Inspirační svalový trénink u pacientů s obtížemi při odstavení

1. Úvod.

Odstavení pokrývá celý proces osvobození pacienta od podpory mechanické ventilace (MV) a endotracheální trubice nebo tracheostomie. U většiny mechanicky ventilovaných pacientů může být spontánní dýchání (odvykání) úspěšně provedeno rychle a snadno, avšak u 15-30 % ventilovaných pacientů tomu tak není. Nejčastějšími faktory vedoucími k selhání odvykání jsou i) únava dýchacích svalů ii) hyperkapnie iii) dyspnoe a iv) úzkost. V tomto smyslu byl navržen mechanismus, který může přispět k selhání odstavení, konkrétně teorie „krádežného efektu“. Přesněji řečeno, teorie „krádežného efektu“ předpokládá, že během procesu odvykání může energetická potřeba dýchacích svalů vzrůst do takové míry, že dýchací svaly mohou odebírat kyslík a krev jiných tkání, jako je mozek. Ve skutečnosti, alespoň pro mozek, by snížení dodávky krve a kyslíku teoreticky mohlo tento orgán predisponovat k dysfunkci. Omezení dodávky kyslíku do mozku by mohlo mít nepříznivý dopad na funkci dýchacích svalů jako takovou tím, že by narušilo výkon dechového centra a nervosvalovou kompetenci ventilační pumpy, čímž by ventilační pumpa nemohla nafouknout plíce, a tím přehnat dýchání. svalová únava a vedoucí k selhání odstavení. Trénink inspiračních svalů (ΙΜΤ) je nefarmakologická a nákladově efektivní léčba, u které bylo prokázáno, že zlepšuje funkční kapacitu inspiračních svalů u pacientů se slabostí dýchacích svalů, přičemž byla nedávno navržena jako možná další součást strategií odvykání. Zavedení programu IMT může snížit energetickou náročnost nádechových svalů tím, že na jedné straně zlepší dechovou účinnost inspiračních svalů a na druhé straně optimalizuje využití kyslíku dýchacími svaly. Zvýšení svalové síly a kontraktilní funkce, stejně jako oxidační kapacita v reakci na IMT, které byly dokumentovány u pacientů s chronickými plicními chorobami v reakci na IMT, mohou zvýšit využití kyslíku vdechovými svaly, a tím snížit požadavky na průtok krve a kyslíku. ve prospěch mozkové kůry.

Cíle projektu jsou:

1. Zkoumat, zda inspirační svaly kradou krev a kyslík z mozkové kůry (''účinek krádeže'').
2. Zkoumat účinek teorie „krádežného efektu“ na výsledky odstavení.
3. Vyhodnotit účinky IMT pomocí nedávno vyvinutého zařízení TFRL na výsledky odvykání a na „účinek krádeže“ u pacientů na JIP, kteří se obtížně odstavují, ve srovnání se skupinou falešného vytrvalostního tréninku s nízkou intenzitou.

2. Primární metodiky

Pacienti s obtížným odstavením budou zařazeni podle zařazovacích kritérií. Kromě toho bude jako kontrolní skupina pro řešení 1. a 2. cíle studie použita skupina „jednoduchého odstavení“ definovaná jako pacienti, kteří uspěli v prvním pokusu o odvykání. Pacienti s jednoduchým odstavením, pacienti s obtížným odstavením a pacienti s prodlouženým odstavením budou klasifikováni podle kritérií navržených v nedávné studii WIND. Konkrétně budou pacienti zařazeni do skupiny 1 (tj. pacienti s jednoduchým odstavením - odstavení úspěšně dosažené při prvním pokusu o odstavení, jehož výsledkem je úspěšná extubace během 1 dne. Pacienti budou zařazeni, pokud jsou zařazeni do skupiny 2 (tj. obtížné odstavení – odstavení úspěšně dosaženo po více než 1 dni, ale za méně než 1 týden po prvním pokusu o oddělení (úspěšné oddělení nebo smrt) nebo do skupiny 3 (tj. prodloužené odstavení – odstavení stále není ukončeno 7 dní po prvním pokusu o oddělení úspěchem nebo smrtí). Poté, co byli informováni o studii, bude získán písemný informovaný souhlas od všech pacientů, pokud jsou bdělí a adekvátní, nebo od člena rodiny, pokud je v bezvědomí. Za účelem řešení 3. cíle studie budou pacienti poté randomizováni do jedné ze dvou skupin: skupina IMT nebo skupina vytrvalostního tréninku (SHAM). Bloková randomizace bude provedena stratifikací podle dvou faktorů: skóre na APACHE II a přítomnost CHOPN. Obálky budou připraveny a zalepeny (80 pro léčebnou skupinu a 80 pro skupinu vytrvalostního tréninku). Hromady obálek budou rozděleny na APACHE<18, APACHE>18, non-COPD nebo COPD a jejich kombinace (20 pro každý stav) s ohledem na 10 obálek IMT a 10 obálek vytrvalostního tréninku pro každou hromádku.

