Entraînement des muscles inspiratoires chez les patients difficiles à sevrer

1. Introduction.

Le sevrage couvre l'ensemble du processus de libération du patient de l'assistance de la ventilation mécanique (VM) et de la sonde endotrachéale ou de la trachéotomie. Pour la majorité des patients ventilés mécaniquement, la respiration spontanée (sevrage) peut être accomplie avec succès rapidement et facilement, cependant, ce n'est pas le cas pour 15 à 30 % des patients ventilés. Les facteurs les plus courants d'échec du sevrage sont i) la fatigue des muscles respiratoires ii) l'hypercapnie iii) la dyspnée et iv) l'anxiété. Le long de ces lignes, a proposé un mécanisme qui peut contribuer à l'échec du sevrage à savoir la théorie de « l'effet de vol ». Plus précisément, la théorie de "l'effet de vol" suppose que pendant le processus de sevrage, la demande énergétique des muscles respiratoires peut augmenter à un point tel que les muscles respiratoires peuvent priver d'oxygène et de sang d'autres tissus tels que le cerveau. En fait, au moins pour le cerveau, la diminution de l'apport de sang et d'oxygène pourrait théoriquement prédisposer cet organe au dysfonctionnement. La restriction de l'apport d'oxygène au cerveau pourrait avoir un impact négatif sur la fonction des muscles respiratoires en soi en altérant le débit du centre respiratoire et la compétence neuromusculaire de la pompe ventilatoire, rendant la pompe ventilatoire incapable de gonfler les poumons, exagérant ainsi les capacités respiratoires. fatigue musculaire et conduisant à un échec du sevrage. L'entraînement des muscles inspiratoires (ΙΜΤ) est un traitement non pharmacologique et rentable dont il a été démontré qu'il améliore la capacité fonctionnelle des muscles inspiratoires chez les patients présentant une faiblesse des muscles respiratoires, tandis qu'il a été récemment proposé comme un composant supplémentaire possible des stratégies de sevrage. La mise en œuvre d'un programme IMT peut diminuer les demandes énergétiques des muscles inspiratoires en améliorant l'efficacité respiratoire des muscles inspiratoires d'une part et en optimisant l'utilisation de l'oxygène par les muscles respiratoires d'autre part. L'amélioration de la force musculaire et de la fonction contractile, ainsi que la capacité oxydative en réponse à l'IMT qui ont été documentées chez les patients atteints de maladies pulmonaires chroniques en réponse à l'IMT, peuvent augmenter l'utilisation d'oxygène par les muscles inspiratoires, diminuant ainsi la demande de flux sanguin et d'oxygène. en faveur du cortex cérébral.

Les objectifs du projet sont :

1. Déterminer si les muscles inspiratoires volent du sang et de l'oxygène au cortex cérébral ("effet de vol").
2. Étudier l'effet de la théorie de « l'effet de vol » sur les résultats du sevrage.
3. Évaluer les effets de l'IMT à l'aide d'un dispositif TFRL récemment développé sur les résultats du sevrage et sur « l'effet de vol » chez les patients difficiles à sevrer en USI par rapport à un groupe d'entraînement d'endurance de faible intensité factice.

2. Méthodologies primaires

Les patients au sevrage difficile seront inclus selon les critères d'inclusion. De plus, un groupe de « sevrage simple » défini comme les patients ayant réussi le premier essai de sevrage servira de groupe témoin pour répondre au 1er et 2ème objectif de l'étude. Les patients en sevrage simple, difficile à sevrer, et les patients en sevrage prolongé seront classés selon des critères qui ont été proposés dans la récente étude WIND. Plus précisément, les patients seront classés dans le groupe 1 (c'est-à-dire les patients en sevrage simple - sevrage réussi lors de la première tentative de sevrage entraînant une extubation réussie en 1 jour). Les patients seront inclus s'ils sont classés dans le groupe 2 (c'est-à-dire sevrage difficile - sevrage réussi après plus d'un jour mais en moins d'une semaine après la première tentative de séparation (séparation réussie ou décès) ou groupe 3 (c'est-à-dire sevrage prolongé - sevrage toujours pas terminé 7 jours après la première tentative de séparation par succès ou décès). Après avoir été informé de l'étude, un consentement éclairé écrit sera obtenu de tous les patients s'ils sont éveillés et adéquats ou d'un membre de la famille s'ils sont inconscients. Afin de répondre au 3ème objectif de l'étude, les patients seront ensuite randomisés dans l'un des deux groupes : groupe IMT ou groupe d'entraînement en endurance (SHAM). La randomisation en bloc sera effectuée en stratifiant sur deux facteurs : le score à l'APACHE II et la présence d'une BPCO. Des enveloppes seront préparées et scellées (80 pour le groupe de traitement et 80 pour le groupe d'entraînement en endurance). Les piles d'enveloppes seront séparées en APACHE<18, APACHE>18, non-BPCO ou BPCO et ses combinaisons (20 pour chaque condition) en considérant 10 enveloppes IMT et 10 enveloppes d'entraînement en endurance pour chaque pile.

