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Tese ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA E TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO NA REABILITAÇÃO CARDIOPULMONAR Graciele Sbruzzi
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Tese
ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA E TREINAMENTO MUSCULAR
INSPIRATÓRIO NA REABILITAÇÃO CARDIOPULMONAR
Graciele Sbruzzi
ii
INSTITUTO DE CARDIOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL
FUNDAÇÃO UNIVERSITÁRIA DE CARDIOLOGIA
Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde
Área de Concentração: Cardiologia
ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA E TREINAMENTO MUSCULAR
INSPIRATÓRIO NA REABILITAÇÃO CARDIOPULMONAR
Autora: Graciele Sbruzzi
Orientador: Prof Dr. Rodrigo Della Méa Plentz
Co-orientadora: Profa Dra. Beatriz D`Agord Schaan
Tese submetida como requisito para
a obtenção do grau de Doutor ao
Programa de Pós-Graduação em
Ciências da Saúde: Cardiologia do
Instituto de Cardiologia do Rio
Grande do Sul / Fundação
Universitária de Cardiologia.
Porto Alegre
2011
Bibliotecária Responsável: Marlene Tavares Sodré da Silva
CRB 10/1850
S276e Sbruzzi, Graciele.
Estimulação elétrica e treinamento muscular inspiratório na reabilitação cardiopulmonar / Graciele Sbruzzi; orientação [por] Rodrigo Della Méa Plentz;Beatriz D´Agord Schaan – Porto Alegre, 2011.
157f ; tab.
Tese (Doutorado) - Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul / Fundação Universitária de Cardiologia - Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2011. 1.Reabilitação.2.Estimulação elétrica.3.Exercícios respiratórios.4.Insuficiência cardíaca.5.Cirurgia torácica. I.Rodrigo Della Méa Plentz.II.Beatriz D´Agord Schaan.III.Título.
CDU: 616.12-008.315:612.21-047.75
iii
Dedico esta conquista aos meus
pais, Juarez e Leda, que sempre
foram meu porto seguro e nunca me
faltaram, me apoiando sempre com
estímulo e compreensão. Sem vocês,
não teria forças para lutar e
alcançar mais esta conquista. Muito
obrigada!!
iv
AGRADECIMENTOS
À minha família, meus pais, Juarez Paulo Sbruzzi e Leda Garbin Sbruzzi, que
iluminam meus caminhos e me dão forças para lutar. Vocês são meus exemplos de
vida. Muito obrigada!!!
Ao meu mestre, Prof. Dr. Rodrigo Della Méa Plentz, exemplo de luta e motivo
da minha admiração pela profissão e pela vida acadêmica. Pessoa fundamental, mais
uma vez, na realização desse trabalho. Tu foste mais do que um orientador, foste um
amigo. Foste a pessoa que me deu forças para eu trilhar esse longo e árduo caminho e
realizar mais essa conquista. Em todos os momentos, quando alguma coisa dava
errada, quando não conseguimos levar adiante o projeto de pesquisa original, quando
eu me desesperava e me estressava (que não foram poucas vezes...), quando eu não
entendia o porquê dos porquês, você procurava resolver os problemas como um amigo
procura ajudar nos momentos mais difíceis, me apoiando com toda tua calma e
sabedoria. Eu te agradeço muito por todos os ensinamentos, pela paciência e amizade
ao longo destes anos, por ter contribuído imensamente para o meu crescimento
pessoal e profissional, e por incentivar-me a nunca desistir de meus sonhos, por mais
difíceis que eles fossem. Foi uma honra ser tua aluna!!
À Profa. Dra. Beatriz D`Agord Schaan, por todo apoio, incentivo e
oportunidades fornecidas, pelos grandes ensinamentos e pela confiança depositada ao
longo do período de mestrado e doutorado.
À Profa Dra. Maria Claudia Irigoyen pelos ensinamentos, pela confiança e
pelo acolhimento e carinhosa receptividade nos períodos de treinamento e cursos no
Incor em São Paulo.
v
Ao Dr. Otávio Berwanger e aos pesquisadores do Instituto de Ensino e
Pesquisa do HCor pelos ensinamentos, acolhimento e treinamento nos estudos de
revisão sistemática e metanálise.
Ao Dr. Iran Castro, pelos ensinamentos, disponibilidade e enorme ajuda na
construção e coleta de dados do terceiro artigo produzido nessa tese.
Ao Dr. Rodrigo Antonini Ribeiro, pela amizade, ajuda e ensinamentos durante
a construção das revisões sistemáticas e pelas oportunidades profissionais oferecidas.
Aos amigos Thiago Dipp, Luiz Ulisses Signori, Antônio Marcos Vargas da
Silva pelos incentivos, apoio e ajuda sempre constante e principalmente pela amizade
conquistada.
A bolsista de iniciação científica Aline Chagastelles Pinto de Macedo pela
ajuda na seleção dos pacientes, coleta dos dados e busca de artigos.
Aos amigos e pesquisadores do LIC (Laboratório de Investigação Clínica),
LCMC (Laboratório de Cardiologia Molecular e Celular) e LEA (Laboratório de
Experimentação Animal): Karina Rabelo Casalli, Andréia Vargas, Melissa Markoski,
Isabel Lameirinhas, Ludmila Markoski, Lucinara Dadda Dias, Bruna Eibel, Cinara
Stein pela amizade, carinho e incentivo depositados.
Ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Saúde do Instituto de
Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia, em
especial a Profa Dra. Lucia Campos Pellanda pelo apoio, oportunidades oferecidas e
confiança. As secretárias do PPG – Débora Fraga de Campos Velho, Madalena
Cristina Francisco dos Santos e Fernanda Poester, aos colegas e aos professores do
PPG, meus sinceros agradecimentos e gratidão por toda a ajuda e aprendizado.
vi
Ao Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia Cardiorrespiratória do
IC/FUC, ao MSc. Christian C. Coronel e a Dra Silvia Goldmeier pelo apoio,
confiança e oportunidades profissionais oferecidas.
À Unidade de Pesquisa – Rita Timmers Townsend, Stephanie Schlatter Pilotti
Martins, Maurício Mesquita Reche, Maurício da Silva Hoffmann, Douglas Sartori,
Sérgio Kakuta Kato, Vânia Naomi Hinhata, Maria Lucia Guedes, e à biblioteca -
Lílian Flores e Marlene Tavares, pelo apoio, atenção e ajuda em todos os momentos.
Ao CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico)
e a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) pelo
apoio e concessão das bolsas de estudo durante o doutorado.
Aos pacientes que se propuseram a participar de todas as avaliações realizadas.
Sem vocês seria impossível a realização de parte dessa pesquisa.
A Deus, pelo apoio e fortaleza em todos os momentos de mais essa etapa em
minha vida.
vii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
• EEF – Estimulação elétrica nervosa transcutânea;
• IC – Insuficiência Cardíaca;
• TENS – Estimulação elétrica nervosa transcutânea;
• PEDro – Physiotherapy Evidence Database;
• CVF - Capacidade vital forçada;
• IC95% - Intervalo de confiança de 95%;
• L – Litros;
• FVC - Forced vital capacity;
• ECRs - Ensaios clínicos randomizados;
• PRISMA - Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-
analyses: The PRISMA Statement;
• EVA - Escala analógica visual;
• I2 – Teste de inconsistência;
• CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico;
• CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior;
• DP - Desvio padrão;
• F - Frequência de estimulação;
• T – Tempo do pulso;
• NI - Não informado;
• PO - Pós-operatório;
• IMT - Inspiratory muscle training;
• CHF – Chronic heart failure;
• 6-MWT - Six-minute walk test;
viii
• PImax - Maximal static inspiratory pressure;
• Peak VO2 - Peak oxygen consumption;
• 95% CI – 95% confidence interval;
• m – Meter;
• cmH2O – Centímetros de água;
• ml/kg/min-1 - Mililitros de oxigênio por quilo de peso corporal
• ICC - Insuficiência cardíaca crônica;
• TMI – Treinamento muscular inspiratório;
• VO2 pico - Consumo máximo de oxigênio;
• TC6 – Teste de caminhada de seis minutos;
• RCTs - Randomized controlled trials;
• NYHA – New York Heart Association;
• AE - Aerobic exercise;
• SD - Standard deviation;
• P-IMT - Placebo-inspiratory muscle training;
• PASP – Pulmonary artery systolic pressure;
• SBP – Systolic blood pressure;
• DBP – Diastolic blood pressure;
• HR – Heart rate.
ix
SUMÁRIO
1 BASE TEÓRICA..................................................................................................... 01
1.1 INTRODUÇÃO................................................................................................... 01
1.2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................. 04
1.2.1 Reabilitação Cardiopulmonar.................................................................. 04
1.2.2 Estimulação Elétrica.................................................................................
1.2.2.1 Estimulação Elétrica Nervosa Transcutânea no Pós-operatório de
Cirurgias Torácicas....................................................................................................
1.2.3 Treinamento Muscular Inspiratório.......................................................
1.2.3.1 Treinamento Muscular Inspiratório na Insuficiência Cardíaca.................
07
10
14
17
2 JUSTIFICATIVA.................................................................................................... 23
3 OBJETIVOS............................................................................................................ 24
3.1 OBJETIVO GERAL............................................................................................ 24
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................... 24
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DA BASE TEÓRICA............................ 25
5 ARTIGO 1................................................................................................................ 43
RESUMO...................................................................................................................
ABSTRACT...............................................................................................................
44
45
INTRODUÇÃO......................................................................................................... 46
MÉTODOS................................................................................................................ 48
Critérios de elegibilidade........................................................................................ 48
Estratégia de busca.................................................................................................. 48
Seleção dos estudos e extração dos dados.............................................................. 49
Avaliação do risco de viés........................................................................................ 50
Análise dos dados..................................................................................................... 50
x
RESULTADOS.........................................................................................................
Descrição dos estudos..............................................................................................
Risco de viés..............................................................................................................
Efeito das intervenções............................................................................................
51
51
51
52
DISCUSSÃO.............................................................................................................
Sumário das evidências...........................................................................................
Pontos fortes e limitações da revisão......................................................................
Comparação com outras revisões...........................................................................
55
55
55
57
CONCLUSÃO........................................................................................................... 58
AGRADECIMENTOS.............................................................................................. 58
REFERÊNCIAS........................................................................................................ 59
LEGENDAS DAS FIGURAS................................................................................... 62
TABELAS.................................................................................................................. 63
FIGURAS.................................................................................................................. 80
6 ARTIGO 2................................................................................................................ 85
ABSTRACT...............................................................................................................
RESUMO...................................................................................................................
86
87
BACKGROUND........................................................................................................ 88
METHODS................................................................................................................ 89
Eligibility criteria..................................................................................................... 89
Search strategy and study selection…………........................................................ 89
Data extraction…………………………………..................................................... 90
Assessment of risk of bias........................................................................................ 91
Data analysis.............................................................................................................
Summary of evidence: GRADE-criteria…………………………………………
91
92
xi
RESULTS..................................................................................................................
Description of studies...............................................................................................
Risk of bias………………………………………………………………………...
Effects of interventions……………………………………………………………
92
92
93
93
DISCUSSION............................................................................................................
Summary of evidence...............................................................................................
Strengths and limitations of the review………………………………………….
96
96
99
CONCLUSION..........................................................................................................
SOURCES OF FUNDING........................................................................................
101
101
CONFLICT OF INTEREST…………………………...……...................................
REFERENCES..........................................................................................................
101
102
FIGURE LEGENDS.................................................................................................. 106
TABLES…………….……….................................................................................... 107
FIGURES................................................................................................................... 112
7 ARTIGO 3................................................................................................................. 116
ABSTRACT...............................................................................................................
BACKGROUND.......................................................................................................
118
120
METHODS................................................................................................................ 121
RESULTS.................................................................................................................. 124
DISCUSSION........................................................................................................... 126
ACKOWLEDGEMENTS......................................................................................... 129
REFERENCES......................................................................................................... 130
FIGURE LEGENDS................................................................................................ 136
TABLES.................................................................................................................... 137
FIGURES.................................................................................................................. 140
xii
8 CONCLUSÕES GERAIS........................................................................................ 143
9 ANEXOS................................................................................................................... 144
1
1 BASE TEÓRICA
1.1 INTRODUÇÃO
As doenças cardiovasculares são responsáveis atualmente por uma elevada
taxa de mortalidade e de internações hospitalares, sendo consideradas como um grave
problema social e de saúde pública 1. A reabilitação cardiopulmonar e metabólica esta
indicada para os pacientes que apresentam essas doenças, já que o treinamento físico
resulta na melhora da capacidade funcional, qualidade de vida e morbi-mortalidade
destes indivíduos. Portanto, a prática de exercício físico regular é indicada para esses
pacientes (recomendação grau A e nível de evidência 1) 2.
Porém, alguns indivíduos não podem realizar reabilitação cardiopulmonar
convencional, ou por estarem muito debilitados ou por não se adaptarem à realização
de exercício ou por não suportarem até mesmo baixos níveis de esforços. Assim,
tratamentos alternativos como a estimulação elétrica 3-6 e o treinamento muscular
inspiratório (TMI) 7-10 têm sido propostos e têm apresentado resultados positivos na
reabilitação desses pacientes.
Recentemente, nosso grupo de pesquisa demonstrou através de uma revisão
sistemática com metanálise de ensaios clínicos randomizados que o tratamento com
estimulação elétrica funcional (EEF) em pacientes com insuficiência cardíaca (IC)
promove um ganho similar na distância percorrida no teste de caminhada de 6
minutos e na força muscular quando comparado ao exercício aeróbio convencional.
Também foi observado um aumento no consumo máximo de oxigênio quando o
tratamento com EEF foi comparado a grupo controle (EEF placebo). Assim, concluiu-
2
se que a EEF pode ser uma alternativa em relação ao exercício aeróbio convencional
para pacientes com ICC que não podem realizar essa forma de exercício 6.
No entanto, existem situações e determinadas doenças na cardiologia em que
os resultados das intervenções, estimulação elétrica e TMI, ainda são controversos
quanto aos seus efeitos e benefícios.
Na IC, que é uma doença de alta prevalência e que apresenta impactos
importantes para a saúde das pessoas, bem como para a sociedade 1, 11, observa-se que
o tratamento com TMI promove resultados benéficos, porém os ensaios clínicos
existentes sobre o assunto possuem número amostral pequeno, baixa qualidade
metodológica e resultados inconclusivos 7, 12-14.
Além disso, algumas situações como as doenças isquêmicas do coração,
necessitam de procedimentos cirúrgicos a céu aberto devido a sua gravidade ou
mesmo como única forma de tratamento e, entre os procedimentos adotados, a
cirurgia torácica é amplamente utilizada para tratamento dessas doenças. Além da
analgesia medicamentosa, a estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS)
associada ao uso de analgésicos, vem sendo utilizada como meio de alívio da dor,
melhora da mecânica da caixa torácica e, consequentemente, redução de possíveis
complicações respiratórias após a realização das cirurgias torácicas 15-21. Apesar da
existência de ensaios clínicos com o uso da TENS no pós-operatório de cirurgias
torácicas (cardíacas e pulmonares), as informações são inconclusivas sobre a eficácia
dessa intervenção. Recentemente foi publicada uma revisão sistemática sobre esse
assunto 3 na qual não foi realizada metanálise sobre o principal desfecho de interesse
que é a dor. Além disso, essa revisão incluiu apenas estudos em inglês e estudos que
realizaram cirurgia torácica com abordagem cirúrgica somente por toracotomia
3
posterolateral, sem levar em consideração as cirurgias cardíacas com abordagem por
esternotomia mediana.
Assim, considerando a necessidade de sumarizar as evidências sobre os efeitos
da estimulação elétrica no pós-operatório de cirurgia torácica (cardíaca e pulmonar), e
do TMI na IC, como alternativas para a reabilitação cardiopulmonar, a realização de
revisões sistemáticas com metanálise sobre esses assuntos tornam-se pertinentes. A
constatação da ausência na literatura de estudos que expliquem o mecanismo
fisiológico promovido pelo TMI na melhora dos desfechos pulmonares nesses
pacientes, também foi objetivo dessa tese avaliar o efeito agudo do TMI na pressão da
artéria pulmonar em pacientes com IC.
Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo verificar quais os efeitos
da estimulação elétrica e do treinamento muscular inspiratório na reabilitação
cardiopulmonar, assim dividido: 1 - revisar sistematicamente os efeitos da
estimulação elétrica nervosa transcutânea no pós-operatório de cirurgias torácicas; 2 -
revisar sistematicamente os efeitos do treinamento muscular inspiratório em pacientes
com insuficiência cardíaca crônica; 3 - avaliar o efeito agudo do treinamento muscular
inspiratório na pressão da artéria pulmonar em pacientes com insuficiência cardíaca.
Inicialmente será apresentada uma revisão narrativa da literatura
contextualizando os assuntos expostos acima e introduzindo alguns conceitos
referentes aos temas estudados, como forma de evidenciar o tema investigado.
4
1.2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1.2.1 Reabilitação Cardiopulmonar
A reabilitação cardiopulmonar e metabólica define a reabilitação como a
integração de intervenções denominadas “ações não farmacológicas”, e tem como
objetivo proporcionar melhores condições funcionais, psicológicas e sociais para
pacientes com doença cardiovascular, pulmonar e metabólica 22. A reabilitação
cardiopulmonar é recomendada, com base em evidências científicas e de comprovadas
vantagens de ordem econômica e social, para pacientes com doenças
cardiovasculares, tais como a doença coronária aterosclerótica 23, 24, IC 25, 26,
hipertensão arterial sistêmica 27, 28; doenças pulmonares, como a doença pulmonar
obstrutiva crônica 29, 30 e doenças metabólicas, como a obesidade31, síndrome
metabólica 32 e diabetes mellitus 33.
Além dessas, outras doenças e situações clínicas também são elegíveis para a
reabilitação cardiopulmonar e metabólica como: pacientes com asma, doença
isquêmica do coração, pós-operatório de cirurgia cardíaca, pacientes sem doença
coronariana clinicamente manifesta, mas considerados de alto risco, e pacientes com
distúrbios circulatórios arteriais (doença arterial periférica), venosos (varizes) e
linfáticos 2.
No passado não muito distante, pacientes com IC eram aconselhados a evitar o
esforço físico com o objetivo de que o repouso no leito poderia minimizar os sintomas
da doença 34 e acreditava-se que a realização de atividades físicas poderia acelerar a
progressão da disfunção ventricular esquerda 35. Entretanto, já está bem elucidado na
literatura que a redução na atividade física pode levar a um estado de
descondicionamento físico que contribui para o agravamento dos sintomas e piora na
5
evolução clínica dos pacientes 36. Vários estudos envolvendo pacientes com IC e
exercício, mostraram que exercício físico regular pode ser um eficiente agente
terapêutico de auxílio ao tratamento da IC 26, 37, pois aumenta a tolerância à atividade,
melhora o estado clínico do paciente e melhora sua capacidade física 38-40.
Segundo a III Diretriz Brasileira de Insuficiência Cardíaca Crônica 41 e as
Diretrizes para o Diagnóstico e Tratamento da Insuficiência Cardíaca em Adultos do
American College of Cardiology Foundation/American Heart Association 42,
programas de treinamento físico em associação com o tratamento farmacológico
otimizado são recomendados para melhorar a condição clínica e a capacidade
funcional de pacientes com IC estável, sendo considerado um tratamento custo efetivo
41. Assim, o exercício físico faz parte integrante do tratamento da IC, tendo
recomendação grau A e nível de evidência 1 2.
