Analysis of Boussignac CPAP system performance in order to provide noninvasive continuous positive airway pressure: experimental study

A pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) é a forma mais simples de ventilação não invasiva e pode ser oferecida por gerador de fluxo, ventiladores mecânicos para ventilação não invasiva ou ventiladores específicos, contudo seu uso tem sido limitado devido a algumas desvantagens encontradas nos sistemas existentes, como tamanho e custo elevado. Um novo e compacto sistema para CPAP foi recentemente introduzido, denominado Sistema de CPAP Boussignac (Vygon, Ecouen, France). Esse sistema fornece pressão positiva contínua por meio da injeção de altos fluxos de gás (ar comprimido/oxigênio), em um cilindro ligado a canais laterais angulados. Este estudo tem por objetivo avaliar laboratorialmente a eficiência do desempenho do Sistema de CPAP Boussignac alimentado por fluxômetro de oxigênio, por meio de um modelo mecânico de pulmão. O estudo foi experimental utilizandose um modelo mecânico de pulmão ASL5000 (IngMar Medical, Pittsburg, PA, USA). Para tal, o equipamento foi testado em CPAP de 5, 10, 15 cmH2O na simulação de três condições clínicas, a saber: normal (Rrs = 3,5 cmH2O/L/s, Crs = 80 mL/cm H2O), DPOC (Rrs inspiratória = 10 cmH2O/L/s, Rrs expiratória = 20 cmH2O/L/s e Crs = 60 mL/cmH2O) e EAP Rrs = 10 cmH2O/L/s, Crs = 30mL/cmH2O), em que se procurou: verificar a diferença na manutenção de pressão, em cada condição clínica, considerando submissão a altos e baixos esforços; verificar o comportamento do sistema em relação à área da curva de inspiração abaixo do nível do CPAP para checar a capacidade do equipamento em manter nível pressórico constante na via aérea; avaliar seu comportamento quanto à oferta suficiente ou insuficiente de fluxo observando e registrando valores de fluxo de alimentação e saída ofertados por distintas fontes de alimentação para gerar níveis de CPAP de 5, 10 e 15cmH2O para o Sistema Boussignac. Os resultados indicaram que o Sistema Boussignac é eficiente em manter nível pressórico pré-ajustado em diferentes condições clínicas e esforços respiratórios, mantendo diferenças menores que 8,7% entre o CPAP medido e o predeterminado em todas as condições simuladas. As médias dos valores de ÁREACPAP foram próximas a zero, e a média do maior valor atingido foi 1,3 cmH2O para a condição clínica normal em CPAP de 15 cmH2O e alto esforço respiratório. O equipamento apresentou oferta suficiente de fluxo de saída, mantendo estabilidade do sistema em altos e baixos esforços respiratórios, tendendo a um menor consumo de oxigênio em relação a outros geradores de fluxo. A relação entre as distintas fontes de alimentação mostrou que elas podem ser alteradas sem implicação no fornecimento do nível de CPAP desejado, porém deve ser aberta cada uma em seu correspondente valor. Em conclusão, observou-se que o Sistema de CPAP Boussignac é um equipamento eficiente e econômico que pode ser muito útil na prática clínica, com contribuições específicas às técnicas de pressão positiva não invasiva nas vias aéreas. Por ser um sistema pequeno, facilita a aplicação, o manuseio e a instalação.Continuous positive airway pressure (CPAP) is the simplest form of noninvasive ventilation and it can be applied through flow generator, mechanical ventilators for noninvasive ventilation or specific ventilators. However, its use has shown to be limited because of a few disadvantages found in the existing systems, such as size and high cost. A novel compact CPAP system was recently been introduced, and is called Boussignac CPAP System (Vygon, Ecouen, France). This system provides continuous positive pressure by injecting high gas flows (air/oxygen) through a cylinder connected to angulated lateral channels This study aims at assessing the laboratorial performance efficiency of the Boussignac CPAP System fed by an oxygen flow meter, using a mechanical lung model. It was an experimental study using a mechanical lung model ASL5000 (IngMar Medical, Pittsburg, PA, USA). The equipment was tested under continuous positive airway pressure (CPAP) of 5, 10, and 15 cmH2O simulating three clinical conditions: normal (Rrs = 3.5 cmH2O/L/s, Crs = 80 mL/cm H2O), DPOC (Inspiratory Rrs = 10 cmH2O/L/s, expiratory Rrs = 20 cmH2O/L/s and Crs = 60 mL/cmH2O) and EAP (Rrs = 10 cmH2O/L/s, Crs = 30mL/cmH2O), in which we attempted to verify the difference in pressure maintenance in each clinical condition, considering submission to high and low efforts; verify system behavior regarding the area of the inspiration curve below CPAP level so as to check equipment capacity of keeping continuous pressure level in the airway; assess equipment behavior regarding provision of sufficient or insufficient flow, observing and recording in and output flow values provided by different sources so as to generate CPAP levels of 5, 10, 15 cmH2O for the Boussignac system. The results showed that the Boussignac system is efficient to maintain preset pressure levels in different clinical conditions and respiratory efforts, keeping the differences lower than 8.7% between measured and preset CPAP in all the conditions simulated. The average AREACPAP values were close to zero, and the peak value average was 1.3 cmH2O for normal clinical condition under CPAP of 15 cmH2O and high respiratory effort. The equipment provided sufficient output flow, keeping system stability during high and low respiratory efforts. It also tended to consume less oxygen compared to other flow generators. The relation between the different feed sources showed that they can be altered without compromising the desired CPAP level. However, each source should be opened at its corresponding value. In conclusion, the Boussignac CPAP System was deemed efficient and economic, and it can be very useful in clinical practice, with specific contributions to noninvasive positive airway pressure techniques. Since it is a small system, its application, handling, and installation are facilitated