CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO PARA ASMA: Revisão sistemática com metanálise
IVANÍZIA SOARES DA SILVA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO PARA ASMA: Revisão sistemática com metanálise
IVANÍZIA SOARES DA SILVA
Natal 2012
Dissertação apresentada à Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia, para obtenção do título de Mestre em Fisioterapia.
CATALOGAÇÃO NA FONTE
S586t
Silva, Ivanízia Soares da.
Treinamento muscular inspiratório para asma: revisão sistemática com metanálise / Ivanízia Soares da Silva. – Natal, 2013.
80f..
Orientadora: Profª. Drª. Gardênia Maria Holanda Ferreira.
Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia. Centro de Ciências da Saúde. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
1. Asma – Dissertação. 2. Músculos Respiratórios – Dissertação. 3. Metanálise – Dissertação. 4. Ensaio clínico – Dissertação. I. Ferreira, Gardênia Maria Holanda. II. Título.
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
TREINAMENTO MUSCULAR INSPIRATÓRIO PARA ASMA: Revisão sistemática com metanálise
BANCA EXAMINADORA
Profa. Dra. Gardênia Maria Holanda Ferreira (Presidente)
Profa. Dra. Karla Morganna Pereira Pinto de Mendonça (Membro interno) Profa. Dra. Brenda Nazaré Gomes Andriolo (Membro externo)
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vi
A Deus, por sempre guiar meu caminho e me sustentar nos momentos difíceis.
Aos meus avós, Irene Soares e Aldenor Almeida. Meus exemplos de vida, determinação e superação. Obrigada por serem minha fortaleza e meu conforto!
Aos meus pais, Irenilda Soares e Valcir da Silva, pela confiança depositada em mim, por sempre acreditarem nos meus sonhos e me ajudarem a torná-los realidade.
Aos meus irmãos, Vladson Soares e Valcidney Soares, companheiros e aliados, que me apoiam nas horas de angústias.
A Victor Soares, meu sobrinho, que com seu sorriso e abraço renova minhas forças para seguir em frente.
A profa. Dra. Gardênia Ferreira, que despertou em mim o interesse pela pesquisa, obrigada pela amizade, dedicação, apoio, estímulo e por acreditar em meu trabalho. Sua confiança em mim contribuiu muito para meu crescimento profissional. Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia e a profa. Dra. Andrea Lemos pelos conhecimentos que deram suporte a esta dissertação.
As profa. Dra. Selma Bruno, Vanessa Resqueti, Brenda Gomes e Karla Morganna por terem participado da banca e pelas considerações que enriqueceram o trabalho.
Aos membros do Grupo de Vias Aéreas da Cochrane, em especial a Emma Welsh e Elizabeth Stovold, e a Valter Silva membro do Centro Cochrane do Brasil. Obrigada por todo o auxílio e esclarecimentos prestados durante o desenvolvimento desta atualização.
A Alison McConnell e Luciana Sampaio por fornecerem as informações e dados solicitados.
Aos autores originais da revisão, Felix Ram, Sheree Wellington and Neil Barnes por terem cedido o título. Muito obrigada!
vii
Hugo pela paciência de me ajudar na leitura e compreensão do Handbook e pelo auxílio nas tarefinhas. Vocês tornaram o trabalho menos cansativo e mais divertido.
A todos os amigos da turma de Fisioterapia 2010.2, que foram minha família natalense. Em especial a Diana Amélia, Gabriela Tavares e Heloisa Jácome, amigas para todas as horas, crises e sufocos. Obrigada por acreditarem em mim, até quando eu mesma não acreditava.
As amigas Isabella Alves e Alcione Costa, que estiveram presentes nos momentos mais difíceis, me ajudando a superá-los.
viii
Lista de abreviaturas e símbolos x
Lista de figuras xi
Lista de quadros xii
Resumo xiii
Abstract xv
1 INTRODUÇÃO 1
1.1 Asma 2
1.2 Treinamento muscular inspiratório 5
1.3 Revisão sistemática 9
1.4 Justificativa 11
1.5 Objetivos 12
2 MATERIAIS E MÉTODOS 13
2.1 Tipo de estudo 14
2.2 Local de realização 14
2.3 Etapas para atualização de uma revisão sistemática Cochrane 14
2.4 Critérios de inclusão 16
2.4.1 Tipos de estudos 16
2.4.2 Tipos de participantes 16
2.4.3 Tipos de intervenções 16
2.5 Tipos de desfechos 16
2.5.1 Desfechos primários 16
2.5.2 Desfechos secundários 16
2.6 Bases de dados e estratégia de busca 17
2.6.1 Busca eletrônica 17
2.6.2 Outras fontes de pesquisa 21
2.7 Seleção dos estudos 21
2.8 Extração dos dados 21
2.9 Avaliação do risco de viés dos estudos incluídos 21
2.10 Medidas de efeito do tratamento 22
ix
2.14 Síntese dos dados 22
2.15 Análise de subgrupo e investigação da heterogeneidade 23
2.16 Análise de sensibilidade 23
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 24
Artigo: Inspiratory muscle training for asthma 26
4 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS 68
5 REFERÊNCIAS 71
Anexos 79
Anexo 1: Correspondência com os autores dos estudos incluídos 80 Apêndices
x
CAGR Cochrane Airways Group Specialised Register of trials CENTRAL Cochrane Central Register of Controlled Trials
CI Confidence interval
CONSORT Consolidated Standards of Reporting Trials chi2 Teste do qui-quadrado
cmH2O Centimeters water
CRF Capacidade residual funcional
DM Diferença média
DPOC Doença pulmonar obstrutiva crônica FEV1 Forced expiratory volume in one second FVC Forced vital capacity
I2 Índice de heterogeneidade IC Intervalo de confiança IMT Inspiratory muscle training
MD Mean difference
PEFR Peak expiratory flow rate PEmax Maximal expiratory pressure PImax Maximal inspiratory pressure PImáx Pressão inspiratória máxima RCTs Randomised controlled trials
RR Risk ratios
RS Revisão sistemática
SD Standard deviation
SEM Standard error of a mean SMD Standardised mean difference TMI Treinamento muscular inspiratório
VR Volume residual
xi
Figura 1 Fluxograma da estratégia de elaboração de atualização de uma revisão sistemática Cochrane
xii
Quadro 1 Fontes e métodos de busca para o Cochrane Airways Group Specialised Register (CAGR)
18
xiii
xiv
de medicamentos e dias de falta ao trabalho ou escola. O TMI deve também ser avaliado no contexto de asma mais grave.
xv
xvi
1.1 Asma
A asma é considerada um sério problema de saúde pública no mundo, sendo a doença crônica mais comum encontrada em crianças e adultos jovens, particularmente devido ao seu início precoce1. Sua prevalência tem aumentado em todas as regiões do mundo2. Uma pesquisa realizada em 61 países revelou uma tendência para uma maior prevalência dos sintomas da asma nos países mais ricos. No entanto, a doença parece ser mais grave em países com menor renda3. Um recente estudo estimou que a prevalência global da asma clínica em adultos foi aproximadamente de 4,5%1. Em crianças entre 6-7 anos e 13-14 anos, a prevalência da asma foi de 11,5% e 14,1%, respectivamente3.
