Experimental study on the efficiency and safety of the manual hyperinflation maneuver as a secretion clearance technique

Abstract

OBJECTIVE: To evaluate, in a lung model simulating a mechanically ventilated patient, the efficiency and safety of the manual hyperinflation (MH) maneuver as a means of removing pulmonary secretions. METHODS: Eight respiratory therapists (RTs) were asked to use a self-inflating manual resuscitator on a lung model to perform MH as if to remove secretions, under two conditions: as routinely applied during their clinical practice; and after receiving verbal instructions based on expert recommendations. In both conditions, three clinical scenarios were simulated: normal lung function, restrictive lung disease, and obstructive lung disease. RESULTS: Before instruction, it was common for an RT to compress the resuscitator bag two times, in rapid succession. Proximal pressure (Pprox) was higher before instruction than after. However, alveolar pressure (Palv) never exceeded 42.5 cmH2O (median, 16.1; interquartile range [IQR], 11.7-24.5), despite Pprox values as high as 96.6 cmH2O (median, 36.7; IQR, 22.9-49.4). The tidal volume (VT) generated was relatively low (median, 640 mL; IQR, 505-735), and peak inspiratory flow (PIF) often exceeded peak expiratory flow (PEF), the median values being 1.37 L/s (IQR, 0.99-1.90) and 1.01 L/s (IQR, 0.55-1.28), respectively. A PIF/PEF ratio < 0.9 (which theoretically favors mucus migration toward the central airways) was achieved in only 16.7% of the maneuvers. CONCLUSIONS: Under the conditions tested, MH produced safe Palv levels despite high Pprox. However, the MH maneuver was often performed in a way that did not favor secretion removal (PIF exceeding PEF), even after instruction. The unfavorable PIF/PEF ratio was attributable to overly rapid inflations and low VT.OBJETIVO: Avaliar, em um modelo pulmonar simulando um paciente sob ventilação mecânica, a eficiência e a segurança da manobra de hiperinsuflação manual (HM) com o intuito de remover secreção pulmonar. MÉTODOS: Oito fisioterapeutas utilizaram um ressuscitador manual autoinflável para realizar HM com o objetivo de remover secreções, em duas condições: conforme rotineiramente aplicada durante sua prática clínica, e após receberem instruções verbais baseadas em recomendações de especialistas. Três cenários clínicos foram simulados: função pulmonar normal, doença pulmonar restritiva e doença pulmonar obstrutiva. RESULTADOS: Antes da instrução, o uso de duas compressões sequenciais do ressuscitador era comum, e a pressão proximal (Pprox) foi mais alta em relação à obtida após a instrução. Entretanto, a pressão alveolar (Palv) nunca excedeu 42,5 cmH2O (mediana, 16,1; intervalo interquartil [IQ], 11,7-24,5), mesmo com valores de Pprox de até 96,6 cmH2O (mediana, 36,7; IQ, 22,9-49,4). O volume corrente (VC) gerado foi relativamente pequeno (mediana, 640 mL; IQ, 505-735) e o pico de fluxo inspiratório (PFI) geralmente excedeu o pico de fluxo expiratório (PFE): 1,37 L/s (IQ, 0,99-1,90) e 1,01 L/s (IQ, 0,55-1,28), respectivamente. Uma relação PFI/PFE < 0,9 (que teoricamente favorece a migração do muco em direção às vias aéreas centrais) foi obtida em somente 16,7% das manobras. CONCLUSÕES: Nas condições testadas, a HM gerou valores seguros de Palv mesmo com altas Pprox. Entretanto, a HM foi comumente realizada de um modo que não favorecia a remoção de secreção (PFI excedendo PFE) mesmo após a instrução. A relação PFI/PFE desfavorável foi explicada pelas insuflações rápidas e o baixo VC.