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Mechanical versus manual chest compressions for cardiac arrest

  • Review
  • Intervention

Authors

  • Steven C Brooks,

    Corresponding author
    1. Division of Emergency Medicine, Department of Medicine, University of Toronto, Rescu, Keenan Research Centre, Li Ka Shing Knowledge Institute at St. Michael's Hospital and the Sunnybrook Health Sciences Centre Program for Trauma, Emergency and Critical Care, Toronto, Ontario, Canada
    • Steven C Brooks, Rescu, Keenan Research Centre, Li Ka Shing Knowledge Institute at St. Michael's Hospital and the Sunnybrook Health Sciences Centre Program for Trauma, Emergency and Critical Care, Division of Emergency Medicine, Department of Medicine, University of Toronto, St. Michael's Hospital, 30 Bond Street, Toronto, Ontario, M5B 1W8, Canada. BrooksSt@smh.toronto.on.ca.

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  • Blair L Bigham,

    1. St Michael's Hospital and the University of Toronto, Rescu, Keenan Research Centre, Li Ka Shing Knowledge Institute, Toronto, Ontario, Canada
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  • Laurie J Morrison

    1. Division of Emergency Medicine, Department of Medicine, University of Toronto, Rescu, Keenan Research Centre, Li Ka Shing Knowledge Institute, Toronto, Ontario, Canada
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Abstract

Background

Mechanical chest compression devices have been proposed to improve the effectiveness of cardiopulmonary resuscitation (CPR).

Objectives

To assess the effectiveness of mechanical chest compressions versus standard manual chest compressions with respect to neurologically intact survival in patients who suffer cardiac arrest.

Search methods

We searched the Cochrane Central Register of Controlled Studies (CENTRAL) on The Cochrane Library, MEDLINE, EMBASE, Science Citation abstracts, Biotechnology and Bioengineering abstracts and Clinicaltrials.gov in November 2009. No language restrictions were applied. Experts in the field of mechanical chest compression devices and manufacturers were contacted.

Selection criteria

We included randomised controlled trials (RCTs), cluster RCTs and quasi-randomised studies comparing mechanical chest compressions to manual chest compressions during CPR for patients with atraumatic cardiac arrest.

Data collection and analysis

Two authors (SCB and LJM) abstracted data independently. Disagreement between reviewers was resolved by consensus and a third author (BB) if consensus could not be reached. The methodologies of selected studies were evaluated for risk of bias by a single author (SCB). The primary outcome was survival to hospital discharge with good neurologic outcome. We used the DerSimonian & Laird method (random-effects model) to provide a pooled estimate for relative risk with 95% confidence intervals.

Main results

Four trials, including data from 868 patients, were included in the review. The overall quality of included studies was poor and significant clinical heterogeneity was observed. Only one study (N = 767) reported survival to hospital discharge with good neurologic function (as defined as a Cerebral Performance Category score of 1 or 2), demonstrating reduced survival with mechanical chest compressions when compared with manual chest compressions (RR 0.41 (95% CI 0.21- 0.79). Data from other studies included in this review were used to calculate relative risks for having a return of spontaneous circulation (2 studies, N = 51, pooled RR 2.81, 95% CI 0.96 to 8.22) and survival to hospital admission (1 study, N = 17, RR 4.13, 95% CI 0.19 to 88.71) in patients who received mechanical chest compressions versus those who received manual chest compressions.

Authors' conclusions

There is insufficient evidence from human RCTs to conclude that mechanical chest compressions during cardiopulmonary resuscitation for cardiac arrest is associated with benefit or harm. Widespread use of mechanical devices for chest compressions during cardiac is not supported by this review. More RCTs that measure and account for CPR process in both arms are needed to clarify the potential benefit from this intervention.

Resumen

Antecedentes

Compresión torácica mecánica versus manual para el paro cardíaco

Se han propuesto los dispositivos de compresión torácica mecánica para mejorar la efectividad de la reanimación cardiopulmonar (RCP).

Objetivos

Evaluar la efectividad de la compresión torácica mecánica versus la compresión torácica manual estándar con respecto a la supervivencia con estado neurológico intacto en pacientes que sufren un paro cardíaco

Estrategia de búsqueda

Se hicieron búsquedas en en el Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados (Cochrane Central Register of Controlled Studies, CENTRAL) en Cochrane Library, MEDLINE, EMBASE, Science Citation abstracts, Biotechnology and Bioengineering abstracts y en Clinicaltrials.gov en noviembre 2009. No se aplicó ninguna restricción en cuanto al idioma. Se estableció contacto con los expertos en el área de los dispositivos de compresión torácica mecánica y con los fabricantes.

Criterios de selección

Se incluyeron ensayos controlados con asignación aleatoria (ECAs), ECAs por grupos y estudios con asignación cuasialeatoria que comparaban la compresión torácica mecánica con la compresión torácica manual durante la RCP para los pacientes con paro cardíaco no traumático.

