Trénink funkční elektrické stimulace břicha a jeho vliv na mechanickou insuflaci-exsuflaci

Respirační infekce jsou hlavní příčinou morbidity a mortality u tetraplegické populace. Často jsou způsobeny hromaděním sekretů v plicích v důsledku neschopnosti vyvolat účinný kašel. Tato neschopnost kašlat vede k tomu, že mnoho tetraplegických lidí vyžaduje určitý typ zásahu, který by pomohl odstranit sekrety. Běžně se používá manuálně asistované odkašlávání nebo rutinní odsávání přes pacientovu tracheostomickou trubici. Obě tyto techniky jsou spojeny s problémy: (i) Odsávání tracheostomie je nepříjemné a často vynechává levý bronchus, což je jeden z faktorů přispívajících k 80 % pneumonie vyskytující se v levé plíci u populace s poraněním míchy. (ii) Manuálně asistovaný kašel je bezpečný a účinný postup, ale musí být poskytnut vyškoleným poskytovatelem péče s souvisejícími zdroji pro místního poskytovatele zdravotní péče. Alternativní metodou, která pomáhá vyčistit sekrety a zlepšit ventilaci, je mechanická insuflace-exsuflace (MI-E), kdy se na dýchací cesty uživatele aplikuje kombinace pozitivního a negativního tlaku, aby se vyvolal kašel. Řada studií prokázala, že MI-E je účinnější při odstraňování sekretů a snižování respiračních infekcí než konvenční techniky odsávání a manuálně asistovaného kašle, s výhodou, že sekrety jsou odstraňovány z obou průdušek. Bylo také prokázáno, že MI-E významně zkracuje délku pobytu na JIP a snižuje počet reintubací.

Jedinci s tetraplegií mají snížený vydechovaný dechový objem (VT) a snížený Cough Peak Flow (CPF) (maximální průtok vzduchu během kašle). Hodnotu CPF lze použít k posouzení rizika infekce dýchacích cest, přičemž CPF < 160 l/min je spojena s nefunkčním kašlem a vysokým rizikem infekce a CPF < 270 l/min naznačuje, že osoba nebude schopna k adekvátnímu odstranění sekretů z jejich dýchacích cest. Použití MI-E je proto doporučeno pro každého, kdo má CPF < 270 l/min.

Funkční elektrická stimulace (FES) je technika, kterou lze použít ke kontrakci ochrnutých svalů. Nejúčinnější kontrakce je pozorována, když je řada elektrických impulzů aplikována blízko motorického bodu paralyzovaného svalu. Když se FES aplikuje na břišní svaly, nazývá se to abdominální funkční elektrická stimulace (AFES). AFES byl již dříve používán ke zvýšení VT a CPF u tetraplegických pacientů v řadě studií.

MI-E se rutinně kombinuje s manuálně asistovaným kašlem, aby se uvolnila plicní sekrece a zvýšila se CPF uživatele. Stejně jako manuálně asistovaný kašel vede AFES ke zvýšenému pohybu břicha, což má za následek větší CPF. Během nedávných studií výzkumníci pozorovali, že použití AFES u akutních tetraplegických pacientů se zdá být spojeno se zvýšenou potřebou clearance sekrece, což ukazuje, že AFES napomáhá uvolňování plicních sekretů. Přestože pohyb břicha dosažený pomocí AFES je typicky výrazně menší než pohyb dosažený manuálně asistovaným kašlem, může mít příznivé účinky v kombinaci s MI-E. AFES má navíc tu výhodu, že může být aplikován konzistentně a vyžaduje menší zapojení pečovatele.

Vyšetřovatelé předpokládají, že (i) maximálního zlepšení dýchání díky tréninkovému programu AFES bude dosaženo po více než 3 týdnech tréninku a (ii) že kombinované použití AFES s MI-E může zlepšit respirační funkci a schopnost vyčistit sekrecí tetraplegických pacientů, což má za následek snížení počtu respiračních infekcí v této skupině.

Metody

Účastníci Pro tuto studii bude přijato deset tetraplegických účastníků. Všichni účastníci budou hospitalizováni na Queen Elizabeth National Spinal Injuries Unit, Southern General Hospital, Glasgow.