No Brasil, apesar de existir uma tendência para redução da prevalência da asma, esta é ainda a mais alta dentre os países da América Latina, com valores médios de 20%, variando de uma região para outra, sendo observadas as maiores taxas nos centros das Regiões Norte e Nordeste4. Na cidade do Natal/Rio Grande do Norte, as prevalências para escolares e adolescentes foram, respectivamente, 29,0 e 18,9%5.
A incidência, morbidade e mortalidade da asma têm aumentado dramaticamente durante as três últimas décadas, principalmente nos países industrializados, e estão associadas a grandes custos com saúde6. A doença representa um significativo ônus para o sistema de saúde, familiares e pacientes. Os custos associados ao manejo da asma podem ser classificados como diretos, indiretos e intangíveis. Os custos diretos incluem despesas com os serviços de saúde, como hospitalizações, visitas ambulatoriais e gastos com medicamentos para asma. Os custos indiretos correspondem aos dias de falta ao trabalho ou à escola, aposentadoria precoce e morte. O impacto negativo da asma sobre as famílias e qualidade de vida dos pacientes, bem como a limitação do desenvolvimento físico, emocional e intelectual é difícil de quantificar e, portanto, é referido como custo intangível7.
estabelecida, múltiplos fatores influenciam o desenvolvimento e a exacerbação dos sintomas da asma. Para o desenvolvimento da doença, os fatores envolvidos podem variar de infecção viral do trato respiratório na infância à exposição ocupacional em adultos. Já os fatores subjacentes à exacerbação, incluem exposição a alérgenos em indivíduos sensibilizados, infecções virais e exercício9.
A asma é uma doença inflamatória crônica das vias aéreas, caracterizada por limitação variável ao fluxo aéreo e hiperresponsividade das vias aéreas inferiores10,11. Seus sintomas incluem dispnéia, tosse e sibilância, juntamente com episódios de exacerbações8.
Devido à diversidade geográfica, a asma é uma síndrome heterogênea com relação à interação gene-ambiente, mecanismos patofisiológicos, exposições ambientais, comorbidades, idade, gravidade, tratamento, resposta à terapia e exacerbações. O fator de exposição, a gravidade da inflamação das vias aéreas e os graus de hiperresponsividade e da obstrução ao fluxo aéreo causam uma grande variabilidade nas manifestações da asma12.
A história natural da doença é caracterizada por uma variedade de sinais e sintomas ao longo do tempo, incluindo inflamação crônica persistente e/ou alterações estruturais que podem ser associadas aos sintomas e à redução da função pulmonar, com episódios agudos de deterioração13.
A característica fisiopatogênica dominante da asma é a inflamação brônquica. Ela está presente em todos os pacientes asmáticos, inclusive naqueles com asma de início recente, nas formas leves da doença e até mesmo entre os assintomáticos14. A inflamação brônquica nos pacientes asmáticos envolve múltiplos componentes e numerosos tipos de células, principalmente mastócitos, eosinófilos e linfócitos CD4+. Uma vez ativadas, essas células liberam mediadores pró-inflamatórios e citocinas, que causam extravasamento vascular, contração da musculatura lisa, infiltração de células inflamatórias, hipersecreção de muco e hiperresponsividade das vias aéreas15.
estruturais nas vias aéreas, central e periférica, incluindo fibrose subepitelial, hiperplasia das células caliciformes, angiogênese, mudança nas proteínas da matriz extracelular e hipertrofia das células musculares lisas, levando à irreversibilidade da obstrução que se observa em alguns pacientes16–18.
A inflamação brônquica é considerada o evento primário da asma, levando a hiperresponsividade das vias aéreas19. Esta corresponde ao estreitamento excessivo do lúmen das vias aéreas em resposta a estímulos que seriam inócuos em um indivíduo saudável20. A contração do músculo liso das vias aéreas é o principal componente da hiperresponsividade21.
Nos pacientes asmáticos, a limitação do fluxo expiratório, fechamento precoce das vias aéreas, atividade dos músculos inspiratórios no final da expiração e a redução da elasticidade pulmonar levam à hiperinsuflação pulmonar. Esta é definida pelo aumento da capacidade residual funcional (CRF), que sempre envolve o aumento do volume residual (VR)22.
Na asma, a hiperinsuflação apresenta dois componentes: estático e dinâmico. A hiperinsuflação dinâmica associa-se ao estreitamento agudo das vias aéreas, que reduz o volume expiratório final, sustentando uma atividade tônica muscular inspiratória persistente durante a expiração. Após a crise, a incompleta regressão dos parâmetros mecânicos respiratórios contribui para a retenção crônica de ar nos pulmões, conduzindo à hiperinsuflação residual ou cumulativa23.
Com o aumento do volume pulmonar, a geometria da parede torácica é modificada, encurtando os músculos inspiratórios e deixando-os em uma posição desfavorável na relação comprimento-tensão24,25. Assim, a capacidade de tais músculos para gerar tensão é reduzida25. Ao colocar os músculos inspiratórios em desvantagem mecânica, a hiperinsuflação leva à fraqueza destes músculos e ocasiona o recrutamento da musculatura acessória da inspiração, que posteriormente, ficará também em uma posição encurtada26.
destes músculos ocasionam o aumento do drive motor, e consequente sensação de dispnéia28.
Tendo em vista que a asma não tem cura, o objetivo de seu tratamento é obter e manter o controle da doença por períodos prolongados. O controle refere-se à supressão, espontaneamente ou através do tratamento, das manifestações da asma. Assim, o tratamento deve garantir o controle das manifestações clínicas (sintomas, função pulmonar, necessidade de medicação de alívio, limitação de atividades físicas) e promover a redução de riscos futuros para os pacientes, como exacerbações, perda acelerada da função pulmonar e os efeitos adversos do tratamento. Dessa forma, a asma pode ser classificada em: asma controlada, asma parcialmente controlada e asma não controlada20.
Além disso, a asma pode ser classificada de acordo com a gravidade da doença, que refere-se à quantidade de medicamento necessária para atingir o controle. A asma leve é aquela que, para ser bem controlada, necessita de baixa intensidade de tratamento, sendo utilizados corticoides inalatórios em doses baixas. A asma moderada é aquela que necessita de intensidade intermediária, para seu tratamento é realizada a associação de um corticoide inalatório em doses baixas com um beta2-agonista inalatório de ação prolongada. Por fim, a asma grave necessita de alta intensidade de tratamento, que combina o uso de corticoide inalatório em doses medias ou altas com um beta2-agonista de ação prolongada. Caso o controle não seja atingido, adiciona-se corticoide oral às outras medicações de controle referidas 29.
Na maioria dos pacientes, o controle clínico da asma pode ser alcançado com um tratamento farmacológico adequado30,31. Contudo, terapias complementares como a reabilitação pulmonar32, que pode incluir o treinamento muscular inspiratório33 parecem ser benéficos aos pacientes asmáticos, por melhorar a capacidade funcional e reduzir a dispnéia e o uso de serviços de saúde.
1.2 Treinamento muscular inspiratório
aumento na área de secção transversa dos músculos inspiratórios pode reverter ou atrasar as complicações da deterioração da função muscular inspiratória34. O treinamento muscular inspiratório (TMI) melhora a força dos músculos inspiratórios através da hipertrofia e adaptação neural27. Assim, o TMI tem sido considerado uma opção de tratamento para os pacientes com limitação ao fluxo aéreo.