Evidências demonstram que o treinamento físico, praticado regularmente,
pode reverter várias alterações fisiopatológicas provocadas pela IC como: melhora do
controle autonômico através do aumento do tônus vagal e redução da ativação
simpática 43, 44, melhora da disfunção endotelial 45, diminuição do estresse oxidativo
46, redução da resistência vascular sistêmica 47, aumento da massa muscular 48,
aumento do fluxo sanguíneo periférico 40, provoca alterações do metabolismo
incluindo aumento da capacidade oxidativa dos músculos esqueléticos, melhorando a
eficiência do metabolismo aeróbio 38, 39 e mudanças na estrutura do músculo
esquelético através do aumento das fibras do tipo I e diminuição das fibras do tipo II
40, 49.
Além disso, podemos observar através de algumas revisões sistemáticas que o
condicionamento físico alcançado pelo treinamento reduz a taxa de mortalidade e o
6
número de hospitalizações, e melhora a tolerância ao exercício e a qualidade de vida
dos pacientes com IC 26, 50, 51.
A reabilitação cardiopulmonar tem enfatizado atividades rítmicas, contínuas e
aeróbias para aumentar a resistência cardiorrespiratória. Entretanto, treinamentos de
resistência ou com peso, quando prescritos e supervisionados adequadamente,
também têm mostrado efeitos benéficos na força, resistência cardiovascular,
capacidade funcional, além de apresentar impacto positivo sobre fatores de risco
cardiovasculares 52. As atuais evidências sugerem que exercícios de resistência
dinâmicos apropriados, de baixa ou moderada intensidade, devem ser recomendados
como um modo de treinamento seguro e efetivo (complementar ao treinamento
aeróbio convencional 53) para melhorar as alterações provocadas pela IC 54, e devem
ser parte das intervenções não farmacológicas na reabilitação cardíaca 55, 56.
Segundo um consenso da American Heart Association e da American
Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation 57, os programas de
reabilitação cardíaca devem oferecer uma abordagem multidisciplinar para a redução
do risco cardiovascular global, incluindo avaliação inicial do paciente,
aconselhamento nutricional, manejo dos fatores de risco (lipídios, pressão arterial,
peso, diabetes mellitus, tabagismo), intervenções psicosociais e aconselhamento para
atividade física e exercício físico.
Em relação ao exercício físico, este consenso preconiza que deve ser prescrito
treinamento aeróbio e de resistência de forma individualizada. Para o exercício
aeróbio é indicado que seja prescrito: 3-5 dias por semana, com intensidade referente
a 50-80% da capacidade funcional, devem ser realizados 20-60 minutos diariamente, e
a modalidade de treinamento deve ser contínua ou intervalar como caminhada, esteira,
ciclismo, remo, subir escadas e ergometria de braços ou pernas. Para o exercício de
7
resistência é indicado que seja realizado 2-3 dias por semana, com intensidade de 10-
15 repetições, definido como fadiga moderada, duração de 1-3 séries, cada uma
composta por 8-10 exercícios diferentes de membros superiores e inferiores, e as
modalidades de treinamento pode ser ginástica, elásticos, halteres, pesos livres e
polias. Além disso, em cada sessão de treinamento devem ser incluídos períodos de
aquecimento, desaquecimento e alongamento. A escala de Borg pode ser utilizada na
prescrição da intensidade do exercício, especialmente em pacientes em uso de beta-
bloqueadores. O limiar anaeróbio geralmente ocorre com uma percepção de esforço
entre 13 e 15 da referida escala 58.
A IC, considerada uma das doenças cardiovasculares mais prevalentes
atualmente, é uma síndrome clínica complexa caracterizada por anormalidades
cardiovasculares, músculo-esqueléticas, neuro-hormonais, respiratórias e metabólicas.
Dessa forma, podemos observar que o treinamento físico resulta na reversão dessas
diversas alterações fisiopatológicas que limitam a capacidade funcional destes
indivíduos. Portanto, pacientes com IC devem praticar exercício físico regularmente
59.
Porém, alguns indivíduos não podem realizar reabilitação cardiopulmonar
convencional, ou por estarem muito debilitados ou por não se adaptarem a realização
de exercício ou por não suportarem até mesmo baixos níveis de esforços. Assim,
treinamentos alternativos como a estimulação elétrica 3-6 e o TMI 7-10 têm sido
propostos e tem apresentado resultados positivos na reabilitação desses pacientes.
1.2.2 Estimulação Elétrica
A aplicação terapêutica da corrente elétrica teve início na antiguidade com o
emprego da eletricidade animal. Nesta época, a eletroterapia era considerada uma
8
forma de tratamento e não apresentava nenhum fundamento científico para sua
utilização. Os médicos utilizavam o peixe-torpedo ou enguias para transmitir corrente
elétrica aos pacientes com propósitos terapêuticos, que variavam do controle da dor
até o ressuscitamento. Relata-se que no tempo do imperador romano Tiberius, um
escravo chamado Antero, estava caminhando as margens do rio Tibre quando
tropeçou em um peixe elétrico e ficou curado de sua gota. Desta forma empírica, o
emprego da eletroterapia manteve-se até o século XVI 60.
No século XVI, William Gilbert escreveu sobre suas descobertas em relação
ao uso da eletricidade com finalidades terapêuticas e passou a ser considerado o pai da
eletroterapia moderna. Na metade do século XVII, Francesco Redi realizou pesquisas
com o peixe elétrico e concluiu que a energia era originada de músculos altamente
especializados 61.
Em 1780 surgiu a corrente galvânica. As experiências de Luigi Galvani
demonstraram que o músculo pode manifestar qualidades contráteis quando
submetido a um estímulo elétrico eficaz. Em uma série de experimentos, Galvani,
trabalhando na Universidade da Bolonha, Itália, descobriu que a corrente elétrica
liberada por um jarro de Leyden ou um gerador eletrostático rotatório causava a
contração dos músculos na perna de um sapo e muitos outros animais, tanto ao aplicar
a carga no músculo, quanto no nervo 61.
Foi Alessandro Volta, o descobridor da pilha elétrica (pilha voltaica), quem
deduziu que a eletricidade originada do contato de dois metais diferentes era capaz de
provocar contrações musculares. Mais tarde Galvani foi capaz de demonstrar que o
disparo do músculo ocorria tanto pelo contato com o nervo quanto com o metal e foi
consagrado como o descobridor do fenômeno da contração muscular sob o efeito da
corrente elétrica 61.
9
Em 1831, Michael Faraday descobriu a corrente farádica, surgindo a
possibilidade de estimular músculos com correntes elétricas alternadas sob controle 61.
O primeiro pesquisador a introduzir o uso da estimulação elétrica para excitar nervos
em humanos foi Duchenne de Boulogne, em 1876. Ele colocou eletrodos sobre nervos
e pontos motores musculares e verificou a presença de excitabilidade nos músculos,
sendo o precursor do eletrodiagnóstico moderno 61.
A partir da primeira e segunda guerra mundial, com o desenvolvimento das
válvulas e dos transistores, um grande número de aparelhos foi surgindo, tornado
possível o emprego da estimulação elétrica com várias finalidades, tanto no
diagnóstico como no tratamento das doenças. Assim, em 1921, Bernard instituiu a
corrente diadinâmica e em 1950, Nemec, a corrente interferencial 61. O primeiro
aparelho portátil de estimulação elétrica funcional foi desenvolvido em 1960 por
Wladimir Liberson para ser utilizado como órtese funcional em pacientes
hemiplégicos 62.
O desenvolvimento da estimulação elétrica nervosa transcutânea está baseado
diretamente no trabalho inovador de Melzack & Wall (1965) que constituiram a teoria
da comporta para explicar o controle e modulação da dor 63. Essa teoria consiste na
hipótese de que a percepção da dor é regulada por uma comporta que pode ser aberta
ou fechada por meio de impulsos provenientes dos nervos periféricos ou sistema
nervoso central regulando, assim, a sensibilidade dolorosa 64.
Em 1967, Wall & Sweet testaram essa teoria e relataram a abolição
temporária da dor por meio da estimulação elétrica de nervos periféricos, usando
eletrodos sobre a superfície da pele. Essa técnica tornou-se conhecida como
estimulação elétrica nervosa transcutânea – TENS. Assim, a TENS tem sido
10
amplamente utilizada no alívio sintomático da dor, através da estimulação das fibras
nervosas que transmitem sinais ao encéfalo, interpretados pelo tálamo como dor. 65.
Vários trabalhos têm relatado o uso da TENS em diversas condições de dores
agudas, como por exemplo: pós-operatório de cirurgias torácicas 3, salas de
emergência 66, durante o trabalho de parto 67, nas lesões medulares agudas 68 e nas
lesões desportivas 69; e também tem sido utilizada para o tratamento de dores
crônicas, como: neuropatia diabética 70, câncer 71 e esclerose múltipla 72.
1.2.2.1 Estimulação Elétrica Nervosa Transcutânea no Pós-operatório de Cirurgias
Torácicas
Apesar da evolução tecnológica observada na medicina e na área cirúrgica de
um modo geral e da utilização de métodos menos invasivos cada vez mais
proeminentes, ainda é grande o número de doenças que requerem intervenções com
abordagem cirúrgica aberta. Além disso, o aumento da prevalência da doença
isquêmica do coração na população motivou o surgimento de grande número de
estudos visando ao aprimoramento de seu tratamento, diagnóstico e profilaxia 73.
A cirurgia torácica surgiu no final do século XIX e progrediu rapidamente no
século XX a partir do aprimoramento da anestesia, do controle da infecção e da
reposição sanguínea 74. Esses procedimentos são acompanhados de métodos para
controle da dor, os quais auxiliam na recuperação e na qualidade de vida dos
pacientes15.
As cirurgias torácicas são divididas em dois tipos principais: pulmonares e
cardíacas. Nas pulmonares, a abordagem cirúrgica predominante é via toracotomia; já
nas cardíacas, a esternotomia mediana é a incisão mais usada, sendo melhor para a
11
exposição da região, porém pode alterar significativamente a função pulmonar pela
extensão da incisão e gerar consequente instabilidade do tórax superior 75.
A dor tem sido apontada como uma das principais fontes de preocupação para
os pacientes no pós-operatório de cirurgia torácica, e sabe-se que o tipo de abordagem
cirúrgica gera diferentes níveis de dor 15. Em estudo realizado com pacientes que
realizaram cirurgia cardíaca, foi observado que a dor não se relacionou com o tipo de
procedimento cirúrgico realizado (revascularização miocárdica, troca valvar e
ressecção valvar parcial com envolvimento da artéria torácica interna, veia safena e
colocação de válvulas metálicas) 76. Mueller et al. 77, também não encontraram
diferença nas características da dor quando comparados diferentes tipos de cirurgia,
mesmo em procedimentos mais profundos. Porém, Benedetti et al. 15 encontraram
diferença nos níveis de dor de acordo com o tipo de abordagem cirúrgica,
demonstrando maior percepção de dor nas abordagens por toracotomia póstero-lateral.
Isso ocorre por várias causas tais como a incisão, a retração dos tecidos, a
utilização de drenos torácicos após a cirurgia, local dos drenos e pelo processo
inflamatório. Essa situação clínica pode colaborar com o aumento das complicações
pulmonares no pós-operatório, tais como diminuição da força muscular respiratória,
dos volumes e capacidades pulmonares, bem como a redução da efetividade da tosse e
aumento de infecções, as quais interferem no quadro evolutivo do paciente e são
consideradas as principais causas de morbidade e mortalidade nesses casos 76, 78.
Sasserson et al. 79 realizaram um estudo com objetivo de avaliar a intensidade
e a localização da dor durante o período de internação e suas repercussões na função
respiratória de pacientes submetidos à cirurgia cardíaca eletiva. Foram avaliados 31
pacientes e observou-se que o local com maior frequência de dor referida foi o esterno
e sua intensidade foi maior no primeiro dia de pós-operatório, tendo piora em relação
12
aos obtidos no pré-operatório não sendo observado retorno aos valores pré-operatórios
até o 5º dia de pós-operatório em todas as variáveis observadas. Também foi
observada uma correlação negativa entre a dor e a pressão inspiratória máxima no
primeiro dia de pós-operatório. Assim, os autores concluíram que a dor pós-operatória
diminuiu a função respiratória nos pacientes avaliados, prejudicando a realização de
inspirações profundas, principalmente no primeiro dia de pós-operatório.
Segundo Renault et al. 80, os prejuízos na reinsuflação pulmonar podem
culminar na perpetuação ou agravamento do quadro, favorecendo o desenvolvimento
de processos pneumônicos e atelectasias que estão relacionados à deterioração nas
trocas gasosas e à diminuição nos volumes pulmonares, reduzindo a capacidade
residual funcional e a complacência pulmonar. Essas alterações são consideradas
clinicamente relevantes quando progridem em extensão ou são persistentes. Sua
ocorrência, quando associadas à hipoxemia, provoca aumento do trabalho respiratório
ou outro sinal de esforço.
Além da analgesia farmacológica, a eletroanalgesia tem sido proposta como
um tratamento auxiliar para o alívio da dor pós-operatória, com consequente melhora
da mecânica da caixa torácica e redução de possíveis complicações respiratórias nas
cirurgias torácicas. A TENS é um recurso amplamente utilizado no alívio sintomático
da dor 64, podendo ser utilizada na rotina pós-operatória hospitalar como coadjuvante
da analgesia convencional, pois além de ser não invasiva e não farmacológica é
confortável. Além disso, alguns estudos observaram menor necessidade do uso de
fármacos no controle da dor quando associada a TENS 20, 81.
Entretanto há divergência de resultados entre os estudos. Gregorini et al. 20
demonstraram que a TENS é eficaz no controle da dor no pós-operatório de cirurgia
cardíaca e proporciona melhora da força muscular respiratória e aumento dos volumes
13
e capacidades pulmonares. Stratton & Smith 82 além de relatarem uma melhora na
capacidade vital forçada, sugerem uma melhora também na expansão torácica e
mobilidade do paciente, após o uso da TENS. Porém, Stubbing & Jellicoe 83
demonstraram que a TENS não alterou o quadro de dor dos pacientes pós-cirurgia
torácica, gerando a necessidade de sistematização das informações existentes.
Bjordal et al. 81 publicaram uma revisão sistemática com metanálise com
ensaios clínicos randomizados que utilizavam a TENS vs. TENS placebo como
recurso analgésico no período pós-operatório. Os estudos foram incluídos no período
de 1966 a 2001. Nessa revisão, os autores demonstraram que a TENS reduz o
consumo de analgésicos e pode ser utilizada como uma alternativa para o alívio da dor
no período pós-operatório.
Em uma publicação mais recente, Freynet & Falcoz 3 concluíram que a
associação entre analgesia farmacológica e a TENS é eficaz no alívio da dor no pós-
operatório de cirurgia torácica por toracotomia. Embora exista uma revisão
sistemática recente sobre o assunto, a mesma não utilizou metanálise, incluiu apenas
estudos em inglês e estudos que realizaram abordagem somente por toracotomia
póstero-lateral. Considerando a necessidade de sumarizar evidências sobre os efeitos
da TENS no pós-operatório de cirurgia torácica (tanto na abordagem por toracotomia
quanto por esternotomia) como estratégia para garantir um adequado tratamento
fisioterapêutico em relação ao período pós-operatório, faz-se necessário uma nova
revisão sistemática com metanálise sobre o assunto.
14
1.2.3 Treinamento Muscular Inspiratório
Devido à dificuldade que alguns pacientes com IC possuem para realizar
treinamento físico aeróbico regular, o TMI pode ser outra alternativa para a
reabilitação cardiopulmonar desses pacientes.
Existem três modos principais que podem ser usados para treinamento da
musculatura inspiratória: a respiração com o uso de equipamento que impõe
resistência inspiratória (Threshold®); a respiração orientada para aumentar os
volumes respiratórios (com uso de incentivadores respiratórios) e a eletroestimulação
do nervo frênico 84.
A maioria dos estudos realiza TMI por meio do Threshold inspiratório®, que é
um equipamento de baixo custo e de qualidade consistente. O Threshold inspiratório®
corresponde a um cilindro de plástico que contém uma válvula de fluxo de ar e um
regulador interno (êmbolo) que controla a intensidade da pressão inspiratória máxima
(PImax) e não depende do fluxo inspiratório do paciente. O peso do êmbolo permite
uma carga linear e estável, mesmo em altas cargas inspiratórias 85. O paciente realiza
o treinamento com as narinas ocluídas e a inspiração é feita por meio do bucal por via
oral, gerando assim uma pressão negativa favorecendo a contração máxima da
musculatura inspiratória 84. Desta forma, o treinamento com carga pressórica linear é
mais indicado em função do controle e administração da carga inspiratória, além da
não alteração do padrão respiratório.
O TMI pode ser indicado na reabilitação cardiopulmonar para o tratamento de
várias doenças. Uma das indicações do TMI é na reabilitação de pacientes com
doença pulmonar obstrutiva crônica. Uma revisão sistemática com metanálise
incluindo 32 ensaios clínicos randomizados foi realizada para demonstrar os efeitos
do TMI nos pacientes acometidos por essa doença. Concluiu-se que o TMI melhora a
15
força e a resistência muscular inspiratória, capacidade funcional, dispneia e qualidade
de vida. Além disso, em pacientes com fraqueza muscular inspiratória, a adição do
TMI a um programa de exercício aeróbio convencional, melhora a PImax e a
capacidade funcional 86.
O TMI também demonstrou ser efetivo no tratamento de pacientes com asma.
Turner et al. 87 randomizaram 15 pacientes com asma para receber TMI com 50% da
PImax ou TMI com 15% da PImax (TMI placebo) durante 6 semanas. Foi observado
que o TMI com 50% da PImax promoveu atenuação da fadiga muscular inspiratória,
reduziu a percepção de dispneia, e aumentou a tolerância ao exercício nesses
pacientes.
Outra indicação do TMI é na reabilitação de pacientes com hipertensão arterial
sistêmica. Foi demonstrado recentemente através de um ensaio clínico randomizado
com 13 pacientes com hipertensão, que o TMI realizado com 30% da PImax durante 8
semanas, foi capaz de reduzir a pressão arterial sistólica e diastólica de 24 horas e
diurna, comparado ao TMI placebo (sem carga inspiratória). Em relação ao controle
autonômico cardiovascular, os autores demonstraram que o TMI promoveu aumento
da modulação parassimpática e redução na modulação simpática, demonstrando
efeitos benéficos desse tratamento na modulação cardiovascular de pacientes
hipertensos 8.
O TMI também pode ser utilizado na reabilitação de pacientes após cirurgia de
revascularização do miocárdio. Em estudo realizado, 43 pacientes submetidos a essa
cirurgia foram randomizados para receber TMI ou cuidados usuais pré e pós cirurgia.
O grupo que recebeu TMI apresentou uma recuperação mais rápida da força muscular
inspiratória, capacidade funcional, permanência na unidade de terapia intensiva,
16
qualidade de vida e status psicossocial, comparado aos cuidados usuais, após cirurgia
de revascularização do miocárdio 88.
Também foi demonstrado em um ensaio clínico randomizado os efeitos
benéficos do TMI realizado no período pré-operatório de cirurgia bariátrica. Trinta e
duas mulheres foram randomizadas para receber TMI ou controle usual. O grupo que
recebeu tratamento com TMI no pré-operatório teve um aumento na força muscular
inspiratória e menos efeitos deletérios da cirurgia bariátrica no período pós-operatório
89, o que também foi demonstrado por Casali et al. 90.
Outra indicação para reabilitação com TMI é para pacientes com diabetes
mellitus. Recentemente, um ensaio clínico randomizado foi realizado com 25
pacientes com diabetes mellitus e fraqueza muscular inspiratória. Desses, 12
receberam TMI e 13 receberam TMI placebo por oito semanas. Os autores
observaram que o TMI aumentou a força muscular inspiratória nesses pacientes, mas
sem alteração na capacidade funcional e no controle autonômico 91.
