Tato stránka byla automaticky přeložena a přesnost překladu není zaručena. Podívejte se prosím na anglická verze pro zdrojový text.

Effect of Pursed-Lip Breathing With Different I:E Ratios on Respiratory Outcomes in COPD Patients (PLB I:E Ratio)

30. dubna 2026 aktualizováno: Scholastica Fina Aryu Puspasari

Effectiveness of Different Inspiratory-Expiratory Ratios (1:3, 1:4, and 1:5) in Pursed-Lip Breathing on Respiratory Rate, Oxygen Saturation, and Dyspnea in Patients With Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Quasi-Experimental Study

The goal of this clinical trial is to evaluate whether different inspiratory-expiratory (I:E) ratios in the pursed-lip breathing (PLB) technique can improve respiratory outcomes in patients with stable Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) aged 40 years and older. The primary purpose is to determine whether a specific breathing intervention can improve respiratory function.

The main questions it aims to answer are:

Does PLB with different I:E ratios (1:3, 1:4, and 1:5) reduce respiratory rate in COPD patients? Does PLB with different I:E ratios improve oxygen saturation and reduce dyspnea severity?

Researchers will compare PLB with I:E ratios of 1:3, 1:4, and 1:5 and a control group receiving standard care to see if different ratios produce different effects on respiratory rate, oxygen saturation, and dyspnea levels.

Participants will:

Perform pursed-lip breathing using assigned I:E ratios (1:3, 1:4, or 1:5) for 10 minutes Be assigned to either an intervention group or a control group (standard care) Have their respiratory rate measured before and after the intervention Have their oxygen saturation measured using a pulse oximeter Report their dyspnea level using the Modified Borg Scale before and after the intervention

Přehled studie

Postavení

Zatím nenabíráme

Podmínky

Intervence / Léčba

Detailní popis

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a progressive respiratory condition characterized by persistent airflow limitation, dyspnea, and impaired gas exchange. It remains a leading cause of morbidity and mortality worldwide, with a disproportionately high burden in low- and middle-income countries. Dyspnea is one of the most debilitating symptoms experienced by COPD patients and is closely associated with reduced functional capacity and quality of life. Non-pharmacological interventions, particularly breathing exercises, play an important role in symptom management.

Pursed-lip breathing (PLB) is a simple, low-cost, and widely recommended breathing technique in COPD management. It works by prolonging the expiratory phase, increasing positive airway pressure, preventing airway collapse, and improving ventilation efficiency. Despite its widespread use, there is currently no standardized inspiratory-expiratory (I:E) ratio for PLB. Variations in clinical practice may result in inconsistent outcomes, and evidence comparing different I:E ratios remains limited.

This study aims to evaluate the effectiveness of three commonly recommended I:E ratios (1:3, 1:4, and 1:5) in PLB on respiratory outcomes in patients with stable COPD. The outcomes of interest include respiratory rate, peripheral oxygen saturation (SpO₂), and dyspnea severity as measured by the Modified Borg Scale. By comparing these ratios, the study seeks to identify the most effective breathing pattern for optimizing respiratory function.

This study employs a quasi-experimental design with a pretest-posttest control group approach. A total of 122 participants diagnosed with stable COPD will be recruited from Respira Hospital Yogyakarta, Indonesia. Participants will be randomly assigned into four groups: three intervention groups receiving PLB with different I:E ratios (1:3, 1:4, and 1:5), and one control group receiving standard care without structured PLB intervention.

The intervention will be conducted in a controlled clinical setting. Participants in the intervention groups will be instructed to perform PLB in a seated high-Fowler position for 10 minutes under supervision. Each group will follow a specific breathing pattern: inhalation through the nose followed by prolonged exhalation through pursed lips according to the assigned I:E ratio. The control group will receive standard care without guided PLB.

Outcome measurements will be taken at baseline (pre-intervention) and immediately after the intervention. Respiratory rate will be measured by direct observation for one minute, oxygen saturation will be assessed using a calibrated pulse oximeter, and dyspnea will be evaluated using the Modified Borg Scale (0-10). Data will be analyzed using appropriate statistical tests to compare within-group and between-group differences.

This study is expected to contribute to the development of evidence-based guidelines for PLB implementation in COPD management, particularly in determining the optimal I:E ratio. The findings may help standardize clinical practice, improve respiratory outcomes, and enhance the quality of life of COPD patients. Additionally, the results may provide a foundation for future research on breathing techniques and non-pharmacological interventions in respiratory care.

Typ studie

Intervenční

Zápis (Odhadovaný)

122

Fáze

  • Nelze použít

Kontakty a umístění

Tato část poskytuje kontaktní údaje pro ty, kteří studii provádějí, a informace o tom, kde se tato studie provádí.