Os músculos respiratórios são morfologicamente e funcionalmente músculos esqueléticos. A função altamente especializada de tais músculos é derivada das características das fibras que os compõe. Além disso, os músculos respiratórios são capazes de modificar suas propriedades para se adaptar às novas exigências, que podem surgir desde condições fisiológicas, tais como o exercício físico, ou a partir de doenças respiratórias35. Portanto, respondem ao treinamento da mesma forma que qualquer músculo do aparelho locomotor, ao ser aplicada uma carga adequada36.
Os músculos respiratórios têm a capacidade de responder a ambos os estímulos de treinamento: força e endurance. Este promove um aumento na atividade das enzimas aeróbicas, porém não aumenta a massa muscular ou força. Já o treinamento de força ocasiona um significativo aumento da massa e força muscular, com um incerto efeito sobre enzimas metabólicas mitocondriais35. Leith & Bradley37 verificaram que programas de treinamento específicos podem melhorar a força ou endurance da musculatura respiratória, sendo os primeiros a discutirem o uso de tais programas.
O treinamento realizado através da hiperpnéia normocápnica requer que o indivíduo ventile em uma alta percentagem de sua ventilação voluntária máxima, durante um período prolongado, usando um equipamento que assegura níveis estáveis de dióxido de carbono41. É uma técnica pouco utilizada, pois requer um equipamento específico e complicado para prevenir hipocapnia, que não está disponível para uso clínico e não é conveniente para treinamento domiciliar42,43.
No treinamento resistivo inspiratório o indivíduo deve respirar através de um aparelho com um orifício de diâmetro variável. Assim, quanto menor o orifício, maior é a carga alcançada. Nesse tipo de treinamento, a pressão inspiratória e, consequentemente a carga de treino, varia de acordo com o fluxo inspiratório e o tamanho do orifício. Dessa forma, é fundamental que o padrão respiratório individual seja monitorizado durante o treinamento, garantindo um estímulo adequado de treinamento44.
No treinamento com carga linear, para o treinamento dos músculos inspiratórios, é utilizado um aparelho que contem uma válvula 1-way. Esta válvula encontra-se fechada durante a inspiração e o indivíduo respira contra uma válvula spring-loaded. Na expiração, a válvula 1-way abre e nenhuma resistência é imposta a está fase da respiração45. Com este aparelho, os pacientes são submetidos a uma pressão predeterminada e constante, independente do padrão e fluxo respiratório38,39. É a estratégia mais utilizada para treinar os músculos inspiratórios, por ser portátil e fácil de usar. No entanto, ainda não existem dados que suportem a superioridade de um método em relação ao outro46.
A capacidade de um estímulo de treinamento melhorar o desempenho de uma determinada tarefa depende das adaptações estruturais e funcionais que ocorrem com o treino, a incluir: especificidade dos grupos musculares envolvidos, características da contração muscular (por exemplo, velocidade e força), coordenação neuromuscular e necessidades metabólicas. Assim, cada tipo de TMI provoca diferentes adaptações neuromusculares40.
máxima (PImáx) são capazes de melhorar a endurance dos músculos inspiratórios, enquanto cargas de no mínimo 30% da PImáx são necessárias para aumentar a força destes músculos39.
Especificidade significa que a resposta do músculo treinado é específica para algumas características do músculo, como relação comprimento, relação força-velocidade e endurance47. Assim, o treinamento realizado com alta carga e baixa velocidade de contração promove o ganho de força dos músculos inspiratórios, enquanto o treinamento com alta velocidade e baixa carga aumenta a endurance48– 50. Além disso, os efeitos provenientes do TMI são específicos para o grupo muscular treinado, ou seja, para os músculos inspiratórios51.
Por fim, os benefícios obtidos com o TMI são reversíveis, portanto com o término do período de treinamento, eles declinam gradualmente. Contudo, se um treino de manutenção é realizado, a melhora obtida é conservada50,52.
O aumento da força e endurance dos músculos inspiratórios que ocorre com o TMI pode ser explicado, em parte, pelas adaptações estruturais dentro de tais músculos53. Pesquisas realizadas em animais têm demonstrado que 8 semanas de treinamento realizado com pequena resistência já induz a hipertrofia de fibras tipo II do músculo diafragma, enquanto o treino com alta carga ocasiona a hipertrofia de todos os tipos de fibras deste mesmo músculo54,55. Em humanos, vários estudos mostram que o TMI é capaz de promover a hipertrofia do diafragma34,56–58. Além disso, em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), o TMI realizado durante 5 semanas consecutivas, com uma carga equivalente a 40-50% da PImáx, aumentou a proporção de fibras tipo I e o tamanho das fibras tipo II dos músculos intercostais51.
1.3 Revisão sistemática
Por muito tempo, a medicina fundamentou-se nas experiências pessoais, na autoridade dos indivíduos com maiores títulos acadêmicos e nas teorias fisiopatológicas. Contudo, mais recentemente, esse cenário vem sofrendo profundas modificações, agregando-se a um processo baseado em evidências proveniente de pesquisas científicas com boa qualidade metodológica60. A demanda por qualidade máxima do cuidado em saúde, combinada com a necessidade do uso racional de recursos público e privado, têm contribuído para aumentar a pressão sobre os profissionais da área no sentido de assegurar a implantação de uma prática baseada em evidências científicas rigorosas. Nesse sentido, revisões sistemáticas e metanálise são os métodos mais adequados e atuais para resumir e sintetizar evidências sobre os efeitos de intervenções para prevenção, tratamento e reabilitação, bem como sobre fatores de risco e acurácia de testes diagnósticos61.
Uma revisão sistemática (RS) é uma revisão de literatura focada em uma única pergunta que tenta identificar, avaliar, selecionar e sintetizar todas as evidências de pesquisa de alta qualidade disponíveis e relevantes para a questão62. A diferença entre a RS e a revisão narrativa é que a primeira responde a uma pergunta pontual. Para superar possíveis vieses em cada etapa da RS, é necessário o planejamento de um protocolo rigoroso para busca, seleção, avaliação da validade, aplicabilidade, síntese e interpretação dos dados oriundos dos estudos63.
As RS são desenvolvidas para responder questões clínicas específicas. Estas perguntas podem ser formuladas explicitamente de acordo com quatro variáveis: uma população específica, a condição de interesse, uma exposição a um teste ou tratamento, e um ou mais desfechos específicos. As RS sintetizam os resultados de várias estudos primários por meio de estratégias que limitam vieses e erro aleatório. Estas estratégias incluem uma pesquisa abrangente de todos os artigos potencialmente relevantes e a utilização de critérios explícitos e reproduzíveis na seleção de estudos para revisão64.
contradições encontradas entre os estudos individuais. Além disso, as RS evitam duplicações de esforços, já que, quando feitas uma vez, poderão ser atualizadas, divulgadas e utilizadas mundialmente65.
