The flutter device and expiratory pressures

Effects of treadmill exercise versus Flutter® on respiratory flow and sputum properties in adults with cystic fibrosis: a randomised, controlled, cross-over trial

Background

Treadmill exercise and airway clearance with the Flutter® device have previously been shown to improve mucus clearance mechanisms in people with cystic fibrosis (CF) but have not been compared. It is therefore not known if treadmill exercise is an adequate form of airway clearance that could replace established airway clearance techniques, such as the Flutter®. The aim of this study was to evaluate respiratory flow, sputum properties and subjective responses of treadmill exercise and Flutter® therapy, compared to resting breathing (control).

Methods

Twenty-four adults with mild to severe CF lung disease (FEV₁ 28–86% predicted) completed a three-day randomised, controlled, cross-over study. Interventions consisted of 20 min of resting breathing (control), treadmill exercise at 60% of the participant’s peak oxygen consumption and Flutter® therapy. Respiratory flow was measured during the interventions. Sputum properties (solids content and mechanical impedance) and subjective responses (ease of expectoration and sense of chest congestion) were measured before, immediately after the interventions and after 20 min of recovery.

Results

Treadmill exercise and Flutter® resulted in similar significant increases in peak expiratory flow, but only Flutter® created an expiratory airflow bias (i.e. peak expiratory flow was at least 10% higher than peak inspiratory flow). Treadmill exercise and Flutter® therapy resulted in similar significant reductions in sputum mechanical impedance, but only treadmill exercise caused a transient increase in sputum hydration. Treadmill exercise improved ease of expectoration and Flutter® therapy improved subjective sense of chest congestion.

Conclusions

A single bout of treadmill exercise and Flutter® therapy were equally effective in augmenting mucus clearance mechanisms in adults with CF. Only longer term studies, however, will determine if exercise alone is an adequate form of airway clearance therapy that could replace other airway clearance techniques.

Trial registration

Australian and New Zealand Clinical Trials Registry, Registration number #ACTRN12609000168257, Retrospectively registered (Date submitted to registry 26/2/2009, First participant enrolled 27/2/2009, Date registered 6/4/2009).

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1186/s12890-016-0360-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Mechanical analysis of an oscillatory positive expiratory pressure device used in respiratory rehabilitation

This article aims to characterize the mechanical behavior of the Acapella Blue, a respiratory rehabilitation device designed to aid sputum clearance. In this scope, the present study initially describes in detail the peak-to-peak oscillation amplitude (App) and peak frequency (fp) behavior, as well as positive pressure level (Ppl), in the flow range more comonly found in practice. The parameters were evaluated in all 5 adjustment levels of the equipment in intervals of 50 mL/s. The device characterization has shown fp up to 23 Hz, App from 0.2 to 2.8 cmH(2)O and Ppl ranging from 1.2 to 13.5 cmH(2)O. The studied device may produce oscillation in the ranges of ciliary movements and respiratory system resonance frequency of patients with respiratory diseases. Data obtained in this work may help to optimize the use of the Acapella Blue device in respiratory rehabilitation. Suggestions for the practical use of the device are also presented.

Influência da técnica de pressão expiratória positiva oscilante utilizando pressões expiratórias pré-determinadas na viscosidade e na transportabilidade do escarro em pacientes com bronquiectasia

OBJETIVO: Verificar a efetividade da técnica de pressão expiratória positiva oscilante (PEPO) utilizando pressões expiratórias pré-determinadas sobre a viscosidade e a transportabilidade do escarro em pacientes com bronquiectasia. MÉTODOS: Foram incluídos no estudo 15 pacientes estáveis com bronquiectasia (7 homens; média de idade = 53 ± 16 anos), submetidos a duas intervenções PEPO consecutivas, com 24 h de intervalo entre si, utilizando pressões expiratórias de 15 cmH2O (P15) e 25 cmH2O (P25). O protocolo consistiu de tosse voluntária; nova expectoração voluntária após 20 min, denominado tempo zero (T0); repouso de 10 min; e utilização da técnica em duas séries de 10 min (S1 e S2) de PEPO em P15 e P25, com intervalo de 10 min entre si. A viscosidade e transportabilidade do escarro foram avaliadas pela viscosimetria, velocidade relativa de transporte no palato de rã, deslocamento em máquina simuladora de tosse e ângulo de adesão. As amostras de escarro foram coletadas em T0, após S1 e após S2. Testes estatísticos específicos foram aplicados de acordo com a distribuição dos dados. RESULTADOS: Houve diminuição significante da viscosidade do escarro após S1 em P15 e após S2 em P25. Não houve diferenças significantes entre todas as amostras para a transportabilidade. CONCLUSÕES: Houve diminuição da viscosidade do escarro quando a PEPO foi realizada em P15 e P25, o que sugere que não seja necessário gerar alta pressão expiratória para obter o resultado desejado.

Efeito da técnica de oscilação oral de alta freqüência aplicada em diferentes pressões expiratórias sobre a função autonômica do coração e os parâmetros cardiorrespiratórios

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da técnica de oscilação oral de alta freqüência (com o aparelho Shaker), aplicada em diferentes pressões expiratórias (PE), sobre a função autonômica e parâmetros cardiorrespiratórios. Foram coletados dados de 20 voluntários jovens saudáveis (21,6±1,3 anos), que permaneceram em repouso inicial por 10 minutos e, em seguida, fizeram três séries de dez expirações no aparelho (com intervalo de descanso de 2 minutos entre as séries) em três diferentes PE - pressão livre (PL), de 10 (P10) e de 20 (P20) cmH2O - permanecendo por mais 10 minutos em repouso final. Os dados foram analisados estatisticamente, com nível de significância de 5%. Após a aplicação da técnica, constatou-se diferença significante nos índices de variabilidade da freqüência cardíaca em PL e um aumento significante na pressão arterial sistólica em P20. Na pressão arterial diastólica, freqüência respiratória e saturação periférica de oxigênio não foram encontradas diferenças antes, durante e após a técnica, nas diferentes PE. A percepção do esforço aumentou significantemente ao longo das séries em PL e P20 e entre P10 e P20 em cada série. A freqüência cardíaca (FC) aumentou e diminuiu em sincronia com os movimentos de inspiração e expiração, respectivamente. Foram observadas modificações na modulação autonômica do coração em PL. A aplicação da técnica nessa população, nas diferentes PE analisadas, promoveu modificações no comportamento da FC, no esforço percebido e, em PL, na modulação autonômica do coração.