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. 2023 Jul;120(7):e20220564.
doi: 10.36660/abc.20220564.

Use of a Portable Mechanical Ventilator during Cardiopulmonary Resuscitation is Feasible, Improves Respiratory Parameters, and Prevents the Decrease of Dynamic Lung Compliance

[Article in English, Portuguese]
Manoel Ângelo Gomes Palácio  1   2 , Edison Ferreira de Paiva  3   2 , Gustavo Bernardes de Figueiredo Oliveira  1   2 , Luciano César Pontes de Azevedo  3   2 , Bruno Gregnanin Pedron  3 , Elizabete Silva Dos Santos  1   2 , Ari Timerman  1   2
Affiliations

Use of a Portable Mechanical Ventilator during Cardiopulmonary Resuscitation is Feasible, Improves Respiratory Parameters, and Prevents the Decrease of Dynamic Lung Compliance

[Article in English, Portuguese]
Manoel Ângelo Gomes Palácio et al. Arq Bras Cardiol. 2023 Jul.

Abstract
in English, Portuguese

Background: For practical and protective ventilation during cardiopulmonary resuscitation (CPR), a 150-grams mechanical ventilator (VLP2000E) that limits peak inspiratory pressure (PIP) during simultaneous ventilation with chest compressions was developed.

Objectives: To evaluate the feasibility of VLP2000E ventilation during CPR and to compare monitored parameters versus bag-valve ventilation.

Methods: A randomized experimental study with 10 intubated pigs per group. After seven minutes of ventricular fibrillation, 2-minute CPR cycles were delivered. All animals were placed on VLP2000E after achieving return of spontaneous circulation (ROSC).

Results: Bag-valve and VLP2000E groups had similar ROSC rate (60% vs. 50%, respectively) and arterial oxygen saturation in most CPR cycles, different baseline tidal volume [0.764 (0.068) vs. 0.591 (0.123) L, p = 0.0309, respectively] and, in 14 cycles, different PIP [52 (9) vs. 39 (5) cm H2O, respectively], tidal volume [0.635 (0.172) vs. 0.306 (0.129) L], ETCO2[14 (8) vs. 27 (9) mm Hg], and peak inspiratory flow [0.878 (0.234) vs. 0.533 (0.105) L/s], all p < 0.0001. Dynamic lung compliance (≥ 0.025 L/cm H2O) decreased after ROSC in bag-valve group but was maintained in VLP2000E group [0.019 (0.006) vs. 0.024 (0.008) L/cm H2O, p = 0.0003].

Conclusions: VLP2000E ventilation during CPR is feasible and equivalent to bag-valve ventilation in ROSC rate and arterial oxygen saturation. It produces better respiratory parameters, with lower airway pressure and tidal volume. VLP2000E ventilation also prevents the significant decrease of dynamic lung compliance observed after bag-valve ventilation. Further preclinical studies confirming these findings would be interesting.

Fundamentos: Para ventilação prática e protetora durante a ressuscitação cardiopulmonar (RCP), desenvolveu-se um ventilador mecânico (VLP2000E) de 150 gramas que limita o pico de pressão inspiratória (PPI) durante ventilação e compressões torácicas simultâneas.

Objetivos: Avaliar a viabilidade da ventilação com VLP2000E durante RCP e comparar os parâmetros monitorados versus ventilação com bolsa-válvula.

Métodos: Estudo experimental randomizado com 10 porcos intubados por grupo. Após sete minutos de fibrilação ventricular, iniciaram-se ciclos de RCP de 2 minutos. Todos os animais foram ventilados com VLP2000E após o retorno da circulação espontânea (RCE).

Resultados: Os grupos bolsa-válvula e VLP2000E apresentaram taxa de RCE (60% vs. 50%, respectivamente) e saturação arterial de oxigênio similares na maioria dos ciclos de RCP, volume corrente basal diferente [0,764 (0,068) vs. 0,591 (0,123) L, p = 0,0309, respectivamente] e, em 14 ciclos, diferentes PPI [52 (9) vs. 39 (5) cm H2O, respectivamente], volume corrente [0,635 (0,172) vs. 0,306 (0,129) L], ETCO2 [14 (8) vs. 27 (9) mm Hg], e pico de fluxo inspiratório [0,878 (0,234) vs. 0,533 (0,105) L/s], todos p < 0,0001. A complacência pulmonar dinâmica (≥ 0,025 L/cm H2O) diminuiu após o RCE no grupo bolsa-válvula, mas se manteve no grupo VLP2000E [ 0,019 (0,006) vs. 0,024 (0,008) L/cm H2O, p = 0,0003].

