Intervention Review

Mechanical versus manual chest compressions for cardiac arrest

  1. Steven C Brooks1,*,
  2. Nizar Hassan2,
  3. Blair L Bigham3,
  4. Laurie J Morrison4

Editorial Group: Cochrane Heart Group

Published Online: 27 FEB 2014

Assessed as up-to-date: 15 JAN 2013

DOI: 10.1002/14651858.CD007260.pub3

How to Cite

Brooks SC, Hassan N, Bigham BL, Morrison LJ. Mechanical versus manual chest compressions for cardiac arrest. Cochrane Database of Systematic Reviews 2014, Issue 2. Art. No.: CD007260. DOI: 10.1002/14651858.CD007260.pub3.

Author Information

  1. 1

    Queen's University, Department of Emergency Medicine, Kingston, Ontario, Canada

  2. 2

    Queen's University, School of Medicine, Kingston, Ontario, Canada

  3. 3

    St Michael's Hospital and the University of Toronto, Rescu, Keenan Research Centre, Li Ka Shing Knowledge Institute, Toronto, Ontario, Canada

  4. 4

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

*Steven C Brooks, Department of Emergency Medicine, Queen's University, Kingston General Hospital, 76 Stuart Street, Empire 3, Kingston, Ontario, K7L 2V7, Canada.

Publication History

  1. Publication Status: New search for studies and content updated (no change to conclusions)
  2. Published Online: 27 FEB 2014




  1. Top of page
  2. Abstract
  3. Plain language summary
  4. Résumé scientifique
  5. Résumé simplifié


This is the first update of the Cochrane review on mechanical chest compression devices published in 2011 (Brooks 2011). Mechanical chest compression devices have been proposed to improve the effectiveness of cardiopulmonary resuscitation (CPR).


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; 2013, Issue 12), MEDLINE Ovid (1946 to 2013 January Week 1), EMBASE (1980 to 2013 January Week 2), Science Citation abstracts (1960 to 18 November 2009), Science Citation Index-Expanded (SCI-EXPANDED) (1970 to 11 January 2013) on Thomson Reuters Web of Science, biotechnology and bioengineering abstracts (1982 to 18 November 2009), conference proceedings Citation Index–Science (CPCI-S) (1990 to 11 January 2013) and (2 August 2013). We applied no language restrictions. 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 versus manual chest compressions during CPR for patients with atraumatic cardiac arrest.

Data collection and analysis

Two review authors abstracted data independently; disagreement between review authors was resolved by consensus and by a third review author if consensus could not be reached. The methodologies of selected studies were evaluated by a single author for risk of bias. The primary outcome was survival to hospital discharge with good neurological outcome. We planned to use RevMan 5 (Version 5.2. The Nordic Cochrane Centre) and the DerSimonian & Laird method (random-effects model) to provide a pooled estimate for risk ratio (RR) with 95% confidence intervals (95% CIs), if data allowed.

Main results

Two new studies were included in this update. Six trials in total, including data from 1166 participants, 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 neurological function (defined as a Cerebral Performance Category score of one or two), demonstrating reduced survival with mechanical chest compressions when compared with manual chest compressions (RR 0.41, 95% CI 0.21 to 0.79). Data from four studies demonstrated increased return of spontaneous circulation, and data from two studies demonstrated increased survival to hospital admission with mechanical chest compressions as compared with manual chest compressions, but none of the individual estimates reached statistical significance. Marked clinical heterogeneity between studies precluded any pooled estimates of effect.

Authors' conclusions

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


Plain language summary

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  4. Résumé scientifique
  5. Résumé simplifié

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 rhythmical 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 chance that the heart will restart and the victim will survive. 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 is seen in humans because the machines do not pause or get tired, and they provide 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 compression (applying the traditional hand technique vs using a machine) results in more lives saved.