O TMI também promove efeitos benéficos em pacientes com doenças
neurológicas, como demonstrado em estudo com pacientes com esclerose lateral
amiotrófica. Nesse trabalho, o TMI atenuou a fadiga muscular inspiratória, reduziu a
percepção de dispneia, e concluiu-se que esse treinamento pode fortalecer a
musculatura inspiratória e retardar o declínio da função respiratória em pacientes com
essa doença 92. Esses efeitos também foram demonstrados em estudo com pacientes
com esclerose múltipla, em que o TMI realizado por 10 semanas promoveu aumento
da força muscular inspiratória e resultou em melhora na função pulmonar expiratória
93.
O número de estudos com TMI vem aumentando e seus efeitos têm sido
analisados também em outras populações, entre elas: indivíduos jovens saudáveis 94,
17
fibrose cística 95, pré e pós-operatório de ressecção pulmonar 96, desmame da
ventilação mecânica 97, tetraplegia 98, distrofia neuromuscular 99, miastenia gravis 100,
insuficiência renal crônica em hemodiálise 101, e em pacientes com IC 7, 13, 14, 102, 103.
Os benefícios fisiológicos do TMI ocorrem quando os estímulos são
apropriados, respeitando três princípios básicos: sobrecarga, especificidade e
reversibilidade. O princípio da sobrecarga refere-se a que o músculo deve ser
solicitado em níveis superiores ao usual para que as células musculares aumentem em
tamanho ou capacidade funcional. O da especificidade, refere-se a que o treinamento
deve ser direcionado especificamente para as propriedades do músculo, ou seja,
diferentes rotinas de treinamento são necessárias para obter aumento de força e
resistência. O princípio de reversibilidade refere-se a que os efeitos do treinamento
são transitórios e reversíveis, portanto há necessidade de se estabelecer uma rotina de
TMI 84.
1.2.3.1 Treinamento Muscular Inspiratório na Insuficiência Cardíaca
A IC representa, atualmente, uma das mais prevalentes doenças do sistema
cardiovascular, acarretando elevados custos sociais e econômicos. Estima-se que
80.000.000 de indivíduos (aproximadamente 1 em cada 3) tenham um ou mais tipos
de doença cardiovascular. Destes, estima-se que 38.100.000 tenham 60 anos ou mais
de idade. Dentre as doenças cardiovasculares, grande parcela da população possui
hipertensão arterial sistêmica (73.600.000) 104, enquanto 5.700.000 apresentam
diagnóstico de IC 105.
A taxa anual de novos casos de IC por 1000 habitantes é de 15,2% para
homens e 8,2% para mulheres entre 65 e 74 anos de idade, 31,7% e 19,8% para
aqueles entre 75 e 84 anos e 65,2% e 45,6%, respectivamente, para idade superior a
18
85 anos. Os custos estimados diretos e indiretos para esta doença nos Estados Unidos
para 2009 foram de U$ 37,2 bilhões 104. No Brasil, em 2009, a IC foi a quarta causa
clínica responsável pelo maior número de hospitalizações no Sistema Único de Saúde
(SUS) 106.
Apesar da taxa de hospitalização por IC e a taxa de mortalidade terem
declinado substancialmente de 1998 a 2008 nos Estados Unidos, essas taxas ainda
permanecem altas 107. Dessa forma, a IC se constitui um problema grave e atual nos
âmbitos da cardiologia e da saúde pública. Apesar dos progressos ocorridos nas
últimas duas décadas no entendimento dos mecanismos mais íntimos da falência
ventricular como uma síndrome endócrino-metabólica, a IC continua sendo
responsável por elevada morbidade e mortalidade em todo o mundo 1, sendo que a
taxa de mortalidade tende a aumentar com os anos a partir do início dos sintomas 11.
A IC é uma síndrome clínica complexa que pode resultar a partir de qualquer
distúrbio cardíaco estrutural ou funcional que compromete a capacidade do ventrículo
esquerdo de encher ou ejetar sangue. As manifestações da IC caracterizam-se por
dispnéia e fadiga, que podem limitar a tolerância ao exercício, e retenção de líquidos,
que pode levar à congestão pulmonar e edema periférico. Ambas as anormalidades
podem prejudicar a capacidade funcional e a qualidade de vida dos indivíduos
acometidos por essa doença 108. Doença arterial coronariana, hipertensão arterial
sistêmica e cardiomiopatia dilatada são as causas principais de IC. De fato, quase
qualquer forma de doença cardíaca pode levar a IC 108, 109.
Na IC, o grau de disfunção ventricular esquerda vem sendo relacionado como
o principal determinante do prognóstico da doença 110, 111. Em resposta à diminuição
da funcionalidade do ventrículo esquerdo, ocorre uma série de episódios
compensatórios, na tentativa de manter um débito cardíaco adequado: 1) hipertrofia e
19
dilatação ventricular: provê mais massa e superfície para que as cargas sejam
distribuídas, permitindo ao ventrículo suportar a sobrecarga, porém contribui para o
esgotamento da reserva contrátil cardíaca; 2) estimulação do sistema nervoso
simpático: provoca taquicardia, vasoconstrição periférica, aumento das catecolaminas
e redistribuição do fluxo sanguíneo, porém aumenta o consumo de oxigênio
miocárdico e pode comprometer o fluxo coronariano pelo encurtamento da diástole;
3) mecanismo de Frank-Starling: o ventrículo responde a um aumento na pré-carga
com um aumento na força de contração; 4) ativação do sistema renina-angiotensina-
aldosterona: ocasiona vasoconstrição e aumento no volume sanguíneo através da
retenção de sal e água 112-114.
Evidências defendem a hipótese de que a intolerância ao exercício em
pacientes com falência cardíaca crônica não é somente uma consequência da função
cardíaca reduzida, mas é também um resultado de alterações no metabolismo
oxidativo do músculo esquelético 38, 115, já que estudos têm demonstrado que existe
uma pobre relação entre medidas de desempenho cardíaco e os sintomas produzidos
pela doença 116.
Dessa forma, a função cardíaca comprometida levaria a alterações periféricas
secundárias, como a disfunção endotelial (tanto no leito arterial 117, quanto no leito
venoso 118), estresse oxidativo 119, anormalidades no metabolismo do tecido muscular
esquelético 120, deficiências no fluxo sanguíneo periférico 121 e hiperatividade
simpática 122, 123, que limitam ainda mais o desempenho físico do indivíduo 108, 113 e
despertam cada vez mais os interesses de pesquisadores já que as alterações centrais
hemodinâmicas, por si só, não são capazes de explicar a intolerância ao esforço na IC
124, 125.
20
A atrofia muscular esquelética é outro fator comum em pacientes com IC,
podendo contribuir para a intolerância ao exercício, levando frequentemente, ao
estado de caquexia 126, 127 e também contribuindo para anormalidades metabólicas
musculares 128. As causas prováveis para esse estado estão relacionadas à inatividade
física progressiva e ao aumento dos níveis plasmáticos de citocinas, ocorrendo
diminuição da massa muscular esquelética, principalmente com diminuição das fibras
musculares oxidativas (tipo I) e aumento das fibras glicolíticas (tipo II) 40.
Além dessas alterações, pacientes com IC comumente apresentam
anormalidades no sistema pulmonar que envolvem tanto a musculatura respiratória,
quanto os tecidos intersticiais. Dentre essas podemos citar fraqueza dos músculos
respiratórios,129 resistência das vias aéreas elevadas,130 posicionamento diafragmático
alterado,131 capacidade de perfusão alvéolo-capilar diminuída132 e anormalidades na
ventilação-perfusão.133 Como a maioria dos pacientes com IC apresentam limitações
nas suas atividades físicas devido à fadiga e à dispneia,134 tem sido sugerido que a
fraqueza muscular respiratória predispõe à fadiga dos músculos respiratórios e
contribui para a percepção de dispneia,135 podendo causar implicações importantes
para a capacidade de exercício, qualidade de vida e prognóstico desses pacientes.136
Pacientes com IC também apresentam um componente restritivo na ventilação
pulmonar, devido à diminuição da capacidade pulmonar total, capacidade vital e
aumento no produto entre volume expiratório forçado no primeiro segundo e
capacidade vital forçada 137. O componente restritivo deve-se primariamente à
diminuição do volume pulmonar e secundariamente ao aumento cardíaco, aumento
alveolar, fluído intersticial e a formação de derrame pleural 138 o que leva a um
aumento do trabalho respiratório e como consequência a dispneia.
21
Ainda, pode-se demonstrar que a congestão pulmonar estimula receptores
localizados no interstício e a isquemia na região diafragmática ativa ergorreceptores
139. Esses estímulos físicos convergem para o sistema nervoso central, causando
aumento da frequência respiratória e a sensação de desconforto respiratório 140.
Devido à dificuldade que alguns pacientes com IC possuem para realizar o
treinamento físico convencional, o TMI pode ser uma alternativa para a reabilitação
cardiopulmonar desses pacientes, pois pode diminuir as alterações ocasionadas pela
doença e trazer benefícios semelhantes aos observados no treinamento aeróbio através
dos seus efeitos nos sistemas respiratório e cardiovascular 7, 12, 13.
Para testar essa hipótese, Dall’Ago et al. 7 realizaram um ensaio clínico
randomizado com 32 pacientes com IC e fraqueza muscular inspiratória. Foi
observado que os pacientes que realizaram TMI com 30% da PImax tiveram um
aumento na força muscular inspiratória, na capacidade funcional, na eficiência
ventilatória e na qualidade de vida comparado ao TMI placebo.
Bosnak-Glucu et al.12 recentemente realizaram também um ensaio clínico
randomizado com 30 pacientes com IC que receberam TMI com 40% da PImax ou
TMI placebo (TMI com 15% da PImax) por 6 semanas. Foi observado que TMI com
40% da PImax promoveu melhora da capacidade funcional, força muscular
respiratória e percepção de dispneia nesses pacientes, sugerindo que esse treinamento
pode ser incluído no programa de reabilitação cardiopulmonar.
Winkelmann et al. 141 testaram a hipótese de que a adição do TMI ao exercício
físico aeróbio melhora as respostas cardiovasculares. Para isso os autores
randomizaram 24 pacientes com IC para realizar TMI (30% da PImax) juntamente
com exercício aeróbio ou realizar somente exercício aeróbio durante 12 semanas. Foi
observado que a adição do TMI ao exercício aeróbio promoveu melhora nas respostas
22
cardiovasculares como melhora no VO2max, na força muscular inspiratória e na
eficiência ventilatória, podendo ser um complemento ao treinamento convencional
nesses pacientes.
Laoutaris et al. 134 também realizaram treinamento com pacientes com IC,
porém o TMI foi feito com 60% da PImax comparado a um grupo controle que
realizou TMI com 15% da PImax. Ambos os grupos foram treinados durante 10
semanas. Os autores puderam observar que TMI com 60% da PImax promoveu
aumento da força e resistência muscular inspiratória, alívio da dispneia e melhorou a
capacidade funcional em pacientes com IC.
Dessa forma, estudos prévios demonstraram resultados positivos do TMI nessa
população e sugerem que a carga de treinamento deve ser mantida entre 20% a 40% 7,
12, 13. Alguns autores também defendem o uso de TMI com altas intensidades de
treinamento (60% da PImax) 134, mas mais estudos ainda são necessários para definir
qual a melhor carga de treinamento para esses pacientes.
Porém, como os estudos possuem um número amostral pequeno e alguns
efeitos de tratamento divergentes, faz-se necessária uma revisão sistemática com
metanálise sobre esse assunto para sumarizar os resultados e gerar um melhor nível de
evidência.
23
2 JUSTIFICATIVA
As doenças cardiovasculares são responsáveis atualmente por uma elevada
taxa de mortalidade e de internações hospitalares, sendo consideradas como um
problema grave e atual nos âmbitos da cardiologia e da saúde pública. A reabilitação
cardiopulmonar e metabólica esta indicada para esses pacientes, já que o treinamento
físico resulta na melhora da capacidade funcional, qualidade de vida e morbi-
mortalidade destes indivíduos.
Porém, alguns indivíduos não podem realizar reabilitação cardiopulmonar
convencional, ou por estarem muito debilitados ou por não suportarem até mesmo
baixos níveis de esforços. Assim, tratamentos alternativos como a estimulação elétrica
e treinamento muscular inspiratório têm sido propostos e têm apresentado resultados
positivos na reabilitação desses pacientes. No entanto, existem situações em que ainda
os resultados dessas intervenções são controversos quanto aos seus efeitos e
benefícios.
Assim, considerando a necessidade de sumarizar evidências sobre os efeitos da
estimulação elétrica no pós-operatório de cirurgia torácica, e do treinamento muscular
inspiratório na insuficiência cardíaca, como alternativas para a reabilitação
cardiopulmonar, a realização de revisões sistemáticas com metanálises sobre esses
assuntos tornam-se pertinentes. A partir da constatação da ausência na literatura de
estudos que expliquem o mecanismo fisiológico promovido pelo TMI na melhora dos
desfechos pulmonares nesses pacientes, foi também objetivo desse trabalho avaliar o
efeito agudo do treinamento muscular inspiratório na pressão da artéria pulmonar em
pacientes com insuficiência cardíaca.
24
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Verificar os efeitos da estimulação elétrica e do treinamento muscular
inspiratório na reabilitação cardiopulmonar.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Revisar sistematicamente os efeitos da estimulação elétrica nervosa
transcutânea sobre a dor e a função pulmonar no pós-operatório de cirurgias torácicas.
Revisar sistematicamente os efeitos do treinamento muscular inspiratório
sobre a capacidade funcional e a força muscular inspiratória em pacientes com
insuficiência cardíaca crônica.
Avaliar o efeito agudo do treinamento muscular inspiratório na pressão da
artéria pulmonar em pacientes com insuficiência cardíaca crônica.
25
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43
5 ARTIGO 1
Este artigo foi submetido para publicação na Revista Brasileira de Cirurgia Cardiovascular.
Estimulação elétrica nervosa transcutânea no pós-operatório de cirurgia torácica:
revisão sistemática e metanálise de ensaios clínicos randomizados
Título em inglês: Transcutaneous electrical nerve stimulation post-thoracic surgery:
systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials
Autores e instituições:
Graciele Sbruzzi1, Scheila Azeredo Silveira1, Diego Vidaletti Silva1, Christian Correa
Coronel1 e Rodrigo Della Méa Plentz1,2
1 Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia, Porto
Alegre, RS, BRASIL.
2
Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, Porto Alegre, RS, BRASIL.
Instituição e endereço onde o trabalho foi realizado:
Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/Fundação Universitária de Cardiologia.
Avenida Princesa Isabel, 370. Bairro Santana. Porto Alegre, RS, Brasil. CEP: 90620-000.
Autor correspondente:
Dr. Rodrigo Della Méa Plentz
Av Princesa Isabel, 370, 3º andar, Bairro Santana, Porto Alegre, RS, Brasil. CEP: 99620-000
Tel: +55 51 32232746, Fax: +55 51 32232746
Email: [email protected]
44
Resumo
Objetivo: Avaliar os efeitos da estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS) sobre a dor
e a função pulmonar no pós-operatório de cirurgias torácicas através de uma revisão
sistemática e metanálise de estudos randomizados.
Métodos: A busca incluiu as bases MEDLINE, PEDro, Cochrane CENTRAL, EMBASE e
LILACS, além de busca manual, do início até agosto de 2011. Foram incluídos estudos
randomizados comparando TENS associada ou não a analgesia farmacológica vs. TENS
placebo associada ou não a analgesia farmacológica ou vs. analgesia farmacológica
controlada, que avaliaram dor e/ou função pulmonar representada pela capacidade vital
forçada (CVF) em pacientes no pós-operatório de cirurgia torácica (pulmonar ou cardíaca
com abordagem por toracotomia ou esternotomia).
Resultados: Dos 2.489 artigos identificados, 12 estudos foram incluídos. Na abordagem por
toracotomia, a TENS associada à analgesia farmacológica reduziu a dor comparada com
TENS placebo associada à analgesia farmacológica (-1,29; IC95%: -1,94 a - 0,65). Na
abordagem por esternotomia, a TENS associada à analgesia farmacológica também reduziu a
dor comparada a TENS placebo associada à analgesia farmacológica (-1,33; IC95%: -1,89 a -
0,77) e comparada à analgesia farmacológica controlada (-1,23; IC95%: -1,79 a -0,67). Não
foi observado melhora significativa na CVF (0,12 L; IC95%: -0,27 a 0,51).
Conclusão: A TENS associada à analgesia farmacológica promoveu maior alívio da dor
comparada a TENS placebo em pacientes em pós-operatório de cirurgia torácica
tanto na
abordagem por toracotomia quanto por esternotomia. Na esternotomia, também se mostrou
mais efetiva que a analgesia farmacológica controlada no alívio da dor, porém sem efeito
significativo na função pulmonar.
Palavras-chave: Estimulação elétrica nervosa transcutânea; cirurgia torácica; revisão.
45
Abstract
Objectives: To evaluate the effects of transcutaneous electric nerve stimulation (TENS) on
pain and pulmonary function during the postoperative period after thoracic surgery by
performing a systematic review and meta-analysis of randomized trials.
Methods: The search strategy included MEDLINE, PEDro, Cochrane CENTRAL, EMBASE
and LILACS, besides a manual search, from inception to August, 2011. Randomized trials
were included, comparing TENS associated or not with pharmacological analgesia vs. placebo
TENS associated or not with pharmacological analgesia or vs. pharmacological analgesia
alone to assess pain and/or pulmonary function represented by forced vital capacity (FVC) in
postoperative thoracic surgery patients (pulmonary or cardiac with approach by thoracotomy
or sternotomy).
Results: Of the 2.489 articles identified, 12 studies were included. In the approach by
thoracotomy, TENS associated with pharmacological analgesia reduced pain compared to the
placebo TENS associated with pharmacological analgesia (-1.29; CI95%: -1.94 to – 0.65). In
the approach by sternotomy, TENS associated with pharmacological analgesia also reduced
pain compared to the placebo TENS associated with pharmacological analgesia (-1.33;
95%CI: -1.89 to -0.77) and compared to pharmacological analgesia alone (-1.23; CI95%: -
1.79 to -0.67). There was no significant improvement in FVC (0.12 L; 95%CI: -0.27 to 0.51).
Conclusion: TENS associated with pharmacological analgesia provides pain relief compared
to the placebo TENS in postoperative thoracic surgery patients both approached by
thoracotomy and sternotomy. In the sternotomy it also provides more effective pain relief
compared to pharmacological analgesia alone
, but has no significant effect on pulmonary
function.
Key words: Transcutaneous electric nerve stimulation; thoracic surgery; review.
46
INTRODUÇÃO
Apesar da evolução tecnológica observada na medicina e na área cirúrgica de um
modo geral e, a utilização de métodos menos invasivos cada vez mais proeminentes, ainda é
grande o número de doenças que requerem intervenções com abordagem cirúrgica aberta. A
cirurgia torácica surgiu no final do século XIX e, progrediu rapidamente no século XX a
partir do aprimoramento da anestesia, do controle da infecção e da reposição sanguínea.
As cirurgias torácicas são divididas em dois tipos principais: pulmonares e cardíacas.
Nas pulmonares, a abordagem cirúrgica predominante é via toracotomia, já nas cardíacas a
esternotomia mediana é a incisão mais usada, sendo melhor para a exposição da região, porém
pode alterar significativamente a função pulmonar pela extensão da incisão e gerar
consequente instabilidade do tórax superior [3].
[1].
Esses procedimentos são acompanhados de métodos para controle da dor, os quais auxiliam
na recuperação e na qualidade de vida dos pacientes [2].
