IPC Use in Lymphedema:

Physiological Considerations

Harvey N. Mayrovitz PhD

Professor of Physiology

College of Medical Sciences

Nova Southeastern University

mayrovit@nova.edu

Normal Physiological Process

Capillary  Tissue  Lymph Capillary

Lymphatic EC

Interstitium

Capillary  Tissue  Lymph Capillary

EC

Lumen

PL

PT

EC

Lumen

PL

PT

PL > PT

PL < PT

Anchoring

Filaments

Blood Capillary

“Blind” Lymphatic Capillary

Fluid and Protein enter

Lymphatic Capillaries

Valve

 Lymphangion

(lymph micro heart)

 Lymph

Capillary

Walls have a

muscular media

Lymph taken up by lymphatic

capillaries enters lymph collectors

Collection  Propulsion

Valve

 Lymphangion

(lymph micro heart)

 Lymph

Capillary

Walls have a

muscular media

Contraction force & frequency is preload

& afterload dependent - analogous to heart

Peristaltic-like contractions

propel lymph to next segment

Collection  Propulsion

Excess --> Lymphatics

Fluid +

Protein

capillary

Normal Lymphatic Function

Overload = Edema

+ [Protein]

= Lymphedema= Lymphedema

If Net Filtration Exceeds

Lymphatic Transport Capacity

Excess --> Lymphatics

Fluid +

Protein

capillary

Normal Lymphatic Function

Lymphatic Drainage Features

Lymph flow and drainage

determined by normal

physiological processes

and lymphatic pathways

Lymph flow through normal

pathways reduced or absent

due to node or lymph vessel

obstruction or dysfunction

Therapeutic Strategy

Use Alternate Pathways – Stimulate Lymphatics andOptimize Conditions for IPC related pumping

Lymph flow depends on pathway pressure gradient and resistance

Adjunctive IPC Lymphedema Therapy

Basic: Few Adjustments – Not Programmable

Advanced: Calibrated-Sequential-Programmable

                                          ROLE

Phase I  Component of in-clinic therapy

Phase II  At-home maintenance therapy

• With Truncal Clearance Capability

• No Truncal Clearance Capability

TYPES

Not independent

considerations

IPC Compression

• Pattern

• Progression

• Pressure

Physiological Considerations

Flexitouch® System

Compression Pattern Examples

Lympha Press® System

Drainage

“Work &

Release”

 Mayrovitz HN

 Physical Therapy

 2007;87:1379-1388

“Squeeze & Hold”

Peristaltic-like

Progression

seconds

Skin Interface Pressure (mmHg)

 Proximal/Central clearance

     prior to forward propulsion

 Distal  Central

     progressive propulsion

Physiological Considerations

A. First sequentially treat lymph receiving regions (15)

to optimize gradient and minimize resistance for

subsequent limb drainage procedures

Advanced IPC Progression Approach

Mayrovitz et al. Home Health Care Management & Practice 2009;21(5) 325-337

Hammond & Mayrovitz Home Health Care Management & Practice 2010;22(6) 397-402

B. Then progressive treatment of limb and trunk with suitable

pump pressure starting at the most peripheral region ( 5  1)

Advanced IPC Progression Approach

Pattern can

be applied to

upper and

lower body

Lymphedema

Tissue Clearance

Lymph Propulsion

 Proximal/Central clearance

     prior to forward propulsion

 Distal  Central

     progressive propulsion

     with minimal inhibition of:

• Distal lymphatic capillary

   interstitial fluid uptake

• Lympho-venous flow

Physiological Considerations

Pattern Considerations

P0

P = P0

P0

Ppump max

 ~ 40 mmHg

P = P0



0.6-0.8

~ 3s

~ 30s

Arm: Modi et al. 2007

Leg: Unno et al. 2011

*

* Olszewski & Engesgt 1980

Pressure Considerations

Lower Pressure vs. Higher Pressure

• To facilitate lymph movement in functioning lymphatics

• To minimize inhibition of lymph  filling during compression

• To minimize potential injury  due to higher pressures

• To provide a comfortable  treatment experience for patients

Lower Pressures

Higher Pressures

• To facilitate directional interstitial fluid movement

    especially if low interstitial hydraulic conductance

IPC use in lymphedema should be consistent with

Physiological considerations of

• Initial Central Clearance

• Subsequent Progressive Propulsion

Summary and Conclusions

Summary and Conclusions

IPC use in lymphedema should be consistent with

Physiological considerations of

• Initial Central Clearance

• Subsequent Progressive Propulsion

Using Compression Pressures and Patterns that

during compression minimally inhibit

• lymph capillary uptake

• lymphatic intrinsic active pumping

• lymph – venous uptake and drainage

Summary and Conclusions

IPC use in lymphedema should be consistent with

Physiological considerations of

• Initial Central Clearance

• Subsequent Progressive Propulsion

Using Compression Pressures and Patterns that

during compression minimally inhibit

• lymph capillary uptake

• lymphatic intrinsic active pumping

• lymph – venous uptake and drainage

And facilitate lymph vessel and tissue lymph flow via

• Impulse – like progressive compression

• arterial-lymphatic interactions that tend to

   occur at lower compression pressures

Examples of some outcomes

Fife CE et al. A randomized controlled trial comparing two types of pneumatic

Compression for breast cancer-related lymphedema treatment in the home

Support Care Cancer 2012;20:3270-3286

Arm Edema Flexitouch® vs. Other

N = 18

Flexitouch®                        Other IPC type

-29%

Muluk S, et al., Pneumatic Compression Device Treatment of Lower Extremity

Lymphedema Elicits Improved Limb Volume and Patient-reported Outcomes,

European J Vasc Endovasc Surgery (2013, in press)

Leg Volume Flexitouch® pre-vs. 60 days

Overall 8%

decrease

Pain and Function Improved