Analysis of the respiratory dynamics during normal breathing by means of pseudo phase plots and pressure-volume loops

This paper reports on the analysis of tidal breathing patterns measured during noninvasive forced oscillation lung function tests in six individual groups. The three adult groups were healthy, with prediagnosed chronic obstructive pulmonary disease, and with prediagnosed kyphoscoliosis, respectively. The three children groups were healthy, with prediagnosed asthma, and with prediagnosed cystic fibrosis, respectively. The analysis is applied to the pressure–volume curves and the pseudophaseplane loop by means of the box-counting method, which gives a measure of the area within each loop. The objective was to verify if there exists a link between the area of the loops, power-law patterns, and alterations in the respiratory structure with disease. We obtained statistically significant variations between the data sets corresponding to the six groups of patients, showing also the existence of power-law patterns. Our findings support the idea that the respiratory system changes with disease in terms of airway geometry and tissue parameters, leading, in turn, to variations in the fractal dimension of the respiratory tree and its dynamics.

Analysis of the Respiratory Dynamics During Normal Breathing by Means of Pseudophase Plots and Pressure–Volume Loops

This paper reports on the analysis of tidal breathing patterns measured during noninvasive forced oscillation lung function tests in six individual groups. The three adult groups were healthy, with prediagnosed chronic obstructive pulmonary disease, and with prediagnosed kyphoscoliosis, respectively. The three children groups were healthy, with prediagnosed asthma, and with prediagnosed cystic fibrosis, respectively. The analysis is applied to the pressure-volume curves and the pseudophase-plane loop by means of the box-counting method, which gives a measure of the area within each loop. The objective was to verify if there exists a link between the area of the loops, power-law patterns, and alterations in the respiratory structure with disease. We obtained statistically significant variations between the data sets corresponding to the six groups of patients, showing also the existence of power-law patterns. Our findings support the idea that the respiratory system changes with disease in terms of airway geometry and tissue parameters, leading, in turn, to variations in the fractal dimension of the respiratory tree and its dynamics.

Qualidade de vida relacionada com o exercício em indivíduos com asma: revisão sistemática

Background: A asma condiciona o dia-a-dia do indivíduo asmático do ponto de vista clínico e emocional demonstrando-se muitas vezes como um subtractivo da qualidade de vida (QV). Alguns estudos, com particular incidência nos últimos dez anos, para além de demonstrarem os benefícios da actividade física na componente clínica da doença, têm analisado o seu efeito na QV dos asmáticos. Objectivo: Analisar os efeitos da actividade física na QV de indivíduos com asma tendo por base uma revisão da literatura actual. Métodos: Foi conduzida uma pesquisa dos randomized controlled trials (RCT) compreendidos entre Janeiro de 2000 e Agosto de 2010, bem como as citações e as referências bibliográficas de cada estudo nas principais bases de dados de ciências da saúde (Academic Search Complete, DOAJ, Elsevier – Science Direct, Highwire Press, PubMed, Scielo Global, Scirus, Scopus, SpringerLink, Taylor & Francis e Wiley Interscience) com as palavras-chave: asthma, quality of life, QoL, physical activity, exercise, breathing, training e programme em todas as combinações possíveis. Os estudos foram analisados independentemente por dois revisores quanto aos critérios de inclusão e qualidade dos estudos. Resultados: Dos 1075 estudos identificados apenas onze foram incluídos. Destes, seis apresentaram um score 5/10, três 6/10 e dois 7/10 segundo a escala PEDro. Cinco destes estudos foram realizados em crianças entre os 7 e os 15 anos e os restantes em adultos. Os programas de intervenção dividiram-se em programas de treino aeróbio e programas de exercícios respiratórios. Todos programas de treino aeróbio apresentaram melhorias na QV demonstrando uma influência positiva do treino aeróbio na asma. Principais conclusões: Há uma tendência notória do benefício dos programas de treino aeróbio na QV dos indivíduos asmáticos. Os programas de exercícios respiratórios foram poucos e heterogéneos impossibilitando uma conclusão positiva quanto à sua recomendação para a melhoria da QV nesta patologia. Há uma grande necessidade de mais RCT com rigor metodológico.

