Hengityslihasharjoittelu vaikeasti vieroitetuille potilaille

1. Esittely.

Vieroittaminen kattaa koko prosessin, jossa potilas vapautuu mekaanisesta ventilaatiosta (MV) ja endotrakeaalisesta putkesta tai trakeostomiasta. Suurimmalle osalle mekaanisesti hengitetyistä potilaista spontaani hengitys (vieroitus) onnistuu nopeasti ja helposti, mutta näin ei ole 15-30 %:lla ventiloiduista potilaista. Yleisimmät vieroituksen epäonnistumiseen johtavat tekijät ovat i) hengityslihasten väsymys ii) hyperkapnia iii) hengenahdistus ja iv) ahdistus. Näillä linjoilla ehdotettiin mekanismia, joka voi edistää vieroituksen epäonnistumista, nimittäin "varastavan vaikutuksen" teoriaa. Tarkemmin sanottuna "varastavan vaikutuksen" teoria olettaa, että vieroitusprosessin aikana hengityslihasten energiantarve voi kasvaa siinä määrin, että hengityslihakset voivat riistää happea ja verta muista kudoksista, kuten aivoista. Itse asiassa ainakin aivoissa veren ja hapen toimituksen väheneminen voisi teoriassa altistaa tämän elimen toimintahäiriöille. Hapen kuljetuksen aivoihin rajoittaminen voi vaikuttaa haitallisesti hengityslihasten toimintaan sinänsä heikentämällä hengityskeskuksen ulostuloa ja hengityspumpun hermo-lihaskykyä, jolloin hengityspumppu ei pysty täyttämään keuhkoja, mikä liioittelee hengitysteitä. lihasväsymystä ja johtaa vieroituksen epäonnistumiseen. Sisäänhengityslihasten harjoittelu (ΙΜΤ) on ei-farmakologinen ja kustannustehokas hoitomuoto, jonka on osoitettu parantavan hengityslihasten toimintakykyä potilailla, joilla on hengityslihasten heikkous, kun taas sitä on äskettäin ehdotettu mahdolliseksi lisäkomponentiksi vieroitusstrategioissa. IMT-ohjelman toteuttaminen voi vähentää sisäänhengityslihasten energian tarvetta toisaalta parantamalla sisäänhengityslihasten hengitystehokkuutta ja toisaalta optimoimalla hengityslihasten hapen käyttöä. Lihasvoiman ja supistumistoiminnan sekä oksidatiivisen kapasiteetin lisääntyminen vasteena IMT:lle, jotka on dokumentoitu kroonista keuhkosairautta sairastavilla potilailla vasteena IMT:lle, voivat lisätä sisäänhengityslihasten hapen käyttöä, mikä vähentää verenvirtauksen ja hapen tarvetta aivokuoren hyväksi.

Hankkeen tavoitteet ovat:

1. Tutkia, varastavatko sisäänhengityslihakset verta ja happea aivokuoresta (''varastava vaikutus'').
2. Tutkia "varastavan vaikutuksen" teorian vaikutusta vieroitustuloksiin.
3. Arvioida IMT:n vaikutuksia äskettäin kehitetyllä TFRL-laitteella vieroitustuloksiin ja "varastavaan vaikutukseen" vaikeasti vieroitettujen potilaiden teho-osastolla verrattuna näennäiseen matalan intensiteetin kestävyysharjoitteluryhmään.

