Auswirkungen des inspiratorischen Muskeltrainings auf Atemnot bei Belastung bei Patienten mit einseitiger Zwerchfelllähmung

1. BEGRÜNDUNG UND HINTERGRUND Zwerchfelllähmung ist eine seltene, jedoch unterdiagnostizierte Ursache für Dyspnoe. Obwohl das Zwerchfell die meiste Arbeit leistet, erfordert eine normale Beatmung auch die gleichzeitige Kontraktion anderer Atemmuskeln (z. B. Skalenus, parasternaler Teil der inneren und äußeren Zwischenrippenmuskeln, Sternocleidomastoideus, Trapezius). Eine erhöhte Anstrengung beim Atmen kann die Hilfsmuskulatur ermüden und zu Atemversagen führen. Ob ein gezieltes Training der Atemmuskulatur bei diesen Patienten die Zwerchfellfunktion oder die Funktion der akzessorischen Atemmuskulatur verbessern oder wiederherstellen kann, ist bisher unklar.

Abhängig von der Ätiologie der Zwerchfelllähmung ist die Prognose einer einseitigen Erkrankung meist gut. Patienten mit Zwerchfellverletzungen können sich vollständig oder teilweise erholen. Manchmal erholen sich Patienten auch spontan von einer idiopathischen Erkrankung. Patienten, die sich von einer einseitigen Zwerchfellfunktionsstörung nicht erholen, führen im Allgemeinen ein relativ normales Leben. Viele Patienten berichten jedoch weiterhin über Symptome von Dyspnoe, die die Ausführung der täglichen Aktivitäten beeinträchtigen. In dieser Gruppe entwickelt sich Dyspnoe typischerweise bei Anstrengung, was zu erhöhten Beatmungsanforderungen führt. Dyspnoe kann auch durch Haltungsänderungen (z. Rückenlage, nach vorne gebeugt). Je nach Tätigkeitsprofil der Probanden kann dies Auswirkungen auf die Lebensqualität haben. Die Prüfärzte werden daher die Symptome und die Rekrutierung der Atemmuskulatur dieser Patienten während der Belastung (d. h. während der Durchführung eines Belastungstests auf einem Fahrradergometer) bewerten.

Die Morbidität der einseitigen Lähmung basiert hauptsächlich auf dem zugrunde liegenden Lungenfunktionsstatus und der Ätiologie der Lähmung. Die meisten Patienten, die an das Universitätskrankenhaus Leuven überwiesen werden, berichten über Symptome von Dyspnoe bei Anstrengung oder bei Haltungsänderungen. Zwerchfelllähmung betrifft eher die linke Hemidiaphragma. Die einseitige Zwerchfelllähmung ist durch Funktionsstörungen der Lungen- und Atemmuskulatur gekennzeichnet. Die Patienten entwickeln eine restriktive Atmungsstörung, und die Vitalkapazität und die Gesamtlungenkapazität liegen häufig unter 70 % der vorhergesagten Normalwerte. Die Lungenkapazität wird weiter reduziert, wenn der Patient die Rückenlage einnimmt.

Im Gegensatz zu bilateralen Erkrankungen können Ärzte eine einseitige Lähmung in der Regel nur anhand von Röntgenuntersuchungen diagnostizieren. Da die Kontraktion der akzessorischen Muskulatur den Anschein einer Zwerchfellbewegung erwecken kann, können Fluoroskopiestudien den Arzt bei der Diagnose einer bilateralen Zwerchfelllähmung irreführen. Beim fluoroskopischen Schnüffeltest wird beim Einatmen eine paradoxe Hebung des gelähmten Zwerchfells beobachtet, die eine Zwerchfelllähmung bestätigt. Der Schnüffeltest ist jedoch nicht sehr spezifisch; 6 % der normalen Personen zeigen paradoxe Bewegungen bei der Durchleuchtung. Eine Computertomographie kann bei bestimmten Patienten indiziert sein, um mögliche Ursachen einer Zwerchfelllähmung zu untersuchen, die auf eine mediastinale Pathologie und Malignität zurückzuführen sind. Bei bestimmten Patienten kann eine MRT indiziert sein, um festzustellen, ob pathologische Zustände der Wirbelsäule oder der Nervenwurzeln vorliegen, die eine Zwerchfelllähmung verursachen.