Studijní kontakt

Studijní záloha kontaktů

Kritéria účasti

Výzkumníci hledají lidi, kteří odpovídají určitému popisu, kterému se říká kritéria způsobilosti. Některé příklady těchto kritérií jsou celkový zdravotní stav osoby nebo předchozí léčba.

Kritéria způsobilosti

Věk způsobilý ke studiu

  • Dospělý
  • Starší dospělý

Přijímá zdravé dobrovolníky

Ne

Popis

Inclusion Criteria:

  • Diagnosed with stable COPD
  • Age ≥ 40 years
  • Able to follow breathing instructions
  • Willing to participate and provide informed consent

Exclusion Criteria:

  • Cognitive impairment or decreased consciousness
  • Severe cardiovascular disease (heart failure, coronary artery disease, pulmonary hypertension)
  • Asthma-COPD overlap (ACO)
  • Acute respiratory infection (e.g., pneumonia)
  • Neuromuscular disorders affecting respiratory muscles

Studijní plán

Tato část poskytuje podrobnosti o studijním plánu, včetně toho, jak je studie navržena a co studie měří.

Jak je studie koncipována?

Detaily designu

  • Primární účel: Léčba
  • Přidělení: Randomizované
  • Intervenční model: Paralelní přiřazení
  • Maskování: Dvojnásobek

Zbraně a zásahy

Skupina účastníků / Arm
Intervence / Léčba
Experimentální: Arm Group 1, PLB I:E 1:3
Participants perform PLB with inspiratory-expiratory ratio 1:3 (2 seconds inspiration, 6 seconds expiration)

Participants will be allocated into four study arms: three intervention groups and one control group.

Intervention Groups (PLB with Different I:E Ratios):

Participants in the intervention arms will perform Pursed-Lip Breathing (PLB) with specific inspiratory-to-expiratory (I:E) ratios as follows:

Group 1: I:E ratio 1:3 (2 seconds inspiration, 6 seconds expiration)

The procedure will be conducted in a seated position (high Fowler's position). Participants will be instructed to inhale slowly through the nose and exhale through pursed lips according to the assigned ratio. A metronome will be used to standardize breathing timing. Each session will last approximately 10 minutes and will be supervised by the researcher to ensure correct technique and safety.

stru

Experimentální: Arm Group 2, PLB I:E 1:4
Participants perform PLB with inspiratory-expiratory ratio 1:4 (2 seconds inspiration, 8 seconds expiration)

Participants will be allocated into four study arms: three intervention groups and one control group.

Intervention Groups (PLB with Different I:E Ratios):

Participants in the intervention arms will perform Pursed-Lip Breathing (PLB) with specific inspiratory-to-expiratory (I:E) ratios as follows:

Group 2: I:E ratio 1:4 (2 seconds inspiration, 8 seconds expiration)

The procedure will be conducted in a seated position (high Fowler's position). Participants will be instructed to inhale slowly through the nose and exhale through pursed lips according to the assigned ratio. A metronome will be used to standardize breathing timing. Each session will last approximately 10 minutes and will be supervised by the researcher to ensure correct technique and safety.

Experimentální: Arm Group 3, PLB I:E 1:5
Participants perform PLB with inspiratory-expiratory ratio 1:5 (2 seconds inspiration, 10 seconds expiration)

Participants will be allocated into four study arms: three intervention groups and one control group.

Intervention Groups (PLB with Different I:E Ratios):

Participants in the intervention arms will perform Pursed-Lip Breathing (PLB) with specific inspiratory-to-expiratory (I:E) ratios as follows:

Group 3: I:E ratio 1:5 (2 seconds inspiration, 10 seconds expiration)

The procedure will be conducted in a seated position (high Fowler's position). Participants will be instructed to inhale slowly through the nose and exhale through pursed lips according to the assigned ratio. A metronome will be used to standardize breathing timing. Each session will last approximately 10 minutes and will be supervised by the researcher to ensure correct technique and safety.

Žádný zásah: Arm Group 4, Standard Therapy
Participants receive standard care without structured PLB intervention

Co je měření studie?

Primární výstupní opatření

Měření výsledku
Popis opatření
Časové okno
Primary Outcome 1: Respiratory Rate
Časové okno: Baseline and immediately after 10-minute intervention
Respiratory rate measured as the number of breaths per minute at rest using direct observation for 60 seconds
Baseline and immediately after 10-minute intervention
Primary Outcome 2: Oxygen Saturation (SpO₂)
Časové okno: Baseline and immediately after 10-minute intervention
Peripheral oxygen saturation measured using a calibrated pulse oximeter at rest.
Baseline and immediately after 10-minute intervention
Primary Outcome 3 Dyspnea Level
Časové okno: Baseline and immediately after 10-minute intervention
Dyspnea assessed using the Modified Borg Scale (0-10), where higher scores indicate more severe breathlessness.
Baseline and immediately after 10-minute intervention

Spolupracovníci a vyšetřovatelé

Zde najdete lidi a organizace zapojené do této studie.

