Effekt af NMES på Quadriceps muskelstyrke og udholdenhed hos patienter med KOL (NMES)

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) er en luftvejssygdom, der resulterer i en blanding af små luftvejssygdomme og parenkymal ødelæggelse, forandringer, der er karakteristiske for emfysem. Forskning viste, at KOL også er karakteriseret ved vedvarende luftstrømsbegrænsning, et aspekt, som nogle forfattere bemærkede som en væsentlig årsag til sygelighed og sygdomsbyrde på verdensplan. En ud af 8 patienter, der lider af en forværring af KOL, skal indlægges på hospitalet. Litteraturen rapporterede også, at genindlæggelser efter udskrivelse udgjorde mere end 20 % inden for de første 20 dage og fortsatte med at stige til ca. 33 % inden for de første 90 dage efter udskrivelse fra hospitalet. Da en stor del af patienterne vil kræve yderligere indlæggelser, vil det derfor pålægge sundhedsvæsenet en økonomisk byrde.

Det understregede, at bortset fra lungeforandringer og respirationsbesvær, har patienter diagnosticeret med KOL systemiske morfologiske og biomekaniske forandringer. Morfologiske ændringer omfatter en reduktion i tværsnitsarealet og en reduktion i muskelmasse. Biokemiske ændringer skyldes primært langvarig brug af steroider og kronisk systemisk inflammatorisk syndrom (CSIS). Givet sådanne ændringer kræves der mere energi under daglige aktiviteter (ADL'er) af sådanne patienter, hvilket resulterer i åndenød (SOB) efter minimale øvelser.

På grund af muskeldysfunktion udvikler disse patienter fysisk dekonditionering, som er et af de primære rapporterede symptomer. Den primære årsag til dette er de tilstedeværende ventilatoriske begrænsninger.

Sværhedsgraden af ​​tilstanden og relaterede patofysiologiske ændringer forudsiger også niveauet af træningstolerance, med en værre tilstand, der resulterer i øgede niveauer af muskelatrofi, svaghed, der hovedsageligt påvirker de nedre lemmer, og dårlig oxidativ kapacitet. I 2008 blev det bemærket, at størstedelen af ​​patienter med en svær form for KOL var så svage eller dyspnøiske, hvilket gjorde dem ude af stand til at tolerere tilstrækkelige træningsintensiteter, der kræves for at forbedre deres fysiske aktivitetsniveau. Sådanne patienter blev bemærket til at blive dyspnøiske efter lav-intensitet fysisk aktivitet, hvilket resulterede i en nedsat fysisk aktivitet for at kontrollere deres SOB, hvor i sidste ende en tredjedel af disse patienter udviste quadriceps muskelsvaghed relateret til immobilitet og nedsat træningstolerance.

Forringelse af muskelstyrke var det hyppigst rapporterede symptom, der er karakteristisk for lemmermuskeldysfunktion hos personer med KOL. I 2014, Mathur et al. bemærkede, at forekomsten af ​​KOL-patienter, der oplevede tidlig afbrydelse af træningen relateret til bentræthed, var ca. 40 % mere almindelig end patienternes vurdering af SOB. Yderligere 30 % af populationsprøven rapporterede lige meget bentræthed og dyspnø.

Jo højere antal patienter med KOL, der bliver immobile, jo mere muskelmasse tabes, og dette tab fortsætter med at stige i perioder med indlæggelse på grund af en forværring. Gosselink og Langer (2016) udtalte, at både immobilitet og inaktivitet bidrog betydeligt til muskelatrofi via begrebet "mekanisk dæmpning".

Frygt og immobilitet under og eller præcis efter en AECOPD spiller også en stor rolle i quadriceps styrke. Forringelsen af ​​fysisk aktivitet og muskelstyrke, primært quadriceps-muskel, blev noteret gennem hele sygdomsforløbet. Det er yderligere tydeligt under indlæggelsesfasen på grund af en akut indtræden af ​​KOL.

Forskningen har nu ændret retning for at finde nye metoder og modaliteter, som kan hjælpe KOL-patienter med at opretholde en form for muskelaktivitet selv på deres svageste dage. Neuromuskulær elektrisk nervestimulation (NMES) har været den mest undersøgte modalitet i kombination med pulmonal rehabilitering (PR) med en variation i parametre brug og varighed af påføring.

NMES er et ikke-invasivt middel til muskelsammentrækning og blev introduceret som en måde til genoptræning efter muskelskade, kirurgi og i sidste ende i visse sygdomme. NMES involverer at placere en ledende pude over musklen og bruger en intermitterende elektrisk strøm til at udløse aktionspotentialer og aktivere de intramuskulære nervegrene og muskelfibre for at generere en stærk muskelsammentrækning. Det er et apparat, som er selvadministreret, ikke kræver supervision og bærer en lav metabolisk belastning, hvilket giver en acceptabel terapi til patienter med en høj symptombyrde.