Die M-Mode-Sonographie ist ein relativ einfacher und genauer Test zur Diagnose einer Zwerchfelllähmung bei Erwachsenen und kann am Krankenbett durchgeführt werden. Die gelähmte Seite zeigt keine aktive kaudale Bewegung des Zwerchfells bei Inspiration und abnormale paradoxe Bewegung (dh kraniale Bewegung bei Inspiration), insbesondere beim Schnüffeltest. Die B-Mode-Sonographie der Zwerchfelldicke in der Appositionszone des Zwerchfells am Brustkorb kann auch eine sensitive und spezifische nicht-invasive Beurteilung der Zwerchfelllähmung ermöglichen. Weniger als 20 % Verdickung des Zwerchfellmuskels während der Inspiration ist diagnostisch für eine Zwerchfelllähmung. Ultraschall kann auch verwendet werden, um Patienten mit Zwerchfelllähmung seriell auf Genesung zu überwachen.

Zwerchfellnervenleitungsstudien können mit Platzierung einer ösophagealen Elektrode durchgeführt werden, um Zwerchfellkontraktionen und Stimulation des Nervs im Nacken entweder mit Oberflächenstimulation oder mit einer monopolaren Nadelelektrode auf Höhe des Ringknorpels aufzuzeichnen. Alternativ kann eine Zwerchfell-Elektromyographie durchgeführt werden. Die beiden Tests ergänzen sich. Die Elektromyographie kann je nach Ätiologie ein neuropathisches versus myopathisches Muster zeigen. Dies kann durch Stimulation des Zwerchfellnervs am Hals erreicht werden. Die Zwerchfellnervenstimulation kann mit elektrischer (Oberflächen- oder Nadelelektroden) und magnetischer Stimulation erfolgen. Das Fachwissen des Bedieners ist ein wichtiger Faktor beim Testen. Zu den technischen Problemen bei der Elektromyographie gehören die richtige Elektrodenplatzierung, um ein „Übersprechen“ benachbarter Muskeln und unterschiedliche Ergebnisse aufgrund unterschiedlichen subkutanen Fettgewebes zwischen Personen zu vermeiden. Die Verwendung intraösophagealer EMG-Elektroden ist eine alternative Technik, um diese Probleme zu vermeiden. Eine Methode zur einseitigen Magnetstimulation des Zwerchfellnervs mit gleichzeitiger Beurteilung des Zwerchfell-EMG und des transdiaphragmatischen Drucks wurde ebenfalls beschrieben.

Die Messung der Vitalkapazität in aufrechter und liegender Position ist der wichtigste Teil der Lungenfunktionsprüfung. Eine Zwerchfelllähmung reduziert die gemessene Compliance der Lunge und es kann sich ein restriktives Muster entwickeln. Normalerweise nimmt die Vitalkapazität im Liegen um 10 % ab. Im Gegensatz dazu zeigen Patienten mit einseitiger Zwerchfelllähmung eine 15-30%ige Abnahme der Vitalkapazität in Rückenlage. Diese Abnahme ist auf eine Verschiebung des Bauchinhalts nach kranial zurückzuführen. Die Ergebnisse von Lungenfunktionstests sind jedoch nicht immer konsistent und korrelieren nicht immer mit der Schwere der Dyspnoe aufgrund einer Zwerchfelllähmung.

Bei Patienten mit Zwerchfellfunktionsstörung und Lähmung ist der maximale Inspirationsdruck (Pi,max) verringert. Diese Patienten können keine hohen negativen Inspirationsdrücke erzeugen. Daher ist der Pi,max bei diesen Patienten oft im Vergleich zu normalen Werten (Pi,max

Der transdiaphragmatische Druck ist das diagnostische Kriterium. Der normale transdiaphragmatische Druck beträgt etwa 148 cm Wassersäule bei Männern und 122 cm Wassersäule bei Frauen. Eine einseitige Zwerchfelllähmung ist mit einem maximalen transdiaphragmatischen Druck von mehr als 70 cm Wassersäule verbunden und beeinflusst daher die Erzeugung des transdiaphragmatischen Drucks während des normalen Beatmungsverhaltens nicht wesentlich, kann jedoch Verhaltensweisen mit höherer Kraft, Nichtatmung, wie Husten oder Niesen und auch Atemübungen beeinträchtigen. Zuckende transdiaphragmatische Drücke nach bilateraler magnetischer Zwerchfellnervstimulation werden häufig als nicht willentliche Beurteilung verwendet, um das Vorhandensein einer Zwerchfellschwäche zu bestätigen.

