Intervention Review

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Metered dose inhalers versus nebulizers for aerosol bronchodilator delivery for adult patients receiving mechanical ventilation in critical care units

  1. Agi Holland1,*,
  2. Fiona Smith1,
  3. Kay Penny2,
  4. Gill McCrossan1,
  5. Linda Veitch1,
  6. Caroline Nicholson3

Editorial Group: Cochrane Anaesthesia Group

Published Online: 6 JUN 2013

Assessed as up-to-date: 14 MAY 2012

DOI: 10.1002/14651858.CD008863.pub2


How to Cite

Holland A, Smith F, Penny K, McCrossan G, Veitch L, Nicholson C. Metered dose inhalers versus nebulizers for aerosol bronchodilator delivery for adult patients receiving mechanical ventilation in critical care units. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 6. Art. No.: CD008863. DOI: 10.1002/14651858.CD008863.pub2.

Author Information

  1. 1

    Faculty of Health, Life & Social Sciences, Edinburgh Napier University, School of Nursing, Midwifery and Social Care, Edinburgh, UK

  2. 2

    Edinburgh Napier University, School of Management, Edinburgh, UK

  3. 3

    Lothian University Hospitals Division, Critical Care Education Team, Edinburgh, Midlothian, UK

*Agi Holland, School of Nursing, Midwifery and Social Care, Faculty of Health, Life & Social Sciences, Edinburgh Napier University, Sighthill Campus, Sighthill Court, Edinburgh, EH11 4BN, UK. a.holland@napier.ac.uk.

Publication History

  1. Publication Status: New
  2. Published Online: 6 JUN 2013

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Abstract

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Background

Nebulizers and metered dose inhalers (MDI) have both been adapted for delivering aerosol bronchodilation to mechanically ventilated patients, but there is incomplete knowledge as to the most effective method of delivery.

Objectives

To compare the effectiveness of nebulizers and MDIs for bronchodilator delivery in invasively ventilated, critically ill adults.

Search methods

We searched the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL) (The Cochrane Library 2012, Issue 5); Ovid MEDLINE (1950 to Week 19 2012); Ovid EMBASE (1980 to Week 19 2012); CINAHL via EBSCOhost (1982 to Week 19 2012) and reference lists of articles. We searched conference proceedings and reference lists of articles. We also contacted manufacturers and researchers in this field. There were no constraints based on language or publication status.

Selection criteria

Randomized controlled trials (RCTs), including randomized cross-over trials where the order of the intervention was randomized, comparing the nebulizer and MDI for aerosol bronchodilation in mechanically ventilated adult patients in critical care units.

Data collection and analysis

Two authors independently assessed trial quality and extracted data. We contacted study authors for additional information where required. We collected information about adverse effects from the trials.

Main results

This review included three trials, two addressing the primary outcome measure of a reduction of airway resistance (measured as a reduction in interrupter and additional airway resistance) with a total of 28 patients (n =10, n =18) and two addressing adverse changes to haemodynamic observations with a total of 36 patients (n =18, n =18). Limitations in data availability and reporting in the included trials precluded meta-analysis and therefore the present review consisted of a descriptive analysis. Risk of bias in the included trials was judged as low or of unknown risk across the majority of items in the 'Risk of bias' tool.

Cautious interpretation of the included study results suggests that nebulizers could be a more effective method of bronchodilator administration than MDI in terms of a change in resistance. No apparent changes to haemodynamic observations (measured as an increase in heart rate) were associated with either mode of delivery. Due to missing data issues, meta analyses were not possible. Additionally, small sample sizes and variability between the studies with regards to patient diagnoses, bronchodilator agent and administration technique mean that it would be speculative to infer definitive recommendations based on these results at this time. This is insufficient evidence to determine which is the most effective delivery system between nebuliser and MDI for aerosol bronchodilation in adult patients receiving mechanical ventilation.

Authors' conclusions

Existing randomized controlled trials, including randomized cross-over trials where the order of the intervention was randomized, comparing nebulizer and MDI for aerosol bronchodilation in mechanically ventilated adult patients do not provide sufficient evidence to support either delivery method at this time.

 

Plain language summary

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To assess whether metered dose inhalers or nebulizers are better for delivering inhaled drugs to mechanically ventilated patients

Acute respiratory failure is common in patients with long term breathing problems who have been admitted to hospital for sudden worsening of their symptoms. A large number of these patients require admission to a critical care unit, where a machine can help them to breathe (mechanical ventilation). In addition, medicines are given to help ease breathing problems by opening up the airways of the lungs (bronchodilator drugs). Bronchodilator drugs relax the muscles in the lungs allowing the airways to widen so that more air passes through, making breathing easier. These drugs are mostly given through inhalation, with specially adapted nebulizers and metered dose inhalers (MDIs) being available for patients who are being mechanically ventilated. Which of these delivery methods is more effective is as yet unclear. We carried out a systematic review of the literature by searching five key databases and asking relevant manufacturers for high quality published or unpublished material which compared the effectiveness of these two delivery methods, nebulizers and MDIs.

This Cochrane systematic review included three trials with 46 patients in total (two trials with 18 patients, one trial with 10 patients), and showed that there is insufficient valid research evidence to recommend either delivery method. There is a clear need for more research into which delivery method is more effective.

 

Résumé

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Inhalateurs-doseurs versus nébuliseurs pour l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs chez des patients adultes sous ventilation mécanique en unités de soins intensifs

Contexte

Les nébuliseurs et les inhalateurs-doseurs ont tous été adaptés en vue de l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs à des patients sous ventilation mécanique, mais les connaissances sont incomplètes en ce qui concerne la méthode d'administration la plus efficace.

