de espirometria e oscilometria (três testes foram registrados, com coleta de dados por pelo menos 20 segundos). Resultados: O estudo incluiu 81 crianças (30 no grupo de controle, 21 no grupo sobrepeso e 30 no grupo obesidade), pareadas por idade e sexo. No que diz respeito a dados de espirometria, o grupo obesidade mostrou valores numéricos mais elevados; contudo, não houve diferenças significativas entre os três grupos. No que diz respeito a parâmetros do Sistema de Oscilometria de Impulso, houve diferença entre o grupo de controle e o grupo obesidade em Z5 (p = 0,036), resistência 5 hertz (p = 0,026), frequência de ressonância (p = 0,029) e área de reatância (p = 0,014). Nos parâmetros expressos em percentual previsto, houve diferenças em resistência 5 hertz, frequência de ressonância e área de reatância entre o grupo de controle e grupo obesidade. Conclusões: Crianças obesas mostraram parâmetros de oscilometria aumentados representativos de obstrução das vias aéreas em comparação a crianças com peso normal. As alterações em alguns parâmetros oscilométricos já podem ser observadas em crianças com sobrepeso em idade escolar.

Espirometría forzada versus oscilometría de impulso / Forced spirometry versus impulse oscillometry

Impulse oscillometry (IOS) is an emerging tool in the study of pulmonary function in respiratory diseases. In this review we compare its usefulness with that of forced spirometry in children. Although these techniques measure different mechanical properties of the respiratory system, -the first, resistance, and the second, flow- they are, undoubtedly, complementary tests.. This review includes a brief description of some comparative studies since 1973, year of the first publication about children; then, with the advent of technology, its application in the mid-80s and 90s made it possible to include reference values in order to establish functional diagnoses. IOS measures airway, pulmonary and thoracic resistance, which is a primary function of the mechanics of ventilation, whereas spirometry measures the flow, which is a secondary function. This principle allows us to understand why IOS indices are more sensitive than those of spirometry

La Oscilometría de Impulso (IOS) es una herramienta emergente en el estudio de la función pulmonar y en esta revisión se compara su utilidad con la espirometría forzada en niños. Aunque ambas técnicas miden diferentes propiedades mecánicas del sistema respiratorio, resistencias la primera y flujos la segunda, tienen un carácter complementario incuestionable. Esta revisión describe brevemente algunos trabajos comparativos a partir de 1973, fecha de la primera publicación en niños y luego con el advenimiento tecnológico, su aplicación a mediados de los 80 y 90 permite incluir valores de referencia para poder establecer diagnósticos funcionales. La IOS se caracteriza por medir resistencia de la vía aérea y toracopulmonar y que desde el punto de vista de la mecánica respiratoria ésta es una función primaria versus los flujos, medidos por espirometría, que son una función secundaria, este principio es el que permite entender porque sus índices son más sensibles que los de la espirometría

Avaliação da função pulmonar em crianças e adolescentes pelo sistema de oscilometria de impulso em três situações distintas: obesidade, exposição ao tabagismo passivo e teste de caminhada de seis minutos / Evaluation of pulmonary function in children and adolescents by the impulse oscillometry system in three diferent situations: obesity, exposure to passive smoking and six minute walk test

