Metodi per migliorare il flusso espiratorio della tosse e il volume polmonare nei bambini con NMD

Le attuali opzioni per l'assistenza respiratoria nei bambini con NMD includono numerosi dispositivi e sono stati proposti trattamenti per migliorare la clearance della secrezione e la funzione polmonare in pazienti molto deboli. Purtroppo le decisioni terapeutiche si basano ancora su poco più che opinioni personali. In particolare, non ci sono quasi studi condotti con attenzione sulle migliori forme di terapia respiratoria nei bambini con NMD. Le opzioni di trattamento comunemente utilizzate sono meglio elencate sotto i seguenti titoli:

1. Fisioterapia toracica. Questo termine ampio copre una gamma di terapie che include il drenaggio posturale, le percussioni manuali e le vibrazioni del torace. Questi trattamenti sono spesso preceduti da farmaci inalati destinati a mobilizzare le secrezioni (umidificazione, soluzione salina ipertonica, Dornase alfa). La fisioterapia toracica è stata ampiamente studiata nella fibrosi cistica(13) ma non ci sono studi prospettici sul suo uso nei bambini con NMD. La mancanza di qualsiasi prova di un chiaro beneficio a lungo termine, unita alla necessità di un assistente qualificato, ha limitato l'applicazione della terapia toracica al trattamento ospedaliero delle riacutizzazioni.
2. Accatastamento del fiato. Il volume polmonare inspiratorio può essere aumentato "impilando" inalazioni ripetute. Ciò consente un maggiore flusso della tosse con una migliore clearance della secrezione. Il metodo più semplice consiste nell'utilizzare una borsa, una maschera facciale e una valvola unidirezionale. Il volume inspiratorio può anche essere aumentato utilizzando ventilatori meccanici o non invasivi, sebbene sia necessario prestare attenzione per evitare un gonfiaggio eccessivo e un barotrauma(14). La fase della tosse dopo l'insufflazione è spesso aumentata dalla compressione esterna del torace o dell'addome (tosse manuale assistita). Mentre ci sono prove che il breath stacking, con o senza tosse assistita manualmente, può aumentare il volume polmonare e il picco di flusso della tosse(15), non ci sono studi prospettici per studiare gli effetti a lungo termine.
3. Insufflazione-esufflazione meccanica. I dispositivi di questo gruppo gonfiano il polmone con una fase inspiratoria a pressione positiva seguita rapidamente da una fase espiratoria a pressione negativa(16). Sono ampiamente utilizzati e raccomandati, ma manca un supporto di ricerca prospettico. Come per il breath stacking, ci sono prove di un miglioramento a breve termine del volume polmonare e dei flussi di tosse(17) dopo il trattamento con MI-E. Ci sono anche revisioni retrospettive che suggeriscono che la tecnica è efficace e ben tollerata nei bambini(18). Tuttavia, non ci sono studi prospettici controllati di MI-E negli adulti o nei bambini.
4. Oscillazione delle vie aeree. Sono stati sviluppati vari dispositivi per sovrapporre un flusso di onde oscillatorie alla normale respirazione. L'onda di pressione oscillante ha lo scopo di aiutare a mobilitare le secrezioni ed espandere le aree atelettasiche del polmone. Ciò può essere ottenuto mediante un giubbotto vibrante esterno o consegnato direttamente alle vie aeree attraverso una maschera facciale. Lo studio prospettico del giubbotto vibrante ha mostrato che non aveva alcun beneficio (19). Tuttavia, esistono ricerche secondo cui l'oscillazione tramite maschera è vantaggiosa sia negli studi a breve (20) che a lungo termine (21).

Il nuovo arrivato a questo importante argomento sarebbe perdonato per aver trovato difficile credere alla mancanza di prove di ricerca. I bambini con NMD sono problemi di gestione molto complessi e consumano molte risorse ospedaliere. I dispositivi meccanici pagati dalle compagnie assicurative o dai governi costano molte migliaia di dollari ciascuno - sicuramente tutto questo denaro e questo tempo dovrebbero essere basati su qualche forma di prova? Purtroppo non è così. Due ampie revisioni della gestione dei NMD da parte delle società toraciche britanniche (2) e americane (22) hanno sottolineato questa mancanza di prove. Entrambi hanno concluso che il requisito principale nella gestione di questi bambini è la ricerca.

