Transkutánní funkční magnetická stimulace svalů u kriticky nemocných (FMS_ICU)

1. Úvod

   ICU-Acquired slabost (ICU-AW) je významnou komplikací kritického onemocnění. JIP-AW je běžná u pacientů se sepsí, systémovou zánětlivou odpovědí a mechanicky ventilovaných. Odhaduje se, že asi 50 % pacientů zotavujících se z primárního onemocnění zůstává v intenzivní péči s charakteristickou svalovou slabostí. To vede k závislosti na mechanické ventilaci a prodlužuje tak nákladnou hospitalizaci na jednotce intenzivní péče. Výsledná myopatie způsobuje přetrvávající funkční poruchu, ohrožující pacienty dlouho po propuštění z nemocnice.

   1.1 Patofyziologické základy rozvoje myopatie kritického onemocnění Patofyziologické mechanismy JIP-AW jsou málo pochopeny, což vede k absenci specificky cílené léčby pro její prevenci. U většiny pacientů je pozorována atrofie kosterního svalstva, zejména ztráta rychlých svalových vláken (typ II) a snížená hladina těžkých řetězců myosinu (MyHC). Ztráta MyHC je důsledkem narušené rovnováhy mezi jeho syntézou a degradací. Mezi nejvýznamnější přispěvatele k rozvoji JIP-AW patří systémový zánět, sepse, imobilizace, sedace, hyperglykémie, expozice neuromuskulárním blokátorům a kortikosteroidům, což vede ke snížení svalové hmoty a síly. Hlavním intracelulárním systémem pro degradaci proteinů v kosterních svalech je systém ubikvitin-proteazom, který také reguluje degradaci MyHC.

   1.2 Fyzioterapie a transkutánní elektrická svalová stimulace Terapeutická činnost na jednotce intenzivní péče často začíná pasivní mobilizací, zejména u neaktivních a v bezvědomí pacientů. V léčbě kriticky nemocných pacientů je zaměřena na snížení sedace, poskytnutí vhodné analgezie, tím na podporu rychlejšího probuzení a spolupráce a na podporu aktivního pohybu i u pacientů na umělé ventilaci.

   Pro posílení svalů a snížení atrofie se fyzioterapie často kombinuje s periferní transkutánní elektrickou stimulací kosterních svalů. Pomocí elektrické stimulace lze u nekriticky nemocných pacientů zvýšit svalovou sílu pomocí stimulačních protokolů, které nevyvolávají svalovou únavu.

   Elektrická stimulace může také změnit funkčnost svalů snížením podílu rychlých, glykolytických vláken (typ II), která převládají u méně aktivních jedinců s převážně sedavým způsobem života, ve prospěch více vytrvalostně orientovaných, pomalu se stahujících svalových vláken (typ I). (přechod z rychlého na pomalý). Tyto změny významně závisí na zvolených parametrech stimulace, délce stimulace a svalové inervaci. Podobně u kriticky nemocných pacientů dvě po sobě jdoucí biopsie kosterního svalstva provedené mezi 5. a 15. dnem hospitalizace odhalily významný pokles vytrvalosti, pomalu se stahujících vláken.

   Elektrická stimulace je slibnou metodou prevence myopatie kritických onemocnění, má však určitá omezení. Studie neprokázaly jeho účinnost u kriticky nemocných pacientů při zahájení během prvních sedmi dnů léčby a nebyly účinné u velmi akutních stavů. Elektrická stimulace může vyvolat intenzivní a viditelné svalové kontrakce pouze u 75–80 % kriticky nemocných pacientů, pravděpodobně v důsledku tkáňového edému ve svalech, který působí jako izolace, protože hloubka elektrické stimulace je omezená. Kromě toho je elektrická stimulace bolestivou metodou a hodnocení bolesti je u kriticky nemocných pacientů ve srovnání s běžnou populací náročnější. Proto je výběr parametrů používaných při svalové elektrické stimulaci u kriticky nemocných pacientů mimořádně důležitý.

   K přesnému posouzení účinnosti elektrické stimulace se využívá hodnocení svalové tloušťky pomocí ultrazvuku a hodnocení svalové síly pomocí manuálního svalového testování. Nejběžnější škálou používanou pro hodnocení svalové síly je škála Medical Research Council (MRC), kde méně než 48 bodů z maxima 60 bodů nebo průměrné skóre menší než 4 definuje ICU-AW. JIP-AW zahrnuje neuropatii i myopatii u kriticky nemocných pacientů.

   Jako nejúčinnější se ukázala dvoufázová symetrická elektrická stimulace s frekvencí mezi 30-40 Hz, trváním pulzu 0,3 ms, se 6 sekundami zapnutými a 6-12 sekundami vypnutými a celkovou délkou trvání 45-55 minut. Pacienti, kteří kromě standardní rehabilitační léčby dostávali elektrickou stimulaci, měli výrazně větší svalovou sílu podle škály MRC ve srovnání s pacienty, kteří elektrickou stimulaci nedostávali. Navíc jsme pozorovali významně kratší odvykání od mechanické ventilace u pacientů, kteří podstoupili svalovou elektrickou stimulaci.