O papel da pressão positiva durante a broncofibroscopia: ventilação não invasiva vs válvula de pressão positiva contínua

Introdução: A realização de broncofibroscopia (BF) a doentes com insuficiência Respiratória grave tem riscos e muitas vezes está contra-indicada. A aplicação de ventilação mecânica não invasiva (VMNI) para assistir a ventilação espontânea durante a BF pode ser constituir uma boa alternativa . Objectivo: Comparar a utilização de VMNI e do CPAP Boussignac (CB), durante a BF, em doentes hipoxémicos e/ou hipercápnicos. Materiais e Metodos: 9 pacientes (1feminino) com hipoxemia definida por PaO2/FiO2<200 com necessidade de (BF) foram elegíveis para o estudo. Cinco indivíduos foram randomizados para o grupo VMNI (G1) e 4 para o grupo CB (G2). Resultados: A pressão parcial arterial de oxigénio (PaO2) melhorou no grupo total: 65,9 (21,9) vs de 94,4 (75,9) pós BF, p=0,03, assim como a relação PaO2/FiO2: 131,7 (129,0) e 150,7 (161, 3), pós BF, p=0,04. A saturação periférica de O2 média durante a BF não foi significativamente diferente comparando os dois grupos: 96,1 (6,9) no G1 vs 97,3 (0,3) no G2, (p=0,62). No G1, 1 paciente foi intubado. Conclusão: Estes resultados sugerem que a pressão positiva tem um papel importante como técnica coadjuvante da BF em pacientes hipoxémicos graves (PaO2/FiO2<200). Neste estudo preliminar nenhuma vantagem da VMNI vs CB.

Intrinsic fractal dynamics in the respiratory system by means of pressure-volume loops

This contribution presents novel concepts for analysis of pressure–volume curves, which offer information about the time domain dynamics of the respiratory system. The aim is to verify whether a mapping of the respiratory diseases can be obtained, allowing analysis of (dis)similarities between the dynamical pattern in the breathing in children. The groups investigated here are children, diagnosed as healthy, asthmatic, and cystic fibrosis. The pressure–volume curves have been measured by means of the noninvasive forced oscillation technique during breathing at rest. The geometrical fractal dimension is extracted from the pressure–volume curves and a power-law behavior is observed in the data. The power-law model coefficients are identified from the three sets and the results show that significant differences are present between the groups. This conclusion supports the idea that the respiratory system changes with disease in terms of airway geometry, tissue parameters, leading in turn to variations in the fractal dimension of the respiratory tree and its dynamics.

Optimização das fugas pela boca durante o CPAP nasal: banda submentoniana versus máscara facial

Introdução: O CPAP nasal é o tratamento de eleição para os pacientes com Síndrome da Apneia Obstrutiva do Sono (SAOS). Com a máscara nasal podem ocorrer fugas de ar pela boca, que podem por em causa a aderência do paciente ao tratamento devido muitas vezes ao desconforto que provocam, ao aumento do trabalho respiratório e por afectarem a qualidade do sono. Objectivos: Este estudo tem como principal objectivo verificar a eficácia da banda submentoniana e da máscara facial na correcção das fugas pela boca em pacientes com SAOS. Métodos e Participantes: Uma amostra de conveniência de 15 pacientes (8 homens) com SAOS e a fazerem CPAP com máscara nasal, foi recrutada. Foram divididos em dois grupos A e B, onde no grupo A se colocou a banda submentoniana e no grupo B se alterou a interface para máscara facial. Medidas e Resultados: As variáveis avaliadas neste estudo foram as fugas, o IAH, o percentil 95 da pressão de tratamento, a Sa,O2 e os efeitos adversos das duas intervenções. O nível de fugas reduziu no grupo A de 38±11,27 para 24,55±14,30L/min (p=0,002) e no grupo B de 34,34±16,50 para 18,51±16,22L/min (p=0,008). O IAH aumentou no grupo B de 2,60±2,13 para 4,41±3,88 (p=0,016). Relativamente ao percentil 95 da pressão de tratamento aumentou nos dois grupos (Grupo A de 10,15±2,63 para 12,08±2,45cmH2O (p=0,008) e no Grupo B 10,51±1,88 para 12,64±1,29cmH2O (p=0,008)). A Sa,O2 mínima aumentou e o tempo<90% diminui no grupo A com p=0,008, p=0,031, respectivamente. Quanto ao uso auto-reportado verificaram-se poucos efeitos adversos, salientando-se apenas a facilidade de colocação da banda submentoniana, a secura da boca nos dois grupos, a pressão no queixo provocada pela banda e a dor no dorso do nariz provocada pela máscara facial. Conclusão: Ambas as estratégias provaram ser mais eficazes a reduzir a fuga que a máscara nasal. Foram bem toleradas e com poucos efeitos adversos.