Introdução: O sistema de oscilometria de impulso (IOS) é uma ferramenta de avaliação da função pulmonar, particularmente da mecânica respiratória. Envolve, em suas mensurações, parâmetros de resistência e reatância das vias aéreas, a partir de múltiplas frequências de 5 a 35 hertz, o que permite a diferenciação do comportamento dos parâmetros nas estruturas do sistema respiratório. Objetivos: Apresentar e discutir três estudos relacionados a função pulmonar avaliada pelo IOS e espirometria, em três situações distintas, em crianças e adolescentes: 1) com obesidade, 2) com exposição passiva ao tabagismo e 3) submetidas ao teste de caminhada de seis minutos (TC6). Método: Os estudos apresentados são de caráter comparativo, observacional, de corte transversal. Verificaram-se variáveis antropométricas (peso e altura) e aplicação do questionário Internacional de Asma e Alergias na Infância (ISAAC). Realizaram-se avaliações da função pulmonar por meio do IOS e da espirometria em crianças e adolescentes nos três estudos, com grupo de indivíduos saudáveis; estudo 1 (com sobrepeso e obesidade); estudo 2 (com relato de exposição passiva ao tabagismo); e estudo 3 (avaliações pré e pós o TC6). Resultados: No estudo 1, sobre obesidade, encontrou-se aumento dos valores dos parâmetros de IOS, representativos de obstrução das vias aéreas, em crianças obesas. O estudo 2, acerca da exposição ao tabagismo passivo, revelou que o IOS foi capaz de identificar mudanças iniciais relacionados à parâmetros da mecânica respiratória, relacionado a indicadores de presença de obstrução periférica e central das vias aéreas. No estudo 3, com o TC6, identificou-se aumento das resistências das vias aéreas (total e central), e diminuição significativa do fluxo expiratório forçado entre 25% e 75% da capacidade vital forçada (FEF25-75%) após o primeiro teste. Conclusões: O IOS demonstrou alterações significativas nas três situações estudadas. Este fato mostra que a busca de instrumentos e de marcadores para avaliar a função pulmonar deve continuar em situações fisiológicas e de doenças do trato respiratório. Esforços nessa área poderão contribuir para melhor esclarecimento e entendimento da deterioração da função pulmonar ao longo da vida de pessoas saudáveis e com doenças pulmonares crônicas.(AU)

Introduction: The impulse oscillometry (IOS) system is a tool to evaluate pulmonary function, particularly respiratory mechanics. It involves, in its measurements, airway resistance and reactance parameters, from multiple frequencies of 5 to 35 hertz, which allows the differentiation of the behavior of the parameters in the structures of the respiratory system. Objectives: To present and discuss three studies related to pulmonary function assessed by IOS and spirometry, in three different situations, in children and adolescents: 1) with obesity, 2) with passive exposure to smoking, and 3) submitted to six-minute walk test (6MWT). Method: The studies presented are comparative, observational, and cross-sectional. There were anthropometric variables (weight and height) and application of the International Questionnaire of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC). Evaluations of pulmonary function were performed through IOS and spirometry in children and adolescents in the three studies, with a group of healthy subjects; study 1 (overweight and obese); study 2 (with report of passive exposure to smoking); and study 3 (evaluation pre and post 6MWT). Results: In study 1, on obesity, it was found increase in IOS parameters, representative of airway obstruction, in obese children. Study 2, on exposure to passive smoking, revealed that IOS was able to identify initial changes in parameters of respiratory mechanics, and related to indicators of presence of peripheral and central airway obstruction. In the study 3, with 6MWT, identified increase in airway resistance (total and central), and significant decrease of forced expiratory flow between 25% and 75% of forced vital capacity (FEF25-75%) after the first test. Conclusions: IOS demonstrated significant alterations in the three situations studied. This fact demonstrates that the search for instruments and markers to evaluate pulmonary function should continue in physiological situations and diseases of the respiratory tract. Efforts in this area may contribute to a better enlightenment and understanding of the deterioration of pulmonary function during the life of healthy people with chronic lung diseases.(AU)

High-Sensitivity C-Reactive Protein Can Reflect Small Airway Obstruction in Childhood Asthma

PURPOSE: High-sensitivity assays enabled the identification of C-reactive protein (hs-CRP) at levels that were previously undetectable. We aimed to determine if hs-CRP could reflect airway inflammation in children, by comparing hs-CRP with spirometry and impulse oscillometry (IOS) parameters and symptomatic severities. MATERIALS AND METHODS: A total of 276 asthmatic children who visited Severance Children's Hospital from 2012-2014 were enrolled. Serum hs-CRP and pulmonary function tests were performed on the same day. Patients were divided into hs-CRP positive and negative groups (cut-off value, 3.0 mg/L). RESULTS: Of the 276 asthmatic children [median age 7.5 (5.9/10.1) years, 171 boys (62%)], 39 were hs-CRP positive and 237 were negative. Regarding spirometry parameters, we observed significant differences in maximum mid-expiratory flow, % predicted (FEF25-75) (p=0.010) between hs-CRP positive and negative groups, and a negative correlation between FEF25-75 and hs-CRP. There were significant differences in the reactance area (AX) (p=0.046), difference between resistance at 5 Hz and 20 Hz (R5-R20) (p=0.027), resistance at 5 Hz, % predicted (R5) (p=0.027), and reactance at 5 Hz, % predicted (X5) (p=0.041) between hs-CRP positive and negative groups. There were significant positive correlations between hs-CRP and R5 (r=0.163, p=0.008), and X5 (r=0.164, p=0.007). Spirometry and IOS parameters had more relevance in patients with higher blood neutrophil levels in comparison to hs-CRP. CONCLUSION: Hs-CRP showed significant correlation with FEF25-75, R5, and X5. It can reflect small airway obstruction in childhood asthma, and it is more prominent in neutrophil dominant inflammation.

Determining respiratory system resistance and reactance by impulse oscillometry in obese individuals / Resistência e reatância do sistema respiratório por oscilometria de impulso em indivíduos obesos

Objective: To evaluate peripheral respiratory system resistance and reactance (Rrs and Xrs, respectively) in obese individuals.Methods: We recruited 99 individuals, dividing them into four groups by body mass index (BMI): < 30.0 kg/m2 (control, n = 31); 30.0-39.9 kg/m2 (obesity, n = 13); 40.0-49.9 kg/m2 (severe obesity, n = 28); and ≥ 50.0 kg/m2 (morbid obesity, n = 13). Using impulse oscillometry, we measured total Rrs, central Rrs, and Xrs. Peripheral Rrs was calculated as the difference between total Rrs and central Rrs. All subjects also underwent spirometry.Results: Of the 99 individuals recruited, 14 were excluded because they failed to perform forced expiratory maneuvers correctly during spirometry. The individuals in the severe obesity and morbid obesity groups showed higher peripheral Rrs and lower Xrs in comparison with those in the two other groups.Conclusions: Having a BMI ≥ 40 kg/m2 was associated with a significant increase in peripheral Rrs and with a decrease in Xrs.

Objetivo: Avaliar a resistência do sistema respiratório (Rsr) periférica e a reatância (Xsr) em indivíduos obesos.Métodos: Recrutamos 99 indivíduos, divididos em quatro grupos pelo índice de massa corpórea (IMC): < 30,0 kg/m2; (controle, n = 31); 30,0-39,9 kg/m2 (obesidade, n = 13); 40,0-49,9 kg/m2 (obesidade grave, n = 28); e ≥ 50,0 kg/m2 (obesidade mórbida, n = 13). Utilizando oscilometria de impulso, foram mensuradas Rsr total, Rsr central, Xsr. A Rsr periférica foi calculada como a diferença entre Rsr total e Rsr central. Todos os indivíduos também foram submetidos a espirometria.Resultados: Entre os 99 indivíduos recrutados, 14 foram excluídos por incapacidade de executar corretamente as manobras expiratórias forçadas na espirometria. Os indivíduos dos grupos obesidade grave e obesidade mórbida apresentaram aumento da Rsr periférica e redução da Xsr quando comparados aos dos outros grupos.Conclusões: Ter IMC ≥ 40 kg/m2 associou-se com aumento significativo da Rsr periférica e redução da Xsr.

Avaliação da acurácia do rastreômetro: um novo equipamento para rastreamento de hipertensão arterial / Evaluation of accuracy of rastreometer: a new equipment for hypertension tracking

Fundamento: A hipertensão arterial sistêmica é um dos principais fatores de risco cardiovascular afetando mais de um bilhão de pessoas. A baixa taxa de conhecimento da doença constitui uma das maiores dificuldades relacionadas à hipertensão. O rastreamento populacional para hipertensão é amplamente reconhecido como estratégia efetiva na detecção de casos novos, porém, até o momento, não se dispõe de nenhum instrumento que torne viável o rastreamento em massa da população. Objetivo: Avaliar a acurácia e a reprodutibilidade do Rastreômetro, um novo instrumento para o rastreamento de hipertensão arterial para agentes comunitários de saúde. Métodos: Estudo transversal com amostra de 436 indivíduos atendidos pela Estratégia de Saúde da Família. A avaliação foi feita comparando-se os resultados de pressão arterial obtidos pelo método oscilométrico e a leitura do Rastreômetro realizada pelos agentes comunitários de saúde. Resultados: o Rastreômetro apresentou sensibilidade de 81,3 por cento e especificidade de 85,6 por cento quando avaliado em relação aos valores de pressão sistólica. O desempenho dos operadores influenciou os resultados do Rastreômetro de forma independente (p = 0,0001). O Rastreômetro apresentou reprodutibilidade substancial (Kendall’s W 0,71). Conclusão: O Rastreômetro, quando operado por agentes comunitários de saúde, apresentou boa sensibilidade, especificidade e reprodutibilidade, especialmente quando avaliados à luz dos valores de pressão sistólica, tendendo a confirmar esse novo instrumento como método de rastreamento para hipertensão arterial na atenção primária a saúde.