   1.3 Transkutánní funkční svalová magnetická stimulace Transkutánní funkční svalová magnetická stimulace (FMS) se liší od elektrické stimulace tím, že ke stimulaci svalové tkáně využívá místo dvou (nebo více) elektrod magnetický aplikátor a je výrazně méně bolestivá. Elektrická cívka instalovaná v aplikátoru generuje magnetické pole, které se šíří do prostoru. Magnetické pole proniká i do lidského těla, kde indukuje elektrické proudy. Tyto indukované proudy jsou elektrické stimuly, které, podobně jako elektrická stimulace, uměle šíří signál podél nervové buňky (neuronu), a tím způsobují svalovou kontrakci. Přes stejný spouštěcí mechanismus elektrického signálu v nervové buňce se způsob dodání energie liší. FMS se tedy neomezuje pouze na působení na povrchové struktury, což je jedna z hlavních nevýhod elektrické stimulace, protože zřídka zasahuje do struktur hlubších než 12 mm [38]. Na rozdíl od elektrické stimulace proniká FMS hluboko do těla bez přímého kontaktu aplikátoru s pokožkou, což umožňuje provádět magnetickou stimulaci i přes oblečení, obvazy nebo na poraněnou či citlivou pokožku. Navíc ve prospěch FMS nezpůsobuje vysokou koncentraci elektrického proudu v místě vstupu do těla kůží, takže nezpůsobuje žádnou bolest.

   FMS zabraňuje inaktivační atrofii kosterních svalů, jak bylo prokázáno na mobilizované končetině krys. Transkutánní FMS kvadricepsu přes femorální nerv je bezpečná a bezbolestná metoda i při aplikaci na člověka. Při stimulační frekvenci 30Hz a magnetickém poli 1,6 T je schopen generovat přibližně 72±5% maximální síly spontánní kontrakce kvadricepsu. U pacientů s CHOPN zvýšila quadriceps FMS sílu spontánní kontrakce o 17 % ve srovnání s kontrolní skupinou a zlepšila kvalitu života. Pacienti s CHOPN dobře snášejí quadriceps FMS, protože neovlivňuje oxidační stres ve svalech, ale zvyšuje velikost pomalých svalových vláken.

   V intenzivní medicíně byla magnetická stimulace primárně využívána pro diagnostické účely při hodnocení funkce bránice, hodnocení síly periferních svalů a transkraniální elektrická stimulace jako diagnostický nástroj a terapeutická stimulace mozkových buněk. S rozvojem moderních transkutánních magnetických stimulátorů se otevírá možnost jejich využití v intenzivní medicíně pro terapeutické účely, jako je prevence kritických onemocnění myopatie. Dosud nebyl proveden žádný výzkum využití a účinnosti magnetické stimulace periferních svalů u kriticky nemocných jedinců.

   1.4 Diagnostika JIP-AW V současné době neexistuje jednotná standardizovaná diagnostická kritéria pro potvrzení přítomnosti JIP-AW. Klinicky se svalová síla hodnotí u zúčastněných pacientů s mírnou sedací. Aby se vyvolalo podezření na JIP-AW, klinické hodnocení svalové síly se běžně provádí pomocí modifikované škály MRC. To zahrnuje manuální svalové testování, hodnocení abdukce ramene, flexe v lokti a extenze zápěstí pro horní končetiny a flexe kyčle, extenze kolena a dorzální flexe kotníku u dolních končetin. Maximální celkový počet bodů ze všech hodnocení je 60. Skóre 48 nebo méně nebo průměrné skóre menší než 4 může vyvolat klinické podezření na JIP-AW a související komplikace. Potvrzení existence ICU-AW často vyžaduje použití invazivních diagnostických technik, jako je elektromyografie, elektroneurografie a histomorfologické a molekulárně biologické analýzy vzorků svalové a nervové biopsie. Tyto techniky jsou považovány za zlatý standard pro diagnostiku. Svalové a nervové biopsie mohou odhalit strukturální anomálie, ačkoli tyto postupy jsou dosti invazivní a ne vždy poskytují definitivní diagnózu pro JIP-AW; nicméně jsou rozhodující při identifikaci svalové atrofie. Svalovou biopsií bylo prokázáno, že pacienti s klinickými a elektrofyziologickými vzory JIP-AW často vykazují myopatické změny. Svalové biopsie pro průkaz ICU-AW se nejčastěji odebírají z deltového svalu nebo laterální hlavy m. quadriceps femoris [23].

2. Účel studia

Účelem studie je prozkoumat vliv FMS na rozvoj JIP-AW. Hlavní cíle navrhovaného výzkumu jsou:

1. Vyhodnotit proveditelnost FMS u kriticky nemocných pacientů.
2. Posoudit účinnost FMS v prevenci atrofie a slabosti kosterního svalstva u kriticky nemocných pacientů.