Characterisation of adventitious lung sounds in people with dementia

Introduction: Lower Respiratory Tract Infections (LRTIs) are highly prevalent in institutionalised people with dementia, constituting an important cause of morbidity and mortality. Computerised auscultation of Adventitious Lung Sounds (ALS) has shown to be objective and reliable to assess and monitor respiratory diseases, however its application in people with dementia is unknown. Aim: This study characterised ALS (crackles and wheezes) in institutionalised people with dementia. Methods: An exploratory descriptive study, including 6 long-term care institutions was conducted. The sample included a dementia group (DG) of 30 people with dementia and a match healthy group (HG) of 30 elderly people. Socio-demographic and anthropometric data, cognition, type and severity of dementia, cardio-respiratory parameters, balance, mobility and activities and participation were collected. Lung sounds were recorded with a digital stethoscope following Computerised Respiratory Sound Analysis (CORSA) guidelines. Crackles’ location, number (N), frequency (F), two-cycle duration (2CD), initial deflection width (IDW) and largest deflection width (LDW) and wheezes’ number (N), ratio (R) and frequency (F) were analysed per breathing phase. Statistical analyses were performed using PASW Statistics(v.19). Results: There were no significant differences between the two groups in relation to the mean N of crackles during inspiration and expiration in both trachea and thorax. DG trachea crackles had significant higher F during inspiration and lower IDW, 2CD and LDW during expiration when compared with HG. At the thorax, the LDW during inspiration was also significantly lower in the DG. A significant higher N of inspiratory wheezes was found in the HG. Both groups had a low ratio of high frequency wheezes. Conclusion: Computerised analyses of ALS informed on the respiratory system and function of people with dementia and elderly people. Hence, this could be the step towards prevention, early diagnosis and continuous monitoring of respiratory diseases in people with cognitive impairment.

O impacto de um programa de exercícios com o Inspirómetro de Incentivo na função pulmonar em doentes com Escoliose Idiopática

Introdução: A escoliose é uma deformidade vertebral muito comum e de grande importância social. A etiologia da escoliose idiopática da adolescência é desconhecida e descrita como multifatorial. Segundo a literatura existe uma forte correlação entre a função pulmonar anormal e a gravidade da deformidade da coluna vertebral. Tem sido proposto como abordagem terapêutica o uso de Inspirómetro de Incentivo, contudo, ainda se encontra incerto a sua eficácia nesta patologia. Objetivo: Analisar o impacto de um programa de exercícios domiciliários com o Inspirómetro de Incentivo em doentes com Escoliose Idiopática nos volumes pulmonares e na força muscular dos músculos respiratórios. Metodologia: Foram avaliados, por meio de um estudo experimental, 12 indivíduos do sexo feminino (com média e desvio padrão correspondentes a 15,1 e 1,6 respetivamente) com diagnóstico de Escoliose Idiopática antes e 3meses após a cirurgia corretiva e 12 indivíduos saudáveis também do sexo feminino (com média e desvio padrão correspondentes a 15,2 e 1,4 respetivamente). A função pulmonar foi avaliada através do espirómetro computorizado Spinolab®, a força dos músculos respiratórios avaliou-se através da mensuração da PImáx e PEmáx com o Microrpm®. Para finalizar a avaliação o participante foi sujeito a aplicação do THRESHOLD® com 30% da PImáx obtida. O protocolo domiciliário, referente à parte experimental, baseou-se no uso bi-diário do Inspirómetro de Incentivo Respiflo FS®, que foi fornecido aos participantes no dia da alta hospitalar. Resultados: Foram encontrados valores menores da função respiratória e força muscular (p<0,05) no grupo de doentes com Escoliose em relação ao grupo dos Saudáveis, excepto em relação ao Índice de Tiffeneau (p=0,17). No entanto, quando se comparou o grupo Controlo e o Grupo Experimental não severificaram diferenças estatisticamente significativas em relação às variáveis estudadas. Por fim, na análise dos parâmetros nos dois momentos de avaliação (inicial e final) entre o grupo dos Saudáveis e grupo Experimental verificou-se que existiam diferenças estatisticamente significativas ao nível da CFV (pi=0,02; pf=0,00), FEV1 (pi=0,01; pf=0,00) e PImáx inicial (p=0,02) e PImáx th inicial (p=0,03). Conclusão: A função pulmonar e a força dos músculos respiratórios em indivíduos com diagnóstico de Escoliose Idiopática encontra-se diminuída quando comparada com uma população saudável. Dentro das condições propostas no presente estudo, verificou-se que a aplicação de um programa de exercícios com o Inspirómetro de Incentivo com duração de 3 meses não revela resultados significativos ao nível da função pulmonar e da força dos músculos respiratórios.