Die Funktionseinschränkungen bei Personen mit Atemwegserkrankungen sind nicht ausschließlich auf Dyspnoe zurückzuführen. Beispielsweise sind Gleichgewichtsstörungen und die daraus resultierende Sturzgefahr zunehmend bekannte Probleme bei Patienten mit COPD. Angesichts der Tatsache, dass bei COPD-Patienten mit inspiratorischer Muskelschwäche das posturale Gleichgewicht besonders beeinträchtigt ist, kann die Hypothese aufgestellt werden, dass eine Zwerchfellfunktionsstörung eine wichtige Rolle bei den beobachteten Gleichgewichtsstörungen spielt. Dafür spricht, dass das Zwerchfell nicht nur der wichtigste Inspirationsmuskel ist, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Rumpfstabilisierung bei Gleichgewichtsaufgaben spielt. Unklar bleibt jedoch, ob Patienten mit Zwerchfellparese Gleichgewichtsstörungen aufweisen und ob diese auf eine Funktionsstörung des Zwerchfells zurückzuführen sind. Darüber hinaus haben Kaufman et al. die 180 Patienten mit Zwerchfelllähmung nachbeobachteten, schlugen vor, dass auch Schmerzen im unteren Rückenbereich mit dieser Erkrankung einhergehen könnten, da die Haltungsfunktion des Zwerchfells bei Patienten mit Schmerzen im unteren Rückenbereich häufig gestört ist. Außerdem zeigen Personen mit Rückenschmerzen eine erhöhte Ermüdbarkeit des Zwerchfells. Allerdings wurde bisher weder der Zusammenhang zwischen Zwerchfelllähmung und posturaler Kontrolle noch zwischen Zwerchfelllähmung und Kreuzschmerzen untersucht.

Die Behandlungsmöglichkeiten für UDP sind begrenzt. Im Universitätsklinikum Leuven wird manchmal eine Zwerchfellplikation über eine Minithorakotomie in Betracht gezogen, wenn schwere Symptome länger als 12 Monate nach der Erstdiagnose bestehen bleiben. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass tägliches Kraft- und Ausdauertraining der Inspirationsmuskulatur zu einer erhöhten Rekrutierung der nichtdiaphragmatischen Inspirationsmuskulatur führen und Menschen mit Symptomen einer Zwerchfelllähmung helfen kann. Randomisierte kontrollierte Studien zum Vergleich von Interventionsgruppen mit Verbesserungen durch natürliche Genesung in den ersten Monaten nach Diagnosestellung fehlen jedoch bislang. Darüber hinaus fehlen vergleichbare Daten zwischen gesunden Probanden und Patienten.

Ziel der aktuellen Studie ist es daher, die Effekte des täglichen inspiratorischen Muskeltrainings in den ersten 6 Monaten nach Diagnose einer einseitigen Zwerchfelllähmung zu untersuchen. Ein zweites Ziel ist der Vergleich von (Veränderungen der) Atmungsmuskelfunktion und Aktivierungsmuster zwischen gesunden Kontrollpersonen und Patienten. Die Forscher gehen davon aus, dass das Training der Atemmuskulatur bei symptomatischen Patienten mit UDP (im Vergleich zu einer Kontrollgruppe) die Symptome der Belastungsdyspnoe (primäres Ergebnis) reduziert und die Funktion der Atemmuskulatur (in Ruhe und während der Belastung) und die Lungenfunktion (im Sitzen und in Rückenlage) verbessert ). Zweitens stellen wir die Hypothese auf, dass sich die (Veränderungen der) Rekrutierungsmuster von Zwerchfell- und Nicht-Zwerchfellmuskeln zwischen gesunden Kontrollpersonen und Patienten sowohl zu Studienbeginn als auch als Reaktion auf die Intervention unterscheiden werden.

2. SPEZIFISCHE ZIELE

1. Untersuchen Sie die Auswirkungen der IMT auf die Intensität und Qualität der Dyspnoe-Wahrnehmung bei symptomatischen Patienten mit einseitiger Zwerchfelllähmung während der Belastung
2. Identifizieren und Unterscheiden von Mechanismen, die für die Verringerung der Dyspnoe nach dem Eingriff verantwortlich sind, durch Untersuchung der Wechselbeziehungen zwischen der postinterventionellen Änderung der Dyspnoe und Änderungen relevanter Messwerte der Atemmuskelfunktion in Ruhe und während Belastung.
3. Es sollten Veränderungen in den Rekrutierungsmustern der Atemmuskulatur und dem respiratorischen neuralen Antrieb des Zwerchfells sowie der Skalenus-, Sternocleidomastoideus- und parasternalen Interkostalmuskulatur als Reaktion auf 6 Monate Kraft- oder Ausdauertraining der Inspirationsmuskulatur während des Trainings verglichen werden.
4. Vergleich von Unterschieden (Veränderungen in) Rekrutierungsmustern der Atemmuskulatur und des respiratorischen neuralen Antriebs zum Zwerchfell sowie Skalenus, Sternocleidomastoideus und parasternalen Interkostalmuskeln und posturaler Kontrolle zwischen gesunden Kontrollen und Patienten.