A dor tem sido apontada como uma das principais fontes de preocupação para os
pacientes no pós-operatório de cirurgia torácica, e sabe-se que o tipo de abordagem cirúrgica
gera diferentes níveis de dor [2]. Isso ocorre por várias causas tais como a incisão, a retração
dos tecidos, a utilização de drenos torácicos após a cirurgia, local dos drenos e pelo processo
inflamatório. Essa situação clínica pode colaborar com o aumento das complicações
pulmonares no pós-operatório tais como diminuição da força muscular respiratória, dos
volumes e capacidades pulmonares, bem como a redução da efetividade da tosse e aumento de
infecções, as quais interferem no quadro evolutivo do paciente e são consideradas as
principais causas de morbidade e mortalidade nesses casos [3, 4].
Existem divergências quanto à intensidade da dor em relação ao tipo de abordagem
cirúrgica. Em estudo realizado com pacientes que realizaram cirurgia cardíaca, foi observado
47
que a dor não se relacionou com o tipo de procedimento cirúrgico realizado (revascularização
miocárdica, troca valvar e ressecção valvar parcial com envolvimento da artéria torácica
interna, veia safena e colocação de válvulas metálicas) [3]. Mueller et al. [5], também não
encontraram diferença significativa nas características da dor quando comparadas diferentes
tipos de cirurgia, mesmo em procedimentos mais profundos. Porém, Benedetti et al. [2]
encontraram diferença nos níveis de dor de acordo com o tipo de abordagem cirúrgica,
demonstrando maior percepção de dor nas abordagens por toracotomia posterolateral.
Além da analgesia farmacológica, a eletroanalgesia tem sido proposta como um
tratamento auxiliar para o alívio da dor pós-operatória, com consequente melhora da mecânica
da caixa torácica e redução de possíveis complicações respiratórias nas cirurgias torácicas. A
estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS) é um recurso amplamente utilizado no
alívio sintomático da dor [6]. Dessa forma, a TENS pode ser utilizada na rotina pós-operatória
hospitalar como coadjuvante da analgesia convencional, pois além de ser não invasiva e não
farmacológica é confortável e, alguns estudos observaram menor necessidade do uso de
fármacos no controle da dor. [7].
Entretanto há divergência de resultados entre os estudos, Gregorini et al. [7]
demonstraram que a TENS é eficaz no controle da dor no PO de cirurgia cardíaca e
proporciona melhora da força muscular respiratória e aumento dos volumes e capacidades
pulmonares, já Stubbing & Jellicoe [8] demonstraram que a TENS não alterou o quadro de
dor dos pacientes pós-cirurgia torácica, gerando a necessidade de sistematização das
informações existentes.
Dessa forma, a existência de vários ensaios clínicos randomizados (ECRs) referentes a
aplicação da TENS associada ou não ao uso de fármacos no pós-operatório de cirurgia
torácica com abordagem por toracotomia e por esternotomia, a ausência de revisão sistemática
que englobe estudos com abordagem por esternotomia, e a ausência de metanálise, justificam
48
a realização de uma revisão sistemática recente sobre o assunto [9]. Assim, o objetivo desse
estudo foi avaliar os efeitos da TENS sobre a dor e a função pulmonar no pós-operatório de
cirurgia torácica (cardíaca ou pulmonar com abordagem por toracotomia posterolateral ou
esternotomia mediana) através de uma revisão sistemática e metanálise de ECRs.
MÉTODOS
O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Instituto de
Cardiologia do Rio Grande do Sul / Fundação Universitária de Cardiologia, número 4564-10,
e segue as recomendações propostas pela Colaboração Cochrane [10] e pelo Preferred
Reporting Items for Systematic Review and Meta-analyses: The PRISMA Statement [11].
Critérios de elegibilidade
Foram incluídos ECRs com pacientes que realizaram cirurgia torácica (cardíaca ou
pulmonar com abordagem por toracotomia posterolateral ou esternotomia mediana) e que
foram tratados no pós-operatório com TENS associado ou não à analgesia farmacológica vs.
TENS placebo (corrente elétrica inoperante) associado ou não à analgesia farmacológica ou,
TENS associado à analgesia farmacológica vs. analgesia farmacológica controlada. Os
desfechos incluídos foram: dor e função pulmonar representada pela capacidade vital forçada
(CVF). Foram adotados os seguintes critérios de exclusão: cirurgias que não fossem torácicas;
estudos com dados incompletos e estudos sem dados do grupo controle. Artigos que não
mostrassem os valores de CVF em litros (L) foram excluídos da metanálise.
Estratégia de busca
Foram pesquisados os seguintes bancos de dados eletrônicos (do início até agosto de
2011): MEDLINE (acessado via PubMed), Physiotherapy Evidence Database (PEDro),
49
Register of Controlled Trials (Cochrane CENTRAL), EMBASE e LILACS. Em adição, foi
realizada uma busca manual nas referências de estudos já publicados sobre o assunto. A busca
foi realizada em 29 de agosto de 2011 e compreendeu os seguintes termos em inglês:
“transcutaneous electric nerve stimulation”, “eletric stimulation”, “electric stimulation
therapy”, “thoracic surgery”, “thoracic surgery procedures”, “sternotomy”, “coronary artery
bypass surgery”, “myocardial revascularization”, “aortic surgery”, associados a uma lista
sensível de termos para busca de ECRs, elaborada por Robinson & Dickersin [12]; e seus
descritores em português: estimulação elétrica nervosa transcutânea, estimulação elétrica,
estimulação elétrica terapêutica, cirurgia cardíaca, procedimentos cirúrgicos cardíacos,
esternotomia, cirurgia de revascularização do miocárdio, correção aórtica, ensaio clínico
randomizado. A estratégia de busca completa utilizada para o PubMed pode ser observada na
Tabela 1. Não houve restrição de idioma na busca.
Seleção dos estudos e extração dos dados
Os títulos e resumos de todos os artigos identificados pela estratégia de busca foram
avaliados por dois revisores de forma independente. Todos os resumos que não forneceram
informações suficientes sobre os critérios de inclusão e exclusão, foram selecionados para a
avaliação dos textos completos. Nessa segunda fase, os mesmos revisores avaliaram
independentemente os artigos completos e fizeram suas seleções de acordo com os critérios de
elegibilidade pré-especificados. Discordâncias entre os revisores foram resolvidas por
consenso. O desfecho principal extraído foi dor, medida pela escala analógica visual (EVA).
O outro desfecho de interesse foi a CVF em L. Quando o estudo não apresentava todos os
dados necessários para a metanálise, o autor correspondente foi contatado para solicitação dos
dados faltantes.
50
Avaliação do risco de viés
A avaliação da qualidade metodológica foi realizada por dois investigadores de forma
independente e levou em consideração as seguintes características dos estudos incluídos:
geração da sequência de randomização, sigilo de alocação, cegamento, cegamento dos
avaliadores dos desfechos, análise por intenção de tratar e descrição das perdas e exclusões.
Estudos sem uma clara descrição dessas características foram considerados como não claros
ou que não reportavam as mesmas.
Análise dos dados
A metanálise foi realizada usando modelo de efeitos randômicos e as medidas de
efeito foram obtidas pelos valores pós-intervenção. Os estudos foram analisados
separadamente em relação à abordagem cirúrgica: estudos em que o procedimento cirúrgico
foi realizado com abordagem por toracotomia posteroletaral (análise 1) e estudos em que a
abordagem foi por esternotomia mediana (análise 2). Dentro dessas análises, foram realizadas
duas comparações: estudos que comparam TENS associada ou não à analgesia farmacológica
vs. TENS placebo associada ou não à analgesia farmacológica e, estudos que comparam
TENS associada a analgesia farmacológica vs. analgesia farmacológica controlada.
Considerou-se estatisticamente significativo um valor alfa = 0,05. A heterogeneidade
estatística do efeito do tratamento entre os estudos foi avaliada através do teste Q de Cochran
e através do teste de inconsistência (I2
As análises de sensibilidade foram conduzidas considerando as características dos
estudos incluídos, em que cálculos de metanálises foram refeitos, incluindo somente estudos
), em que valores acima de 25% e 50% foram
considerados como indicativo de moderada e alta heterogeneidade, respectivamente. Todas as
análises foram conduzidas usando o software Review Manager 5.1 (Colaboração Cochrane)
[10].
51
preenchendo determinados critérios como idade dos pacientes, tempo de intervenção e de
aplicação da TENS, associação da aplicação da TENS com analgesia farmacológica e doses
de analgesia farmacológica.
RESULTADOS
Descrição dos estudos
A busca inicial identificou 2.489 artigos, dos quais 31 estudos foram considerados
como potencialmente relevantes e recuperados para análise detalhada. Desses, 19 foram
considerados potencialmente relevantes. No entanto sete foram excluídos por não relatar os
desfechos de interesse [2, 8, 13] ou por falta de dados ou dados incompletos para a metanálise
[7, 14-16], restando 12 artigos que atenderam aos critérios de elegibilidade e foram incluídos
na metanálise, totalizando 620 pacientes. Destes, seis artigos realizaram cirurgia pulmonar
com abordagem por toracotomia posterolateral [17-22] e seis estudos realizaram cirurgia
cardíaca com abordagem por esternotomia mediana [4, 23-27]. A figura 1 mostra o
fluxograma dos estudos incluídos e a Tabela 2 resume as características desses estudos.
Risco de viés
Em relação aos seis estudos que realizaram cirurgia pulmonar com abordagem por
toracotomia posterolateral [17-22], 17% foram cegados e tiveram cegamento dos avaliadores
dos desfechos. Nenhum dos estudos apresentava descrição da geração da sequência aleatória,
alocação sigilosa, descrição das perdas e exclusões e, análise por intenção de tratar. Dentre os
seis estudos que realizaram cirurgia cardíaca com abordagem por esternotomia mediana [4,
23-27], 50% apresentavam descrição da geração de sequência aleatória adequada, 17%
apresentavam a alocação sigilosa, foram cegados e tiveram cegamento dos avaliadores dos
52
desfechos e, 33% descreveram as perdas e exclusões. Nenhum dos estudos realizou análise
por intenção de tratar (Tabela 3).
Efeitos das intervenções
Análise 1: Estudos que realizaram cirurgia pulmonar com abordagem por toracotomia
posterolateral:
Dor
Cinco estudos [17-19, 21, 22] realizaram cirurgia torácica pulmonar com abordagem
por toracotomia posterolateral e avaliaram a dor no pós-operatório. Desses, quatro artigos [17-
19, 22] compararam TENS associada à analgesia farmacológica vs. TENS placebo associada à
analgesia farmacológica. Nessa comparação, observou-se que a TENS proporcionou uma
redução significativa na dor comparada ao TENS placebo [-1,29; intervalo de confiança 95%
(IC 95%): -1,94 a -0,65, I2: 83%] (Figura 2). Devido à alta heterogeneidade estatística
observada, foi realizada uma análise de sensibilidade em relação ao tempo de intervenção,
onde foram analisados separadamente os estudos em que a TENS foi aplicada em uma única
sessão no primeiro dia de pós-operatório [17, 19] e os estudos em que a TENS foi aplicada
continuamente por 48h ou mais [18, 22]. Em ambas as situações foi observado que a TENS
promoveu uma redução significativa na dor comparado a TENS placebo [(-0,83; IC95%: -
1,19 a -0,47) e (-1,60; IC 95%: -1,66 a -1,54), respectivamente] com ausência de
heterogeneidade (I2: 0%) (Figura 2). Também foi realizada análise de sensibilidade em
relação à idade dos pacientes já que o estudo de Chandra et al. [17] apresentou idade média de
27 anos, o que difere dos demais estudos em que a idade média foi de 52 anos. Excluindo esse
estudo da análise observamos que a idade dos pacientes não alterou o resultado observado,
mas pode ter sido um dos fatores causadores da heterogeneidade estatística, pois com a
53
exclusão desse estudo observamos a ausência de heterogeneidade (-1,6; IC95%: -1,66 a -1,54,
I2
Ainda, um estudo [21] comparou TENS associada à analgesia farmacológica vs.
analgesia farmacológica controlada, onde se observou que o tratamento com a TENS
associado à analgesia farmacológica não foi mais eficaz na diminuição da dor (-0,5; IC95%: -
1,27 a 0,27) comparado à analgesia farmacológica controlada no pós-operatório de cirurgia
com abordagem por toracotomia posterolateral.
: 0%).
Capacidade vital forçada
Apenas um dos estudos incluídos nessa análise avaliou CVF em L e comparou a
aplicação da TENS associada à crioterapia vs. TENS placebo associada à crioterapia [20]. Foi
observado que a TENS promoveu um aumento não significativo na CVF de 0,20 L (IC95%: -
0,05 a 0,45) comparada a TENS placebo.
Análise 2: Estudos que realizaram cirurgia cardíaca com abordagem por esternotomia
mediana:
Dor
Seis estudos [4, 23-27] realizaram cirurgia torácica cardíaca com abordagem por
esternotomia mediana e avaliaram a dor no pós-operatório, sendo que cinco estudos [4, 24-27]
compararam TENS associada à analgesia farmacológica vs. TENS placebo associada à
analgesia farmacológica e um estudo [23] comparou TENS vs. TENS placebo sem associação
com analgesia farmacológica. Analisando todos os estudos em conjunto, observou-se que a
TENS proporcionou uma redução significativa na dor comparada a TENS placebo (-1,33;
IC95%: -1,89 a -0,77, I2: 58%). Excluindo da análise o estudo de Cipriano et al. [23] que não
associou a aplicação da TENS com a analgesia farmacológica não foi observada alteração no
54
resultado (-1,38; IC95%: -2,02 a -0,73). Foi realizada uma análise de sensibilidade em relação
ao tempo de intervenção, onde foram analisados separadamente os estudos em que a TENS
foi aplicada em uma única sessão no primeiro dia de pós-operatório [24, 25] sendo também
observada uma redução significativa na dor comparada a TENS placebo, com ausência de
heterogeneidade (-1,10; IC95%: -1,70 a -0,50). (Figura 3).
Dentre esses seis estudos, três estudos [4, 24, 27] possuíam um terceiro grupo que
realizou somente analgesia farmacológica controlada, sendo possível a comparação entre
TENS associada à analgesia farmacológica vs. analgesia farmacológica controlada. Nessa
análise foi observada que a TENS associada à analgesia farmacológica reduziu a dor
comparada a analgesia farmacológica controlada (-1,23; IC95%: -1,79 a -0,67, I2: 32%)
(Figura 4). Foi realizada uma análise de sensibilidade em relação ao tempo de intervenção,
onde foram analisados separadamente os estudos em que a TENS foi aplicada continuamente
no pós-operatório [4, 27], excluindo dessa forma o estudo de Emmiler et al. [24] sendo
observada também uma redução na dor comparando TENS vs. analgesia farmacológica
controlada (-1,54; IC95%: -2,16 a -0,92, I2
Não foi necessário realizar análise de sensibilidade em relação à idade dos pacientes,
pois todos os estudos incluídos tinham em média idade de 60 anos.
: 0%) (Figura 4).
Capacidade vital forçada
Dois estudos compararam TENS vs. TENS placebo em relação à CVF [23, 27]. Foi
observado que não houve diferença significativa entre as duas intervenções [0,12 L; IC95%: -
0,27 a 0,51; I2
A alta heterogeneidade observada pode ser explicada devido ao tempo em que a
intervenção foi aplicada e a associação com analgesia farmacológica. Observou-se que o
estudo de Cipriano et al. [23] aplicou a TENS somente no terceiro dia de pós-operatório e esta
: 80%] (Figura 5).
55
não foi em associação com a analgesia farmacológica. Excluindo esse estudo observou-se que
a TENS melhora a CVF se aplicada continuamente nas primeiras 24h de pós-operatório e se
for aplicada juntamente com a analgesia farmacológica (0,30 L; IC95%: 0,12 a 0,48).
Não foi possível realizar análises de sensibilidade em relação às doses de analgésicos e
a via utilizada para a administração, devido ao protocolo analgésico que foi utilizado no
período pós-operatório ser diferente entre os estudos incluídos, sendo assim de difícil
comparação, como pode ser observado na Tabela 2.
DISCUSSÃO
Sumário das evidências
Nesse estudo foi observado que a TENS associada à analgesia farmacológica
promoveu mais alívio da dor do que comparada a TENS placebo em pacientes em pós-
operatório de cirurgia torácica
tanto na abordagem por toracotomia quanto por esternotomia.
Na esternotomia também se mostrou mais efetiva que a analgesia farmacológica controlada
no alívio da dor, porém sem efeito significativo na função pulmonar.
Pontos fortes e limitações da revisão
Esse estudo possui vários pontos metodológicos fortes como: formulação de uma
questão de pesquisa específica, realização de uma busca bibliográfica sensível, abrangente e
sistemática, com critérios de elegibilidade explícitos e reprodutíveis, sem restrição de idioma,
realizada por dois revisores independentemente; seleção dos estudos, extração dos dados e
análise da qualidade metodológica dos artigos incluídos realizada também por dois revisores
independentes; e emprego de metanálise, aumentando o poder da evidência do estudo, indo de
encontro das revisões sistemáticas anteriores.
56
Foi observado que os ECRs incluídos foram metodologicamente limitados, pois
nenhum apresentava de forma completa os itens observados na avaliação do risco de viés.
Além disso, as doses de analgésicos e a via utilizada para a administração dos mesmos no
período pós-operatório foi diferente entre os estudos incluídos, o que pode gerar diferenças
nos resultados encontrados no alívio da dor. Devido a essas diferenças metodológicas, aos
poucos estudos e ao pequeno número pacientes incluídos, as análises de sensibilidade em
relação às medicações analgésicas foram prejudicadas. Apesar disso, esse trabalho
demonstrou o papel benéfico d
Ainda, os estudos incluídos na revisão sistemática incluíam diferentes tipos de
procedimentos cirúrgicos o que pode provocar diferentes mecanismos de lesão e
consequentemente pode interferir na percepção da dor pós-operatória. Porém, em estudos
realizados com pacientes que realizaram cirurgias cardíacas foi demonstrado que não há uma
relação entre a dor e o tipo de procedimento cirúrgico [3, 5]. Por isso, as metanálises foram
realizadas separadamente em relação à abordagem cirúrgica (toracotomia ou esternotomia) já
que essa pode produzir diferentes níveis de dor [2], independente do tipo de procedimento
cirúrgico.
a TENS na redução da dor quando associada à analgesia
farmacológica, pois nos estudos incluídos existia um grupo controle que recebeu a mesma
analgesia do grupo intervenção, diferindo apenas na intervenção recebida.
Foi demonstrado que a TENS associada à analgesia farmacológica comparada a TENS
placebo associada à analgesia farmacológica promove maior redução na dor após a cirurgia
torácica, tanto nas cirurgias pulmonares com abordagem por toracotomia posterolateral
quanto nas cirurgias cardíacas com abordagem por esternotomia mediana. Isso vai ao
encontro do estudo de Freynet & Falcoz [9], que demonstraram o benefício adicional da
TENS no alívio da dor quando associada à analgesia farmacológica pós toracotomia. Vários
estudos já demonstraram que a TENS atua no alivio da dor principalmente por dois
57
mecanismos de ação: a modulação da entrada de sinais nociceptivos no corno dorsal da
medula espinhal via estimulação periférica de grandes fibras nervosas mielinizadas tipo A e, a
liberação de opióides endógenos que possuem efeito analgésico. Esses dois mecanismos
entram em ação durante a aplicação da TENS e seu efeito permanece mesmo depois de
terminada a aplicação [24]. Nas cirurgias torácicas a TENS pode ser aplicada em dermátomos
apropriados relacionados à área da incisão, proporcionando efeito diretamente sobre o local de
origem da dor, o que pode amplificar os efeitos analgésicos observados.