A posição ocupada pela RS na hierarquia da evidência demonstra sua importância para a clínica e para a pesquisa. Estudos de RS que incluem ensaios clínicos aleatórios são os estudos mais adequados para responder perguntas sobre a eficácia de uma intervenção61. As RS podem ser classificadas em quantitativa ou qualitativa. A RS qualitativa corresponde apenas à avaliação crítica da literatura, apresentando os resultados dos estudos de forma conjunta, sem sumarizá-los. Enquanto a RS quantitativa além de realizar a avaliação criteriosa dos estudos, faz uso de métodos estatísticos para sintetizar os resultados. Essa combinação estatística dos resultados é denominada metanálise. As revisões sistemáticas com metanálises, de um modo geral, apresentam maior relevância clínica-epidemiológica que as revisões qualitativas66.
Metanálise é a análise da análise, ou seja, é um método de análise em que os resultados de vários estudos independentes são combinados e sintetizados por meio de procedimentos estatísticos, de modo a produzir uma única estimativa ou índice que caracterize o efeito de uma determinada intervenção. Em estudos de metanálise, a combinação de amostras de vários estudos, aumenta a amostra total, melhorando o poder estatístico da análise, assim como a precisão da estimativa do efeito do tratamento61.
1.4 Justificativa
Esta é uma atualização de uma revisão publicada pela primeira vez em 2003, na qual os autores concluíram que existia insuficiente evidência sobre os benefícios clínicos do treinamento muscular inspiratório para pacientes com asma68. No entanto, recentes metanálises mostraram que o TMI aumenta significativamente a força e endurance dos músculos inspiratórios, reduz a dispnéia e melhora a capacidade de exercício e qualidade de vida em pacientes com DPOC69,70. Novos estudos têm sido realizados para avaliar o efeito do treinamento muscular inspiratório na força muscular, pico de fluxo expiratório, tolerância ao exercício e percepção de dispnéia em pacientes asmáticos33,71. Dessa forma, a incorporação de estudos adicionais podem alterar os resultados da revisão.
Além de novas pesquisas disponíveis, houve avanços nos métodos para desenvolvimento de uma revisão, principalmente com relação à avaliação do risco de viés dos estudos incluídos. Na última versão desta revisão, o risco de viés foi avaliado através da escala Jadad, contudo o uso desta escala é explicitamente desencorajado pela Colaboração Cochrane. Assim, surge a necessidade de atualizar os métodos desta revisão, para que sejam fornecidos dados mais confiáveis.
1.5 Objetivos
1.5.1 Geral
Avaliar a evidência da eficácia do treinamento muscular inspiratório, realizado através do treinamento resistivo inspiratório ou treinamento resistivo utilizando carga linear, em pacientes com asma.
1.5.2 Específicos
Comparar a eficácia do treinamento muscular inspiratório versus um treinamento controle (placebo ou sem o aparelho de resistência externa) em relação a:
1- Força dos músculos inspiratórios; 2- Endurance dos músculos inspiratórios; 3- Força dos músculos expiratórios;
4- Função pulmonar (capacidade vital forçada, volume expiratório forçado no 1º segundo, pico de fluxo expiratório);
5- Sintomas de asma (por exemplo, mensuração da dispnéia com escala de Borg ou escala visual analógica);
6- Exacerbações que requereram o uso de corticosteroides oral ou inalado ou visita à emergência médica;
7- Admissão no hospital; 8- Uso de medicamentos;
Este estudo é o resultado da atualização de uma revisão sistemática realizada em cooperação com a Colaboração Cochrane. O formulário de registro de atualização (Apêndice 1) foi submetido e aprovado pelo Airways Group. O projeto deste estudo foi elaborado segundo o Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions (versão 5.1.0)72.
2.1 Tipo de estudo
Revisão sistemática com metanálise.
2.2 Local de realização
O estudo foi realizado no Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
2.3 Etapas de atualização de uma revisão sistemática Cochrane
A Colaboração Cochrane é uma organização internacional sem fins lucrativos, que tem por objetivo ajudar os profissionais de saúde, gestores e pacientes a tomar decisões baseadas em informações de boa qualidade na área da saúde, através da preparação, atualização e promoção do acesso a revisões sistemáticas sobre os efeitos das intervenções em saúde, fatores de risco e acurácia de testes diagnósticos. Seus trabalhos são reconhecidos internacionalmente como o ponto de referência para informações de qualidade sobre a eficácia e eficácia dos cuidados de saúde.
A Colaboração Cochrane possui cerca de 50 grupos editoriais de revisão, responsáveis pela elaboração e manutenção de revisões dentro de áreas específicas de cuidados de saúde. A presente revisão faz parte do Airways Group, com sede localizada na cidade de Londres, Reino Unido.
formulário de atualização, os quais contêm uma breve descrição sobre a revisão, bem como algumas informações dos autores. O formulário é então submetido ao corpo editorial do grupo, responsável pelo aceite da revisão/atualização sugerida.
Para iniciar a presente atualização, os autores contataram a coordenadora do Airways Group e, após um consenso acerca do tema, o formulário de atualização (Apêndice 1) foi então preenchido e submetido ao corpo editorial. Todas as etapas desta atualização foram realizadas de acordo com o Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions (versão 5.1.0)72. O processo de atualização de uma RS pela Colaboração Cochrane encontra-se descrito na Figura 1.
2.4 Critérios de inclusão
2.4.1 Tipos de estudos
Foram selecionados todos os ensaios clínicos controlados e randomizados que compararam o treinamento dos músculos inspiratórios versus controle (placebo ou sem treinamento).
2.4.2 Tipos de participantes
Pacientes com asma estável, como definido por um critério aceito internacionalmente (por exemplo, American Thoracic Society, British Thoracic Society) ou definido objetivamente com um diagnóstico clínico de asma, independente de sexo e idade.
2.4.3 Tipos de intervenções
Treinamento muscular inspiratório, realizado através do treinamento resistivo inspiratório ou treinamento resistivo utilizando carga linear, comparado a um grupo controle usando treinamento placebo ou sem treinamento. Estudos que realizaram a hiperpnéia normocápnica não foram incluídos.
2.5 Tipos de desfechos
2.5.1 Desfechos primários
1- Força dos músculos inspiratórios;
2- Exacerbações que requereram o uso de corticosteroides inalado ou oral ou visita ao serviço de emergência médica.
2.5.2 Desfechos secundários
2- Força dos músculos expiratórios;
3- Função pulmonar (capacidade vital forçada, volume expiratório forçado no 1º segundo, pico de fluxo expiratório);
4- Sintomas de asma (por exemplo, mensuração da dispnéia com escala de Borg ou escala visual analógica);
5- Admissão no hospital; 6- Uso de medicamentos;
7- Dias de falta ao trabalho ou à escola.
2.6 Bases de dados e estratégia de busca
2.6.1 Busca eletrônica
Para a versão anterior desta revisão, a pesquisa foi conduzida até abril de 2003. Nesta atualização, a pesquisa foi alterada e realizada novamente por todos os anos até novembro de 2012. Os ensaios clínicos foram identificados nas seguintes fontes:
1- Cochrane Airways Group Specialised Register of trials (CAGR), que é derivado de buscas sistemáticas nas bases de dados bibliográficas e na busca manual de revistas respiratórias e resumos de conferências.
2- Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), na Cochrane Library (Issue 11 of 12, 2012)
3- ClinicalTrials.gov
Quadro 1 – Fontes e métodos de busca para o Cochrane Airways Group Specialised Register (CAGR).