2. Ensisijaiset menetelmät

Potilaat, joiden vieroitus on vaikeaa, otetaan mukaan mukaanottokriteerien mukaan. Lisäksi "yksinkertaisen vieroituksen" ryhmää, joka määritellään potilaiksi, jotka onnistuvat ensimmäisessä vieroituskokeessa, käytetään kontrolliryhmänä tutkimuksen 1. ja 2. tavoitteen saavuttamiseksi. Yksinkertaiset vieroituspotilaat, vaikeasti vieroituspotilaat ja pitkittyneet vieroituspotilaat luokitellaan äskettäisessä WIND-tutkimuksessa ehdotettujen kriteerien mukaan. Erityisesti potilaat luokitellaan ryhmään 1 (eli yksinkertaiset vieroituspotilaat - vieroitus onnistui ensimmäisellä vieroitusyrityksellä, mikä johtaa onnistuneeseen ekstubaatioon 1 vuorokaudessa. Potilaat otetaan mukaan, jos heidät luokitellaan ryhmään 2 (eli vaikeasti vieroitettu - vieroitus onnistui yli vuorokauden kuluttua, mutta alle 1 viikon kuluttua ensimmäisestä erotusyrityksestä (onnistunut ero tai kuolema) tai ryhmään 3 (eli pitkittynyt vieroitus - vieroitusta ei ole vieläkään lopetettu 7 päivän kuluttua ensimmäisestä onnistuneesta tai kuolemasta eroamisyrityksestä). Kun tutkimuksesta on ilmoitettu, kirjallinen tietoinen suostumus saadaan kaikilta potilailta, jos he ovat hereillä ja riittävät, tai perheenjäseneltä, jos he ovat tajuttomia. Tutkimuksen 3. tavoitteen saavuttamiseksi potilaat satunnaistetaan sitten toiseen kahdesta ryhmästä: IMT-ryhmä tai kestävyysharjoitteluryhmä (SHAM). Lohkosatunnaistaminen suoritetaan kerrostamalla kahdella tekijällä: APACHE II:n pistemäärä ja COPD:n esiintyminen. Kirjekuoret valmistetaan ja suljetaan (80 hoitoryhmälle ja 80 kestävyysharjoitteluryhmälle). Kirjekuoret erotetaan APACHE<18, APACHE>18, ei-COPD tai COPD ja niiden yhdistelmissä (20 kutakin sairautta kohti) ottaen huomioon 10 IMT-kirjekuorta ja 10 kestävyysharjoittelukirjekuorta jokaista pinoa kohden.

2.1. Alueellinen verenvirtaus, hapen toimitus ja hapen saatavuusmittaukset NIRS-ICG-pohjaisella BFI:llä.

Sisäänhengitys- ja aivokuoren verenvirtausindeksi (BFI) mitataan samanaikaisesti lähi-infrapunaspektroskopialla (NIRS) yhdessä merkkiaineen indosyaniinivihreän väriaineen (ICG) injektioiden kanssa. ICG, jota käytetään laajalti hemodynaamisena merkkiaineena, saa aikaan absorptiohuipun aallonpituudella 805 nm, ja laskimonsisäisen infuusion jälkeen se rajoittuu suonensisäiseen osastoon yli 95 %:n sitoutumisella plasman proteiineihin. NIRS-ICG:stä johdettu BFI paikallisen perfuusion suhteellisena mittana hengitys- ja ääreislihaksissa ja aivokuoressa lasketaan jakamalla lihasten ICG-huippupitoisuus (arvioitu NIRS-ICG-käyrällä) nousuajalla 10 prosentista 90 prosenttiin huipusta. Sisäänhengityslihasten ja aivokuoren ICG-konsentraatioiden mittaamiseksi neljä sarjaa NIRS-optodeja sijoitetaan transkutaanisesti seuraavasti: aivoille prefrontaalisen aivokuoren alueelle (riittävällä etäisyydellä, jotta vältetään häiriöt keskilinjan poskionteloon), skaalalihaksille ja ylempi suora vatsa. Ylimääräinen koetin (4.) sijoitetaan ei-työkykyiseen lihasryhmään (eli sitten eminensiin), jota käytetään kontrollimittauspisteenä. Luustolihasten ja aivokudoksen hapen toimitus lasketaan kertomalla BFI valtimon happipitoisuudella; jälkimmäinen lasketaan valtimo- ja laskimoverikaasunäytteillä. NIRS tallentaa jatkuvasti sisäänhengitys- ja rintalihaksen sekä aivokuoren happisaturaatiota (Stio2, %) - paikallisen kudoksen hapen saatavuuden noninvasiivinen indeksi, joka heijastaa tasapainoa hapen saannin ja käytön välillä.

2.2 Hemodynaaminen tila

Sydämen minuuttitilavuutta arvioidaan jatkuvasti pulssin muoto-analyyseillä käyttämällä sensoria (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE), joka on kytketty olemassa olevaan valtimokatetriin32 (katso online-liite). Sydämen minuuttitilavuus lasketaan lyönti kerrallaan yksinkertaisesti kertomalla valtimopaineen aaltomuotoanalyysillä laskettu iskun tilavuus tallennetulla sykkeellä. Pulssin muotojen analyysimenetelmä on validoitu sydämen minuuttitilavuuslaskelmiin kultastandardimenetelmillä. Tulokset osoittavat, että tämä menetelmä voi tarjota kliinisesti hyväksyttävän sydämen minuuttitilavuustrendin arvioinnin hemodynaamisesti stabiileilla teho-osastopotilailla. Sydämen minuuttitilavuus- ja syketiedoista lasketaan keskiarvo 60 sekunnin ajalta jokaisen BFI-määrityksen aikana.