Classificação de sons cardíacos usando Motifs: desenvolvimento de uma aplicação móvel

Este documento foi redigido no âmbito da Tese, do Mestrado em Engenharia Informática na área de Tecnologias do Conhecimento e Decisão, do Departamento de Engenharia Informática, do ISEP, cujo tema é classificação de sons cardíacos usando motifs. Neste trabalho, apresenta-se um algoritmo de classificação de sons cardíacos, capaz de identificar patologias cardíacas. A classificação do som cardíaco é um trabalho desafiante dada a dificuldade em separar os sons ambiente (vozes, respiração, contacto do microfone com superfícies como pele ou tecidos) ou de ruído dos batimentos cardíacos. Esta abordagem seguiu a metodologia de descoberta de padrões SAX (motifs) mais frequentes, em séries temporais relacionando-os com a ocorrência sistólica (S1) e a ocorrência diastólica (S2) do coração. A metodologia seguida mostrou-se eficaz a distinguir sons normais de sons correspondentes a patologia. Os resultados foram publicados na conferência internacional IDEAS’14 [Oliveira, 2014], em Julho deste ano. Numa fase seguinte, desenvolveu-se uma aplicação móvel, capaz de captar os batimentos cardíacos, de os tratar e os classificar. A classificação dos sons é feita usando o método referido no parágrafo anterior. A aplicação móvel, depois de tratar os sons, envia-os para um servidor, onde o programa de classificação é executado, e recebe a resposta da classificação. É também descrita a arquitetura aplicacional desenhada e as componentes que a constituem, as ferramentas e tecnologias utilizadas.

Relações entre o tipo de respiração, as funções executivas e o comportamento numa amostra de crianças do ensino básico

Envolvido na necessidade emergente de associar a Saúde à Educação e da importância e proeminência que a literatura tem manifestado sobre a respiração e as suas implicações na aprendizagem, este estudo pretende explorar e identificar as principais características anátomo-fisiológicas de alunos com RN e RO, apresentar as alterações do comportamento em alunos com RN e alunos com RO, expôr as modificações das funções executivas em alunos com RN e alunos com RO e a relação entre as funções executivas e o comportamento em alunos com RN e alunos com RO. Foram avaliados 169 alunos do 2º ciclo de escolaridade da Escola Eb2/3 de São João da Madeira na respiração, no comportamento e funções executivas – com recurso à adaptação da Avaliação Miofuncional Orofacial – MBGR, do Questionário de Autoavaliação para Jovens (Youth Self Report) e do Inventário de Classificação Comportamental de Funções Executivas – ICCFE-C/A (versão para crianças/adolescentes). Usou-se a avaliação miofuncional orofacial para se obter a caraterização do modo respiratório e das alterações miofuncionais na amostra; e o questionário de autoavaliação comportamental e o inventário de classificação comportamental de funções executivas para verificar a existência de relação entre o desempenho comportamental e funções executivas com o modo respiratório. Os alunos com modo respiratório predominantemente oral apresentam maior incidência de alterações miofuncionais e de modificações comportamentais e nas funções executivas em comparação de alunos com respiração predominantemente nasal.