Electronic searches: core databases
Database Frequency of search
CENTRAL (the Cochrane Library) Monthly
MEDLINE (Ovid) Weekly
EMBASE (Ovid) Weekly
PsycINFO (Ovid) Monthly
CINAHL (EBSCO) Monthly
AMED (EBSCO) Monthly
Hand-searches: core respiratory conference abstracts
Conference Years searched
American Academy of Allergy, Asthma and Immunology (AAAAI)
2001 onwards
American Thoracic Society (ATS) 2001 onwards Asia Pacific Society of Respirology
(APSR)
2004 onwards
British Thoracic Society Winter Meeting (BTS)
2000 onwards
Chest Meeting 2003 onwards
European Respiratory Society (ERS) 1992, 1994, 2000 onwards International Primary Care Respiratory
Group Congress (IPCRG)
2002 onwards
Thoracic Society of Australia and New Zealand (TSANZ)
MEDLINE search strategy used to identify trials for the CAGR Asthma search
1. exp Asthma/ 2. asthma$.mp.
3. (antiasthma$ or anti-asthma$).mp. 4. Respiratory Sounds/
5. wheez$.mp. 6. Bronchial Spasm/ 7. bronchospas$.mp.
8. (bronch$ adj3 spasm$).mp. 9. bronchoconstrict$.mp. 10. exp Bronchoconstriction/ 11. (bronch$ adj3 constrict$).mp. 12. Bronchial Hyperreactivity/ 13. Respiratory Hypersensitivity/
14. ((bronchial$ or respiratory or airway$ or lung$) adj3 (hypersensitiv$ or hyperreactiv$ or allerg$ or insufficiency)).mp.
15. ((dust or mite$) adj3 (allerg$ or hypersensitiv$)).mp. 16. or/1-15
Filter to identify RCTs
1. exp “clinical trial [publication type]”/ 2. (randomized or randomised).ab,ti. 3. placebo.ab,ti.
4. dt.fs.
5. randomly.ab,ti. 6. trial.ab,ti. 7. groups.ab,ti. 8. or/1-7
9. Animals/ 10. Humans/
12. 8 not 11
The MEDLINE strategy and RCT filter are adapted to identify trials in other electronic databases.
Quadro 2 – Estratégia de busca nos bancos de dados. Cochrane Airways Group Register
((inspiratory or ventilat* or respiratory) and muscle and (strength* or train* or endur*)) or IMT or RMT or (resistance* and train*) or "resistive breathing" or "threshold load*" or "threshold device*"
[Limited to records coded as ‘asthma’]
CENTRAL on the Cochrane Library #1 MeSH descriptor Asthma explode all trees
#2 asthma* or wheez* #3 (#1 OR #2)
#4 MeSH descriptor Breathing Exercises, this term only
#5 ((inspiratory or ventilat* or respiratory) and muscle and (strength* or train* or endur*))
#6 IMT or RMT
#7 resist* NEAR/3 train* #8 "resistive breathing" #9 "threshold load*" #10 "threshold device*"
#11 (#4 OR #5 OR #6 OR #7 OR #8 OR #9 OR #10) #12 (#3 AND #11)
Clinicaltrials.gov asthma and inspiratory muscle training
asthma and respiratory muscle training asthma and IMT
2.6.2 Outras fontes de pesquisa
As referências de todos os estudos primários e artigos de revisão foram analisadas em busca de estudos adicionais. Os autores dos ensaios clínicos incluídos foram contatados para identificar informações sobre outros estudos publicados e não-publicados.
2.7 Seleção dos estudos
Dois revisores, independentemente, revisaram todos os resumos recuperados. O acordo entre os revisores foi relatado e qualquer desacordo foi resolvido com discussão, até que um consenso fosse atingido. Foram obtidos os textos completos de todos os artigos considerados relevantes baseados na leitura dos títulos e resumos. Em seguida, dois revisores, independentemente, avaliaram cada estudo contra os critérios de inclusão.
2.8 Extração dos dados
Dois revisores extraíram, independentemente, os dados utilizando um formulário de coleta de dados (Apêndice 2). Sempre que necessário, tentamos contato com o autor de cada estudo incluído para verificar a exatidão dos dados extraídos e para obter novos dados ou informações (Anexo 1).
2.9 Avaliação do risco de viés dos estudos incluídos
Dois revisores avaliaram, independentemente, o risco de viés para cada estudo usando a ferramenta da Colaboração Cochrane, de acordo com os seguintes domínios:
• Geração da sequência aleatória (Random sequence generation); • Sigilo de alocação (Allocation concealment);
• Mascaramento dos participantes e pessoal (Blinding of participants and
personnel);
• Descrição seletiva dos desfechos (Selective reporting); • Outro viés (Other bias).
Nós classificamos cada potencial fonte de viés como baixo, alto ou incerto risco de viés. Quaisquer desacordos foram resolvidos por discussão envolvendo um terceiro avaliador.
2.10 Medidas de efeito do tratamento
Os desfechos contínuos foram expressos como diferença média (mean difference - MD) ou como diferença média padronizada (standardised mean difference - SMD) se diferentes métodos de medições foram utilizados pelos estudos. Para os desfechos dicotômicos, nós utilizamos a razão de risco (risk ratios - RR).
2.11 Dados ausentes ou incompletos
Os pesquisadores originais foram contatados para verificar as principais características dos estudos e solicitar dados em falta ou incompletos (Anexo 1).
2.12 Avaliação da heterogeneidade
A heterogeneidade foi testada entre os estudos comparáveis usando um padronizado teste do qui-quadrado (chi²). Além disso, utilizou-se o valor do índice de heterogeneidade (I²) para ajudar a determinar os níveis de heterogeneidade.
2.13 Avaliação dos vieses de notificação
Os vieses de notificação foram explorados na seção “Outros vieses”, nas tabelas de risco de viés.
2.14 Síntese dos dados
2.15 Análise de subgrupo e investigação da heterogeneidade
Os subgrupos foram definidos de acordo com a duração do TMI, resistência do aparelho de TMI e intensidade do treinamento TMI (força ou resistência).
2.16 Análise de sensibilidade
Inspiratory muscle training for asthma
Review information
Review number: INSP-AST Authors
Ivanizia S Silva1, Guilherme AF Fregonezi1, Fernando AL Dias1, Cibele TD Ribeiro1, Ricardo O Guerra2, Gardenia M H Ferreira1
1PhD Program in Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
2Department of Physiotherapy, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Brazil
Citation example: Ferreira GM H, Silva IS, Fregonezi GAF, Dias FAL, Ribeiro CTD, Guerra RO. Inspiratory muscle training for asthma. Cochrane Database of
Systematic Reviews 2003, Issue 4. Art. No.: CD003792. DOI: 10.1002/14651858.CD003792.
Contact person
Gardenia M H Ferreira
PhD Program in Physical Therapy, Federal University of Rio Grande do Norte Federal University of Rio Grande do Norte
Avenida Senador Salgado Filho 3000, Lagoa Nova 59072-970 Natal
Rio Grande do Norte Brazil
E-mail: holanda@ufrnet.br
Dates
Assessed as Up-to-date: 23 November 2012
Date of Search: 23 November 2012
Next Stage Expected: 24 November 2014
Protocol First Published: Issue 2, 2002
Review First Published: Issue 4, 2003
What's new
Date / Event Description
23 November 2012
Update New literature search run.