2.3. Hengityslihasten harjoitusohjelma

Molemmat ryhmät (eli IMT-ryhmä tai kestävyysharjoitteluryhmä (SHAM)) osallistuvat tavanomaisiin hoitoharjoituksiin, joiden tarkoituksena on parantaa hengityslihasten kestävyyttä, kuten spontaani hengityskokeet (SBT), jotka suoritetaan painetukiventilaatiolla (PSV), jatkuvalla positiivisella hengitysteiden paineella ( CPAP), T-putki sekä varhainen mobilisaatio. Sisällytyksen ja satunnaistamisen jälkeen molempien ryhmien potilaat aloittavat koulutuksen TFRL-laitteella (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, UK). Ennen jokaista istuntoa ja sen jälkeen tallennetaan hengitystiheys, syke, happihemoglobiinisaturaatio ja verenpaine. Istunnot koostuvat neljästä sarjasta, joissa on vähintään 6 ja enintään 10 hengitystä sarjaa kohden ja vähintään 2 minuutin lepojaksot, jolloin potilas asetetaan istuma-asentoon (45 astetta), aspiroidaan tarvittaessa ja mansetti täytetään, jotta estetään ilmavuoto. Potilaita opastetaan saavuttamaan täysi sisään- ja uloshengitys jokaisella hengityksellä ja suorittamaan nopea ja voimakas inspiraatio. Istunnon aikana annettavat ohjeet ja rohkaisut ovat standardoituja. IMT-ryhmän potilaiden käytettävissä on tietokoneen palautenäyttö, joka näyttää potilaiden suorituskyvyn koulutuksen aikana (BreatheLink Software, HaB International Ltd, UK). Harjoitus keskeytetään, jos potilas ilmoittaa hengästymisen, ahdistuneisuuden tai yskimisen, epämukavuuden oireista tai kun transkutaaninen happidesaturaatio laskee alle 85%. Voimaharjoitteluryhmän harjoituskuormitusta säädetään siten, että se säilyttää korkeimman siedettävän intensiteetin koko tutkimuksen ajan MV-vieroittamiseen saakka. Kestävyysharjoitteluryhmän potilaat suorittavat saman harjoitusohjelman ilman harjoitusvastuksen säätöjä (<10 %MIP). Istunnon jälkeen kirjataan Borg-asteikon pisteet havaitusta hengitysponnistuksesta ja hengenahdistuksesta. Kokeneet fysioterapeutit suorittavat harjoitukset kaikissa ryhmissä. Harjoittelu kestää 28 päivää tai kunnes potilas on onnistuneesti vieroitettu MV:stä. Potilaiden, jotka ovat edelleen MV-tilassa 28 päivän IMT-hoidon jälkeen, katsotaan epäonnistuneen vieroittamisessa. MIP ja VC mitataan viikoittain keuhkojen toiminnan etenemisen ja harjoituksen riittävän vastustuskyvyn seuraamiseksi.