This is an update of the Cochrane review on mechanical chest compression devices published in 2011 (Brooks 2011). We updated our search strategy to January 2013. We searched the world literature and found 1871 citations that were potentially relevant. After reviewing each of these, we found that only six articles described clinical trials that could help us answer our question. Taken together, these trials included 1166 participants. The largest study found that patients who received treatment with a mechanical device had a lower chance of survival than patients treated with chest compressions applied by hand. Some problems were associated 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 had their hearts restart, but these studies were so small that the validity of this finding is unclear. Of the two new studies identified in this update, one demonstrated that patients in the group that received mechanical chest compressions more often had their heart restart and survived to the point of leaving the hospital when compared with patients who received chest compressions by hand. The other new study showed no difference between groups when researchers compared the likelihood of patients having their heart restart or being alive at the time of hospital admission or discharge.

The most important finding of our study was that not enough data are available from good-quality trials to answer our question and support a recommendation on whether these machines should be used. The current body of research comparing machine chest compressions versus hand chest compressions is not sufficient to indicate which technique is best. Very few studies have been conducted, and the studies reported had some major design problems. These studies provided results that are conflicting with respect to whether mechanical chest compressions improve survival. Several large randomised trials designed to answer this question are currently under way, and these results are expected in the next one to two years.


Résumé scientifique

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Compression thoracique mécanique versus manuelle dans l'arrêt cardiaque


Ceci est la première mise à jour de la revue Cochrane sur les dispositifs de compression thoracique mécanique publiée en 2011 (Brooks 2011) . Il a été suggéré que les appareils de compression thoracique mécanique pourraient améliorer l'efficacité de la réanimation cardio-pulmonaire (RCP).


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 effectué des recherches dans le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL ; 2013, numéro 12), MEDLINE Ovid (de 1946 à la 1ère semaine de janvier 2013), EMBASE (de 1980 à la 2ème semaine de janvier 2013), Science Citation abstracts (de 1960 au 18 novembre 2009), Science Citation Index-Expanded (SCI-EXPANDED) (de 1970 au 11 janvier 2013) sur Thomson Reuters Web of Science, les résumés en biotechnologie et en ingénierie biologique (de 1982 au 18 novembre 2009), Conference Proceedings Citation Index–Science (CPCI-S) (de 1990 au 11 janvier 2013) et (2 août 2013). Nous n'avons appliqué aucune restriction concernant la langue. 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 grappes et les études quasi randomisées comparant la compression thoracique mécanique par rapport à la compression thoracique manuelle dans la RCP chez des patients victimes d'un arrêt cardiaque non traumatique.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont extrait les données de manière indépendante ; les divergences entre les auteurs ont été résolues par consensus ou par un troisième auteur de la revue lorsqu'un consensus n'a pu être atteint. La méthodologie des études sélectionnées a été évaluée par un seul auteur pour le risque de biais. Le critère de jugement principal était la survie à la sortie de l'hôpital avec un bon résultat neurologique. Nous avions prévu d'utiliser RevMan 5 (version 5.2., Centre Cochrane nordique) et la méthode de DerSimonian & Laird (modèle à effets aléatoires) pour fournir une estimation combinée du risque relatif (RR) avec intervalles de confiance à 95 % (IC à 95 %), si les données le permettaient.

Résultats principaux

Deux nouvelles études ont été incluses dans cette mise à jour. Six essais au total, portant sur les données de 1166 participants, 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 un ou deux sur l'échelle CPC des catégories de performance cérébrale), et montrait une survie inférieure avec la compression thoracique mécanique par rapport à la compression thoracique manuelle (RR de 0,41, IC à 95% de 0,21 et 0,79). Les données issues de quatre études ont mis en évidence une augmentation du retour de la circulation sanguine spontanée, et les données issues de deux études ont mis en évidence une augmentation de la survie à l'admission à l'hôpital avec la compression thoracique mécanique par rapport à la compression thoracique manuelle, mais aucune des estimations individuelles n'a atteint une signification statistique. L'hétérogénéité clinique prononcée entre les études a empêché toute estimation combinée des effets.