23 November 2012 New citation:
conclusions changed
Added new included study (Sampaio 2002) and excluded a trial that was included in a previous version of the review (Weiner 1992). Amendments made to Plain Language Summary and Background, reformatted Results,
Discussion and Conclusions and added 'Risk of bias' table. New review team.
History
Date / Event Description
31 July 2008
Amended Converted to new review format.
08 April 2003 New citation:
conclusions changed Substantive amendment.
Abstract
Background
In asthmatic patient, the expiratory airflow limitation, premature closure of small airways, activity of inspiratory muscles at the end of expiration and reduced
pulmonary elasticity are mechanisms leading to lung hyperinflation. With the increase in lung volume, chest wall geometry is modified, shortening the inspiratory muscles and leaving them at a suboptimal position in length-tension relationship. Thus, the capacity of these muscles to generate tension is reduced. The increase in transversal section area of the inspiratory muscles caused by hypertrophy could reverse or delay the deterioration of inspiratory muscle function. The inspiratory muscle training (IMT) is capable of promoting diaphragm hypertrophy and increase the proportion of type I fibers and the size of type II fibers of external intercostal muscles.
Objectives
Search methods
We searched the Cochrane Airways Group Specialised Register of trials, Cochrane Central Register of Controlled Trials (The Cochrane Library Issue 11 of 12, 2012), ClinicalTrials.gov and reference lists of the articles.
Selection criteria
All randomised controlled trials that involved the use of an external inspiratory muscle training device versus a control (sham or no inspiratory training device) in patients with stable asthma were considered for inclusion.
Data collection and analysis
Two reviewers independently selected articles for inclusion, evaluated risk of bias of the studies and extracted data.
Results
A total of five studies involving 113 asthmatic patients were included. Three clinical trials were produced by the same group. The included studies showed a statistically significant increase in maximal inspiratory pressure (MD 13.34 cmH2O, 95% CI 4.70 to 21.98), although the confidence intervals were wide. There was no statistically significant difference between the IMT group and the control group for maximal expiratory pressure, peak expiratory flow rate, forced expiratory volume in one
second, forced vital capacity, sensation of dyspnoea and use of beta2-agonist. There were no studies describing exacerbation events that required a course of oral or inhaled corticosteroids or emergency department visits, inspiratory muscle endurance, hospital admissions and days off work or school.
Authors' conclusions
There is no conclusive evidence in this review to support or refute inspiratory muscle training for asthma, once the evidence was limited by the small number of studies included, number of participants in them together with the risk of bias. More well conducted randomised controlled trials are needed, such trials should investigate respiratory muscle strength, exacerbation rate, lung function, symptoms, hospital admissions, use of medications and days off work or school. IMT should also be assessed in the context of more severe asthma.
Plain language summary
Inspiratory muscle training for asthma
dyspnoea and decrease the health care utilization. These benefits are due to muscle hypertrophy and consequent increased in inspiratory muscle strength. In patients with chronic obstructive pulmonary disease, the inspiratory muscle training
significantly increases strength of the inspiratory muscles, reduces dyspnoea and improves quality of life. Nevertheless there was insufficient evidence on the clinical benefits of inspiratory muscle training in patients with asthma.
This review aimed to explore the effect of IMT use in asthma and included five studies with a total of 113 participants. The studies showed a significantly
improvement in inspiratory muscle strength by at least a mean of 13 cmH2O. There was no overall difference between the IMT group and the control group for the following outcomes: PEmax, PEFR, FEV1, FVC, sensation of dyspnoea and use of beta2-agonist.
Given the insufficient evidence found in this review, we believe that there is a need for further evidence in order to assess the efficacy of IMT in patients with asthma.
Background
Description of the condition
Asthma is considered a serious public health problem in the world, being the most common chronic disease found in children and young adults, particularly due to its early onset (To 2012). The incidence, morbidity and mortality of asthma have increased dramatically during the last three decades, especially in industrialized countries. The treatment of patients with asthma is responsible for large healthcare costs (Zhang 2010).
Asthma is a chronic inflammatory disease of the airways characterized by variable airflow limitation and hyperresponsiveness of inferior airways (Gershon
2012; Bourdin 2012). Its symptoms include dyspnoea, coughing and sibilance and episodes of exacerbations (Brightling 2012). The natural history of the disease is characterized by a variability of signs and symptoms along the time including
persistent chronic inflammation and/or structural alterations that may be associated with persistent symptoms and reduction of lung function, and commonly associated with acute episodes of deterioration (Reddel 2009).
Since asthma is incurable, the objective of its treatment is to achieve and maintain control of the disease for long periods. The treatment must ensure control of the clinical manifestations and promote future risk reduction to the patient such as exacerbations, accelerated decline in lung function and side-effects os treatment (GINA 2011). In most patients, the clinical control of asthma can be achieved with a proper pharmacological treatment (Bateman 2008; Bassler 2010). However,
Description of the intervention
The inspiratory muscles are morphologically and functionally skeletal muscles and therefore respond to training just as any muscle of the locomotor system (Enright 2011). The inspiratory muscle training (IMT) is a technique used to increase strength or endurance of the diaphragm and accessory muscles of inspiration (Moodie 2011). There are three types of IMT: normocapnic hyperpnoea, resistive breathing and threshold loading. The normocapnic hyperpnoea corresponds to endurance training, since the load imposed requires the generation of low pressure and high flow. In this type of training, the inspiratory and expiratory muscles are recruited. The resistive breathing and threshold loading cause specific recruitment of inspiratory musculature and use high pressure and low flow, thus promoting strength training (Hill
2004; Verges 2009).
The training performed by the normocapnic hyperpnoea requires that the individual ventilate in a high percentage of their maximal voluntary ventilation during a
prolonged period using a device that ensures stable levels of carbon dioxide (HIll 2010).
In the resistive breathing the individual must breathe through a device with a orifice of variable diameter. Thus, for a given airflow, the smaller the orifice the greater the load reaced. In this type of training, the inspiratory pressure and, consequently the training load, varies according to the inspiratory flow and the orifice size. Therefore, it is essential that the individual respiratory pattern be monitored during the training, ensuring an adequate training (Crisafulli 2007).
In threshold loading training a device that contains a 1-way valve is used. This valve remains closed at the beginning of inspiration and the individual breathes against the spring-loaded valve until enough pressure is generated to release the resistance and therefore allow flow. At expiration, the 1-way valve opens and no resistance is
imposed to this phase of breathing (Sheel 2008, Hill 2004).
This valve remains closed during inspiration and the individual breathes against the spring-loaded valve. At expiration, the 1-way valve opens and no resistance is imposed to this phase of respiration (Sheel 2008)
With this device, the patients are subjected to a predetermined and constant pressure, independent of breathing pattern or flow (Moodie 2011; Hill 2004). The threshold loading is the most used strategy to train the inspiratory muscles because it is portable and easy to use. However, there is no data to support the superiority of one method over the other (Nici 2006).
How the intervention might work
inspiratory muscles and leaving them at a suboptimal position in the length-tension relationship (Clanton 2009; Lopes 2007).