La domanda principale nella gestione dei bambini con NMD è se l'introduzione precoce di un'efficace terapia respiratoria rallenterà il declino della funzione polmonare e aiuterà a tenere questi bambini fuori dall'ospedale. Ciò richiede studi a lungo termine sull'uso di terapie note per essere efficaci, almeno a breve termine. Tali prove - anche prove di efficacia a breve termine - non sono disponibili. Il nostro studio non è un caso di confronto tra un nuovo trattamento e una terapia consolidata, si tratta di valutare i trattamenti attualmente ampiamente utilizzati al fine di determinare se hanno benefici misurabili. La migliore delle tre tecniche studiate costituirà quindi la base per uno studio di intervento precoce a lungo termine.

OBIETTIVI.

Gli obiettivi a breve, medio e lungo termine dello studio sono i seguenti:

1. Obiettivo a breve termine.

   I principali obiettivi a breve termine sono di rispondere alle seguenti domande di ricerca:

   • I dispositivi di fisioterapia riparativa a pressione positiva aumentano il volume polmonare e i picchi di flusso della tosse nei bambini con malattie neuromuscolari?
   • Se c'è un effetto misurabile sulla meccanica polmonare, quale dei tre dispositivi più comunemente usati produce il maggior beneficio?
2. Obiettivo a medio termine. Supponendo che i ricercatori possano dimostrare che uno dei tre dispositivi ha un significativo effetto benefico a breve termine sulla meccanica polmonare, i ricercatori utilizzeranno quel dispositivo in uno studio a lungo termine. Questo esaminerà la possibilità che un intervento precoce con una fisioterapia efficace rallenti il ​​declino della funzione polmonare nei bambini con NMD. Questa è una delle questioni principali nella gestione dei bambini con NMD e non è mai stata affrontata.
3. Obiettivo a lungo termine. Questa proposta è la terza della nostra serie di studi pianificati sui bambini con NMD. Il nostro obiettivo a lungo termine è aiutare a basare la gestione dei pazienti con questo gruppo di malattie su solide basi di ricerca.

METODO DI RICERCA. Reclutamento dei pazienti. I pazienti arruolati nella clinica NMD dell'ospedale pediatrico saranno inizialmente informati dello studio tramite lettera firmata dal direttore della clinica NMD, il dottor Selby. Alla loro prossima visita clinica di routine, saranno avvicinati da uno dei due investigatori privati ​​(Dr Seear o Dr Selby). Riceveranno maggiori informazioni sullo studio e una dispensa che copra i dettagli. Una volta che avranno avuto il tempo di considerare le informazioni, saranno invitati a iscriversi allo studio.

Eleggibilità del paziente. Lo studio è aperto a bambini con malattie neuromuscolari di qualsiasi tipo, che sono arruolati nella clinica NMD dell'ospedale pediatrico. I principali punti finali saranno le misurazioni della funzionalità polmonare, quindi i bambini dovranno essere abbastanza grandi per eseguire il processo di test. Per i bambini cognitivamente normali questo è di solito dai 5 ai 6 anni di età. Tutti e tre i trattamenti sono somministrati da una maschera facciale quindi, a parte la mancanza di consenso e l'instabilità clinica, gli unici altri criteri di esclusione saranno i fattori che limitano l'uso di una maschera facciale. Quei bambini con una scarsa tenuta della maschera a causa di anomalie strutturali facciali o quelli con tracheostomie non saranno idonei per lo studio

Disegno generale dello studio. Dopo l'arruolamento dalla clinica NMD, i bambini saranno studiati in lotti di 15. Ogni lotto sarà studiato per tre giorni feriali consecutivi in ​​modo che tutti possano ricevere i tre trattamenti. In ciascuno dei giorni di studio, il gruppo di quindici sarà randomizzato in gruppi di cinque per ricevere uno dei tre trattamenti fisioterapici. Ogni partecipante riceverà tutti i trattamenti alla fine dello studio e successivamente sarà considerato un gruppo. La randomizzazione elimina la possibilità di vedere un effetto che potrebbe essere dovuto a una combinazione e non a un trattamento individuale. Prima e dopo ciascuno dei trattamenti, i test di funzionalità polmonare saranno misurati dal personale dello studio all'oscuro del tipo di trattamento. I test di funzionalità respiratoria effettuati prima e dopo ogni trattamento saranno gli stessi per ciascuno dei dispositivi. Entro la fine del periodo di studio per quel lotto, ogni bambino avrà completato tre trattamenti.