Background: Hypertension is one of the major cardiovascular risk factors affecting more than one billion people. The low awareness of the disease is one of the greatest difficulties related to hypertension. The population screening for hypertension is widely recognized as an effective strategy to detect new cases, but until now, there is no instrument that has become feasible for mass screening of the population. Objective: Evaluate the accuracy and reproducibility of the Rastreometer, a new instrument for the screening of hypertension for community health agents. Methods: Cross-sectional study with a sample of 436 individuals served by the Family Health Strategy. The evaluation was conducted comparing the results of blood pressure obtained by the oscillometric method and reading of the Rastreometer performed by community health agents. Results: The Rastreometer presented a sensitivity of 81.3 percent and a specificity of 85.6 percent when assessed in relation to the values of systolic pressure. The operators’ performance influenced the results of the Rastreometer independently (p = 0.0001). The Rastreometer showed substantial reproducibility (Kendall’s W 0.71). Conclusion: The Rastreometer, when operated by community health agents, showed good sensitivity, specificity and reproducibility, especially when evaluated with the values of systolic pressure, tending to confirm this new instrument as a method of screening for hypertension in primary health care.

Comparação de técnicas não invasivas para medir a pressão arterial em recém-nascidos / Comparison of noninvasive techniques to measure blood pressure in newborns

OBJETIVO: Comparar a pressão arterial pelos métodos do flush, da oximetria de pulso e da oscilometria utilizando o Doppler em neonatos. MÉTODOS: Foram realizadas medidas de pressão arterial não invasiva utilizando três métodos distintos (flush, oximetria de pulso e oscilometria automática) em três grupos de recém-nascidos selecionados por sorteio: 15 a termo e normais, 16 prematuros estáveis e 14 doentes. Todas as medidas foram filmadas, editadas separadamente, codificadas e analisadas independentemente por três neonatologistas. RESULTADOS: Realizaram-se 57 medidas por cada método. Os métodos do flush e da oximetria de pulso mostraram melhor correlação com o Doppler do que a oscilometria (coeficiente de correlação 0,89, 0,85 e 0,71, respectivamente, p < 0,01). A diferença entre as médias das medidas, seus respectivos desvios padrão e o intervalo de confiança de 95 por cento quando comparados com Doppler foram: -5,2±7,9 (-21,1:10,7) mmHg com o método do flush; 0,4±8,9 (-17,5:18,2) mmHg com a oximetria de pulso; e 6,4±16,1 (-25,8:8,6) mmHg com a oscilometria. O método do flush mostrou melhor concordância com o Doppler para diagnóstico de hipotensão do que os métodos da oximetria e da oscilometria. CONCLUSÕES: Os métodos do flush e da oximetria de pulso mostraram-se úteis para medir a pressão arterial sistólica de recém-nascidos, sendo que o método oscilométrico mostrou-se o menos concordante com o Doppler para detectar hipotensão.

OBJECTIVE: To compare blood pressure measurements in newborn infants using the flush method, pulse oximetry and oscillometry according to Doppler findings. METHODS: Noninvasive blood pressure measurements were made using three techniques (flush method, pulse oximetry and oscillometry) in three groups of newborns: 15 normal term infants, 16 stable preterm infants, and 14 critically ill infants. All measurements were video recorded, edited separately, coded and analyzed independently by three neonatologists. RESULTS: Fifty-seven measurements were made using each method. The flush method and pulse oximetry had a better correlation with Doppler findings than oscillometry (correlation coefficients: 0.89, 0.85, 0.71; p < 0.01). The difference between measurement means, their standard deviations and the 95 percent confidence intervals when compared with Doppler findings were: -5.2±7.9 (-21.1:10.7) mmHg for the flush method; 0.4±8.9 (-17.5:18.2) mmHg for pulse oximetry; and 6.4±16.1 (-25.8:8.6) mmHg for oscillometry. The flush method had a better agreement with Doppler findings for the diagnosis of hypotension than oximetry and oscillometry. CONCLUSIONS: The flush method and pulse oximetry seem to be useful techniques to measure systolic blood pressure in newborn infants; oscillometry had the poorest agreement with Doppler findings to detect hypotension.