Experimentální postupy Každý účastník podstoupí předběžné hodnocení. Studie bude mít formu náhodného crossover designu zahrnujícího čtyřtýdenní kontrolní období a osmitýdenní tréninkové období, po kterém bude následovat dvoutýdenní období sledování. Pořadí kontrolních a tréninkových období bude pro každého účastníka náhodné. Pokud tréninkové období předchází kontrolnímu období, následné období bude sloužit jako dvoutýdenní vymývací období, aby se zabránilo přenosu akutních účinků z tréninkového zásahu. Při hodnocení před studiem a na konci každého druhého týdne se účastník zúčastní hodnotícího sezení.

Hodnocení před studiem Před zahájením studie každý účastník podstoupí předstudijní hodnocení, které bude zároveň sloužit jako seznamovací sezení. Stimulace bude aplikována na břišní svaly účastníka, aby se otestovalo, zda reagují na elektrickou stimulaci. Poté budou stanoveny optimální stimulační parametry (poloha elektrody/frekvence/proud a šířka pulzu) potřebné k vyvolání silné kontrakce břišních svalů. Tyto stimulační parametry budou použity jako výchozí bod pro následující školení a hodnocení. Na konci hodnocení před studiem se pak uskuteční hodnotící sezení, jak je uvedeno níže.

Školení Účastníci se budou účastnit školení AFES pětkrát týdně (pondělí až pátek) po dobu celkem 8 týdnů. Během těchto sezení účastníci obdrží AFES na 40 minut.

Hodnotící schůzky Každý účastník se bude během studie účastnit dvoutýdenních hodnotících sezení. Na každém hodnotícím sezení bude provedena série testů nucené vitální kapacity (FVC) se stimulací břicha a bez ní, které poskytují míru vitální kapacity (VC) účastníka, objemu nuceně vydechovaného za jednu sekundu (FEV1) a maximálního výdechového průtoku ( PEF). Respirační průtok a objem budou měřeny pomocí spirometru. K provedení manévru FVC bude účastník požádán, aby se nadechl do celkové kapacity plic (TLC) a pak vydechl tak rychle a naplno, jak jen může. Toto se bude opakovat pro každou podmínku maximálně 5krát, nebo dokud nebudou zaznamenány 3 pokusy v rozmezí 0,15 l od sebe. Mnoho účastníků této studie bude mít FVC <1L. Standardy ATS/ERS pro spirometrii naznačují, že pro FVC < 1 l by měl být rozsah přijatelných hodnot plus nebo mínus 0,1 l. Všichni účastníci provedou hodnocení vsedě ve vzpřímené poloze.

Špičkový průtok při kašli (CPF) účastníka bude také měřen za tří podmínek: (i) bez pomoci (ii) bez asistované mechanické insuflace-exsuflace (MI-E) a (iii) s MI-E asistovanou abdominální funkční elektrickou stimulací (AFES). K měření CPF se použije pět cyklů MI-E pro oba podmínky MI-E. Maximální hodnota CPF zaznamenaná z pěti pokusů bude brána jako CPF účastníka v každé podmínce.

Během hodnocení před studiem a na konci školení a kontrolního období bude provedeno rozšířené hodnocení. Další měření budou (i) MI-E s manuálně asistovaným kašlem a (ii) ultrazvukové měření pohybu bránice s AFES a bez AFES.

CPF dosažená pomocí MI-E s manuálně asistovaným kašlem bude zaznamenávána, zatímco manuálně asistovaný kašel aplikuje běžný ošetřovatel pacienta, přičemž stejný ošetřovatel aplikuje manuálně asistovaný kašel ve všech třech sezeních.

Pohyb membrány bude měřen během manévru FVC pomocí ultrazvukové sondy s asistencí AFES i bez ní. To umožní vyhodnocení účinku AFES na pohyb bránice.

Následná/vymývací perioda Po skončení školení absolvuje účastník dvoutýdenní kontrolní období. Pokud má účastník ještě dokončit kontrolní období, bude toto sledování fungovat také jako vymývání. Během tohoto období proplachování nebude účastník absolvovat žádná školení. Cílem tohoto vymývacího období je minimalizovat účinek jakékoli akutní reakce od tréninkového období po kontrolní období.