2.1. Mesures régionales du débit sanguin, de l'apport d'oxygène et de la disponibilité de l'oxygène par BFI dérivé du NIRS-ICG.

L'indice de débit sanguin (BFI) du cortex inspiratoire et cérébral sera mesuré simultanément par spectroscopie dans le proche infrarouge (NIRS) en combinaison avec des injections du colorant vert d'indocyanine traceur (ICG). L'ICG qui est largement utilisé comme traceur hémodynamique provoque un pic d'absorption à 805 nm et, après perfusion intraveineuse, est limité au compartiment intravasculaire par > 95 % de liaison aux protéines plasmatiques. Le BFI dérivé du NIRS-ICG en tant que mesure relative de la perfusion locale dans les muscles respiratoires et périphériques et le cortex cérébral sera calculé en divisant la concentration maximale d'ICG musculaire (évaluée par la courbe NIRS-ICG) par le temps de montée de 10 à 90 % du pic. Pour mesurer les concentrations d'ICG des muscles inspiratoires et du cortex cérébral, quatre ensembles d'optodes NIRS seront positionnés par voie transcutanée comme suit : pour le cerveau au-dessus de la zone du cortex préfrontal (à une distance adéquate pour éviter toute interférence avec le sinus médian), sur les muscles scalènes et sur le haut droit de l'abdomen. Une sonde supplémentaire (4e) sera placée sur un groupe musculaire non actif (c'est-à-dire l'éminence thénar) qui servira de point de mesure de contrôle. L'apport d'oxygène aux muscles squelettiques et aux tissus cérébraux sera calculé en multipliant le BFI par la teneur en oxygène artériel ; ce dernier sera calculé par des prélèvements de gaz du sang artériel et veineux. La saturation en oxygène des muscles inspiratoires et de la barre et du cortex cérébral (Stio2,%) - un indice non invasif de la disponibilité locale en oxygène des tissus qui reflète l'équilibre entre l'apport et l'utilisation de l'oxygène - sera enregistrée en continu par le NIRS.

2.2 Statut hémodynamique

Le débit cardiaque sera évalué en continu par des analyses du contour du pouls à l'aide d'un capteur (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE) connecté à un cathéter artériel existant32 (voir supplément en ligne). Le calcul du débit cardiaque est effectué battement par battement en multipliant simplement le volume systolique calculé par l'analyse de la forme d'onde de la pression artérielle avec la fréquence cardiaque enregistrée. La méthode d'analyse des contours du pouls a été validée par rapport aux calculs du débit cardiaque à l'aide de méthodes de référence. Les résultats montrent que cette méthode peut fournir une évaluation cliniquement acceptable de la tendance du débit cardiaque chez les patients en soins intensifs hémodynamiquement stables. Les données de débit cardiaque et de fréquence cardiaque seront moyennées sur 60 secondes lors de chaque détermination BFI.

2.3. Programme d'entraînement des muscles inspiratoires

Les deux groupes (c'est-à-dire le groupe IMT ou le groupe d'entraînement en endurance (SHAM)) participeront à des interventions d'entraînement aux soins habituels visant à améliorer l'endurance des muscles respiratoires, telles que des essais de respiration spontanée (SBT) effectués avec une ventilation assistée par pression (PSV), une pression positive continue des voies respiratoires ( CPAP), tube en T ainsi que la mobilisation précoce. Après l'inclusion et la randomisation, les patients des deux groupes commenceront l'entraînement avec le dispositif TFRL (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, Royaume-Uni). Avant et après chaque séance, la fréquence respiratoire, la fréquence cardiaque, la saturation en hémoglobine en oxygène et la pression artérielle seront enregistrées. Les séances consisteront en 4 séries de minimum 6 et maximum 10 respirations par série avec des périodes de repos d'au moins 2 minutes où le patient sera placé en position assise (45 degrés), aspiré si nécessaire, et le brassard sera gonflé pour éviter fuite d'air. Les patients seront invités à réaliser une inspiration et une expiration complètes à chaque respiration et à effectuer une inspiration rapide et énergique. Les consignes et encouragements pendant les séances sont standardisés. Un écran de rétroaction sur l'ordinateur sera disponible pour les patients du groupe IMT afin de montrer les performances des patients pendant la formation (BreatheLink Software, HaB International Ltd, Royaume-Uni). La séance d'entraînement sera interrompue si le patient signale des symptômes de dyspnée, d'anxiété ou de toux, d'inconfort ou lorsque la désaturation transcutanée en oxygène tombe en dessous de 85 %. La charge d'entraînement dans le groupe de musculation sera ajustée pour maintenir l'intensité tolérable la plus élevée tout au long de l'étude jusqu'au sevrage de MV. Les patients du groupe d'entraînement en endurance effectueront le même régime d'entraînement sans ajustement de la résistance d'entraînement (<10 % MIP). Après les séances, les scores de l'échelle de Borg sur l'effort respiratoire perçu et la dyspnée seront enregistrés. Des physiothérapeutes expérimentés effectueront les séances dans tous les groupes. La formation durera 28 jours ou jusqu'à ce que le patient soit sevré avec succès de la MV. Les patients toujours en MV après 28 jours d'IMT seront considérés comme un échec de sevrage. Le MIP et le VC seront mesurés chaque semaine pour suivre la progression de la fonction pulmonaire et la résistance adéquate de l'entraînement.