Derfor, efter at have gennemgået de ovennævnte huller i litteraturen, hvor NMES fremstår som en lovende modalitet til at hjælpe patienter med en forværrende episode af KOL.

Metodik

For at besvare det ovenfor anførte forskningsspørgsmål, skal et forsøgsdesign af typen Randomized Control Trial (RCT) anvendes. En RCT er en undersøgelse, hvor deltagerne tilfældigt tildeles en forsøgs- og kontrolgruppe. Efterhånden som undersøgelsen udføres, er den eneste forventede forskel mellem kontrol- og forsøgsgruppen i et randomiseret kontrolleret forsøg den udfaldsvariabel, der undersøges. Dette er vigtigt for at tilnærme et kontrolleret eksperiment, mindske bias og også forbedre den statistiske effektivitet. I dette forskningsstudie er quadriceps styrke og udholdenhed de primære udfaldsvariabler. Med CAT og ændringer i rectus femoris, skal tykkelse og bredde gennem diagnostisk ultralyd fungere som det sekundære resultatmål.

Dataindsamlingen skal fokusere på måling af quadriceps styrke og vurdering af strukturelle ændringer, ændringer i antallet af sidde-til-stå-gentagelser i en varighed på 1 minut og ændringer i COPD Assessment Test (CAT)-score. Patienterne skal anmodes om at udføre disse undersøgelser ved indlæggelsen og samme dag efter udskrivelsen fra hospitalet. En kvantitativ analyse vil følge for at bestemme, om NMES påvirkede quadriceps muskelstyrke og udholdenhed under en akut forværring af KOL. Samtidig vil den samme kvantitative tilgang blive brugt til at bestemme sværhedsgraden af ​​de patienter, der er indlagt med en AECOPD på hospitalet, sammen med niveauet af angst og depression relateret til den kroniske tilstand.

Dette forskningsstudie vil vedtage et randomiseret-eksperimentelt forskningsforsøg. Patienterne vil blive tilfældigt fordelt i to grupper, kontrolgruppen og forsøgsgruppen gennem en uforudset randomiseret sekvens og implementere den sekvens, der skjuler behandlingen, indtil patienterne formelt er tildelt deres grupper. Kontrolgruppen skal modtage den sædvanlige fysioterapibehandling, der i dag tilbydes disse patienter på afdelingsområdet af fysioterapeuter med ansvar for deres pleje. Deltagerne skal have en unik kode inden undersøgelsens påbegyndelse. Alle skal tidligere have været diagnosticeret med KOL i henhold til Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD) kriterier, hvilket betyder, at patienter blev præsenteret for et Forced Expiratory Flow på et sekund (FEV1) på <70 % af den forudsagte værdi og en Forced Ekspiratorisk flow på et sekund til forceret vitalkapacitet (FEV1: FVC) på <0,70.

Intervention

Alle tilmeldte patienter vil blive tilfældigt fordelt i to grupper, kontrolgruppen og forsøgsgruppen. Hver deltager skal have en kode inden undersøgelsens påbegyndelse. Koden vil kun være kendt af forskeren og vejlederen, idet denne ikke har adgang til den computer, der bruges til dataindsamlingen. Kontrolgruppen skal modtage den sædvanlige fysioterapibehandling på deres respektive afdelinger. De patienter, der er tilmeldt forsøgsgruppen, får den sædvanlige fysioterapibehandling med tilføjelse af NMES under hele deres hospitalsophold. Elektroder skal placeres på quadriceps-gruppen af ​​muskler, bilateralt og samtidig.

Muskelstimulering opnås ved hjælp af en bærbar stimulator, som kan generere elektriske impulser. Elektroderne skal placeres over det motoriske punkt i den muskel eller muskelgruppe, der skal stimuleres. Amplitude, hastighed og bølgeform, som også kan omtales som stimulusparametrene, justeres for at lette kvaliteten af ​​bevægelse og sammentrækning, uden at musklen bliver træt under hele behandlingssessionen (Hultman et al., 1983). NMES beskrives som et letanvendeligt, letlæseligt og behageligt apparat, hvor parametrene er justerbare efter patientens progression, og programgenkendelse nemt kan bruges af patienten.

Disse parametre er blevet valgt på baggrund af rapporter, der konkluderede, at en frekvens på mere end 50 Hz stimulerer forårsager en tetanisk fusion, hvilket stimulerer muskelsammentrækning. Forskellige andre undersøgelser understøttede også sådanne parametre

Etiske overvejelser

Etisk godkendelse blev søgt og godkendt af University of Malta Research Ethics Committee (UREC). Patienterne vil blive instrueret om undersøgelsen gennem mundtlige og skriftlige informationsbreve, og der vil blive anmodet om samtykke. Informeret samtykke vil være nødvendigt fra deltagerne og vil få lov til at forlade forskningsstudiet, når det ønskes. Alle de data, der vil blive indsamlet vedrørende patienten, vil kun blive brugt til denne undersøgelse. Al information indsamlet før og efter forskningsundersøgelsen vil blive kasseret efter afslutning.