The reduction of force generated by the inspiratory muscles cause an increase of the respiratory drive (McConnell 2005; Huang 2011). However, the increase of the
maximal inspiratory pressure (PImax) resulting from the IMT significantly reduces the inspiratory motor drive (Huang 2003), probably due to a decrease in the amount of motor units recruited during breathing, with consequent reduction in the sensation of dyspnoea.
The IMT is capable of promoting diaphragm hypertrophy (Enright 2006; Downey 2007; Chiappa 2008) and increase the proportion of type I fibers and the size of type II fibers of external intercostal muscles (Ramirez-Sarmiento 2002). The force that skeletal muscle can generate depends on the effective transversal section area. Therefore, the increase in transversal section area of the inspiratory muscles caused by hypertrophy could reverse or delay the deterioration of inspiratory muscle function (Enright 2004). Nevertheless, a variety of factors can interfere in the efficacy of IMT, including the degree of hyperinflation, severity of airway obstruction and also the frequency and duration of training (Liaw 2011).
Why it is important to do this review
This is an update of a review first published in 2003, in which the authors concluded that there was insufficient evidence on the clinical benefits of inspiratory muscle training in patients with asthma (Ram 2003). However, recent meta-analysis showed that IMT significantly increases strength and endurance of the inspiratory muscles, reduces dyspnoea and improves exercise capacity and quality of life in patients with chronic obstructive pulmonary disease (Geddes 2008; Gosselink 2011).
Recently, new studies have been conducted to evaluate the effect of inspiratory muscle training on muscle strength, peak expiratory flow, exercise tolerance and perception of dyspnoea in asthmatic patients (Lima 2008; Turner 2011). Therefore, the results of this updated review may provide a better evaluation of available
scientific evidence to help health professionals, policy makers and consumers in the decision of therapeutic use of IMT for asthma treatment. Furthermore contribute to practice based in evidence, decision-making in health and have important
implications for the research.
Objectives
To evaluate the efficacy of inspiratory muscle training with an external resistive device in patients with asthma.
Criteria for considering studies for this review
Types of studies
All randomised controlled trials (RCTs) that involve the use of an external inspiratory muscle training device versus a control (sham or no inspiratory training device) were considered for inclusion.
Types of participants
Patients with stable asthma as defined by internationally accepted criteria (e.g. American Thoracic Society, British Thoracic Society) or objectively defined with a clinical diagnosis of asthma.
Types of interventions
Trials were considered if an external resistive inspiratory muscle training device was used and compared with a control group using a sham or no external device.
Types of outcome measures
Primary outcomes
1. Inspiratory muscle strength
2. Exacerbations requiring a course of oral or inhaled corticosteroids or emergency department visits
Secondary outcomes
1. Inspiratory muscle endurance 2. Expiratory muscle strength 3. Lung function
4. Asthma symptoms (e.g. measures of dyspnoea or breathlessness with Borg score or Visual Analogue Scale)
5. Hospital admissions 6. Use of drug
7. Days off work or school
Search methods for identification of studies
Electronic searches
1. Cochrane Airways Group Specialised Register of trials (CAGR), which is derived from systematic searches of bibliographic databases and handsearching of
respiratory journals and meeting abstracts (see Appendix 1)
2. Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), on the Cochrane Library (Issue 11 of 12, 2012)
3. ClinicalTrials.gov
All databases were searched from their inception and there was no restriction on the language of publication. See Appendix 2 for the full search strategies.
Searching other resources
Reference lists of all primary studies and review articles were checked for additional references. Authors of trials included were contacted and asked to identify other published and unpublished studies.
Data collection and analysis
Selection of studies
Two reviewers independently reviewed all abstracts retrieved. Agreement between reviewers was reported and any disagreements were resolved with discussion. We obtained the full text of all papers considered relevant based on review of their title and abstract and two reviewers independently evaluated each against the inclusion criteria.
Data extraction and management
Two reviewers independently extracted data using a data collection form. Whenever possible, we contacted the author of each included controlled trial to verify the accuracy of the extracted data and to obtain further data or information.
Assessment of risk of bias in included studies
Two review authors independently assessed risk of bias for each study using the Cochrane Collaboration's 'Risk of bias' tool, according to the following domains: 1. Random sequence generation
2. Allocation concealment
3. Blinding of participants and personnel 4. Blinding of outcome assessment 5. Incomplete outcome data
We graded each potential source of bias as high, low or unclear risk of bias. Any disagreement were resolved by discussion involving the third assessor.
Measures of treatment effect
Continuous outcomes were expressed as mean difference (MD) or as standardised mean difference (SMD) if different methods of measurements were used by studies. For dichotomous outcomes, we used the risk ratios (RR).
Dealing with missing data
The original investigators were contact to verify key study characteristics and to request missing data.
Assessment of heterogeneity
Heterogeneity was tested between comparable studies using a standard chi² test. In addition we used the value of the I² statistic to assist in determining levels of
heterogeneity.
Assessment of reporting biases
Reporting biases were extrapolated within the 'Other bias' section in the risk of bias tables.
Data synthesis
We used the fixed-effect model for meta-analysis.
Subgroup analysis and investigation of heterogeneity
Subgroups were defined by duration of IMT use, resistance of IMT device (percentage of maximum pre-defined inspiratory mouth pressure, uncontrolled resistance, controlled resistance, fixed resistance) and intensity of IMT training (strength or endurance).
Sensitivity analysis
We performed sensitivity analyses on the reported methodological quality of trials. The three different Cochrane scales (adequate versus unclear versus inadequate) were used in the sensitivity analysis.
Description of studies
Results of the search
From the search of CAGR, CENTRAL and ClinicalTrials.gov we identified 127 references for possible inclusion in the review. After adjusting for duplicates 95 remained. Of these, two reviewers selected eleven abstracts as possibly being appropriate for inclusion in the review. We identified 6 additional references by searching the bibliographies of the retrieved studies. Therefore, we retrieved a total of seventeen full text papers for possible inclusion. After reading the full text of these 17 studies, we excluded twelve as not appropriate. Five trials fulfilled the inclusion criteria and were included in this review. A PRISMA diagram can be found in Figure 1.
Included studies
In total 5 trials were included and published between 1998 and 2002. Four studies were included in the original review and in this update one additional study which met the inclusion criteria was identified (Sampaio 2002). Three of the included RCTs were conducted by the same group of researches in Israel Weiner 2000; Weiner 2002; Weiner 2002a). All of these studies had similar study designs. One study (Sampaio 2002) was conducted in Brazil and published in a non-English language journal. One study was published only as an abstract (McConnell 1998) therefore it was devoid of any details. Completed details of all five included studies are provided in the "Characteristics of included studies". Below is a brief summary of the five included studies. We have written to all authors for further information.
Design
Three of the trials were double-blind randomised controlled and all had run-in phases that varied between 2-4 weeks (Weiner 2000, Weiner 2002; Weiner 2002a). One trial was single-blind randomised controlled and did not have a run-in phase (McConnell 1998). The Sampaio 2002 study was a randomised controlled trial, only outcome assessors were blind, and has 1 month post-intervention phase (follow up).
Participants
Five studies involving 113 asthmatic patients (46 male and 67 female) met the inclusion criteria. Ten subjects dropped out of the studies, so the results of the
remaining 103 patients are reported. The sample size of included studies varied from 18 to 30 adult participants. One study only included participants who had "high
consumption" of bronchodilators, defined as greater than one puff of beta2-agonist per day (Weiner 2000). Weiner 2002a only recruited female participants.