Objectifs

Comparer l'efficacité des nébuliseurs et des inhalateurs-doseurs pour l'administration de bronchodilatateurs chez des adultes gravement malades sous ventilation par une technique invasive.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche dans le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL) (The Cochrane Library 2012, numéro 5), Ovid MEDLINE (de 1950 jusqu'à la 19ème semaine de 2012), Ovid EMBASE (de 1980 jusqu'à la 19ème semaine de 2012), CINAHL via EBSCOhost (de 1982 jusqu'à la 19ème semaine de 2012) et dans les références bibliographiques d'articles. Nous avons consulté les actes de conférence et les références bibliographiques d'articles. Nous avons également contacté des fabricants et des chercheurs dans le domaine. Aucune restriction basée sur la langue ou le statut de publication n'a été appliquée.

Critères de sélection

Les essais contrôlés randomisés (ECR), incluant les essais croisés randomisés dans lesquels l'ordre de l'intervention a été randomisé, comparant le nébuliseur et l'inhalateur-doseur pour l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs chez des patients adultes en unités de soins intensifs sous ventilation mécanique.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs ont indépendamment évalué la qualité méthodologique des essais et extrait des données. Lorsque cela était nécessaire, nous avons contacté les auteurs des études pour obtenir des informations supplémentaires. Nous avons recueilli les informations sur les effets indésirables figurant dans les essais.

Résultats Principaux

Cette revue a inclus trois essais, deux abordant le principal résultat mesuré d'une réduction de la résistance des voies respiratoires (mesurée par la réduction de l'interruption et une plus grande résistance des voies respiratoires) avec un total de 28 patients (n = 10, n = 18) et deux abordant les changements indésirables au niveau des observations hémodynamiques avec un total de 36 patients (n = 18, n = 18). Les limitations de la disponibilité et de la notification des données dans les essais inclus ont empêché toute méta-analyse, c'est pourquoi la présente revue ne consiste qu'en une analyse descriptive. Le risque de biais dans les essais inclus a été jugé comme étant faible ou incertain dans la majorité des éléments de l'outil « Risque de biais » du groupe Cochrane.

Une interprétation prudente des résultats des études incluses suggère que les nébuliseurs pourraient constituer une méthode plus efficace d'administration de bronchodilatateurs que les inhalateurs-doseurs en termes de modification de la résistance. Aucun changement apparent au niveau des observations hémodynamiques (mesuré par une augmentation du rythme cardiaque) n'a été associé à un des deux modes d'administration. Compte tenu des problèmes liés aux données manquantes, les méta-analyses n'étaient pas possibles. En outre, la petite taille des échantillons et la variabilité entre les études s'agissant des diagnostics des patients, de l'agent bronchodilatateur et de la technique d'administration indiquent que la déduction de recommandations définitives fondées sur ces résultats ne serait à l'heure actuelle basée que sur des suppositions. Il n'existe pas de preuves suffisantes pour déterminer quel système d'administration est le plus efficace entre le nébuliseur et l'inhalateur-doseur pour l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs chez des patients adultes sous ventilation mécanique.

Conclusions des auteurs

Les essais contrôlés randomisés existants, incluant les essais croisés randomisés dans lesquels l'ordre de l'intervention a été randomisé, comparant le nébuliseur et l'inhalateur-doseur pour l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs chez des patients adultes sous ventilation mécanique ne fournissent pas suffisamment de preuves pour soutenir l'utilisation d'une des deux méthodes d'administration à l'heure actuelle.

 

Résumé simplifié

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Inhalateurs-doseurs versus nébuliseurs pour l'administration d'aérosols de bronchodilatateurs chez des patients adultes sous ventilation mécanique en unités de soins intensifs

Évaluer si les inhalateurs-doseurs ou les nébuliseurs sont mieux adaptés pour l'administration de médicaments inhalés à des patients sous ventilation mécanique

L'insuffisance respiratoire aiguë est courante chez les patients présentant des problèmes respiratoires à long terme qui ont été hospitalisés pour une aggravation soudaine de leurs symptômes. Un grand nombre de ces patients nécessitent l'admission en unité de soins intensifs, où une machine pourra les aider à respirer (ventilation mécanique). En outre, des médicaments sont administrés pour soulager les problèmes respiratoires en débloquant les voies respiratoires des poumons (médicaments bronchodilatateurs). Les médicaments bronchodilatateurs détentent les muscles des poumons ce qui favorise la dilatation des voies respiratoires permettant ainsi le passage d'un plus grand volume d'air à l'intérieur, pour faciliter ainsi la respiration. Ces médicaments sont essentiellement administrés par inhalation, avec des nébuliseurs spécialement adaptés et des inhalateurs-doseurs mis à la disposition des patients sous ventilation mécanique. À ce jour, la méthode d'administration la plus efficace n'est pas encore clairement établie. Nous avons effectué une revue systématique de la littérature en procédant à des recherches dans les cinq principales bases de données et en demandant aux fabricants concernés des documents de grande qualité, publiés ou non, ayant comparé l'efficacité de ces deux méthodes d'administration, les nébuliseurs et les inhalateurs-doseurs.

Cette revue systématique Cochrane a inclus trois essais impliquant 46 patients au total (deux essais avec 18 patients, un essai avec 10 patients), et a montré qu'il n'y a pas suffisamment de données issues des recherches validées pour recommander une des méthodes d'administration. Il est clairement nécessaire de réaliser d'autres recherches dans lesquelles la méthode d'administration est plus efficace.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 16th July, 2013
Traduction financée par: Pour la France : Minist�re de la Sant�. Pour le Canada : Instituts de recherche en sant� du Canada, minist�re de la Sant� du Qu�bec, Fonds de recherche de Qu�bec-Sant� et Institut national d'excellence en sant� et en services sociaux.