Conclusions des auteurs

Les preuves issues d'ECR chez les humains sont insuffisantes pour conclure que la compression thoracique mécanique pendant la réanimation cardio-pulmonaire suite à un arrêt cardiaque soit associée à des effets bénéfiques ou délétères. Cette revue n'appuie pas l'utilisation généralisée de dispositifs mécaniques dans la compression thoracique pendant les événements cardiaques. Davantage d'ECR mesurant et décrivant le processus de RCP dans les deux bras sont nécessaires afin de clarifier les bénéfices potentiels pouvant être dérivés de cette intervention.


Résumé simplifié

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  5. Résumé simplifié

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-pulmonaire ou RCP consiste à appuyer en rythme sur la poitrine d'une victime d'arrêt cardiaque afin de stimuler l'action de pompage du cœur. Cela peut permettre de maintenir la circulation du sang dans les organes vitaux de la victime pendant que le cœur ne pompe pas. Il a été démontré que la RCP améliorait les chances pour que le cœur reparte et la victime survive. Des machines ont été développées pour prendre en charge cette compression de la poitrine à l'aide de mécanismes automatisés à piston ou à courroie. En théorie, ces machines devraient être capables d'un pompage plus efficace que les êtres humains car elles ne s'arrêtent pas ni ne se fatiguent, et elles fournissent une pression et un rythme constants pour chaque compression thoracique. Certaines études préliminaires sur 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 (application de la technique manuelle traditionnelle versus utilisation d'une machine) permettant de sauver le plus de vies.

Ceci est une mise à jour de la revue Cochrane sur les dispositifs de compression thoracique mécanique publiée en 2011 (Brooks 2011). Nous avons mis à jour notre stratégie de recherche jusqu'à janvier 2013. Nous avons effectué des recherches dans la littérature internationale et identifié 1871 références potentiellement pertinentes. Après avoir examiné chacune d'entre elles, six articles seulement décrivaient des essais cliniques qui pouvaient nous aider à répondre à cette question. Pris ensemble, ces essais incluaient 1166 participants. La plus grande étude a découvert que les patients ayant reçu un traitement par dispositif mécanique avaient moins de chances de survie que les patients traités par compression thoracique appliquée manuellement. Certains problèmes étaient associés aux méthodes utilisées dans cet essai, qui pourraient expliquer ces résultats inattendus. Deux études de plus petite taille ont observé que le cœur repartait chez plus de patients traités par compression thoracique mécanique, mais ces études étaient tellement petites que la validité de ce résultat n'est pas claire. Sur les deux nouvelles études identifiées dans cette mise à jour, l'une a montré que le cœur repartait plus souvent et plus de patients survivaient à la sortie de l'hôpital dans le groupe ayant reçu la compression thoracique mécanique en comparaison avec les patients ayant reçu la compression thoracique manuelle. L'autre nouvelle étude n'a montré aucune différence entre les groupes lorsque les chercheurs ont comparé la probabilité que le cœur reparte ou que les patients soient vivants au moment de l'admission ou de la sortie de l'hôpital.

Le résultat le plus important de notre étude était que les données issues d'essais de bonne qualité sont insuffisantes pour répondre à notre question et pour appuyer une recommandation sur l'utilisation de ces machines. Le corpus actuel de recherches comparant la compression thoracique mécanique par rapport à la compression manuelle n'est pas suffisant pour déterminer quelle technique est la meilleure. Très peu d'études ont été réalisées, et les études rapportées présentaient d'importants problèmes de conception. Ces études fournissaient des résultats qui sont contradictoires concernant l'efficacité de la compression thoracique mécanique pour améliorer la survie. Plusieurs essais randomisés à grande échelle conçus pour répondre à cette question sont actuellement en cours de réalisation, et ces résultats sont attendus dans les un à deux ans à venir.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 6th July, 2014
Traduction financée par: Financeurs pour le Canada : Instituts de Recherche en Santé du Canada, Ministère de la Santé et des Services Sociaux du Québec, Fonds de recherche du Québec-Santé et Institut National d'Excellence en Santé et en Services Sociaux; pour la France : Ministère en charge de la Santé