Conclusões: Ventilação com VLP2000E durante RCP é viável e equivalente a ventilação com bolsa-válvula quanto à taxa de RCE e saturação arterial de oxigênio. Esse ventilador produz melhores parâmetros respiratórios, com pressão das vias aéreas e volume corrente menores. Ventilação com VLP2000E também previne a redução significante da complacência pulmonar dinâmica observada após ventilação com bolsa-válvula. Seria interessante realizar mais estudos pré-clínicos para confirmar esses resultados.

PubMed Disclaimer

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Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo

Figures

Figura 1
Figura 1. – A bolsa-válvula e o VLP2000E, e o posicionamento dos sensores respiratórios; RCP: ressuscitação cardiopulmonar; ETCO2: dióxido de carbono expirado final.
Figura 2
Figura 2. – Parâmetros respiratórios medidos antes da parada cardíaca no ciclo zero e nos 14 ciclos de ressuscitação cardiopulmonar (RCP), segundo o dispositivo de ventilação usado. Inicialmente com 10 porcos por grupo, do quarto ciclo de RCP ao 14º ciclo, o grupo bolsa-válvula incluiu quatro porcos e o grupo VLP2000E incluiu cinco porcos. Asteriscos indicam os ciclos com diferenças significantes; PPI: pico de pressão inspiratória; PFI: pico de fluxo inspiratório.
Figura 3
Figura 3. – Parâmetros respiratórios medidos antes da parada cardíaca (Basal) e durante alguns minutos de uso do dispositivo de ventilação usado na ressuscitação cardiopulmonar; pós-retorno da circulação espontânea (Pós-RCE), embora os parâmetros sejam apresentados por grupo, todos os animais foram ventilados com VLP2000E nesse período, cujos valores estatísticos correspondem a todas as medidas em cinco momentos; PPI: pico de pressão inspiratória; PFI: pico de fluxo inspiratório; DP: desvio padrão.
Figura 4
Figura 4. – Complacência dinâmica medida antes da parada cardíaca (Basal) e durante alguns minutos de uso do dispositivo de ventilação usado na ressuscitação cardiopulmonar; pós-retorno da circulação espontânea (Pós-RCE), embora os parâmetros sejam apresentados por grupo, todos os animais foram ventilados com VLP2000E nesse período, cujos valores estatísticos correspondem a todas as medidas em cinco momentos; PPI: pico de pressão inspiratória; PFI: pico de fluxo inspiratório; DP: desvio padrão.
Figura Central
Figura Central. : O Uso de um Ventilador Mecânico Portátil na Ressuscitação Cardiopulmonar é Viável, Melhora os Parâmetros Respiratórios e Previne a Redução da Complacência Pulmonar Dinâmica
Figure 1
Figure 1. – The bag-valve and the VLP2000E, and the positioning of respiratory sensors; CPR: cardiopulmonary resuscitation; ETCO2: end-tidal carbon dioxide.
Figure 2
Figure 2. – Respiratory parameters measured before cardiac arrest at cycle zero and in 14 CPR cycles, according to the ventilation device used. Initially with 10 pigs per group, from the fourth cycle to the 14th cycle, bag-valve group included four pigs, and VLP2000E group included five pigs. Asterisks indicate cycles with significant differences; PIP: peak inspiratory pressure; PIF: peak inspiratory flow.
Figure 3
Figure 3. – Respiratory parameters measured before cardiac arrest (Baseline) during a few minutes’ use of the ventilation device used in cardiopulmonary resuscitation; post-return of spontaneous circulation (Post-ROSC), the parameters are presented according to the groups, but all animals were placed on the VLP2000E in this period, in which the statistics correspond to all measurements in five time points; PIP: peak inspiratory pressure; PIF: peak inspiratory flow.
Figure 4
Figure 4. – Dynamic compliance measured before cardiac arrest (Baseline) and during a few minutes’ use of the ventilation device used in cardiopulmonary resuscitation; post-return of spontaneous circulation (Post-ROSC), compliance is shown according to the groups, but all animals were placed on the VLP2000E in this period, in which the statistics correspond to all measurements in five time points.
Central Illustration
Central Illustration. : Use of a Portable Mechanical Ventilator during Cardiopulmonary Resuscitation is Feasible, Improves Respiratory Parameters, and Prevents the Decrease of Dynamic Lung Compliance
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