Pressão arterial obtida pelos métodos oscilométrico e auscultatório antes e após exercício em idosos / Blood pressure assessed through oscillometric and auscultatory method before and after exercise in the elderly

FUNDAMENTO: Diferentes métodos de medida da pressão arterial (PA) têm sido utilizados em avaliações clínicas e científicas. Entretanto, os métodos empregados apresentam limitações e particularidades a serem consideradas. OBJETIVO: Avaliar se valores semelhantes de PA são obtidos em idosos hipertensos submetidos ao exercício resistido, ao usarem-se os métodos oscilométrico (Omron-HEM-431) e auscultatório (esfigmomanômetro de mercúrio). MÉTODOS: Dezesseis idosos hipertensos realizaram três sessões experimentais randomizadas com diferentes volumes: as sessões controle (C: 40 minutos), exercício 1 (E1: 20 minutos) e exercício 2 (E2: 40 minutos). A PA foi medida simultaneamente pelos dois métodos, a cada 5 minutos durante 20 minutos antes das sessões e durante 60 minutos após as mesmas. RESULTADOS: No período pré-intervenção houve boa concordância entre as medidas da pressão arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD) obtidas pelos dois métodos, havendo também elevada concordância geral após as sessões (Coeficiente de Lin = 0,82 e 0,81, respectivamente). Houve melhor concordância da PAD após a sessão controle do que após as sessões de exercício. A diferença entre as medidas obtidas entre os dois métodos foi maior para a PAD do que para a PAS após todas as sessões (p < 0.001). Independentemente do método, pode-se verificar a queda da PAS e da PAD que ocorreram nos primeiros 60 minutos após a realização dos exercícios. CONCLUSÃO: Os métodos auscultatório e oscilométrico foram concordantes antes e após as sessões controle e de exercícios, havendo, no entanto, maiores diferenças da PAD do que da PAS, sendo esta última muito semelhante entre métodos.

BACKGROUND: Different methods of measuring blood pressure (BP) have been used in clinical and scientific evaluations. However, the methods employed have constraints and peculiarities to be considered. OBJECTIVE: To evaluate whether similar BP values are obtained in elderly hypertensive patients undergoing resistance exercises when using the oscillometric (Omron-HEM-431) and auscultatory methods (mercury sphygmomanometer). METHODS: Sixteen elderly hypertensive patients underwent three randomized experimental sessions with different volumes: control (C: 40 minutes), exercise 1 (E1: 20 minutes) and exercise 2 sessions (E2: 40 minutes). BP was measured simultaneously through two methods every 5 minutes for 20 minutes before the sessions and during 60 minutes after them. RESULTS: In the pre-intervention period, there was concordance between systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure measurements (DBP) obtained through two methods, as well as a high overall concordance after the sessions (Lin's concordance coefficient = 0.82 and 0.81, respectively). Greater concordance in DBP was found after the control session than after exercise sessions. The difference between the measurements obtained between the two methods was greater for DBP than for SBP after all sessions (p < 0.001). Regardless of the method, SBP and DBP fell in the first 60 minutes after the exercises. CONCLUSION: The auscultatory and oscillometric methods were consistent before and after the control and exercise sessions. However, greater differences were found in DBP than in SBP. The latter was very similar between methods.

Oscilometría de impulso (IOS) en niños / Impulse oscillometry in children

Este artículo tiene como propósito revisar aspectos fisiológicos, técnicos y clínicos de la oscilometría de impulso aplicada en pediatría; ya que en la actualidad tiene un rol importante en el estudio de la mecánica respiratoria. Es una interesante aproximación al diagnóstico funcional del sistema respiratorio por su fácil realización; en cuanto no necesita de la cooperación activa del paciente, se obtienen resultados comprensibles del sitio y magnitud de la alteración, puede complementar las pruebas de provocación, pesquizar precozmente la respuesta broncodilatadora y participar en el seguimiento de enfermedades crónicas.