Obtención y análisis de los datos

Dos autores (SCB y LJM) extrajeron los datos de forma independiente. Los desacuerdos entre revisores se resolvieron mediante consenso y un tercer autor (BB) si no se podía alcanzar dicho consenso. Las metodologías de los estudios seleccionados fueron evaluadas en cuanto al riesgo de sesgo por un único autor (SCB). La medida de resultado primaria fue la supervivencia hasta el alta hospitalaria con buen resultado neurológico. Se utilizó el método de DerSimonian & Laird (modelo de efectos aleatorios) para proporcionar una estimación agrupada del riesgo relativo con intervalos de confianza del 95%.

Resultados principales

Se incluyeron cuatro ensayos con datos de 868 pacientes en la revisión. La calidad general de los estudios incluidos fue deficiente y se observó una heterogeneidad clínica significativa. Sólo un estudio (N = 767) informó la supervivencia hasta el alta hospitalaria con buena función neurológica (según fue definido como una puntuación de la Cerebral Performance Category [Categoría de Funcionamiento Cerebral] de 1 o 2), y demostró una reducción en la supervivencia con la compresión torácica mecánica en comparación con la compresión torácica manual (RR 0,41; IC del 95%: 0,21 a −0,79). Los datos de otros estudios incluidos en esta revisión se usaron para calcular los riesgos relativos en cuanto al retorno de la circulación espontánea (2 estudios, N = 51; RR agrupados 2,81, IC del 95%: 0,96 a 8,22) y la supervivencia hasta el ingreso hospitalario (1 estudio, N = 17; RR 4,13, IC del 95%: 0,19 a 88,71) en los pacientes que recibieron compresión torácica mecánica versus los que recibieron compresión torácica manual.

Conclusiones de los autores

Hay pruebas insuficientes a partir de los ECAs con seres humanos para establecer la conclusión de que la compresión torácica mecánica durante la reanimación cardiopulmonar para el paro cardíaco se asocia con daños o beneficios. Esta revisión no apoya el uso generalizado de los dispositivos mecánicos para la compresión torácica durante el paro cardíaco. Se necesitan más ECAs que midan y representen el proceso de RCP en ambos brazos para aclarar el beneficio potencial de esta intervención.

Traducción

Traducción realizada por el Centro Cochrane Iberoamericano

Résumé

Compression thoracique mécanique versus manuelle dans l'arrêt cardiaque

Contexte

Il a été suggéré que les appareils de compression thoracique mécanique pourraient améliorer l'efficacité de la réanimation cardio-respiratoire (RCR).

Objectifs

Évaluer l'efficacité de la compression thoracique mécanique par rapport à la compression manuelle standard en matière de survie sans dommages neurologiques chez des patients victimes d'arrêt cardiaque.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons consulté le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL) dans la Bibliothèque Cochrane, MEDLINE, EMBASE, Science Citation abstracts, Biotechnology and Bioengineering abstracts et Clinicaltrials.gov en novembre 2009. Aucune restriction de langue n'a été appliquée. Des experts et des fabricants de dispositifs de compression thoracique mécanique ont été contactés.

Critères de sélection

Nous avons inclus les essais contrôlés randomisés (ECR), les ECR en cluster et les études quasi-randomisées comparant une compression thoracique mécanique à une compression thoracique manuelle dans la RCR chez des patients victimes d'un arrêt cardiaque non traumatique.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs (SCB et LJM) ont résumé les données de manière indépendante. Les divergences entre les évaluateurs ont été résolues par consensus ou en faisant appel à un troisième auteur (BB) si nécessaire. La méthodologie des études sélectionnées a été évaluée par un seul auteur (SCB) afin d'identifier le risque de biais. Le critère de jugement principal était la survie à la sortie de l'hôpital avec un bon résultat neurologique. Nous avons utilisé la méthode de DerSimonian & Laird (modèle à effets aléatoires) pour fournir une estimation combinée du risque relatif avec des intervalles de confiance à 95 %.

Résultats Principaux

Quatre essais portant sur 868 patients ont été inclus dans la revue. La qualité globale des études incluses était faible et une hétérogénéité clinique significative était observée. Une seule étude (N = 767) rapportait la survie à la sortie de l'hôpital avec une bonne fonction neurologique (définie comme un score de catégorie de performances cérébrales de 1 ou 2), et montrait une survie inférieure avec la compression thoracique mécanique par rapport à la compression thoracique manuelle (RR de 0,41 (IC à 95 %, entre 0,21 et 0,79). Les données des autres études incluses dans cette revue ont été utilisées pour calculer les risques relatifs d'un retour à une circulation spontanée (2 études, N = 51, RR combiné de 2,81, IC à 95 %, entre 0,96 et 8,22) et la survie lors de l'admission à l'hôpital (1 étude, N = 17, RR de 4,13, IC à 95 %, entre 0,19 et 88,71) chez les patients qui recevaient une compression thoracique mécanique par rapport à ceux qui recevaient une compression thoracique manuelle.

