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Acute effect of noninvasive ventilatory support on maxium exercise capacity in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Background: Non-invasive ventilation (NIVS) has been used as an adjunct to exercise. However, the extent to which NIVS improves exercise tolerance is highly variable. To date, no studies have examined the effect of NIVS on maximal exercise capacity when applied during a single exercise test. Objective: To evaluate the acute effect of BiPAP (Vision, Respironics), compared to no assist, on maximum exercise capacity in individuals with COPD. Methods: A randomized crossover design was used. Ten stable COPD patients (FEV1 53 ± % pred) performed three symptom-limited incremental exercise tests on a cycle ergometer while breathing through a mouthpiece, with either: i) without pressure support PS (ØPS), ii) PS of 0 cm H2O (PS0; IPAP & EPAP 4 cm H2O), or iii) 10 cm H2O (PS10; IPAP 14 & EPAP 4 cm H2O) of assist on separate days. Exercise workload (WLmax), dyspnea and leg effort (Borg), end-expiratory lung volume (EELV), breathing pattern, O2 uptake (VO2) and CO2 production (VCO2) were measured during exercise. Results: There was no difference in WLmax between PS10 (33±16) and PS0 (30.5±13). However, WLmax was lower with PS0 and PS10 than ØPS. Dyspnea at peak exercise was similar without PS, PS0 and PS10; at isoload it was lower without PS compared to PS10 and PS0 (p < 0.01). Leg effort at peak exercise was higher without PS than PS10 and PS0 (p < 0.05), whereas it was not different at isoload. Tidal volume (VT) and minute ventilation (VE) were highest with PS10 and lowest without PS both at peak exercise (p < 0.001) and isoload (p < 0.001). EELV was similar at peak exercise with all three conditions. VO2 and VCO2 were greater with PS10 and PS0 than without PS (both p < 0.001), both at peak exercise and isoload.Conclusion: Use of BiPAP during incremental exercise increases VT and VE at the expense of increasing the VO2, VCO2 and dyspnea, which in turns reduces WLmax in COPD patients. / Contexte : La ventilation non invasive (VNI) a été utilisée pendant un test d'exercice. Toutefois, la mesure dans laquelle la VNI améliore la tolérance à l'exercice est très variable. À ce jour, aucune étude n'a examiné l'effet de la VNI sur la capacité d'effort maximale lorsqu'il est appliqué au cours d'un test d'exercice dynamique aérobie maximal. Objectif: Evaluer l'effet aigu de BiPAP (Respironics), comparativement à l'absence d'aide, sur la capacité maximale d'exercice chez les individus atteints de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). Méthodes: Une étude croisée randomisée a été utilisée. Dix patients souffrant de MPCO stable (VEMS1 53 ± % pred.) ont effectué trois preuves d'effort supplémentaire sur une bicyclette ergométrique tout en respirant à travers une bout buccal, soit) sans le soutien de la pression(ØPS), ii) avec un soutien de 0cm H2O (PS0; IPAP & EPAP 4 cm H2O) ou iii), avec un soutien de 10cm H2O (PS10; IPAP 14 & EPAP 4 cm H2O). La fin des tests a été déterminée par les symptômes des patients, et chacun des tests a été effectué pendant un jour différent. Pendant l'exercice, nous avons mesuré la charge de travail(WLmax), la dyspnée et l'effort de la jambe (Borg), le volume pulmonaire en fin d'expiration (EELV), rythme respiratoire, la consommation d'O2 (VO2) et la production de CO2 (VCO2). Résultats: Il n'y avait aucune différence dans la charge de travail maximale du pic entre PS 10(33 ±16) et PS0 (30,5 ±13). Toutefois, la charge de travail maximum du pic était plus faible avec PS0 et PS10 de ØPS. La dyspnée pendant le pic de l'effort a été similaire à ØPS, PS0 et PS10. À isoload, elle était inférieure à ØPS par rapport à PS10 et PS0 (p < 0,01). L'effort de la jambe à l'exercice de pointe était plus élevé à ØPS de PS10 et PS0 (p < 0,05), alors qu'il n'était pas différent au isoload. Le volume courant (VT) et la ventilation minute (VE) étaient les plus élevés avec PS10 et les plus bas à ØPS, à la fois à l'exercice de pointe (p < 0,001) et isoload (p < 0,001). EELV était similaire à l'exercice de pointe avec les trois conditions. VO2 et VCO2 ont été plus grande avec PS10 et PS0 de ØPS (les deux p < 0,001), à la fois à l'exercice de pointe et isoload.Conclusion: L'utilisation du BiPAP pendant l'exercice augmente VT et VE, ce qui cause une augmentation du VO2, VCO2, et la dyspnée, qui à son tour réduit WL à l'exercice maximal chez les patients MPOC.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104757
Date January 2011
CreatorsMoga, Ana Maria
ContributorsJadranka Spahija (Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (School of Physical & Occupational Therapy)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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