Four studies included participants with mild to moderate asthma (McConnell 1998 stated mild/moderate patients; Weiner 2000 had patients with FEV1 > 80% predicted; Weiner 2002 andWeiner 2002a had participants with FEV1 > 60% predicted). Sampaio 2002 included patients independent of the asthma severity.
Interventions
McConnell 1998
This study used IMT of 30 breaths at 50% of PImax, twice daily for three weeks. The control group trained at an ineffective level which was 60 breaths at ~20% PImax twice daily.
Sampaio 2002
The intervention group trained 3 times a week, 10 minutes each session, for 6 weeks, with resistance equal to 40% of their PImax obtained at daily assessment. Control group was not submitted to inspiratoy muscle training, however , they were submitted to respiratory physiotherapy (especially bronchial hygiene techniques) based on clinical necessity.
Weiner 2000; Weiner 2002 and Weiner 2002a
These three studies had similar interventions which included the IMT group
compared to a sham training (control). Both groups trained once per day, six times a week, 30 minutes each session. Intervention group started breathing at loads equal to 15% of their PImax for one week. The load was then incrementally increased by 5-10% at each session to reach 60% of their PImax at the end of the first month. Intervention was continued at 60% of PImax up to the end of the training period. Load level was adjusted every week according to participant's new PImax level. Control group participants trained using the same training device with no resistance. The duration of intervention varied between studies. In the Weiner 2000 trial both groups trained for a period of 3 months. Weiner 2002 study had a 12 week
intervention phase for the control group, and intervention group continued with the training for as long as it took for the inspiratory muscle strength increase by more than 20 cmH2O over their baseline value (within 16 to 25 weeks). Weiner 2002a trial had an intervention phase that was terminated when the mean inspiratory muscle strength of the group met that of the male asthmatics (which took approximately 20 weeks).
Excluded studies
Twelve studies were excluded and the reasons for exclusion of these studies are listed in the table: "Characteristics of excluded studies".
Risk of bias in included studies
Assessment of risk of bias was difficult due to poor reporting of methods, thus some judgements were limited by inadequate reporting which made determining the true quality of the study design difficult. See 'Risk of bias' tables (in Characteristics of included studies) for further information and Figure 2 and Figure 3.
Allocation (selection bias)
All included studies mentioned randomised allocation. McConnell 1998 provided methods of sequence generation, which was judged to have a high risk of bias, while the remaining four trials were unclear. Furthermore, the studies reported insufficient detail about the allocation concealment. Thus, we judged all studies to be at unclear risk of bias due to allocation concealment.
Blinding (performance bias and detection bias)
Given the nature of the intervention, the blinding of participants and outcome
assessors is possible. Blinding of the patient and clinicians is important so that they put the same effort into spirometry and respiratory muscle strength testing regardless of intervention. Further the lack of blinding probably has a greater impact on the more subjective outcomes, such as asthma symptoms. Three studies were described as double-blind and were judged to be at low risk of performance bias and detection bias (Weiner 2000; Weiner 2002; Weiner 2002a). One trial (McConnell 1998) mentioned only blinding of participants and was judged to be at low risk of
performance bias and high risk of detection bias. Sampaio 2002 study conducted just the blinding of data collectors but this blinding can have been broken, so we judged it to be at high risk of bias.
Incomplete outcome data (attrition bias)
Incomplete outcome reporting of data was evident in one study (Weiner 2002), which we judged to be at high risk of bias. The remaining trials were judged to be at low risk of bias.
Selective reporting (reporting bias)
Other potential sources of bias
We could not be sure whether there were any other potential biases in the studies, and we therefore judged them to be at unclear risk of bias.
Effects of interventions
Inspiratory muscle strength
All included studies measured inspiratory muscle strength and the patients in the training group showed a significant increase in PImax. Four studies (McConnell 1998; Weiner 2000; Weiner 2002; Sampaio 2002) involving 84 patients were
included in a meta-analysis, which demonstrated a statistically significant increase in PImax (MD 13.34 cmH2O, 95% CI 4.70 to 21.98;Analysis 1.1; Figure 4), although the confidence intervals were wide. There was no significant heterogeneity (p=0.16, I2=43%). The Weiner 2002a study did not report the data for control group, therefore it could not be entered in the meta-analysis.
Expiratory muscle strength
Two studies on 38 participants looked at maximal expiratory pressure (PEmax). Overall there was no statistically significant difference between the IMT and control groups for this outcome (Analysis 1.2) and no significant heterogeneity between studies (I2=54%, p=0.14), though the trials reported results conflicting. The Sampaio 2002 trial showed a statistically significant increase in this outcome for IMT group compared with control, whereas in the study McConnell 1998 the IMT did not increase the PEmax.
Lung Function
A single trial (McConnell 1998) reported significant increases in peak expiratory flow rate (PEFR), but forced expiratory volume in one second (FEV1) and forced vital capacity (FVC) showed no improvements post training in the IMT group.
Nevertheless, these outcomes were not significantly different compared to control group.
Asthma symptoms
In three studies (Weiner 2000; Weiner 2002; Weiner 2002a) the sensation of
dyspnoea was measured while the subject breathed against progressive resistance and McConnell 1998 study measured dyspnoea during an incremental cycle test to volitional fatigue. All studies used a modified Borg scale and showed a statistically significant decrease in the mean Borg score in interventional group. Only one trial (McConnell 1998) reported the numerical data and the results showed not
Use of drug
Three trials (Weiner 2000; Weiner 2002; Weiner 2002a) measured daily
beta2-agonist consumption and reported that training group significantly decreased the use of this drug. However, Weiner 2002 and Weiner 2002a studies provided the results only graphically. The Weiner 2000 study showed no significant overall difference between the IMT group and the control group regarding the use of beta2-agonist. No data were available for the following outcomes: exacerbations requiring a course of oral or inhaled corticosteroids or emergency department visits, inspiratory muscle endurance, hospital admissions and days off work or school.
Discussion
Summary of main results
This systematic review sought to evaluate the efficacy of inspiratory muscle training on people with asthma. For this update, one trial (Weiner 1992) included in the last version was excluded and one additional study (Sampaio 2002) was incorporated in the review. Despite a careful review of the available literature, without language restrictions, only 5 randomised controlled trials satisfied the inclusion criteria. The number of included studies was low and number of participants (113) also small, therefore, the data for analysis were limited. Moreover, the statistical presentation of data was a particular issue limiting the analysis because data were presented in such a way that could not be meta-analysed.
According to the available data, IMT significantly improves inspiratory muscle
strength by at least a mean of 13 cmH2O, but the confidence intervals were wide. In the previous version of this review, three studies (Weiner 1992; Weiner 2000; Weiner 2002) with 76 participants showed improvement in PImax with IMT when compared to the control group (WMD 23.07 cmH2O, 95% CI 15.65 to 30.50, I2=38%, p=0.20). In this version was included one trial (Weiner 1992) which contributed with a weight of 52.7% in the meta-analysis, however it does not mention the sequence generation process. The non-randomised studies may yielded larger estimates of effect
(Odgaard-Jensen 2011).
There was no statistically significant difference between the IMT group and the control group for PEmax, nevertheless only 2 studies contributed to this