Técnica de oscilações forçadas monofrequência na análise em tempo real das alterações mecânicas ao longo do ciclo respiratório de asmáticos com diferentes níveis de obstrução ao fluxo aéreo / Forced oscillation technique monofrequency in real-time analysis of the mechanical changes along the respiratory cycle of asthmatic patients with different levels of airflow obstruction

A análise da mecânica respiratória em tempo real pela técnica de oscilações forçadas (FOT) monofrequência é de interesse nos estudos clínicos e diagnósticos de doenças respiratórias. Entretanto, ainda é escassa a análise de asmáticos com esta técnica. O presente trabalho avalia a contribuição da FOT monofrequência na análise das alterações mecânicas ao longo do ciclo respiratório e da dinâmica da impedância do sistema respiratório (Zrs) de asmáticos. Na primeira fase do estudo, 14 voluntários sadios (GC) e 70 asmáticos foram incluídos. Destes, 13 asmáticos apresentaram espirometria normal (NE), e o restante apresentava obstrução leve (OL; n=26), moderada (OM; n=18) e acentuada (OA; n=13). Através da FOT foram analisadas a impedância total do sistema respiratório (Zt), a impedância inspiratória e expiratória (Zi e Ze), a impedância no início da inspiração e da expiração (Zii e Zie), a impedância pico-a-pico (diferença entre Zii e Zie) e a variação média da impedância (diferença entre Zi e Ze). Na segunda fase do estudo, a dinâmica do sistema respiratório foi analisada através da variabilidade da impedância, traduzida pelo desvio padrão da Zrs (sdZrs), pelo desvio-padrão do logaritmo da Zrs (sdlnZrs) e pela sua complexidade, analisada através da entropia aproximada da Zrs(EnApZ). Foram analisados 62 pacientes asmáticos da mesma amostra, divididos em NE (n=12), OL (n=20), OM (n=18) e OA (n=12). O GC foi composto por 12 voluntários. Testes de diferenças entre médias, correlações entre os parâmetros da FOT e da espirometria, além de curvas ROC, foram usados para avaliar o potencial da FOT monofrequência na detecção das alterações mecânicas em tempo real na asma. A impedância foi maior nos asmáticos em relação ao GC, sendo progressivamente maior entre os asmáticos de acordo com o grau de obstrução: Zt (p<0,0001), Zi (p<0,0001), Ze (p<0,0001), Zii (p<0,0001), Zie (p<0,0001), Zpp (p<0,0001) e AZrs (p<0,0001). A dinâmica do sistema respiratório sofreu diferenças...

The analysis of respiratory mechanics in real time by monofrequency FOT is of great interest in clinical and dignosis studies of respiratory diseases. However, the use of this technique for the analysis of patients with asthma is still limited. The present study evaluates the contribution of the monofrequency FOT in the analysis of changes in respiratory mechanics during the breathing cycle and the dynamics of the respiratory system of asthmatics. In the first phase of the study, 14 healthy volunteers (CG) and 70 asthmatics were included. Among them, 13 patients with asthma had normal spirometry (NE), and the others showed mild obstruction (n=26), moderate (n=18) and severe (n=13). The parameters analyzed through FOT were the total impedance of the respiratory system (Zt), the inspiratory and expiratory impedance (Zi and Ze) and the impedance at the beginning of inspiration and expiration (Zii and Zie). The impedance peak-to-peak (Zii - Zie) and the mean of impedance (Zi - Ze) were also evaluated. In the second phase, the respiratory system dynamics was analyzed through the impedance variability, reflected by the standard deviation of Zrs (sdZrs), and the standard deviation of the Zrs logarithm (sdlnZrs), and an impedance complexity was analyzed through the approximated entropy of the Zrs (ApEnZ). 62 patients with asthma were analyzed, divided into NE (n=12), mild (n=20), moderate (n=18) and severe (n=12). The CG was composed by 12 volunteers. Tests of differences between means, correlations between the FOT parameters, spirometry, and ROC curves, were used to evaluate the potential of monofrequency FOT in the detection of asthma mechanical changes in real-time. The respiratory impedance was higher in asthmatics than in CG, being progressively bigger among asthmatics according to obstruction degree: Zt (p<0.0001), Zi (p<0.0001), Ze (p<0.0001), Zii (p<0.0001), Zie (p<0.0001) and AZrs (p<0.0001). The dynamics of the respiratory system suffered significant...

Variabilidade ventilatória durante exercício dinâmico em indivíduos saudáveis e com insuficiência cardíaca / Ventilatory variability during dynamic exercise in healthy individuals and with cardiac insufficiency

A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validade. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência ...