Nessa revisão sistemática, a TENS associada à analgesia farmacológica comparada a
TENS placebo não produziu alteração na CVF após esternotomia mediana. No entanto, foi
observada uma melhora da função pulmonar quando a TENS foi aplicada imediatamente no
primeiro dia de pós-operatório.
Essa melhora na CVF pode estar relacionada com o efeito da
redução na dor observada após a aplicação da TENS bem como a possível melhora na
mecânica respiratória e na ventilação pulmonar, o que pode reduzir as complicações
respiratórias no período pós-operatório de cirurgia torácica [7].
Comparações com outras revisões
Freynet & Falcoz [9] também realizaram uma revisão sistemática sobre esse assunto.
Porém, esse trabalho incluiu somente nove ECRs que aplicaram a TENS no pós-operatório
apenas de toracotomia, enquanto a presente revisão incluiu 12 artigos que aplicaram a TENS
no pós-operatório de cirurgias torácicas, tanto com abordagem por toracotomia quanto por
esternotomia. Além disso, os referidos autores limitaram a busca para artigos em inglês,
enquanto a revisão atual não apresentou limitação de idioma. A revisão atual apresenta
também como vantagem a realização de metanálise, aumentando o poder da evidência gerada.
Além disso as metanálises realizadas levaram em consideração o tipo de abordagem cirúrgica
utilizada nos estudos incluídos. Essa análise quantitativa dos dados não foi realizada pelos
58
referidos autores. Por esses motivos, alguns estudos incluídos na revisão de Freynet & Falcoz
[9] foram excluídos da atual revisão, ou por não preencherem os critérios de elegibilidade ou
por possuírem dados incompletos impedindo as análises estatísticas.
Outro ponto positivo do
presente estudo foi a revisão por dois investigadores independentes em todas as fases da
pesquisa, além de apresentar a avaliação do risco de viés dos estudos incluídos. Portanto,
nosso estudo gera um nível de evidência maior em relação às evidências já existentes e uma
evidência atualizada com busca na literatura realizada até agosto de 2011 em contraste com a
busca realizada pelos outros autores que foi até maio de 2009.
CONCLUSÃO
Através dessa revisão sistemática e metanálise de ECRs podemos concluir que a
TENS proporciona efeito adicional à analgesia farmacológica, pois promoveu maior alívio da
dor quando comparada a TENS placebo em pacientes em pós-operatório de cirurgia torácica
tanto na abordagem por toracotomia quanto por esternotomia. Na esternotomia, também se
mostrou mais efetiva que a analgesia farmacológica controlada no alívio da dor, porém sem
efeito significativo na função pulmonar. A TENS pode ser recomendada como tratamento
adicional para alivio da dor em cirurgias torácicas. Porém, devido à baixa qualidade
metodológica e ao pequeno número amostral dos estudos incluídos, faz-se necessários novos
ECRs com maior número de pacientes e maior rigor metodológico para ampliação do poder
da informação.
AGRADECIMENTOS
Este trabalho recebeu suporte parcial do Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior (CAPES).
59
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16. Navarathnam RG, Wang IY, Thomas D, Klineberg PL. Evaluation of the
transcutaneous electrical nerve stimulator for postoperative analgesia following cardiac
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17. Chandra A, Banavaliker JN, Das PK, Hasti S. Use of transcutaneous electrical nerve
stimulation as an adjunctive to epidural analgesia in the management of acute thoracotomy
pain. Indian J Anaesth 2010 Mar;54(2):116-20.
18. Erdogan M, Erdogan A, Erbil N, Karakaya HK, Demircan A. Prospective,
Randomized, Placebo-controlled Study of the Effect of TENS on postthoracotomy pain and
pulmonary function. World J Surg 2005 Dec;29(12):1563-70.
19. Liu YC, Liao WS, Lien IN. Effect of transcutaneous electrical nerve stimulation for
post-thoracotomic pain. Taiwan Yi Xue Hui Za Zhi 1985 Jul;84(7):801-9.
61
20. Rooney SM, Jain S, McCormack P, Bains MS, Martini N, Goldiner PL. A comparison
of pulmonary function tests for postthoracotomy pain using cryoanalgesia and transcutaneous
nerve stimulation. Ann Thorac Surg 1986 Feb;41(2):204-7.
21. Solak O, Turna A, Pekcolaklar A, Metin M, Sayar A, Gurses A. Transcutaneous
electric nerve stimulation for the treatment of postthoracotomy pain: a randomized
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22. Warfield CA, Stein JM, Frank HA. The effect of transcutaneous electrical nerve
stimulation on pain after thoracotomy. Ann Thorac Surg 1985 May;39(5):462-5.
23. Cipriano G, Jr., de Camargo Carvalho AC, Bernardelli GF, Tayar Peres PA. Short-
term transcutaneous electrical nerve stimulation after cardiac surgery: effect on pain,
pulmonary function and electrical muscle activity. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2008
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24. Emmiler M, Solak O, Kocogullari C, Dundar U, Ayva E, Ela Y, et al. Control of acute
postoperative pain by transcutaneous electrical nerve stimulation after open cardiac
operations: a randomized placebo-controlled prospective study. Heart Surg Forum
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25. Ferraz FS, Moreira CMC. Eletroanalgesia com utilização de TENS no pós-operatório
de cirurgia cardíaca. Fisioterapia em Movimento 2009;22(1):133-9.
26. Luchesa CA, Greca FH, Guarita-Souza LC, dos Santos JL, Aquim EE. The role of
electroanalgesia in patients undergoing coronary artery bypass surgery. Rev Bras Cir
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27. Solak O, Emmiler M, Ela Y, Dundar U, Kocoiullari CU, Eren N, et al. Comparison of
continuous and intermittent transcutaneous electrical nerve stimulation in postoperative pain
management after coronary artery bypass grafting: a randomized, placebo-controlled
prospective study. Heart Surg Forum 2009 Oct;12(5):E266-71.
62
LEGENDAS DAS FIGURAS
Figura 1 - Fluxograma dos estudos incluídos na revisão. ECR - ensaio clínico randomizado;
TENS - estimulação elétrica nervosa transcutânea.
Figura 2 – Análise da dor referente aos estudos que realizaram cirurgia com abordagem por
toracotomia posterolateral - Comparação da TENS + analgesia vs. TENS placebo + analgesia.
Figura 3 - Análise da dor referente aos estudos que realizaram cirurgia com abordagem por
esternotomia mediana - Comparação da TENS vs. TENS placebo.
Figura 4 - Análise da dor referente aos estudos que realizaram cirurgia com abordagem por
esternotomia mediana - Comparação da TENS + analgesia farmacológica vs. analgesia
farmacológica controlada.
Figura 5 - Análise da capacidade vital forçada referente aos estudos que realizaram cirurgia
com abordagem por esternotomia mediana - Comparação da TENS vs. TENS placebo.
63
TABELAS
Tabela 1. Estratégia de busca utilizada no PubMed
#1 "Electric Stimulation"[Mesh] OR (Electrical Stimulation) OR (Electrical
Stimulations) OR (Stimulation, Electrical) OR (Stimulations, Electrical) OR
(Stimulation, Electric) OR (Electric Stimulations) OR (Stimulations, Electric)
#2 "Transcutaneous Electric Nerve Stimulation"[Mesh] OR (Electrical Stimulation,
Transcutaneous) OR (Stimulation, Transcutaneous Electrical) OR
(Transcutaneous Electrical Stimulation) OR (Percutaneous Electric Nerve
Stimulation) OR (Percutaneous Electrical Nerve Stimulation) OR (Transdermal
Electrostimulation) OR (Electrostimulation, Transdermal) OR (Transcutaneous
Electrical Nerve Stimulation) OR (Transcutaneous Nerve Stimulation) OR (Nerve
Stimulation, Transcutaneous) OR (Stimulation, Transcutaneous Nerve) OR
(Electric Stimulation, Transcutaneous) OR (Stimulation, Transcutaneous Electric)
OR (Transcutaneous Electric Stimulation) OR (TENS) OR (Electroanalgesia) OR
(Analgesic Cutaneous Electrostimulation) OR (Cutaneous Electrostimulation,
Analgesic) OR (Electrostimulation, Analgesic Cutaneous)
#3 "Electric Stimulation Therapy"[Mesh] OR (Therapeutic Electric Stimulation) OR
(Electric Stimulation, Therapeutic) OR (Stimulation, Therapeutic Electric) OR
(Therapy, Electric Stimulation) OR (Stimulation Therapy, Electric) OR
(Electrotherapy)
#4 #1 OR #2 OR #3
#5 "Thoracic Surgery"[Mesh] OR (Surgery, Thoracic) OR (Surgery, Cardiac) OR
(Surgery, Heart) OR (Heart Surgery) OR (Cardiac Surgery)
#6 "Thoracic Surgical Procedures"[Mesh] OR (Procedures, Thoracic Surgical) OR
(Surgical Procedures, Thoracic) OR (Thoracic Surgical Procedure) OR
64
(Procedure, Thoracic Surgical) OR (Surgical Procedure, Thoracic)
#7 "Sternotomy"[Mesh] OR (Sternotomies) OR (Median Sternotomy) OR (Median
Sternotomies) OR (Sternotomies, Median) OR (Sternotomy, Median)
#8 "Coronary Artery Bypass"[Mesh] OR "Coronary Artery Bypass Grafting" OR
"Coronary Artery Bypass Surgery" OR "Bypass, Coronary Artery" OR "Artery
Bypass, Coronary" OR "Artery Bypasses, Coronary" OR "Bypasses, Coronary
Artery" OR "Coronary Artery Bypasses" OR "Aortocoronary Bypass" OR
"Aortocoronary Bypasses" OR "Bypass, Aortocoronary" OR "Bypasses,
Aortocoronary" OR "Bypass Surgery, Coronary Artery"
#9 "Myocardial Revascularization"[Mesh] OR "Myocardial Revascularizations" OR
"Revascularization, Myocardial" OR "Revascularizations, Myocardial" OR
"Internal Mammary Artery Implantation"
#10 “Aortic surgery”
#11 #5 OR #6 OR #7 OR #8 OR #9 OR #10
#12 (randomized controlled trial[pt] OR controlled clinical trial[pt] OR randomized
controlled trials[mh] OR random allocation[mh] OR double-blind method[mh]
OR single-blind method[mh] OR clinical trial[pt] OR clinical trials[mh] OR
("clinical trial"[tw]) OR ((singl*[tw] OR doubl*[tw] OR trebl*[tw] OR
tripl*[tw]) AND (mask*[tw] OR blind*[tw])) OR ("latin square"[tw]) OR
placebos[mh] OR placebo*[tw] OR random*[tw] OR research design[mh:noexp]
OR follow-up studies[mh] OR prospective studies[mh] OR cross-over
studies[mh] OR control*[tw] OR prospectiv*[tw] OR volunteer*[tw]) NOT
(animal[mh] NOT human[mh])
#13 #4 AND #11 AND #12
65
Tabela 2. Características dos estudos incluídos
Estudo,
ano
Tipo de
intervenção
Tipo de cirurgia Pacientes
(n)
Idade
(média ± DP
ou amplitude)
Analgesia Parâmetros e tempos de
intervenção
Estudos que realizaram cirurgia pulmonar com abordagem por toracotomia posterolateral
Liu et al.,
1985
TENS +
analgesia
farmacológica
vs. TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
Lobectomia,
pneumonectomia,
segmentectomia,
extinção de tumor,
drenagem de
empiema,
piloroplastia,
jejunostomia,
esofagogastrostomia
sucção de líquido
15 / 15 51,7 / 52,7 NI 1-TENS: F = 1,5-150 pps, T = 100
µs, intensidade = 0-10 mA;
iniciado imediatamente no PO;
tempo de intervenção = 1 sessão
contínua de 20 min.
2-TENS placebo: F e intensidade
= 2; tempo de intervenção = idem
grupo TENS.
- 2 eletrodos foram posicionados
na área mais dolorosa da incisão.
66
após irrigação
Warfield et
al., 1985
TENS +
analgesia
farmacológica
vs. TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
Toracotomia
posterolateral para
ressecção pulmonar
12 / 12 NI As doses de
analgésicos não foram
padronizadas em
ambos os grupos pois
muitos pacientes
permaneceram
entubados durante o
estudo. A maioria dos
narcóticos
administrados nas 48h
foram registrados.
Narcóticos além da
morfina foram
convertidos em
1-TENS: F = 3, T = 5, amplitude =
7; iniciado nas primeiras 24h de
PO e aplicado continuamente até
48h de PO; tempo de intervenção
= contínuo por 48h.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
- 2 eletrodos colocados em ambos
os lados da incisão,
aproximadamente 2 cm da linha de
sutura.
67
equivalentes de
morfina.
Ronney et
al., 1986
TENS +
crioterapia vs.
TENS
placebo +
crioterapia
Toracotomia 25 / 25 NI A anestesia em todos
os pacientes foi com
óxido nítrico e oxigênio
complementado por
fentanil ou enflurano.
A medicação para a dor
foi dada quando
necessária para todos
os pacientes por
cuidados padrões no
PO.
1-TENS: F = 80 Hz e T = 150 µs;
iniciado nas primeiras 24h de PO.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
- eletrodos colocados 2 cm da
incisão cirúrgica.
Erdogan et
al., 2005
TENS +
analgesia
Lobectomia,
bilobectomia,
60 / 56 55,6 ± 11,9 /
52,9 ± 11,5
Após a cirurgia foi
utilizada analgesia
1-TENS: F = 100 Hz, T= 100 µs e
intensidade abaixo do limiar
68
farmacológica
vs. TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
pneumonectomia,
segmentectomia,
decorticação
padronizada com
diclofenaco sódico 75
mg/dia (durante 3 dias
pós-operatório) e
petidina HCl 20 mg/dia
(tempo de extubação).
Além disso, em ambos
os grupos, foi utilizado
petidina HCl (máximo
1 mg/kg/dia), sempre
quando solicitado mais
analgesia.
motor; iniciado nas primeiras 24h
de PO e aplicado continuamente
até 48h de PO; após foi aplicado
por 20 min com intervalo de 3h
por 3 dias.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
- 4 eletrodos colocados 2 cm
abaixo e 2 cm acima da linha de
incisão.
Chandra et
al., 2010
TENS +
analgesia
farmacológica
Toracotomia para
decorticação
30 / 30 25,1 ± 7,3 /
28,7 ± 7,5
Foi adotada uma
técnica padrão de
anestesia para todos os
1-TENS: F = 80 Hz; iniciado
imediatamente no PO; tempo de
intervenção = 1 sessão contínua de
69
vs. TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
pacientes. Os pacientes
em ambos os grupos
receberam analgesia
epidural com 10 ml de
bupivacaína a 0,125% a
cada 2 horas de
intervalo.
45 min.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
- 2 eletrodos colocados em ambos
os lados da incisão,
aproximadamente 3-4 cm da linha
de sutura.
Solak et al.,
2007
TENS +
analgesia
farmacológica
vs. analgesia
farmacológica
controlada
Lobectomia,
bilobectomia,
pneumonectomia,
entre outras
20 / 20 47,3 ± 11,7 /
53,7 ± 12,6
Metamizol foi
administrado para
ambos os grupos
através de uma via
intramuscular na dose
de 500 mg para cada
administração, quando
1-TENS: F = 3 Hz, T= 100 µs,
intensidade = 12 mA; iniciado 4 h
após a cirurgia e foi continuada
durante 10 dias de PO; tempo de
intervenção: 1 sessão diária de 30
min durante 10 dias.
2-Controle: analgesia controlada
70
o paciente referia dor
forte.
somente - administração de
morfina intra-venosa (5 mg bolus
de morfina intravenosa em
primeiro lugar, seguido por
1.2mg/h).
- 4 eletrodos colocados 2 cm
abaixo e 2 cm acima da linha de
incisão.
Estudos que realizaram cirurgia cardíaca com abordagem por esternotomia mediana
Forster et
al., 1994
TENS +
analgesia
farmacológica
vs. TENS
placebo +
analgesia
Cirurgia cardíaca
(revascularização
do miocárdio)
15 / 15 /
15
58,7 ± 8,1 /
61,7 ± 6,6 /
54,7 ± 8
Todos os pacientes
receberam morfina por
via intravenosa (doses
de 2-4 mg/15 min) ou
intramuscular (2-10 mg
/ 3-4 h) no primeiro e
1-TENS: F = 278 pps e T = 60 µs;
iniciado nas primeiras 24h de PO e
aplicado continuamente até 72h de
PO; tempo de intervenção =
contínuo por 72h.
2-TENS placebo: corrente
71
farmacológica
vs. analgesia
farmacológica
controlada
segundo dias PO e
foram prescritos
paracetamol com 30
mg de codeína (um a
dois comprimidos a
cada 3-4 h) no segundo
dia. Os medicamentos
narcótios no PO foram
fornecidos como
julgado pela equipe
médica,
independentemente do
grupo do paciente.
Narcóticos além da
morfina foram
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
3- Controle: analgesia controlada
somente.
- 2 eletrodos colocados em ambos
os lados da incisão,
aproximadamente 2 cm da linha de
sutura e 2 eletrodos colocados em
ambos os lados dos processos
espinhosos da área para-vertebral
de T1 a T5.
72
convertidos em
equivalentes de
morfina.
Cipriano et
al., 2008
TENS vs.
TENS
placebo
Cirurgia cardíaca
(revascularização
do miocárdio,
reparo valvar e
cirurgia aórtica)
23 / 22 44-77 / 41-75 O tratamento em ambos
os grupos foi aplicado
no 3º dia de PO após os
pacientes
permanecerem pelo
menos 8 h sem
analgesia
farmacológica
1-TENS: F = 80 Hz e T = 150 µs;
realizado no 3º dia de PO sem
associação com analgesia
farmacológica; tempo de
intervenção = 1 sessão contínua de
240 min.
2-TENS placebo: 350 µs a 330 µs;
tempo de intervenção = 2,37 min
de tratamento ativo.
- 2 eletrodos colocados na região
subclavicular em ambos os lados
da incisão, aproximadamente 2–3
73
cm da linha de sutura.
Emmiler et
al., 2008
TENS +
analgesia
farmacológica
vs.
TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
vs.
analgesia
farmacológica
controlada
Cirurgia cardíaca
(revascularização
do miocárdio e
reparo valvar)
20 / 20 /
20
59,3 ± 10,0 /
63,9 ± 8,9 /
61,2 ± 10,1
Os pacientes poderiam
solicitar mais analgesia
se necessário durante as
primeiras 24h após a
cirurgia, e as drogas
foram administradas a
cada pedido (petidina
HCL 0.2 mg/kg
intravenosa e
metamizol 1 g
intravenosamente). A
petidina foi
administrada para os
pacientes em que a dor
1-TENS: F = 100 Hz e T = 200 µs;
iniciado nas primeiras 24h de PO;
tempo de intervenção = 2 sessões
no mesmo dia de 1 h cada,
separadas por 1 h de intervalo.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
3- Controle: analgesia controlada
somente.
- 2 eletrodos colocados em um
lado da incisão e outros 2
colocados no outro lado,
posicionados a 1 cm da linha de
74
não era controlada com
metamizol.
sutura.
Ferraz &
Moreira,
2009
TENS +
analgesia
farmacológica
vs.
TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
Cirurgia Cardíaca
(revascularização
miocárdica, trocas
valvares e correção
de comunicação
interatrial)
10 / 10 60,9 ± 18,0 /
51,3 ± 13,4
A medicação
analgésica utilizada
para ambos os grupos
foi dipirona sódica e
cloridrato de tramadol.
1-TENS: F = 110 Hz e T = 50 µs;
iniciado imediatamente no PO;
tempo de intervenção = 1 sessão
continua de 20 min.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
- 4 eletrodos fixados de forma
peri-incisional em técnica bipolar
cruzada na região do tórax.
