Abdominal funktionel elektrisk stimulationstræning og dens effekt på mekanisk insufflation-ekssufflation

Luftvejsinfektioner er en førende årsag til morbiditet og dødelighed for den tetraplegiske befolkning. De er ofte forårsaget af opbygning af sekret i lungerne som følge af, at de ikke er i stand til at generere en effektiv hoste. Denne manglende evne til at hoste fører til, at mange tetraplegiske mennesker har brug for en form for intervention for at hjælpe med at fjerne sekret. Manuelt assisteret hoste eller rutinemæssig sugning gennem patientens trakeostomirør er almindeligt anvendt. Begge disse teknikker er forbundet med problemer: (i) Trakeostomisugning er ubehageligt og savner ofte venstre bronchus, en af ​​de medvirkende faktorer til, at 80 % af lungebetændelserne opstår i venstre lunge i den rygmarvsskadede befolkning. (ii) En manuelt assisteret hoste er en sikker og effektiv procedure, men den skal udføres af en uddannet plejer med tilhørende ressourceimplikationer for den lokale sundhedsplejerske. En alternativ metode til at hjælpe med at fjerne sekret og forbedre ventilationen er Mechanical Insufflation-Exsufflation (MI-E), hvor en kombination af positivt og negativt tryk påføres brugerens luftveje for at fremkalde hoste. En række undersøgelser har vist, at MI-E er mere effektiv til at fjerne sekret og reducere luftvejsinfektioner end konventionelle suge- og manuelt assisterede hosteteknikker, med den fordel at sekret fjernes fra begge bronkier. MI-E har også vist sig at reducere længden af ​​ICU-ophold betydeligt og reducere hastigheden af ​​reintubation.

Personer med tetraplegi har reduceret udåndet tidalvolumen (VT) og reduceret Cough Peak Flow (CPF) (maksimal luftstrømshastighed under en hoste. CPF-værdien kan bruges til at vurdere risikoen for luftvejsinfektion, med en CPF < 160 l/min forbundet med ingen funktionel hoste og en høj risiko for infektion og en CPF på <270 l/min, hvilket tyder på, at en person ikke vil være i stand til til tilstrækkeligt at fjerne sekret fra deres luftveje. Brugen af ​​MI-E anbefales derfor til alle med en CPF på <270 l/min.

Funktionel elektrisk stimulering (FES) er en teknik, som kan bruges til at få lammede muskler til at trække sig sammen. Den mest effektive sammentrækning observeres, når et tog af elektriske impulser påføres tæt på det motoriske punkt i en lammet muskel. Når FES påføres mavemusklerne, kaldes det Abdominal Functional Electrical Stimulation (AFES). AFES er tidligere blevet brugt til at øge VT og CPF hos tetraplegiske patienter i en række undersøgelser.

MI-E kombineres rutinemæssigt med manuelt assisteret hoste for at løsne lungesekret og for at øge brugerens CPF. På samme måde som en manuelt assisteret hoste, fører AFES til øget mavebevægelse, hvilket resulterer i større CPF. Under nylige undersøgelser har efterforskerne observeret, at brugen af ​​AFES med akutte tetraplegiske patienter ser ud til at være forbundet med et øget behov for sekret clearance, hvilket indikerer, at AFES hjælper med at løsne lungesekret. Selvom den abdominale bevægelse opnået med AFES typisk er betydeligt mindre end den, der opnås med en manuelt assisteret hoste, kan det have gavnlige effekter i kombination med MI-E. Derudover har AFES den fordel, at den kan anvendes konsekvent og kræver mindre involvering af omsorgspersonen.

Efterforskerne antager, at (i) maksimale respiratoriske forbedringer som følge af et AFES-træningsprogram vil blive opnået efter mere end 3 ugers træning, og (ii) at den kombinerede brug af AFES med MI-E kan forbedre åndedrætsfunktionen og evnen til at rense. sekreter fra tetraplegiske patienter, hvilket resulterer i en reduktion i antallet af luftvejsinfektioner i denne gruppe.

Metoder

Deltagere Ti tetraplegiske deltagere vil blive rekrutteret til denne undersøgelse. Alle deltagere vil være indlagte på Queen Elizabeth National Spinal Injuries Unit, Southern General Hospital, Glasgow.