Exercise periodic breathing confers a bad prognosis in patients with heart failure. There is no agreement among proposed criteria to diagnose exercise periodic breathing. The dichotomic interpretation (presence or absence) when diagnosing this phenomenon impairs a more detailed risk stratification in heart failure. Thus, this thesis evaluates the use of established signal vairability techniques to quantify ventilatory oscillations during cardiopulmonary exercise test, in healthy individuals, athletes and patients with heart failure. A short protocol used to perform cardiopulmonary exercise test in arm crank was proposes and validated. This protocol was used in the next study, which found that, although timing of breathing was not altered by exercise type, ventilatory variability was greater during arm dynamic exercise when compared to leg exercise. Aerobic capacity of healthy individuals also influences ventilatory variability during cardiopulmonary exercise test. This was proven by the lower time-domain ventilatory variability in athletes when compared to sedentary individuals. The evaluation of these individuals with principal components analysis showed that tidal volume variability is the principal component o minute-ventilation variability in athletes, whilst in sedentary men, respiratory frequency variability is the responsible for minute-ventilation variability. In a randomized controlled study we have found that even healthy individuals reduce their exercise ventilatory variability after 12 weeks exercise training. We have shown that cardiac rehabilitation reverted exercise periodical breathing in a patient with heart failure and, finally, found that exercise ventilatory variability inversely correlates to left ventricle ejection fraction in patients with heart failure. Future studies should evaluate the prognostic value of ventilatory variability in these patients

A simple model for circadian timing by mammals

Circadian timing is structured in such a way as to receive information from the external and internal environments, and its function is the timing organization of the physiological and behavioral processes in a circadian pattern. In mammals, the circadian timing system consists of a group of structures, which includes the suprachiasmatic nucleus (SCN), the intergeniculate leaflet and the pineal gland. Neuron groups working as a biological pacemaker are found in the SCN, forming a biological master clock. We present here a simple model for the circadian timing system of mammals, which is able to reproduce two fundamental characteristics of biological rhythms: the endogenous generation of pulses and synchronization with the light-dark cycle. In this model, the biological pacemaker of the SCN was modeled as a set of 1000 homogeneously distributed coupled oscillators with long-range coupling forming a spherical lattice. The characteristics of the oscillator set were defined taking into account the Kuramoto's oscillator dynamics, but we used a new method for estimating the equilibrium order parameter. Simultaneous activities of the excitatory and inhibitory synapses on the elements of the circadian timing circuit at each instant were modeled by specific equations for synaptic events. All simulation programs were written in Fortran 77, compiled and run on PC DOS computers. Our model exhibited responses in agreement with physiological patterns. The values of output frequency of the oscillator system (maximal value of 3.9 Hz) were of the order of magnitude of the firing frequencies recorded in suprachiasmatic neurons of rodents in vivo and in vitro (from 1.8 to 5.4 Hz).

Within-breath analysis of respiratory mechanics in asthmatic patients by forced oscillation

INTRODUCTION: The within-breath analysis of respiratory mechanics by the monofrequency Forced Oscillation Technique (mFOT) is of great interest in both physiopathology studies and the diagnosis of respiratory diseases. However, there are limited data on the use of this technique in the analysis of asthma. This study evaluates within-breath mechanics of asthmatic individuals and the contribution of the mFOT in the asthma diagnosis. METHODS: Twenty-two healthy and twenty-two asthmatic subjects, including patients with mild (n=8), moderate (n=8), and severe (n=6) obstruction, were studied. Forced Oscillation Technique data were interpreted using the mean respiratory impedance (Zt), the impedance during inspiration (Zi), expiration (Ze), at the beginning of inspiration (Zii), and at expiration (Zie). The peakto-peak impedance (Zpp) was also calculated by the subtraction of Zii from Zie. Receiver operating characteristic curves were used to determine the sensitivity (Se) and specificity (Sp) of m Forced Oscillation Technique parameters in identifying asthma. RESULTS: Respiratory impedance values were significantly higher in asthmatics: Zt (p<0.001), Zi (p<0.001), Ze (p<0.001), Zii (p<0.001), Zie (p<0.001), and Zpp (p<0.003). The best parameters for detecting asthma were Zi, Zii, and Zie (Se=90.9%, Sp=90.9%), followed by Zt and Ze. These results are in close agreement with recently published theories and pathophysiological fundamentals. CONCLUSIONS: mFOT permits a non-invasive and detailed analysis in different phases of the respiratory cycle, providing parameters that are adequate for the diagnosis of asthma with high accuracy. These results confirm the high clinical and scientific potential of this methodology in the evaluation of asthmatic patients.