Luchesa et
al., 2009
TENS +
analgesia
farmacológica
Cirurgia cardíaca
(revascularização
do miocárdio com
15 / 15 61,7 ± 9,5* Todos os pacientes
estudados foram
submetidos a analgesia
1-TENS: F = 80 Hz e T = 125 µs;
iniciado nas primeiras 24h de PO e
aplicado até o 5º dia de PO; tempo
75
vs.
TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
circulação
extracorpórea e
parada cardíaca)
medicamentosa
segundo o protocolo de
analgesia da equipe
cirúrgica que realizou a
operação de
revascularização do
miocárdio.
de intervenção = 2 sessões diárias
de 50 min.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= igual ao grupo TENS.
- 2 eletrodos foram fixado 3 cm
abaixo da articulação
esternoclavicular e a 3 cm da
incisão torácica; e outros 2
eletrodos fixados 2 cm acima do
processo xifóide do
esterno e a 3 cm da incisão
torácica.
Solak et al.,
2009
TENS +
analgesia
Cirurgia cardíaca
(revascularização
25 / 25 /
25
64,5 ± 6,9 /
65 ± 6,4 /
Metamizol (500 mg
intramuscular) foi
1-TENS contínuo: F = 100 Hz e T
= 100 µs; usado continuamente
76
farmacológica
vs.
TENS
placebo +
analgesia
farmacológica
vs.
analgesia
farmacológica
controlada
do miocárdio com
artéria mamária
interna esquerda ou
veia safena)
64,9 ± 7,3 administrado para
todos os pacientes em
todos os grupos durante
as primeiras 24h após a
cirurgia.
nas primeiras 24h de PO; tempo
de intervenção = contínuo por 24h.
2-TENS placebo: corrente
inoperante; tempo de intervenção
= idem grupo TENS.
3- Controle: analgesia controlada
somente: solução padronizada de
sulfato de morfina (1 mg/mL).
- 2 eletrodos colocados em um
lado da incisão e outros 2
colocados no outro lado,
posicionados a 1 cm da linha de
sutura.
77
* Estudos não informam separadamente a média ± DP da idade e número de pacientes do sexo masculino para TENS versus grupo controle. /
TENS versus grupo controle. DP - desvio padrão; F - frequência de estimulação; T – Tempo do pulso; NI - não informado; PO - pós-operatório;
TENS - estimulação elétrica nervosa transcutânea; CVF – capacidade vital forçada.
78
Tabela 3. Avaliação do risco de viés
Estudo, ano Geração da
sequência
aleatória
Alocação
sigilosa Cegamento
Cegamento
avaliadores dos
desfechos
Descrição de
perdas e exclusões
Análise por
Intenção de
Tratar
Estudos que realizaram cirurgia pulmonar com abordagem por toracotomia posterolateral
Liu et al., 1985 Não informado Não informado Não informado Não informado Não informado Não informado
Ronney et al., 1986 Não informado Não informado Não informado Não informado Não Não informado
Warfield et al., 1985 Não informado Não informado Não informado Não informado Não Não informado
Erdogan et al., 2005 Não informado Não informado Sim Sim Não Não informado
Solak et al., 2007 Não informado Não informado Não informado Não informado Não Não informado
Chandra et al., 2010 Não informado Não informado Não informado Não informado Não Não informado
Estudos que realizaram cirurgia cardíaca com abordagem por esternotomia mediana
Forster et al., 1994 Não informado Não informado Não informado Não informado Sim Não informado
Cipriano et al., 2008 Não informado Não informado Não informado Não informado Não Não informado
Emmiler et al., 2008 Sim Não informado Não informado Não informado Não Não
79
Ferraz & Moreira, 2009 Sim Sim Não informado Não informado Não informado Não informado
Luchesa et al., 2009 Não informado Não informado Sim Sim Sim Não
Solak et al., 2009 Sim Não informado Não informado Não informado Não informado Não informado
80
FIGURAS
Figura 1.
81
Figura 2.
82
Figura 3.
83
Figura 4.
84
Figura 5.
85
6 ARTIGO 2
Este artigo foi submetido para publicação na Revista Arquivos Brasileiros de
Cardiologia
Inspiratory muscle training in patients with heart failure: meta-analysis of
randomized trials
Autores: Graciele Sbruzzi, Rodrigo Della Méa Plentz, Rodrigo Antonini Ribeiro,
Janaína Barcellos Ferreira, Pedro Dall’Ago
Título: Treinamento inspiratório em pacientes com insuficiência cardíaca: metanálise
de ensaios randomizados
Short title: Inspiratory muscle training in heart failure
Título resumido: Treinamento inspiratório na insuficiência cardíaca
Key words: Heart failure; breathing exercises; review
Palavras-chave: Insuficiência cardíaca; exercícios respiratórios; revisão
86
Abstract
Background: Patients with chronic heart failure (CHF) have lower inspiratory muscle
strength and endurance which may contribute to exercise intolerance. Inspiratory
muscle training (IMT) can have beneficial effects on these patients.
Objective: To systematically review the effects of IMT compared to control groups
(placebo-IMT or another intervention) in patients with CHF.
Methods: A search of databases (MEDLINE, Cochrane CENTRAL and PEDro) and
references of published studies, from 1960 to 2011, was conducted. Randomized trials
comparing IMT to control groups in the treatment of patients with CHF were included.
Main analysis used a random-effects model. The GRADE approach was used to
determine the quality of evidence for each outcome.
Results: Of 119 articles identified, 7 studies were included. IMT increased the distance
walked in the six-minute walk test (6-MWT) [69 m (95% CI: 7.21 to 130.79)] and
maximal static inspiratory pressure (PImax) [23.36 cmH20 (95% CI: 11.71 to 35.02)]
compared to control groups (low evidence). However, IMT provides a non-significant
gain in peak oxygen consumption (peak VO2) [1.98 ml/kg/min-1 (95% CI: -0.67 to
4.62)] compared to control groups (very low evidence).
Conclusions: Treatment with IMT improves distance walked in the 6-MWT and PImax
when compared to control groups. Hence, IMT improves functional capacity and
inspiratory muscle strength and may be an additional intervention to treat patients with
CHF, but the results should be interpreted with caution and large-scale and high quality
studies are needed to clarify the potential benefit of the IMT in these population.
87
Resumo
Introdução: Pacientes com insuficiência cardíaca crônica (ICC) possuem menor força e
resistência muscular inspiratória o que podem contribuir para a intolerância ao
exercício. O treinamento muscular inspiratório (TMI) tem demonstrado efeitos
benéficos nestes pacientes. Objetivo: Revisar sistematicamente os efeitos do TMI
comparado a grupo controle (TMI placebo ou outra intervenção) em pacientes com ICC.
Métodos: A busca incluiu as bases MEDLINE, PEDro e Cochrane CENTRAL, além de
referências de estudos publicados, de 1960 a 2011. Ensaios randomizados comparando
TMI e grupo controle no tratamento de pacientes com ICC foram incluídos. Para as
análises utilizou-se modelo de efeitos randômicos. O GRADE foi utilizado para
determinar a qualidade da evidência para cada desfecho. Resultados: Dos 119 artigos
identificados, 7 estudos foram incluídos. O TMI aumentou a distância percorrida no
teste de caminhada de seis minutos (TC6) [69 m (IC95%: 7,21 a 130,79)] e a pressão
inspiratória máxima (PImax) [23,36 cmH20 (IC95%: 11,71 a 35,02)] comparado aos
grupos controles (evidência baixa). Entretanto, o TMI promoveu um ganho não
significativo no consumo máximo de oxigênio (VO2 pico) [1,98 ml/kg/min-1 (IC95%: -
0,67 a 4,62)] comparado aos grupos controles (evidência muito baixa). Conclusões:
Tratamento com TMI melhora a distância percorrida no TC6 e a PImax quando
comparado a grupos controles. Assim, TMI melhora capacidade funcional e força
muscular inspiratória, e pode ser uma ferramenta adicional para tratar pacientes com
ICC, mas os resultados devem ser interpretados com cuidado e estudos com maior
amostra e qualidade são necessários para aumentar o poder da evidência sobre o
benefício do TMI nessa população.
88
Background
There are multiple reasons for the profound reduction of aerobic capacity in
patients with chronic heart failure (CHF) and they involve the cardiovascular, skeletal
muscle and respiratory systems. Patients with CHF may present abnormalities in
respiratory muscle function, such as reduced endurance and strength, diaphragm fiber I
atrophy1 and increased deoxygenation during exercises.2 Moreover, the physical activity
of most patients with CHF is limited by fatigue and dyspnea, and it has been suggested
that respiratory muscle weakness and deconditioning may be involved in the increased
effort required to breathe during exercise hyperpnea.3, 4 In addition, these abnormalities
may have important implications for exercise capacity, quality of life as well as in their
poor prognosis.5, 6
Although the vast majority of research into CHF has focused on
pharmacological or electrical therapies,7 programs involving inspiratory muscle training
(IMT) are increasingly propagated as a potential strategy for further improving
outcomes in CHF patients.6 IMT can reduce symptoms such as dyspnea and inspiratory
muscle fatigue, through effects on the respiratory and cardiovascular systems. Despite
this, IMT is not widely used as a nonpharmacologic modality of treatment in patients
with CHF and inspiratory muscle weakness, perhaps because few data are available
regarding its effect on functional capacity.6, 8
Randomized controlled trials (RCTs) have focused on the effects of IMT on
inspiratory muscle strength and endurance, which leads to improvement in peak oxygen
consumption, quality of life and dyspnea.8-14 However, the sample sizes of studies
comparing these benefits to those obtained with a control group in these patients have
been small.
89
Systematic review with meta-analysis of RCTs can provide more reliable
estimates of treatment effectiveness than individual trials because they have greater
statistical power. Therefore, we report a meta-analysis of RCTs comparing IMT to
control groups (placebo-IMT or another intervention) in patients with CHF.
Accordingly, the aim of the study was to estimate the effects of IMT on functional
capacity evaluated by peak oxygen consumption (peak VO2) and the 6-minute walk test
(6-MWT) and maximal static inspiratory pressure (PImax) by gathering all available
evidence.
Methods
Eligibility criteria
We included RCTs assessing IMT in the treatment of CHF patients with New
York Heart Association (NYHA) functional class I, II or III. We included studies that
compared IMT to control groups [placebo-IMT (the same regimen as the IMT group,
except that the treatment was performed with a lower inspiratory load or with no
inspiratory load) or any other intervention] and that evaluated the following outcomes:
peak VO2, distance walked in the 6-MWT and/or PImax. Exclusion criteria were the
following: (1) lack of a reliable definition of what was considered CHF; (2) absence of
IMT with inspiratory load; (3) follow-up shorter than 6 weeks; (4) lack of control group
data description.
Search strategy and study selection
We independently searched, in duplicate, the following electronic databases
(from 1960 to July 2011): MEDLINE (accessed by PubMed), Physiotherapy Evidence
90
Database (PEDro) and the Cochrane Central Register of Controlled Trials (Cochrane
CENTRAL).15 In addition, we searched the bibliographies of published 6, 16 and
unpublished studies. The search was performed in July 2011 and comprised the
following terms: “breathing exercises”, “inspiratory muscle training”, “respiratory
muscle training”, “heart failure”, “congestive heart failure”, “heart ventricles”,
“congestive cardiomyopathy”, “ventricular dysfunction” combined with a high
sensitivity combination of words used in the search for randomized clinical trials.17
There were no language or publication status restrictions. The complete search strategy
used for the MEDLINE database is shown in Appendix A.18 Details for the other
strategies used are available on request.
Titles and abstracts of all articles identified by the search strategy were
independently evaluated by two investigators (G.S. and J.B.F.), in duplicate. All
abstracts that did not provide sufficient information regarding the inclusion and
exclusion criteria were selected for full-text evaluation. In the second phase, the same
reviewers independently evaluated the full-text articles and made their selection in
accordance with the eligibility criteria. Disagreements between reviewers were solved
by consensus.
Data extraction
Using standardized forms, the same two reviewers independently conducted data
extraction with regard to the methodological characteristics of the studies, interventions
and outcomes; disagreements were also solved by consensus. The main outcome
extracted was peak VO2 in ml/kg/min-1. Other outcomes of interest were distance
walked in the 6-MWT in meters (m) and PImax in cmH2O.
91
Assessment of risk of bias
Study quality assessment included adequate sequence generation, allocation
concealment, blinding, blinding of outcome assessors, use of intention-to-treat analysis
and description of losses and exclusions. Studies without a clear description of an
adequate sequence generation were considered not to have fulfilled these criteria. A lack
of description of how the allocation list was concealed (which could include terms like
“central”, “web-based” or “telephone randomization”, or a clear statement that the
allocation list was concealed) was judged to characterize absence of allocation
concealment. Use of intention-to-treat analysis was considered as: confirmation on
study assessment that the number of participants randomized and the number analyzed
were identical, except for patients lost to follow-up or who withdrew consent for study
participation. Studies without this characteristic were considered not to have fulfilled
this criterion. Quality assessment was independently performed by the same two
reviewers (G.S. and J.B.F.).
Data analysis
Pooled-effect estimates were obtained by comparing the least square mean
percentage change from baseline to study end for each group, and were expressed as the
weighted mean difference between groups.19 Calculations were performed using a
random effects method. p value • 0.05 and 95% confidence intervals (CI) were
considered statistically significant. Statistical heterogeneity of the treatment effects
among studies was assessed using Cochran’s Q test and the inconsistency I2 test, in
which values above 25% and 50% were considered indicative of moderate and high
92
heterogeneity, respectively.20 All analyses were conducted using Review Manager
version 5.1 (Cochrane Collaboration).21
We explored heterogeneity between studies using two strategies: 1) we re-
ran the meta-analyses removing one paper at a time to check whether some individual
study explained heterogeneity; 2) we performed sensitivity analyses to evaluate
subgroups of studies most likely to yield valid estimates of intervention based on pre-
specified relevant clinical information which influences IMT effects on outcomes
[duration of the intervention, intervention performed by control group, inspiratory load
and if the studies included patients with weakness of inspiratory muscles (PImax < 70%
of predicted)].
Summary of evidence: GRADE-criteria
We presented the overall quality of the evidence using the GRADE approach as
recommended by the Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions.19
For each specific outcome, the quality of the evidence was based on 5 factors: (1)
limitations of the study design; (2) consistency of results; (3) directness; (4) precision
and (5) potential for publication bias. The quality was reduced by one level for each of
the factors not met. The GRADE approach resulted in 4 levels of quality of evidence:
high, moderate, low and very low.22 GRADE profiler software (version 3.6) was used.23
Results
Description of studies
The search strategy yielded 119 abstracts, from which 14 studies were
considered as potentially relevant and retrieved for detailed analysis. Seven of these
93
studies met the eligibility criteria and were included in the systematic review (n = 182).
However, only six studies, with a total of 150 patients with CHF, were included in the
meta-analysis.
Figure 1 shows the flow diagram of the studies included in this review and Table
1 summarizes the characteristics of these studies. Five trials8-11, 14 compared IMT to
placebo-IMT, with minimum inspiratory load or with no training effects (total n = 118,
of which 61 were on IMT), one trial12 compared IMT to another intervention [education
program (total n = 32, of which 15 were on IMT)] and one study24 compared IMT plus
aerobic exercise training (AE) to AE alone (total n = 24, of which 12 were on IMT).
This last study was not included in the meta-analysis and in the sensitivity analysis
because it was associated with another intervention (AE) with the IMT, which is
different from the other studies included.
Risk of bias
Of the included studies in the systematic review, 71.4% presented an adequate
sequence generation, 14.3% reported allocation concealment, 14.3% had blinded
patients and investigators, 57.1% had blinded assessment of outcomes, 85.7% described
losses to follow-up and exclusions, and none of the studies used the intention-to-treat
principle for statistical analyses (Table 2).
Effects of interventions
Peak oxygen consumption
Three studies8, 10, 11 assessed peak VO2 (n = 72). We observed that IMT provides
a non-significant improvement in peak VO2 compared to control groups [1.98
94
ml/kg/min-1 (95% CI: -0.67 to 4.62, p = 0.09; I2: 59%)] (Fig. 2). Based on the GRADE
approach, the quality of the evidence for this outcome was considered very low (based
on the limitations in design, imprecision and inconsistency of the results) (Table 3).
Statistical heterogeneity can be explained by Dall’Ago et al.8 which
showed a higher gain in this outcome compared to other studies. Removing this paper
from meta-analysis, there is an absence of heterogeneity (0.45 ml/kg/min-1; 95% CI: -
2.01 to 2.91), I2: 0%. In this meta-analysis, two studies8, 11 performed IMT for 12
weeks, included only patients with inspiratory muscle weakness, and had control groups
that performed placebo-IMT with no inspiratory load. In contrast, Martínez et al.10
conducted training only for 6 weeks, included patients without inspiratory weakness and
the control group performed placebo-IMT at 10% of PImax. In sensitivity analyses,
analyzing only the first two studies8, 11, we observed that IMT promoted a clinically
significant gain in peak VO2 by 3.02 ml/kg/min-1 (95% CI: 0.43 to 5.61, I2: 39%)
compared to control groups (Fig. 2).
Winkelmann et al.24 observed an improvement in peak VO2 comparing before
and after treatment measurements in the IMT plus AE group (15.1 ± 4.2 to 19.7 ± 4.1, p
< 0.001) and in the AE group (16.1 ± 4.6 to 19.2 ±
O2 in the IMT plus AE group was significantly larger than the
21% mean increment observed in the AE group.
Distance walked in the 6-MWT
Three studies8, 10, 14 assessed distance walked in the 6-MWT (n = 82). We
observed that IMT provides a significant gain in distance walked in the 6-MWT
compared to control groups [69 m (95% CI: 7.21 to 130.79; I2: 78%)] (Fig. 3).
95
According to GRADE, there was low quality evidence for this outcome based on the
limitations in design and inconsistency of the results (Table 3).
Statistical heterogeneity is also explained by Dall’Ago et al.8 who
showed a higher gain in this outcome compared to other studies. This study presented
different clinical characteristics from the other two studies10, 14: 1) IMT performed for
12 weeks, 2) control groups received placebo-IMT with no inspiratory load, and 3)
included only patients with weakness of inspiratory muscles. In sensitivity analyses,
analyzing only the other two studies10, 14 that performed IMT for 6 weeks, the control
groups received placebo-IMT with inspiratory load (10% and 15% of PImax,
respectively). We observed an absence of heterogeneity (I2: 0%), but also smaller
effect size in this outcome (43.59 m; 95% CI: 12.77 to 74.41) (Fig. 3).
In the study by Winkelmann et al.24 both groups presented similar improvement
in the distance walked in the 6-MWT (IMT plus AE = 420 ± 90 m before and 500 ± 72
m after; AE = 433 ± 108 m before and 489 ± 81 m after).
Maximal static inspiratory pressure
All articles8-12, 14 included in this meta-analysis evaluated PImax (n = 150).
There was a significant improvement in PImax when comparing IMT versus all control
groups [23.36 cmH20 (95% CI: 11.71 to 35.02; I2: 64%)] (Fig. 4). Based on the GRADE
approach, the quality of evidence for this outcome was low, based on the limitations in
design and inconsistency of the results (Table 3).
Statistical heterogeneity can be explained by Dall’Ago et al.8 and Weiner et al.11
These studies included only patients with inspiratory muscle weakness and control
groups that received placebo-IMT with no inspiratory load. Removing these articles
96
there is an absence of heterogeneity (I2: 0%). Sensitivity analysis was performed for
duration of intervention. We observed that IMT performed for 6 or 8 weeks improved
PImax by 14.56 cmH2O (95% CI: 6.38 to 22.73, I2: 0%), but studies that performed
IMT for 12 weeks led to a higher gain in PImax compared to control groups (35.17
cmH2O; 95% CI: 10.96 to 59.38) (Fig. 4).
Winkelmann et al.24 show that the IMT plus AE (57 ± 12 to 120 ± 12) and AE
group (56 ± 13 to 95 ± 14) presented significant improvements in PImax. Likewise, the
110% mean increment in PImax at 12 weeks in the IMT plus AE group was
significantly larger than the 72% mean increment observed in the AE group.
Weiner et al.11 was the only study that used high-intensity IMT (15% to 60%
PImax). The other studies performed IMT with 30%8-10, 12 or 40%14 of PImax. When
this study was omitted individually from the meta-analyses to assess possible individual
influences on results, heterogeneity and weighted mean difference remained unchanged.
Discussion
Summary of evidence
In this study, we found that IMT improves distance walked in the 6-MWT and
PImax compared to control groups. The results of this systematic review show that this
adjunctive treatment option significantly improves functional capacity and inspiratory
muscle strength.
In the meta-analysis comparing peak VO2 between IMT and control groups,
IMT provides a non-significant gain in this outcome. But, in sensitivity analyses, we
observed that studies that performed IMT for 12 weeks, with control groups that
97
received placebo-IMT with no inspiratory load and included only patients with
weakness of inspiratory muscles, treatment with IMT promoted a clinically
significant gain in peak VO2 compared to control groups. Furthermore, these clinical
characteristics, partially explained heterogeneity between IMT studies.
The improvement of peak VO2 by IMT performed for 12 weeks can be attributed
to delay in the development of diaphragmatic fatigue in patients with CHF, leading to a
reduction in the recruitment of accessory respiratory muscles, increasing ventilatory
efficiency, and/or reducing the blood flow required by the respiratory muscles during
exercise, consequently reducing sympathetic activation and improving systemic
vasodilation, perfusion of the peripheral muscles, and increasing functional capacity.25,
26 In a group of CHF patients, Chiappa et al.27 demonstrated that IMT was able to
improve blood flow to both resting and exercising limb muscles in the setting of
respiratory muscle fatigue, suggesting that the inspiratory muscle metaboreflex had
been partially attenuated.28 In our study, we demonstrated that duration of intervention
and inspiratory muscle weakness are partly responsible for the positive changes
observed in patients.
As to distance walked in the 6-MWT, we observed a clinically significant
increase29 for patients in the IMT group. Furthermore, we observed that the study that
included patients with inspiratory muscle weakness, who performed IMT for 12 weeks,
and had a control group that received placebo-IMT with no inspiratory load8 showed
greater gains in this variable. This may be due to the greater degree of impairment in the
patients included in this trial and the longer duration of the intervention and it compares
the IMT group to the control group that received placebo-IMT with no inspiratory load.
Laoutaris et al.13 demonstrated that there is an inverse correlation between change in
98
dyspnea and walking distance. This may also support the assumption that reduction in
the perception of breathlessness despite dyspnea is not analyzed in our study. The effect
is probably linked to improved exercise capacity.
In this meta-analysis, a paradoxical result was found concerning functional
capacity. We observed a significant increase in distance walked in the 6-MWT which
was not observed in relation to peak VO2. In the analysis of peak VO2, there was a small
number of patients and, according to GRADE, the quality of evidence presented by this
outcome was very low, due to the limitations in design, imprecision and inconsistency
of the results. We believe that further research may increase confidence and change the
estimates of effect.
In addition, we observed that IMT significantly improved PImax compared to
control groups. Several studies have observed that PImax is reduced in patients with
CHF. Mancini et al.30 were the first to demonstrate the beneficial effects of
selective respiratory muscle training in improving respiratory muscle strength and
overall aerobic capacity in CHF. The improvement in inspiratory muscle function may
have achieved respiratory unloading with restoration of the imbalance between the
ability of the inspiratory muscles to sustain activity and inspiratory loads. There is
evidence that respiratory muscle weakness observed in CHF patients is reversible.
Furthermore, this variable correlates significantly with peak VO2, suggesting that
respiratory muscle weakness contributes to impaired exercise capacity in CHF.28
Another aspect to note is with regard to load analyzed in articles that ranged
from 30% to 60% PImax. In a non-randomized trial, Laoutaris et al.31 compared high
intensity versus low intensity IMT in patients with CHF. The high intensity training
regimen involved repetitive efforts at 60% PImax until exhaustion, whereas the low
99
intensity group trained at 15% of PImax with only six inspiratory efforts. Patients in
both groups trained three times a week for 10 weeks. While there was a statistically
significant increase in PImax in both groups after training compared with baseline, the
gains were greater in the high intensity training group. However, in this systematic
review, Weiner et al.11 was the only RCT that used high-intensity IMT (15% to 60%
PImax) and when this study was omitted individually from the meta-analyses to assess
possible individual influences on results, heterogeneity and weighted mean difference
were unchanged.
The majority of studies with selective training IMT apply fixed or incremental
inspiratory load. However, the optimal training regimen is yet to be elucidated. The
benefit of respiratory muscle training appears to be regimen-dependent.
Strengths and limitations of the review
Our study has several methodological strengths, which are: 1. The focused
review questions, 2. A comprehensive and systematic literature search and 3. The
collaboration of a multidisciplinary team of health researchers and methodologists that
used explicit and reproducible eligibility criteria. Furthermore, we employed meta-
analysis to quantitatively express the results obtained and evaluated the quality of
evidence for each outcome analyzed.
We found that many of these RCTs were methodologically limited by a degree
of attrition bias. Only one study clearly described the blinding (patients and
therapists),14 and the confidentiality of the allocation concealment,12 and four trials
reported that the outcome evaluation was blind.8, 11, 14, 24 Moreover, one study10 also
failed to describe the losses and exclusions that occurred during the treatment period.
100
Therefore, sensitivity analyses were impaired by the methodological quality presented
by the included studies and by the small number of studies and participants.
Furthermore, the included studies do not have sufficient power, since even performing
meta-analysis, the 95% confidence intervals remained wide, suggesting that further
studies should be performed with a larger number of patients and longer follow-up
periods.
According to the GRADE approach, all outcomes presented low or very low
quality of evidence. This indicates that any estimate of effect is very uncertain and
further research is very likely to have a major impact on our confidence to estimate
effect and is likely to change the estimate22, suggesting that new studies should be
carried out with a larger number of patients.
We decided to perform a systematic review with meta-analysis since this type of
study can provide more reliable estimates of treatment effectiveness than individual
trials because they have greater statistical power. Because of statistical
heterogeneity found in the meta-analysis, we performed a detailed exploration of
possible sources of heterogeneity between studies, including a detailed description of
sensitivity analysis and subgroups analysis. The steps used to deal with the moderate
and high heterogeneity of the studies were: 1) to perform the meta-analyses removing
each paper at a time to check whether some individual study explained heterogeneity; 2)
performed sensitivity analyses based on pre-specified relevant clinical information
which influences IMT effects on outcomes [duration of the intervention, intervention
performed by control group and if the studies included patients with weakness of
inspiratory muscles (PImax < 70% of predicted)]. Using these analyses, we observe that
IMT for patients with weakness of the inspiratory muscles and undergoing IMT for 12
101
weeks increases the gains in all outcomes evaluated. Thus, the inspiratory load does not
seem to influence the results observed.
Conclusions
This systematic review with meta-analysis suggests that treatment with IMT
improves distance walked in the 6-MWT and PImax compared to control groups.
Hence, IMT improves functional capacity and inspiratory muscle strength and may be
an additional intervention for the treatment of patients with CHF. However, the
methodological quality of the studies included in this systematic review and the small
number of samples suggest that new RCTs are needed on this subject, and must be
planned with greater methodological strictness, a larger number of patients and longer
periods of intervention and follow up of the hard outcomes.
Sources of funding
This work was financially supported in part by Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) and Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Conflict of interest
None declared.
102
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106
Figure Legends
Figure 1 - Flow diagram of included studies
CHF - chronic heart failure; IMT - inspiratory muscle training.
Figure 2 - Peak VO2 for treatment with inspiratory muscle training (IMT) versus control groups
IMT - inspiratory muscle training; CI - confidence interval; SD - standard deviation.
Figure 3 - Distance walked in the 6-MWT for treatment with inspiratory muscle training (IMT) versus control groups
IMT - inspiratory muscle training; CI - confidence interval; SD - standard deviation.
Figure 4 - Maximal inspiratory pressure for treatment with inspiratory muscle training (IMT) versus control groups
IMT - inspiratory muscle training; CI - confidence interval; SD - standard deviation.
107
Tables
Table 1 - Characteristics of studies included in this review
Study, year Methods Patients (n)
Age y
[mean ± SD or mean
(range)]
Male gender (n)
NYHA I - II - III (n) Features
IMT vs P-IMT
Johnson et al., 19989
Training group: Load: 30% PImax.
Control group: Load: 15% PImax.
8 / 8 70 ± 4.6 /
63.4 ± 4.5 15* 0 - 12 - 6*
IMT: Threshold load 30% PImax adjusted for each increment of PImax.
P-IMT: Threshold load 15% PImax not adjusted.
- Both groups: trainers for 15 min twice daily for at least 8 weeks.
Weiner et al., 199911
Training group: Load: 15% of their
PImax for 1 week and the resistance
then increased to 60%
Control group: with no inspiratory load.
10 / 10 66.2 ± 14.5 /
63.8 ± 12.6 18*
2.3 ± 0.6 /
2.4 ± 0.6
IMT: Threshold load 15% to 60% PImax. Week 1 = 15% PImax; week 2 =
+5% PImax for each session until 60% PImax is reached (should be
reached until the end of the first month); month 2 and 3 = Threshold load
60% of PImax adjusted weekly.
P-IMT: The same device although without load.
- Both groups trained 90 min daily, 6 days per week, for 12 weeks.
Martinez et al., 200110
Training group: Load: 30% PImax.
Control group: Load: 10% PImax.
11 / 9 60 ± 14 /
57 ± 13 16*
0 - 5 - 6 /
0 - 2 - 7
IMT: Workload valve load 30% PImax adjusted weekly according to
PImax.
P-IMT: Workload valve load 10% PImax adjusted weekly.
- Both groups: 15 min twice daily, 6 days per week for 6 weeks; PImax
measured weekly.
Dall’Ago et al., 20068
Training group: Load: 30% PImax
adjusted weekly to maintain 30%
PImax.
16 / 16 54 ± 3 /
58 ± 2 11 / 10
4 - 6 - 6 /
4 - 5 - 7
IMT: Threshold load 30% PImax; adjusted weekly in order to mainitain
30% PImax.
P-IMT: Threshold no load.
108
Control group: with no inspiratory load. - Both groups trained 30 min daily, 7 days per week, for 12 weeks.
Bosnak-Guclu et al., 201114
Training group: Load: 40% PImax
adjusted weekly to maintain 40%
PImax.
Control group: Load: 15% PImax.
16/14 69.5 ± 7.9 /
65.7 ± 10.5 12 / 12
0 - 11- 5 /
0 - 9 - 5
IMT: Threshold load 40% PImax; training
loads were adjusted weekly to maintain 40% of the PImax.
P-IMT: Threshold load 15% PImax not adjusted.
- Both groups: 30 min-per day, 7 days per week, for 6
weeks.
IMT vs Another intervention
Padula et al., 200912
Training group: 30% PImax.
Control group: Education program
15 / 17
76 (51 – 89) /
73 (32 – 95)
5 / 7
5 - 7 /
9 - 6
IMT: Threshold device training load 30% PImax adjusted. Individuals
trained 10 to 20 min daily, 7 days/week, for 12 weeks.
Education program: received, home visit for 12 weeks, a booklet
designed and covering information such as: basic anatomy and physiology
of the heart, diet, medication regimen, sleep, rest, and activity patterns,
and what and when to report to the doctor.
Winkelmann, 200924
Training group: IMT (30% PImax) +
aerobic exercise
Control group: Aerobic exercise
12 / 12 54 ± 12 /
59 ± 9 7 / 4 Not reported
IMT: Threshold load 30% PImax; adjusted weekly to maintain 30% PImax.
Individuals trained 30 minutes daily, 7 times per week, for 12 weeks.
Aerobic exercise: Supervised exercise program
performed 3 times per week, for 12 weeks.
* Trials did not report separate mean ± SD age, number of male subjects or functional class for IMT versus control group. / IMT versus control group. IMT - inspiratory muscle training; P-IMT - placebo-inspiratory muscle training; NYHA - New York Heart
Association; PImax - maximal inspiratory pressure.
109
Table 2 - Risk of bias of included studies
Adequate sequence generation Allocation concealment Blinding of patients
and investigators
Blinding of outcome
assessors
Description of losses and
exclusions Intention-to-treat analysis
Johnson et al., 19989 Yes No No No Yes No
Weiner et al., 199911 Yes No No Yes Yes No
Martinez et al., 200110 Yes No No No No No
Dall’Ago et al., 20068 No No No Yes Yes No
Padula et al., 200912 Yes Yes No No Yes No
Winkelmann, 200924 No No No Yes Yes No
Bosnak-Guclu et al., 201114 Yes No Yes Yes Yes No
110
Table 3 - Quality of evidence using the GRADE approach
Outcome measure N of Studies Limitations Inconsistency Indirectness Imprecision Effect
(95% CI) Quality of Evidence
Peak VO2 3 serious1 serious2 no serious indirectness serious3 1.98 (-0.67 to 4.62) Very Low
6-MWT 3 serious1 serious2 no serious indirectness no serious imprecision 69 (7.21 to 130.79) Low
PImax 6 serious1 serious2 no serious indirectness no serious imprecision 23.36 (11.71 to 35.02) Low
Peak VO2 - peak oxygen consumption; 6-MWT - 6-minute walk test; PImax - maximal static inspiratory pressure. 1 – Limitations in design; 2 – moderate heterogeneity; 3 – large confidence interval.
111
Appendix A - Literature search strategy used for the MEDLINE database
#1 Heart next failure OR cardiac next insufficienc* OR dilated next cardiomyo* OR heart ventricle OR heart failure congestive OR ventricular dysfunction OR cardiomyopathy congestive OR heart failure
#2 Respiratory muscle training OR Inspiratory muscle training OR Breathing exercises
#3 Randomized controlled trial[pt] OR controlled clinical trial[pt] OR randomized controlled trials[mh] OR random allocation[mh] OR double-blind method[mh] OR single-blind method[mh] OR clinical trial[pt] OR clinical trials[mh] OR ("clinical trial"[tw]) OR
((singl*[tw] OR doubl*[tw] OR trebl*[tw] OR tripl*[tw]) AND (mask*[tw] OR blind*[tw])) OR ("latin square"[tw]) OR placebos[mh] OR placebo*[tw] OR random*[tw] OR research design[mh:noexp] OR follow-up studies[mh] OR prospective studies[mh] OR
cross-over studies[mh] OR control*[tw] OR prospectiv*[tw] OR volunteer*[tw]
#4 #1 AND #2 AND #3
112
Figures
Figure 1.
113
Figure 2.
114
Figure 3.
115
Figure 4.
116
7 ARTIGO 3
Este artigo será submetido para publicação no Journal of the American College of
Cardiology
ACUTE INSPIRATORY MUSCLE TRAINING REDUCES PULMONARY ARTERY
PRESSURE IN PATIENTS WITH CHRONIC HEART FAILURE AND TRICUSPID
REGURGITATION: A RANDOMIZED CROSSOVER STUDY
*Graciele Sbruzzi, PT, MSc, *†‡Beatriz D’Agord Schaan, MD, PhD, *Iran Castro, MD,
PhD, §Aline Chagastelles Pinto de Macedo, *§
Rodrigo Della Méa Plentz, PT, ScD
Total word count: 4.162 words.
Brief Title: Inspiratory training in pulmonary artery pressure
The authors have no conflicts of interest to disclose regarding this paper.
Correspondence to:
Rodrigo Della Méa Plentz, PT, ScD
Physical Therapy Department – UFCSPA,
R Sarmento Leite, 245, CEP: 90050-170, Porto Alegre, RS, Brazil.
Tel: +55 51 33038833, Fax +55 51 33038810
e-mail:
117
*
Fundação Universitária de Cardiologia, Porto Alegre, RS, Brazil.
Laboratory of Clinical Investigation - Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul/
† Endocrine Division, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Porto Alegre, Brazil.
‡ Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil.
§
Alegre, Porto Alegre, RS, Brazil.
Physical Therapy Department - Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto
118
Abstract
Objective: To assess the acute effect of inspiratory muscle training on pulmonary artery
systolic pressure (PASP) in patients with chronic heart failure and tricuspid
regurgitation.
Background: Patients with chronic heart failure may present tricuspid regurgitation
which may lead to functional impairment and reduced survival. Inspiratory muscle
training produces hemodynamic and clinical benefits, but there is no information about
its effect on PASP in these patients.
Methods: Eight patients (6 men), 63.3 ± 8.4 years, ejection fraction 36.1 ± 9.4%,
functional class II-IV and PASP 36.4 ± 10.9 mmHg, were enrolled in a randomized
crossover trial. All patients underwent two interventions randomly defined: a session of
inspiratory muscle training with 30% of maximal static inspiratory pressure (IMT) and a
session with placebo-IMT without inspiratory load (placebo-IMT). Both interventions
were performed for 15 minutes. PASP was estimated by Doppler echocardiography and
assessed before, during and after each evaluation. Patients remained in the Fowler
position and left lateral decubitus and blood pressure and heart rate were monitored.
Results: Inspiratory muscle training promoted a reduction in PASP (37.4 ± 10.9 mmHg
vs. 31.9 ± 14.8 mmHg; p = 0.031), which was not observed in the placebo-IMT (35.4 ±
10.9 mmHg vs. 35.1 ± 10.4 mmHg; p = 0.669).
Conclusions: An inspiratory muscle training session with 30% of maximal inspiratory
pressure results in reduction in PASP in patients with chronic heart failure and tricuspid
regurgitation. Our findings suggest that inspiratory muscle training can to improve
cardiopulmonary function of patients with chronic heart failure. NCT01325597.
Key words: Heart failure; breathing exercises; pulmonary artery.
119
Abbreviations and Acronyms
IMT = inspiratory muscle training group
Placebo-IMT = placebo inspiratory muscle training group
CHF = chronic heart failure
PImax = maximal static inspiratory pressure
NYHA = New York Heart Association
PASP = pulmonary artery systolic pressure
SBP = systolic blood pressure
DBP = diastolic blood pressure
HR = heart rate
120
Chronic heart failure (CHF) is currently one of the most prevalent
cardiovascular diseases, resulting in high social and economic costs (1,2). Although the
CHF hospitalization and mortality rates had declined substantially from 1998 to 2008 in
the United States, these rates remain high (3). Thus, CHF is a serious problem in the
fields of cardiology and public health.
Tricuspid regurgitation is a common valvular lesion and is more prevalent in
patients with previous myocardial infarction or CHF (4). In patients with CHF, 35%
have moderate or severe tricuspid regurgitation and this is associated with reduced long
term survival and a poor prognosis (5,6). Chronic severe tricuspid regurgitation may
have a prolonged clinical course culminating in the development of fatigue and poor
exercise tolerance due to a reduced cardiac output. Pulmonary artery systolic pressure
(PASP) is a strong determinant of tricuspid regurgitation severity (7) and is associated
with more severe symptoms and worse outcomes in patients with CHF (8). Abnormal
PASP impairs gas exchange, decreases maximum oxygen uptake during exercise and
impairs exercise capacity (9,10). Although performed in patients with chronic
obstructive pulmonary disease, treatments aimed at lowering PASP may improve
clinical outcomes and its assessment is particularly important for determining
management of patients with CHF (11,12).
Since some patients with CHF find it difficult to perform conventional physical
training, inspiratory muscle training may be an alternative to cardiopulmonary
rehabilitation for these patients, because it may decrease the changes caused by the
disease and provide benefits similar to those observed in conventional training through
its effects on the respiratory and cardiovascular systems (13-15). However, to the best
of our knowledge, there is no information in literature about their effect on PASP in
121
patients with CHF. Thus, this study aimed to evaluate the acute effect of inspiratory
muscle training on PASP in patients with CHF and tricuspid regurgitation.
Methods
Trial Design
This is an randomized crossover study. The study was approved by the Ethical
Research Committee of the Institute of Cardiology of Rio Grande do Sul / University
Foundation of Cardiology (IC/FUC) (4546/10), and all individuals signed an informed
consent form.
Participants
Eligibility Criteria
The inclusion criteria were: patients with stable CHF, functional classes II, III or
IV (according to the New York Heart Association – NYHA), left ventricular ejection
fraction less than 45% determined by echocardiography, mild or moderate tricuspid
regurgitation and drug therapy maintained for at least one month before the beginning
of the study. The following were considered exclusion criteria: patients with
decompensated CHF, peripheral vascular disease, acute respiratory disease, unstable
angina, aortic stenosis, active smoking, end-stage chronic renal failure or on
hemodialysis, running a fever and/or infectious disease and malignant disease.
Settings and Locations
The patients were selected consecutively at the Pre-Transplant Outpatient Clinic
and in the Echocardiography Sector at IC/UFC from January to October 2011. All the
122
patients were evaluated in the Laboratory of Clinical Investigation of this hospital
between May and October 2011.
Interventions
Inspiratory Muscle Training
All patients underwent two interventions randomly defined: inspiratory muscle
training (IMT group) or placebo inspiratory muscle training (placebo-IMT group) using
the Threshold Inspiratory Muscle Training device (Threshold Inspiratory Muscle
Trainer, Healthscan Products Inc., Cedar Grove, New Jersey, USA). The two
interventions were separated by a 48 hours washout period. During interventions,
patients remained in the Fowler position and left lateral decubitus and were instructed to
maintain diaphragmatic breathing, with a breathing rate of 15 to 20 breaths/minutes
(min), for 15 min. For the IMT, the inspiratory load was set at 30% of the maximal
static inspiratory pressure. The placebo-IMT followed the same schedule, but with no
inspiratory load. This inspiratory load was used because loads less than 30% of PImax
are insufficient to induce improvement in inspiratory muscle strength (16) and previous
studies conducted training in CHF patients with this load (14,15,17,18). Measurements
of PASP as well SBP, DBP and HR were performed at baseline, during (5 and 10 min)
and at the end of each assessment (15 min).
Outcomes
Measurement of Pulmonary Artery Systolic Pressure
For the evaluation of PASP a Doppler echocardiography device (EnVisor CHD,
Philips, Bothell, WA, USA) was used, equipped with a adult cardio sector transducer,
model S4-2 (frequency range of 2 to 4 MHz). Doppler echocardiography is a low cost,
123
non-invasive method widely used for anatomical and functional assessment of the right
cardiac chambers and estimation of PASP, showing a good correlation with the
hemodynamic data and pulmonary artery mean pressure obtained by cardiac
catheterization (19-22), which is considered the gold standard for these evaluations, but
is an invasive test.
The most accurate and reliable method used by echocardiography to estimate
pulmonary artery pressures is based on the measurement of regurgitant flow velocity of
the tricuspid valve (23-25). PASP, considered as a reference of this study, was
calculated as the sum of the peak tricuspid regurgitation systolic pressure gradient
(measured by continuous-wave Doppler echocardiography) and right atrial pressure.
Right atrial pressure was considered 10 mmHg (26) (Fig. 1). All images were obtained
by the same investigator with a concomitant electrocardiographic tracing (27) and the
outcomes were blindly evaluated. During the evaluations, the patients were monitored
for systolic blood pressure (SBP), diastolic blood pressure (DBP) and heart rate (HR)
(Automatic Blood Pressure Monitor - Apa A00002, Microlife).
Measurement of Inspiratory Muscle Strength
Inspiratory muscle strength was evaluated by the maximal static inspiratory
pressure (PImax) determined in deep inspiration from residual volume against an
occluded airway with a minor air leak (2 mm) to relieve the oral pressure. The highest
pressure of five measurements was used for analysis (28). The measurement was carried
out using a digital manometer (MVD-300, Globalmed, Porto Alegre, Brazil), calibrated
in cmH2O (± 300 cmH2O). The procedure was performed as described by the American
Thoracic Society and the European Respiratory Society (29).
124
Randomisation
The order of interventions was randomized by a computer-based program
performed by a blinded investigator.
Statistical Analysis
The distribution of variables was evaluated by the Kolmogorov-Smirnov test.
Descriptive data are presented as mean ± SD. The effects of interventions and time on
continuous variables were compared by two-way analysis of variance for repeated
measures (ANOVA), and post-hoc analysis was conducted by the Bonferroni test. Data
were analyzed using the Statistical Package for Social Sciences (version 17.0, SPSS,
Chicago, Illinois).
Results
Subject Characteristics
Among 594 individuals identified, 8 patients with CHF due to dilated
cardiomyopathy and tricuspid regurgitation were included in the study (Table 1 and
Fig.2).
Echocardiography showed increased left atrium diameter (51.3 ± 9.2 mm), as
well as increased left ventricle diastolic (74.0 ± 8.7 mm) and systolic diameters (60.1 ±
9.7 mm) and reduced ejection fraction (36.1 ± 9.4%) (28). Other measures found were:
aorta diameter (35.6 ± 2.9 mm), right ventricle diameter (22.1 ± 6.7 mm),
interventricular septum (8.6 ± 2.4 mm) and posterior wall (8.7 ± 2.3 mm).
125
Evaluation of Pulmonary Artery Systolic Pressure and Cardiovascular Variables
No difference was observed in PASP (37.4 ± 11.7 mmHg vs. 35.3 ± 10.9 mmHg,
p = 0.428) before the interventions (IMT and placebo-IMT, respectively). The same
behavior was observed considering SBP (110.9 ± 15.7 mmHg vs. 106.2 ± 14.6 mmHg,
p = 0.485), DBP (68.1 ± 12.8 mmHg vs. 67.2 ± 7.8 mmHg, p = 0.867) and HR (71 ±
17.3 bpm vs. 79.9 ± 17.3 bpm, p = 0.152) in IMT and placebo-IMT, respectively for all
(Table 2).
Fifteen minutes of inspiratory muscle training promoted a reduction of 5.5
mmHg in PASP as compared to baseline (37.4 ± 10.9 mmHg vs. 31.9 ± 14.8 mmHg; p
= 0.031), which was not observed in the placebo-IMT, where the reduction was 0.2
mmHg (35.4 ± 10.9 mmHg vs. 35.1 ± 10.4 mmHg; p = 0.669). Moreover, the
inspiratory muscle training determined an incremental reduction of PASP at all
moments evaluated, as compared to baseline (5 min: p = 0.001, 10 min: p = 0.045 and
15 min: p = 0.031). However, there was no difference between IMT and placebo- IMT
(p = 0.125) (Fig.3).
No difference was observed in SBP between IMT and placebo-IMT (p = 0.720)
during the period of the evaluation (p = 0.158) and in the interaction between the
evaluations and time (p = 0.658). The same was observed considering DBP and HR
evaluated in IMT vs. placebo-IMT and considering the evaluation before and after the
interventions. However, DBP was reduced from the 5th min to the 15 min (p = 0.024)
and an increased HR was seen from the 5th min the 10th min during inspiratory muscle
training (p = 0.026) (Table 2).
126
Discussion
To the best of our knowledge, this is the first study in the literature concerning
the acute effects of inspiratory muscle training on PASP in patients with CHF, where it
was shown that an IMT session with 30% of PImax for 15 min results in a reduction of
PASP in patients with CHF and tricuspid regurgitation. These data provide the first
evidence showing the acute effects of IMT on decreased PASP in these patients.
Patients with CHF have increased difficulty of breathing and this may be due to
several mechanisms such as: 1) Impairment of ventilatory efficiency, defined as the
relation between ventilation and carbon dioxide output. This is caused by ventilation of
excess physiologic dead space (30,31). This change is associated with increased PASP
and impairment of exercise capacity. Thus, an imbalance of pulmonary vascular tone
probably leads to both pulmonary hypertension and alveolar hypoperfusion (30). 2)
Decreased lung compliance and increased intrapulmonary shunt secondary to
pulmonary vascular congestion (32). As the lung compliance decreases, respiratory
work and oxygen consumption increase to ensure adequate ventilation, requiring more
negative intrathoracic pressures to maintain pulmonary ventilation (33,34). 3) Reduction
in inspiratory muscle strength and this is an independent predictor of prognosis (35).
This is confirmed by previous reports that showed the relation between decline in
PImax and increasing NYHA functional class and the correlation between PImax and
peak O2 (32,35,36), and 4) the shift in diaphragm muscle fiber type and fiber atrophy
may also contribute to diaphragm and respiratory muscle weakness observed in these
patients (35).
Therefore, in patients with CHF, there is a relation between inspiratory muscle
dysfunction, increased ventilatory drive, peripheral vascular resistance, pulmonary
127
hypertension (37,38) and changes in pre and post capillary pulmonary pressures. These
changes are even stronger than the alteration in cardiac output (37).
The effect observed in our study of PASP reduction may be related to the
changes in intrathoracic pressure (39). Adding inspiratory load during exercise not only
increases the work of the respiratory muscles, but it also participates in the modification
of cardiac work due to alterations in intrathoracic pressure. The less negative pleural
pressure during inspiration promotes increased pulmonary venous capacitance and
reduces venous return, decreasing left ventricular filling and thereby resulting in a
reduction in stroke volume and cardiac output (39). Post-load of the left ventricle is
more faithfully related to the transmural pressure of the left ventricle than to the
pressure at the aortic root (40) and the increased inspiratory load is associated with
intrapleural and subatmospheric pressures at the peak inspiration and, precisely this
behavior of intrapleural pressure may facilitate the venous return and reduce cardiac
work (41). Furthermore, in patients with chronic obstructive pulmonary disease,
Threshold loading enhances velocity of inspiratory muscle contraction (42). This is a
favourable alteration of the breathing pattern as it shortens inspiratory time and
increases time for exhalation and relaxation (43).
There is a possibility that IMT in CHF patients also reduces PASP by improving
blood flow. Studies demonstrated that inspiratory muscle loading results in marked
reduction of blood flow to resting and exercising limbs (40) and that inspiratory muscle
training can promote the attenuation of the inspiratory muscle metaboreflex (41). In
experiments conducted in healthy subjects, Dempsey et al. (44), demonstrated that
fatiguing contractions of the inspiratory muscles and the consequent accumulation of
metabolic products activate type IV phrenic afferents, resulting in a pronounced
increase in sympathetic vasoconstrictor activity, known as inspiratory muscle
128
metaboreflex. This mechanism is thought to be particularly important during sustained
heavy intensity exercise where it modulates the competition for blood flow between the
respiratory and working locomotor muscles (44).
The magnitude of the training response is proportional to the duration and
intensity (load) of the training stimulus. In our study training load is selected equivalent
to 30% of a patient's PImax because loads less than 30% of PImax are insufficient to
induce improvement in inspiratory muscle strength (16) and previous studies conducted
training in CHF patients with this load (14,15,17,18).
In this study it was also seen that an acute session of IMT did not change the
SBP, but led to an increased HR from 5 min to 10 min and reduction of DBP in relation
to the baseline. This behavior observed may be the result of the complex changes
provoked by inspiratory muscle training in the ventilatory volumes and in venous return
due to a difference in intrathoracic pressure (39), in the activation of mechanoreceptors
of the diaphragmatic and intercostal muscles, and by activation of the chemoreceptors
(40,45,46).
Our findings indicate that the acute effect of inspiratory muscle training results
in a significant decrease of PASP in the patients with CHF and tricuspid regurgitation.
Tricuspid regurgitation is a common vascular lesion and is more prevalent in patients
with a history of myocardial infarction and CHF. This is associated with reduced long
term survival (4-6). The results suggest that inspiratory muscle training is a intervention
that can be considered for the management of patients with PASP, however further
studies are needed to assess the chronic effect of the interventions are needed.
In conclusion, an inspiratory muscle training session with 30% of PImax for 15
min results in a reduction in PASP in patients with CHF and tricuspid regurgitation. Our
129
findings suggest that inspiratory muscle training can to improve cardiopulmonary
function of patients chronic heart failure.
Acknowledgements
The study was financially supported in part by Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) as well as by Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
130
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136
Figure legends
Figure 1.
Title – Noninvasive estimation of pulmonary artery systolic pressure by Doppler
echocardiography in patients with chronic heart failure and tricuspid regurgitation
Caption – PG = pressure gradient.
Figure 2.
Title – Flow diagram of patients
Caption – IMT = inspiratory muscle training.
Figure 3.
Title – Pulmonary artery systolic pressure in IMT and placebo-IMT
Caption – IMT = inspiratory muscle training; placebo-IMT = placebo-inspiratory
muscle training; min = minutes. * p = 0.031 difference between baseline and 15 min for
IMT; # p = 0.001 difference between 5 min and 15 min for IMT; $ p = 0.045 difference
between 10 min and 15 min for IMT.
137
Tables:
Table 1 Characteristics of patients
Variables Patients (n = 8)
Age (years) 63.3 ± 8.4
Gender, male – n (%) 6 (75)
BMI (kg/m2) 27 ± 3.3
Ejection fraction (%) 36.1 ± 9.4
Functional class (II-III-IV) 3 – 4 – 1
PASP (mmHg) 37 ± 11.8
PImax (cmH2O) - 85.5 ± 27.7
Inspiratory muscle weakness* n (%) 3 (38)
Medications (n)
ACE inhibitors
Diuretics
Spironolactone
Beta-blockers
Digitalis
Angiotensin receptor antagonist
Non-steroidal anti-inflammatory
Statins
Vasodilator
Anticoagulant
6
8
5
8
5
3
3
4
1
4
Values are expressed as mean ± standard deviation. * PImax < 70% of predicted. BMI =
body mass index; PASP = pulmonary artery systolic pressure; PImax = maximal
inspiratory pressure; ACE = angiotensin-converting enzyme.
138
Table 2 Cardiovascular responses to inspiratory muscle training and placebo-inspiratory
muscle training
Variables IMT Placebo-IMT p value
between
interventions
p value within
interventions
p value
interaction
(intervention
vs. moment)
SBP 0.720 0.158 0.658
Baseline 110.9 ± 14.7 106.3 ± 14.6
5 min 109.0 ± 16.5 105.9 ± 16.7
10 min 108.5 ± 17.4 105.6 ± 14.9
15 min 109.8 ± 19.8 111.1 ± 11.5
DBP 0.993 0.344 0.000
Baseline 68.1 ± 12 67.3 ± 7.8
5 min 67.1 ± 9.8 67.9 ± 8.1
10 min 67.4 ± 7.1 64.3 ± 12.7
15 min 64.4 ± 10.3* 67.5 ± 8.1
HR 0.369 0.735 0.041
Baseline 71.0 ± 16.2 79.9 ± 17.4
5 min 71.3 ± 12.9 76.4 ± 16.8‡
10 min 75.1 ± 12.6† 73.8 ± 15.5§
15 min 72.1 ± 12.5 76.0 ± 16.3
Values are expressed as mean ± SD. IMT = inspiratory muscle training group; Placebo-
IMT = placebo inspiratory muscle training group; SBP = systolic blood pressure; DBP
= diastolic blood pressure; HR = heart rate; min = minutes.
139
* p = 0.024 difference between 5 min and 15 min for TMI; † p = 0.026 difference
between 5 min and 10 min for TMI; ‡ p = 0.001 difference between baseline and 5 min
for placebo-IMT; § p = 0.002 difference between baseline and 10 min for placebo-IMT.
140
Figures:
Figure 1.
141
Figure 2.
594 individuals identified: 247 – Pre-Transplant
Outpatient Clinic 347 – Echocardiography
Service
236 individuals excluded – within Porto Alegre and
the metropolitan area 358 selected – Porto Alegre and metropolitan
area
312 excluded – no elegibility criteria, no
phone contact, death or refusal to participate
46 performed echocardiography to
determine ejection fraction
25 evaluated for interventions
21 excluded – ejection fraction > 45%
17 excluded – no tricuspid regurgitation
8 patients included
142
Figure 3.
mm
Hg
143
8 CONCLUSÕES GERAIS
A partir da realização dessa tese podemos concluir que:
A estimulação elétrica nervosa transcutânea promove maior alívio da dor
comparada a estimulação elétrica nervosa transcutânea placebo em pacientes em pós-
operatório de cirurgia torácica tanto na abordagem por toracotomia quanto por
esternotomia, quando associada à analgesia farmacológica. Na esternotomia, também se
mostrou mais efetiva que a analgesia farmacológica controlada no alívio da dor, porém
sem efeito significativo na função pulmonar.
O treinamento muscular inspiratório melhora a distância percorrida no teste de
caminhada de 6 minutos e a pressão inspiratória máxima quando comparado a grupos
controles. Assim, treinamento muscular inspiratório melhora capacidade funcional e
força muscular inspiratória, e pode ser uma ferramenta adicional para tratar pacientes
com insuficiência cardíaca crônica.
E, uma sessão de treinamento muscular inspiratório por 15 minutos com carga
inspiratória referente a 30% da pressão inspiratória máxima resulta em redução na
pressão da artéria pulmonar em pacientes com insuficiência cardíaca crônica e
regurgitação tricúspide. Este estudo demonstrou que treinamento muscular inspiratório
melhora a função cardiopulmonar nesses pacientes.
144
9 ANEXOS
PARECER DO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISA DO INSTITUTO DE
CARDIOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL
145
FICHA DE AVALIAÇÃO
Nome:_______________________________________________________________
Data de nascimento:_______________ Idade:_________ Sexo:__________________
Altura:_________________ Peso:_________________ IMC:___________________
Endereço:_____________________________________________________________
Telefone:_____________________________________________________________
Profissão:_____________________________________________________________
Data da avaliação:______________________________________________________
Responsável pela avaliação:______________________________________________
Médico responsável:____________________________________________________
Diagnóstico clínico:_____________________________________________________
Medicações:___________________________________________________________
Fração de Ejeção:____________________ Grau (segundo NYHA):_____________
Infarto Agudo do Miocárdio (IAM) ( ) sim ( ) não
Há quanto tempo:________________________________________________
Mudança na terapia medicamentosa há pelo menos 1 mês ( ) sim ( ) não
Doença respiratória aguda ( ) sim ( ) não
Doença vascular periférica ( ) sim ( ) não
Doença neurológica associada ( ) sim ( ) não
Doença infecciosa ou estado febril ( ) sim ( ) não
Marcapasso cardíaco ( ) sim ( ) não
Arritmia ventricular instável ( ) sim ( ) não
Angina instável ( ) sim ( ) não
Tabagista ativo ( ) sim ( ) não
Obesidade ( ) sim ( ) não
Atividade física regular ( ) sim ( ) não
Doença músculo esquelética em membros inferiores ( ) sim ( ) não
146
Paciente: Data: VARIÁVEL PRÉ 5’ 10’ 15’
PAS
PAD
FC
PASP (mmHg)
E (m/s)
E (mmHg)
A (m/s)
A (mmHg)
TRIV (ms)
Et (m/s)
Et (mmHg)
At (m/s)
At (mmHg)
Et’ (m/s)
Et’ (mmHg)
At’ (m/s)
At’ (mmHg)
E’ LATERAL (m/s)
E’ LATERAL (mmHg)
A’ LATERAL (m/s)
A’ LATERAL (mmHg)
E’ SEPTAL (m/s)
E’ SEPTAL (mmHg)
A’ SEPTAL (m/s)
A’ SEPTAL (mmHg)