3. Tilastollinen analyysisuunnitelma

3.1. Tilastollinen analyysisuunnitelma tutkimuksen 1. ja 2. tavoitteelle

Tämän tutkimuksen otoskoon laskennassa käytimme aivokuoren BFI:n muutosta MV:stä SBT:hen SBT:n onnistumisen ja SBT:n epäonnistumisen potilaiden välillä. Odotetun vaikutuksen koko [Cohens d] 0,467 laskettiin aivokuoren BFI:n keskimääräisestä erosta (eli 6,70 nM/s) ja vastaavasta yhdistetystä keskihajonnasta (eli 14,0 nM/s) aikaisemmasta tutkimuksesta, jossa tutkittiin aivopuoliskon välistä aluetta. Erot aivokuoren BFI:ssä kriittisesti sairailla potilailla. Näin ollen tätä vaikutuskokoa käytettäessä kriittiseksi otoskooksi lasketaan 20 SBT:n vajaatoimintapotilasta ANOVA:n käytön perusteella tilastollisena analyysimenetelmänä. Olettaen, että noin yhden viidestä potilaasta (20 %:n osuus)1 odotetaan epäonnistuvan SBT:ssä, arvioitu kokonaismäärä (ts. 20*5 = 100) potilasta otetaan mukaan 20 vieroituksen tunnistamiseksi. epäonnistuneita potilaita. Jatkuvat muuttujat esitetään keskiarvoina keskihajonnan kanssa, jos ne jakautuvat normaalisti, tai mediaanina kvartiilivälillä, jos ei. Kategoriset arvot esitetään numeroina ja suhteina. SBT:n onnistumis- tai epäonnistumisryhmän vertailua varten jatkuvia muuttujia verrataan käyttämällä Studentin t-testiä tai Mann Whitneyn U-testiä muuttujien jakauman perusteella. Kategorisia arvoja verrataan käyttämällä Chi-neliötä tai Fisherin tarkkaa testiä tapauksen mukaan. Kaksisuuntaista varianssianalyysiä (ANOVA) käytetään tutkimaan hengitysteiden, hemodynaamisten, verikaasujen ja perifeerisen verenkierron ja hapetusvasteiden välistä vuorovaikutusta sekä eri aikapisteitä (ts. T1-T4, katso taulukko 1) SBT:n onnistumisen ja SBT:n epäonnistumisen välillä. ryhmä. Yksisuuntaista ANOVAa toistuvin mittauksin käytetään kunkin ryhmän eri aikamittausten (ts. T1-T4, katso taulukko 1) vertailuun. Logistisella regressioanalyysillä tutkitaan riippumaton yhteys aivokuoren BFI:n muutosten välillä MV:stä eri aikamittauksiin SBT:n ja SBT:n tulosten (epäonnistuminen, onnistuminen) välillä. SBT-tulosten (epäonnistuminen, onnistuminen) ja kaikkien hengitysteiden, hemodynaamisten, verikaasujen ja perifeerisen verenkierron ja hapetusmuuttujien välisten riippumattomien yhteyksien lisätutkimusta tutkitaan myös logistisella regressioanalyysillä. Lopuksi suoritetaan moninkertainen logistinen regressioanalyysi, joka sisältää kaikki merkittävät riippumattomat ennustajat (kun on tarkistettu niiden kollineaarisuus), jotta voidaan tunnistaa SBT-tulosten määräävät tekijät. Tiedot analysoidaan SPSS-ohjelmistolla (Chicago, IL, USA). Tilastollinen merkitsevyys määritellään p<0,05:ksi. Lisäksi suoritetaan analogisia analyyseja vieroitustuloksille (epäonnistuminen, onnistuminen).

3.2. Tilastollinen analyysisuunnitelma tutkimuksen 3. tavoitteelle

Otoskokolaskelma IMT:n tehokkuudesta (IMT ryhmä versus kestävyysharjoitteluryhmä) vieroitustulokseen perustuu aikaisempaan kirjallisuuskatsaukseen, jossa arvioitiin IMT:n vaikutuksia vaikeasti vieroittavilla potilailla. Tässä meta-analyysissä havaittujen vieroituksen onnistumisen osuuksien mukaan 78 % IMT-ryhmässä ja 50 % kontrolliryhmässä, ja olettaen [a]- ja [β]-riskit 5 % ja 20 %, otos 45 potilasta tulisi sisällyttää IMT-ryhmään ja 45 kestävyysharjoitteluryhmään. Tietojen analysointia varten, mitä tulee tämän tutkimuksen ensimmäiseen tavoitteeseen - vertailu IMT-ryhmän x kestävyysharjoitteluryhmän välillä - khin neliö -testiä käytetään vertaamaan vieroituksen onnistumista ryhmien välillä ja riippumattoman näytteen t-testiä (tai vastaavaa ei-parametrista testiä). käytetään vertailemaan vieroituksen kestoa ryhmien välillä. Myös muut jatkuvat muuttujat arvioidaan samoilla testeillä. Potilaan sisäisten hengitysmallien ominaisuuksien vertailut arvioidaan t-testeillä parillisille mittauksille tai Wilcoxon-merkitty järjestystesti suoritetaan näytteiden jakautumisen normaaliuden mukaisesti. Tilastollinen merkitsevyys asetetaan arvoon p<0,05.