Studiare i protocolli di trattamento.

In assenza di studi di ricerca dettagliati, non esistono protocolli ampiamente accettati che disciplinano i tre trattamenti in studio. Dopo aver discusso con fisioterapisti e tecnici respiratori, i ricercatori hanno progettato i tre protocolli di studio in modo che siano rappresentativi della pratica comune accettata. Ogni trattamento sarà somministrato da un fisioterapista qualificato che abbia familiarità con l'uso clinico della macchina. Il trattamento sarà inoltre monitorato da un medico in ciascuna delle tre sale di trattamento. Ogni bambino riceverà i seguenti trattamenti di studio in ordine casuale per tre giorni feriali consecutivi:

Punti finali misurati. Gli effetti dei tre trattamenti respiratori saranno valutati utilizzando test di funzionalità polmonare standard. Una linea di base sarà ottenuta prima di ogni trattamento. I test ripetuti verranno eseguiti immediatamente dopo il trattamento, quindi a ½, 1 e 2 ore dopo. I valori comparativi della funzione polmonare predittiva si basano su algoritmi che si basano sull'altezza del paziente. In quei bambini con grave deformità della colonna vertebrale, l'apertura delle braccia verrà utilizzata come surrogato dell'altezza. Tutti i test saranno eseguiti da tecnici respiratori qualificati utilizzando apparecchiature regolarmente sottoposte a manutenzione e calibrate. Il personale che misura, riporta e archivia i risultati sarà all'oscuro della terapia del bambino. Altri test comunemente usati nella valutazione dei bambini con NMD, come l'ossimetria e la capnografia, non saranno misurati poiché è improbabile che cambino durante la breve durata dello studio. Verranno misurati i seguenti punti finali: volume polmonare, flussi espiratori della tosse e forza muscolare.

ANALISI STATISTICA. Endpoint misurati. Ci sono 4 endpoint misurati: capacità vitale (FVC in ml), flussi espiratori di picco (PEF in L/min), più pressioni inspiratorie ed espiratorie massime (MIP e MEP in cm H2O). Sono tutte variabili continue, quindi saranno espresse come media+/- una deviazione standard. Oltre alla presentazione grafica dei risultati, l'unico test statistico sarà un confronto dei valori pre-trattamento e post-trattamento per ciascuna delle quattro variabili.

Misura di prova. Prima di intraprendere uno studio a lungo termine sull'intervento precoce con uno di questi tre dispositivi, i ricercatori vorrebbero essere sicuri almeno all'80% di disporre di un dispositivo in grado di produrre un miglioramento significativo della meccanica polmonare (miglioramento del 20% nel post-trattamento meccanica). Ci sono oltre un centinaio di tipi di NMD nei bambini e gli investigatori testeranno gli effetti del trattamento di tre dispositivi. Sfortunatamente, attualmente non ci sono prove affidabili per l'entità (o addirittura l'esistenza) di qualsiasi effetto del trattamento e anche la deviazione standard di qualsiasi effetto. Non ci sono inoltre prove di variazione del trattamento quando utilizzato in diversi sottotipi di NMD. Non ci sono dati di base su cui basare un calcolo della dimensione del campione. Gli investigatori dovrebbero fare così tante ipotesi che il numero calcolato non avrebbe alcuna attendibilità. La nostra unica risposta può essere cercare di iscrivere quanti più bambini possibile. Ci sono oltre 200 bambini nella clinica NMD. Gli investigatori sperano di riuscire ad arruolarne almeno 100.

Test statistici. Qualsiasi effetto del trattamento verrà rilevato confrontando i test di funzionalità polmonare al basale con i valori post-trattamento misurati a 0, 1/2, 1 e 2 ore dopo la fine del trattamento. I valori di base di ogni bambino fungeranno da propri controlli. Verranno effettuati confronti multipli di valori pre e post utilizzando l'analisi della varianza con un test post-hoc di Tukey.