2.1. Regionální měření průtoku krve, dodávky kyslíku a dostupnosti kyslíku pomocí BFI odvozeného z NIRS-ICG.

Inspirační a cerebrální kortexový krevní index (BFI) bude současně měřen blízkou infračervenou spektroskopií (NIRS) v kombinaci s injekcemi indikátoru indocyanin green dye (ICG). ICG, který je široce používán jako hemodynamický indikátor, vyvolává absorpční vrchol při 805 nm a po intravenózní infuzi je omezen na intravaskulární kompartment vazbou na plazmatické proteiny > 95 %. BFI odvozená z NIRS-ICG jako relativní měření lokální perfuze v respiračních a periferních svalech a mozkové kůře bude vypočítána vydělením vrcholové koncentrace ICG ve svalu (vyhodnoceno pomocí křivky NIRS-ICG) dobou nárůstu od 10 do 90 % vrcholu. Pro měření koncentrací ICG v inspiračních svalech a mozkové kůře budou čtyři sady optod NIRS transkutánně umístěny následovně: pro mozek nad oblastí prefrontální kůry (v dostatečné vzdálenosti, aby se zabránilo interferenci se středním sinusem), na svaly scalene a dále horní přímý břišní sval. Další sonda (4.) bude umístěna na nepracující svalovou skupinu (tj. thenar eminence), která bude použita jako kontrolní místo měření. Dodávka kyslíku kosterním svalstvem a mozkovou tkání bude vypočtena vynásobením BFI k obsahu arteriálního kyslíku; posledně jmenovaný bude vypočítán ze vzorků arteriálních a venózních krevních plynů. Saturace nádechového svalu a břišní svaloviny a mozkové kůry kyslíkem (Stio2,%) – neinvazivní index místní dostupnosti kyslíku v tkáních, který odráží rovnováhu mezi přísunem a využitím kyslíku – bude průběžně zaznamenávána NIRS.

2.2 Hemodynamický stav

Srdeční výdej bude kontinuálně vyhodnocován analýzou pulzního obrysu pomocí senzoru (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE) připojeného ke stávajícímu arteriálnímu katétru32 (viz online příloha). Výpočet srdečního výdeje se provádí tep po tepu jednoduchým vynásobením tepového objemu, který se vypočítá analýzou tvaru vlny arteriálního tlaku, se zaznamenanou srdeční frekvencí. Metoda analýzy pulzního obrysu byla ověřena proti výpočtům srdečního výdeje za použití metod zlatého standardu. Výsledky ukazují, že tato metoda může poskytnout klinicky přijatelné hodnocení trendu srdečního výdeje u hemodynamicky stabilních pacientů na JIP. Údaje o srdečním výdeji a srdeční frekvenci budou zprůměrovány za 60 sekund během každého stanovení BFI.

2.3. Program inspiračního svalového tréninku

Obě skupiny (tj. CPAP), T-trubice a také časná mobilizace. Po zařazení a randomizaci pacienti v obou skupinách zahájí trénink s přístrojem TFRL (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, UK). Před a po každém sezení se zaznamená dechová frekvence, srdeční frekvence, saturace hemoglobinu kyslíkem a krevní tlak. Sezení se budou skládat ze 4 sérií po minimálně 6 a maximálně 10 dechových cyklech na sadu s odpočinkovými periodami minimálně 2 minuty, kdy bude pacient umístěn do sedu (45 stupňů), v případě potřeby odsát a manžeta bude nafouknuta, aby se zabránilo únik vzduchu. Pacienti budou instruováni, aby dosáhli plného nádechu a výdechu při každém nádechu a aby provedli rychlou a silnou inspiraci. Pokyny a povzbuzení během sezení jsou standardizované. Pacientům ve skupině IMT bude k dispozici obrazovka se zpětnou vazbou na počítači, která bude zobrazovat výkon pacientů během školení (BreatheLink Software, HaB International Ltd, UK). Trénink bude přerušen, pokud pacient uvede příznaky dušnosti, úzkosti nebo kašle, nepohodlí nebo když transkutánní desaturace kyslíkem klesne pod 85 %. Tréninková zátěž ve skupině silového tréninku bude upravena tak, aby byla zachována nejvyšší únosná intenzita po celou dobu studie až do odstavení MV. Pacienti ve skupině vytrvalostního tréninku budou provádět stejný tréninkový režim bez úprav tréninkového odporu (<10%MIP). Po sezení budou zaznamenány skóre na Borgově stupnici vnímaného dechového úsilí a dušnosti. Zkušení fyzioterapeuti provedou sezení ve všech skupinách. Školení bude trvat 28 dní nebo do úspěšného odstavení pacienta od MV. Pacienti stále v MV po 28 dnech IMT budou považováni za neúspěšné odstavení. MIP a VC budou měřeny každý týden, aby se sledovala progrese plicních funkcí a adekvátní odolnost při tréninku.