Eksperimentelle procedurer Hver deltager vil gennemgå en præundersøgelsesvurdering. Undersøgelsen vil tage form af et tilfældigt crossover-design, der involverer en fire ugers kontrolperiode og en otte ugers træningsperiode, som vil blive efterfulgt af en to ugers opfølgningsperiode. Rækkefølgen af ​​kontrol- og træningsperioderne vil blive randomiseret for hver deltager. Hvis træningsperioden går forud for kontrolperioden, vil opfølgningsperioden fungere som en to ugers udvaskningsperiode for at undgå overførsel af akutte effekter fra træningsinterventionen. Ved præstudievurderingen og i slutningen af ​​hver anden uge vil deltageren deltage i en evalueringssession.

Før undersøgelsen Inden undersøgelsen påbegyndes vil hver deltager gennemgå en præundersøgelsesvurdering, som også vil fungere som en fortrolighedssession. Der vil blive anvendt stimulering på deltagerens mavemuskler for at teste, om de reagerer på elektrisk stimulation. De optimale stimulationsparametre (elektrodeposition/frekvens/strøm og pulsbredde), der kræves for at inducere en kraftig sammentrækning af mavemusklerne, vil derefter blive fastlagt. Disse stimulationsparametre vil blive brugt som udgangspunkt for de følgende trænings- og vurderingssessioner. En vurderingssession, som skitseret nedenfor, vil derefter blive gennemført i slutningen af ​​præundersøgelsesvurderingen.

Træningssessioner Deltagerne vil deltage i AFES-træningssessioner fem gange om ugen (mandag-fredag) i i alt 8 uger. Under disse sessioner vil deltagerne modtage AFES i 40 minutter.

Vurderingssessioner Hver deltager vil deltage i evalueringssessioner hver anden uge under hele undersøgelsen. Ved hver vurderingssession vil der blive udført en række Forced Vital Capacity (FVC) test med og uden abdominal stimulation, som giver et mål for deltagerens Vital Capacity (VC), Forced Exhaled Volume in one second (FEV1) og Peak Expiratory Flow ( PEF). Respiratorisk flow og volumen vil blive målt ved hjælp af et spirometer. For at udføre FVC-manøvren vil deltageren blive bedt om at inhalere til Total Lung Capacity (TLC) og derefter udånde så hurtigt og så fuldstændigt som muligt. Dette vil blive gentaget for hver tilstand op til maksimalt 5 gange, eller indtil 3 forsøg inden for 0,15 L fra hinanden er registreret. Mange af deltagerne i denne undersøgelse vil have en FVC på <1L. ATS/ERS-standarderne for spirometri foreslår, at for en FVC på <1L bør intervallet af acceptable værdier være plus eller minus 0,1L. Alle deltagere udfører vurderingen siddende i oprejst stilling.

Deltagerens peak-hosteflow (CPF) vil også blive målt under tre forhold: (i) uassisteret (ii) uassisteret mekanisk insufflation-ekssufflation (MI-E) og (iii) MI-E assisteret med abdominal funktionel elektrisk stimulering (AFES). For at måle CPF vil der blive anvendt fem cyklusser af MI-E for begge MI-E-betingelser. Den maksimale CPF værdi registreret fra fem forsøg vil blive taget som deltagerens CPF i hver tilstand.

Under præstudievurderingen og ved afslutningen af ​​træningen og kontrolperioden vil der blive udført en udvidet evalueringssession. De yderligere målinger vil være (i) MI-E med manuelt assisteret hoste og (ii) ultralydsmåling af mellemgulvsbevægelse med og uden AFES.

CPF opnået ved brug af MI-E med en manuelt assisteret hoste vil blive registreret, mens den manuelt assisterede hoste påføres af patientens almindelige plejer, hvor den samme plejer anvender den manuelt assisterede hoste i alle tre sessioner.

Bevægelsen af ​​membranen vil blive målt under en FVC-manøvre ved hjælp af en ultralydssonde, med og uden AFES-hjælp. Dette vil tillade en evaluering af effekten af ​​AFES på membranens bevægelse.

Opfølgnings-/udvaskningsperiode Efter træningsperioden vil deltageren gennemgå en to ugers opfølgningsperiode. Hvis deltageren stadig mangler at gennemføre kontrolperioden, vil denne opfølgning også fungere som en udvaskning. I denne udvaskningsperiode vil deltageren ikke gennemgå nogen træningssessioner. Formålet med denne udvaskningsperiode er at minimere effekten af ​​enhver akut reaktion fra træningsperioden til kontrolperioden.