Conclusions des auteurs

Les preuves issues d'ECR portant sur des humains sont insuffisantes pour conclure que la compression thoracique mécanique est associée à des effets bénéfiques ou délétères pendant la réanimation cardio-respiratoire suite à un arrêt cardiaque. Cette revue ne recommande pas l'utilisation généralisée de dispositifs mécaniques dans la compression thoracique pendant l'arrêt cardiaque. Davantage d'ECR mesurant et décrivant le processus RCR dans les deux bras sont nécessaires afin de clarifier les bénéfices potentiels de cette intervention.

Plain language summary

Mechanical chest compression machines for cardiac arrest

"Sudden cardiac arrest" occurs when someone's heart stops beating unexpectedly. Cardiopulmonary resuscitation referred to as CPR involves the rhythmically pushing on the chest of a cardiac arrest victim to simulate the pump action of the heart. This can keep blood flowing to the victim's vital organs while the heart is not pumping. CPR has been shown to improve the chances that the heart restarts and the victim survives. Machines have been developed to take over this chest pumping action using automated piston or band-like mechanisms. The theory is that these machines should be able to provide a more effective pumping action than humans because the machine will not pause or get tired and will provide a consistent pressure and timing of each chest compression. Some preliminary studies using these machines have shown that they are easy to use and can save people with cardiac arrest. We aimed to discover which method of chest compressions (the traditional hand technique versus using a machine) results in more lives saved.

We searched the world literature and found 1561 articles which were potentially relevant. After reviewing each of these, we found that only 4 articles described clinical trials that could help us answer our question. All together, these trials included 868 patients. The largest and most recent study found that patients who received treatment with a mechanical device had lower chances of survival compared with patients treated with chest compressions by hand. There were some problems with the methods used in this trial which may explain these unexpected results. Two smaller studies found that more patients treated with machine chest compressions have their hearts restart but the studies were so small that the validity of this finding is unclear.

The most important finding of our study was that there is not enough data from good quality trials to answer our question and provide a recommendation on whether or not these machines should be used. The current body of research comparing machine chest compressions with hand chest compressions is not sufficient to decide which is the best technique to use. There have been very few studies and they have some major design problems. They provide results which are conflicting with respect to whether mechanical chest compressions improve survival or not. Good quality randomised controlled studies are urgently needed.

Résumé simplifié

Compression thoracique mécanique versus manuelle dans l'arrêt cardiaque

Machines de compression mécanique de la poitrine dans l'arrêt cardiaque

Un arrêt cardiaque soudain se produit lorsque le cœur arrête de battre de manière inattendue. La réanimation cardio-respiratoire (RCR) consiste à appuyer en rythme sur la poitrine d'une victime d'arrêt cardiaque afin de stimuler le mécanisme de pompage du cœur. Cela peut permettre de faire circuler le sang dans les organes vitaux de la victime même si le cœur ne pompe pas. Il a été démontré que la RCR améliorait la probabilité que le cœur recommence à battre et que la victime survive. Des machines ont été développées pour comprimer la poitrine à l'aide d'un piston automatique ou de mécanismes à sangles. En théorie, ces machines devraient être capables de pomper plus efficacement que les êtres humains car elles ne s'arrêtent pas, ne se fatiguent pas et fournissent une pression constante en respectant le rythme de chaque compression thoracique. Certaines études préliminaires de ces machines ont montré qu'elles étaient faciles à utiliser et pouvaient sauver la vie des victimes d'un arrêt cardiaque. Notre objectif était de déterminer la méthode de compression thoracique (technique manuelle traditionnelle versus machine) qui permettait de sauver le plus de vies.

Nous avons consulté la littérature internationale et identifié 1 561 articles potentiellement pertinents. Après avoir examiné chacun des articles, quatre seulement décrivaient des essais cliniques qui pouvaient nous aider à répondre à cette question. Au total, ces essais portaient sur 868 patients. L'étude la plus récente et à plus grande échelle indiquait que les patients traités à l'aide d'un dispositif mécanique avaient moins de chance de survivre que ceux qui étaient traités par compression thoracique manuelle. Les méthodes utilisées dans cet essai présentaient certains problèmes qui pourraient expliquer ces résultats inattendus. Deux études de plus petite taille indiquaient que les compressions thoraciques mécaniques permettaient le redémarrage du cœur chez davantage de patients, mais ces études étaient trop petites pour que la validité de ce résultat puisse être garantie.

Le résultat le plus important de notre étude était que les données provenant d'essais de bonne qualité étaient insuffisantes pour répondre à notre question et nous permettre d'émettre des recommandations concernant l'utilisation de ces machines. Le corpus de recherches actuelles comparant la compression thoracique mécanique à la compression manuelle n'est pas suffisant pour déterminer la technique la plus efficace. Les études portant sur la question sont peu nombreuses et présentent d'importants problèmes de conception. Elles rapportent des résultats contradictoires concernant l'efficacité de la compression thoracique mécanique pour améliorer la survie. Des études contrôlées randomisées de bonne qualité sont nécessaires dans les plus brefs délais.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st November, 2012
Traduction financée par: Instituts de Recherche en Sant� du Canada, Minist�re de la Sant� et des Services Sociaux du Qu�bec, Fonds de recherche du Qu�bec-Sant� et Institut National d'Excellence en Sant� et en Services Sociaux

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