3. Plán statistické analýzy

3.1. Plán statistické analýzy pro 1. a 2. cíl studie

Pro výpočet velikosti vzorku v této studii jsme použili změnu BFI mozkové kůry z MV na SBT mezi pacienty s úspěchem SBT a se selháním SBT. Očekávaná velikost účinku [Cohens d] 0,467 byla vypočtena z průměrného rozdílu mozkové kůry BFI (tj. 6,70 nM/s) a odpovídající sdružené standardní odchylky (tj. 14,0 nM/s) z předchozí studie, která zkoumala interhemisférické rozdíly v BFI mozkové kůry u kriticky nemocných pacientů. Při použití této velikosti účinku je tedy kritická velikost vzorku vypočítána na 20 pacientů se selháním SBT na základě použití ANOVA jako metody statistické analýzy. Vzhledem k tomu, že se očekává, že přibližně pouze u 1 z 5 pacientů (20% míra)1 selže SBT, odhadovaný celkový počet (tj. 20*5=100) pacientů se považuje za zahrnutý, aby bylo možné identifikovat 20 odstavení. selhání pacientů. Spojité proměnné budou prezentovány jako střední hodnoty se standardními odchylkami, pokud jsou normálně rozděleny, nebo jako medián s mezikvartilním rozsahem, pokud ne. Kategorické hodnoty budou prezentovány jako čísla a podíl. Pro srovnání mezi skupinou s úspěchem a neúspěchem SBT budou spojité proměnné porovnány pomocí Studentova t-testu nebo Mann Whitney U testu na základě distribuce proměnných. Kategorické hodnoty budou porovnány pomocí Chí-kvadrát nebo Fisherova exaktního testu, podle potřeby. Dvoucestná analýza rozptylu (ANOVA) bude použita ke zkoumání interakce mezi respiračními, hemodynamickými, krevními plyny a periferní cirkulací a okysličovacími reakcemi a různými časovými body (tj. T1-T4, viz tabulka 1) mezi úspěchem SBT a selháním SBT. skupina. Jednocestná ANOVA s opakovanými měřeními bude použita pro srovnání různých časových měření (tj. T1-T4, viz tabulka 1) pro každou skupinu. Nezávislá souvislost mezi změnami v mozkové kůře BFI od MV k různým časovým měřením během SBT a výsledky SBT (selhání, úspěch) bude zkoumána logistickou regresní analýzou. Další zkoumání nezávislých souvislostí mezi výsledky SBT (selhání, úspěch) a všemi respiračními, hemodynamickými, krevními plyny a proměnnými periferní cirkulace a oxygenace bude také prozkoumáno logistickou regresní analýzou. Nakonec bude provedena vícenásobná logistická regresní analýza zahrnující všechny významné nezávislé prediktory (po jejich kontrole na kolinearitu), aby se identifikovaly determinanty výsledků SBT. Data budou analyzována pomocí softwaru SPSS (Chicago, IL, USA). Statistická významnost bude definována jako p<0,05. Kromě toho budou provedeny analogické analýzy výsledků odstavu (neúspěch, úspěch).

3.2. Plán statistické analýzy pro 3. cíl studie

Výpočet velikosti vzorku pro účinnost IMT (skupina IMT versus skupina vytrvalostního tréninku) na výsledek odvykání je založen na předchozím přehledu literatury, který hodnotil účinky IMT u pacientů s obtížemi při odvykání. Podle podílů úspěšnosti odstavení pozorovaných v této metaanalýze, 78 % ve skupině IMT a 50 % v kontrolní skupině a za předpokladu [a]- a [β]-rizika 5 % a 20 %, vzorek 45 pacientů by mělo být zařazeno do skupiny IMT a 45 do skupiny vytrvalostního tréninku. Pro analýzu dat, pokud jde o první cíl této studie - srovnání mezi skupinou IMT x skupinou vytrvalostního tréninku - bude použit chí-kvadrát test k porovnání úspěšnosti odvykání mezi skupinami a nezávislý výběrový t-test (nebo odpovídající neparametrický test) používá se k porovnání doby odstavení mezi skupinami. Stejnými testy budou hodnoceny i další spojité proměnné. Srovnání charakteristik dýchání v rámci pacienta bude vyhodnoceno t-testy pro párová měření nebo bude proveden Wilcoxonův test se znaménkem podle normality distribuce vzorků. Statistická významnost bude nastavena na p<0,05.