3. Plan d'analyse statistique

3.1. Plan d'analyse statistique pour le 1er et le 2ème objectif de l'étude

Pour le calcul de la taille de l'échantillon de cette étude, nous avons utilisé le changement de cortex cérébral BFI de MV à SBT entre les patients SBT réussis et SBT échoués. Une taille d'effet attendue [Cohens d] de 0,467 a été calculée à partir de la différence moyenne du BFI du cortex cérébral (c. différences dans le cortex cérébral BFI chez les patients gravement malades. En conséquence, en utilisant cette taille d'effet, la taille d'échantillon critique est calculée à 20 patients en échec SBT sur la base de l'utilisation d'une ANOVA comme méthode d'analyse statistique. En anticipant qu'environ seulement 1 patient sur 5 (taux de 20 %)1 devrait échouer au SBT, un nombre estimé de (c'est-à-dire 20*5=100) patients au total est considéré comme inclus afin d'identifier les 20 patients en échec. Les variables continues seront présentées sous forme de valeurs moyennes avec des écarts-types si elles sont normalement distribuées ou sous forme de médiane avec un intervalle interquartile dans le cas contraire. Les valeurs catégorielles seront présentées sous forme de nombres et de proportions. Pour les comparaisons entre le groupe de réussite ou d'échec du SBT, les variables continues seront comparées à l'aide du test t de Student ou du test U de Mann Whitney en fonction de la distribution des variables. Les valeurs catégorielles seront comparées à l'aide du test du chi carré ou du test exact de Fisher, selon le cas. Une analyse de variance bidirectionnelle (ANOVA) sera appliquée pour examiner l'interaction entre les réponses respiratoires, hémodynamiques, les gaz sanguins et la circulation périphérique et les réponses d'oxygénation et différents moments (c'est-à-dire T1-T4, voir le tableau 1) entre le succès et l'échec du SBT. groupe. Une ANOVA unidirectionnelle avec des mesures répétées sera utilisée pour la comparaison des différentes mesures de temps (c'est-à-dire, T1-T4, voir le tableau 1) pour chaque groupe. L'association indépendante entre les changements dans le cortex cérébral BFI de MV à différentes mesures de temps pendant les résultats SBT et SBT (échec, succès) sera explorée par une analyse de régression logistique. Une exploration plus approfondie des associations indépendantes entre les résultats SBT (échec, succès) et toutes les variables respiratoires, hémodynamiques, gaz du sang et circulation périphérique et oxygénation sera également explorée par une analyse de régression logistique. Enfin, une analyse de régression logistique multiple incluant tous les prédicteurs indépendants significatifs (après vérification de leur colinéarité) sera effectuée pour identifier les déterminants des résultats SBT. Les données seront analysées à l'aide du logiciel SPSS (Chicago, IL, USA). La signification statistique sera définie comme p<0,05. De plus, des analyses analogues seront effectuées pour les résultats du sevrage (échec, succès).

3.2. Plan d'analyse statistique pour le 3ème objectif de l'étude

Le calcul de la taille de l'échantillon pour l'efficacité de l'IMT (groupe IMT versus groupe d'entraînement en endurance) sur les résultats du sevrage est basé sur une revue de la littérature précédente qui a évalué les effets de l'IMT chez les patients difficiles à sevrer. Selon les proportions de succès de sevrage observées dans cette méta-analyse, 78 % dans le groupe IMT et 50 % dans le groupe témoin, et en supposant des risques [a]- et [β] de 5 % et 20 %, un échantillon de 45 patients devraient être inclus dans le groupe IMT et 45 dans le groupe d'entraînement en endurance. Pour l'analyse des données, concernant le premier objectif de cette étude - comparaison entre le groupe IMT x groupe d'entraînement en endurance - le test du chi carré sera utilisé pour comparer le succès du sevrage entre les groupes et le test t d'échantillon indépendant (ou le test non paramétrique correspondant) sera utilisé utilisé pour comparer la durée du sevrage entre les groupes. D'autres variables continues seront également évaluées par les mêmes tests. Les comparaisons des caractéristiques du schéma respiratoire intra-patient seront évaluées par des tests t pour des mesures appariées ou un test de rang signé de Wilcoxon sera effectué en fonction de la normalité de la distribution de l'échantillon. La signification statistique sera fixée à p<0,05.