Sponzor

Spolupracovníci

Vyšetřovatelé

  • Vrchní vyšetřovatel: Scholastica FA Puspasari, Master, STIKes Panti Rapih Yogyakarta

Publikace a užitečné odkazy

Osoba odpovědná za zadávání informací o studiu tyto publikace poskytuje dobrovolně. Mohou se týkat čehokoli, co souvisí se studiem.

Obecné publikace

  • Hammoda Abu-Odah, Liu, N. X.-L., Wang, T., Zhao, I. Y., Yorke, J., Tan, J.-Y. B., & Molassiotis, A. (2025). Modified Borg Scale (mBorg), the numerical rating scale (NRS), and the Dyspnea-12 scale (D-12): Cross-scale comparison assessing the development of dyspnea in early-stage lung cancer patients. Supportive Care in Cancer, 33(5). https://doi.org/10.1007/s00520-025-09474-x
  • Gusmarta, G., & Oktarina, Y. (2025). Case Report : Implementation of Pursed-Lips Breathing Technique on Respiratory Rate and Oxygen Saturation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) Patients in the Pulmonary Ward of Raden Mattaher Hospital Jambi. Jurnal Keperawatan Universitas Jambi, 9(3), 8-12. https://doi.org/10.22437/jkuj.v9i3.47490
  • Cavalheri, V., Burtin, C., Formico, V. R., Nonoyama, M., Jenkins, S., Spruit, M. A., & Hill, K. (2020). Exercise training for people with chronic obstructive pulmonary disease. Cochrane Database of Systematic Reviews, (4), CD010039. https://doi.org/10.1002/14651858.CD010039.pub2
  • Burge, A. T., Gadowski, A. M., Jones, A., Romero, L., Smallwood, N. E., Ekström, M., Reinke, L. F., Saggu, R., Wijsenbeek, M., & Holland, A. E. (2024). Breathing techniques to reduce symptoms in people with serious respiratory illness: A systematic review. European Respiratory Review, 33(174), 240012. https://doi.org/10.1183/16000617.0012-2024
  • Bhatt, S. P., Nakhmani, A., Fortis, S., Strand, M. J., Silverman, E. K., Sciurba, F. C., et al. (2023). FEV1/FVC severity stages for chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 208(6), 676-684. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37339502/
  • Anon. (2025, March 4). What is the recommended inspiratory to expiratory (I:E) ratio for ventilator settings in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbation? Droracle.ai. https://www.droracle.ai/articles/22727/what-is-the-recommended-inspiratory-to-expiratory-ie-ratio

Termíny studijních záznamů

Tato data sledují průběh záznamů studie a předkládání souhrnných výsledků na ClinicalTrials.gov. Záznamy ze studií a hlášené výsledky jsou před zveřejněním na veřejné webové stránce přezkoumány Národní lékařskou knihovnou (NLM), aby se ujistily, že splňují specifické standardy kontroly kvality.

Hlavní termíny studia

Začátek studia (Odhadovaný)

4. května 2026

Primární dokončení (Odhadovaný)

7. srpna 2026

Dokončení studie (Odhadovaný)

14. srpna 2026

Termíny zápisu do studia

První předloženo

30. dubna 2026

První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality

30. dubna 2026

První zveřejněno (Aktuální)

7. května 2026

Aktualizace studijních záznamů

Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)

7. května 2026

Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality

30. dubna 2026

Naposledy ověřeno

1. dubna 2026

Více informací

Termíny související s touto studií

Další identifikační čísla studie

  • 0511028601

Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)

Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?

NE

Popis plánu IPD

IPD will not be shared because the study involves human participants and the data are subject to institutional and ethical restrictions that limit public data sharing. Only aggregated results will be reported.

Studijní data/dokumenty

  1. Protokol studie
    Identifikátor informace: scholastica fina
    Komentáře k informacím: PLB Ratio
  2. Soubor dat jednotlivých účastníků
    Identifikátor informace: scholastica_fina@stikespantira
    Komentáře k informacím: In excel formula
  3. Plán statistické analýzy
    Identifikátor informace: scholastica_fina@stikespantira
    Komentáře k informacím: Interventional (Clinical Trial)
  4. Formulář informovaného souhlasu
    Identifikátor informace: scholastica_fina@stikespantira
    Komentáře k informacím: PIS and IC
  5. Charta výboru pro sledování dat
    Identifikátor informace: scholastica_fina@stikespantira
    Komentáře k informacím: DMC

Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty

Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA

Ne

Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA

Ne

Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .