Cardiorespiratory interactions during periodic breathing in awake chronic heart failure patients

Abstract

We applied spectral techniques to the analysis of cardiorespiratory signals [instantaneous lung volume (ILV), instantaneous tidal volume (ITV), arterial O(2) saturation (Sa(O(2))) at the ear, heart rate (HR), systolic (SAP), and diastolic (DAP) arterial pressure] during nonapneic periodic breathing (PB) in 29 awake chronic heart failure (CHF) patients and estimated the timing relationships between respiratory and slow cardiovascular (<0.04 Hz) oscillations. Our aim was 1) to elucidate major mechanisms involved in cardiorespiratory interactions during PB and 2) to test the hypothesis of a central vasomotor origin of PB. All cardiovascular signals were characterized by a dominant (>/=84% of total power) oscillation at the frequency of PB (mean +/- SE: 0.022 +/- 0.0008 Hz), highly coherent (>/=0.89), and delayed with respect to ITV (ITV-HR, 2.4 +/- 0.72 s; ITV-SAP, 6.7 +/- 0.65 s; ITV-DAP, 3.2 +/- 0.61 s; P < 0.01). Sa(O(2)) was highly coherent with (coherence function = 0.96 +/- 0. 009) and almost opposite in phase to ITV. These findings demonstrate the existence of a generalized cardiorespiratory rhythm led by the ventilatory oscillation and suggest that 1) the cyclic increase in inspiratory drive and cardiopulmonary reflexes and 2) mechanical effects of PB-induced changes in intrathoracic pressure are the more likely sources of the HR and blood pressure oscillations, respectively. The timing relationship between ITV and blood pressure signals excludes the possibility that PB represents the effect of a central vasomotor rhythm.

Correntropy-based nonlinearity test applied to patients with chronic heart failure

“…Chronic heart failure (CHF) is often related to breathing abnormalities that, according to several studies, may reflect the condition of the patients with CHF [1]. The respiratory patterns developed by CHF patients include various forms of oscillatory breathing patterns characterized by rises and falls in ventilation [2].…”

Repercussões da cardiomegalia na função pulmonar de indivíduos adultos com insuficiência cardíaca crônica: uma revisão sistemática

“…Destes, apenas sete foram selecionados para leitura completa por estarem de acordo com os critérios desta revisão sistemática: Olson e colaboradores 18 , Meyer e colaboradores 19 , Agostoni e colaboradores 20 , Pinna e colaboradores 21 e Mortara e colaboradores 22 . Dois trabalhos foram excluídos após a leitura completa: o primeiro por abordar insuficiência cardíaca aguda pós infarto agudo do miocárdio (Guazzi M; Arena R e Guazzi MD) 23 , e o segundo devido a faixa etária da amostra estar abaixo de 19 anos (Puri e colaboradores) 24 .…”

“…Devido a esta heterogeneidade, não foi realizado meta--análise e os resultados foram agrupados em relação às variáveis semelhantes e à qualidade dos estudos. O somatório total de indivíduos cardiopatas avaliado foi de n=539, com uma amostra média de 107,8 sujeitos sendo, dentre eles, a menor amostra 21 constituída de 29 e a maior 19 de 244 sujeitos. Apenas dois estudos tiveram grupo controle com indivíduos saudáveis 18,19 e apenas um estudo comparou sua amostra com um subgrupo de indivíduos com ICC sem anormalidade respiratória 22 .…”

“…Estas estão apresentadas na tabela 4, sendo a utilização de amostras pequenas uma limitação relatada pelos autores Olson e colaboradores 18 e Pinna e colaboradores 21 . Por outro lado, no estudo de Meyer e colaboradores 19 , o pesquisador usou técnicas padrão ouro de avaliação da função pulmonar 26,27 com um único examinador experiente e cego para o estado do paciente (grupo controle ou grupo ICC), o que refletiu no seu alto escore de qualidade (AHRQ total=90).…”

“…As análises descritiva e crítica dos trabalhos foram realizadas de forma qualitativa e quantitativa, baseada na análise dos nove domínios da escala AHRQ, nos quais dois estudos 21,22 ficaram na faixa de escore 50-75%,e os demais 18,19,20 acima de 75%,conforme sumarizado na Tabela 4. Dois estudos, Pinna e colaboradores 21 e Mortara e colaboradores 22 , avaliaram a relação entre volumes pulmonares e variáveis hemodinâmicas por pletismografia indutiva com oxímetro acoplado ao lóbulo da orelha, que diferem das técnicas mais usuais em avaliação da função respiratória nos demais artigos. A qualidade destes foi inferior aos demais, pontuando 57 e 69 na escala AHRQ, respectivamente.…”