離乳困難患者における吸気筋トレーニング

1.はじめに。

ウィーニングは、人工呼吸器 (MV) のサポートおよび気管内チューブまたは気管切開から患者を解放するプロセス全体をカバーします。 人工呼吸器を使用している患者の大部分は、自発呼吸 (ウィーニング) を迅速かつ簡単に成功させることができますが、人工呼吸器を使用している患者の 15 ～ 30% には当てはまりません。 離乳の失敗につながる最も一般的な要因は、i) 呼吸筋疲労、ii) 高炭酸ガス血症、iii) 呼吸困難、および iv) 不安です。 これらの線に沿って、離乳の失敗に寄与する可能性のあるメカニズム、つまり「盗む効果」理論が提案されました。 より具体的には、「盗む効果」理論は、離乳プロセス中に呼吸筋のエネルギー需要が、呼吸筋が脳などの他の組織から酸素と血液を奪う程度まで増加する可能性があるという仮説を立てています. 実際、少なくとも脳については、血液と酸素の供給が減少すると、理論的にはこの器官が機能不全になりやすくなる可能性があります。 脳への酸素供給の制限は、呼吸中枢の出力と換気ポンプの神経筋能力を損なうことにより、呼吸筋自体の機能に悪影響を及ぼし、換気ポンプが肺を膨らませることができなくなり、呼吸を誇張する可能性があります。筋肉疲労と離乳失敗につながります。 吸息筋トレーニング (ΙΜΤ) は、非薬理学的で費用対効果の高い治療法であり、呼吸筋が衰弱している患者の吸気筋の機能的能力を改善することが示されていますが、最近では離乳戦略の追加要素として提案されています。 IMT プログラムの実施は、一方では吸気筋の呼吸効率を改善し、他方では呼吸筋の酸素利用を最適化することにより、吸気筋のエネルギー需要を減少させる可能性があります。 筋力と収縮機能の強化、および IMT に反応した慢性肺疾患患者で記録された IMT に反応した酸化能力は、吸気筋による酸素利用を増加させ、血流と酸素の需要を減少させる可能性があります。大脳皮質に有利です。

プロジェクトの目的は次のとおりです。

1. 吸気筋が大脳皮質から血液と酸素を盗むかどうかを調査する (「盗む効果」)。
2. 離乳の結果に対する「盗む効果」理論の効果を調査すること。
3. 最近開発された TFRL デバイスを使用した IMT の効果を、偽の低強度持久力トレーニング グループと比較して、ICU で離乳が困難な患者の離乳の結果と「盗む効果」に及ぼす影響を評価します。

2. 主な方法論

離乳が困難な患者は、選択基準に従って含まれます。 さらに、最初の離乳試験に成功した患者として定義される「単純な離乳」のグループは、研究の第 1 および第 2 の目的に対処するための対照群として使用されます。 単純な離乳患者、離乳が困難な患者、および長期の離乳患者は、最近のWIND研究で提案された基準に従って分類されます。 具体的には、患者はグループ1に分類されます（つまり、単純な離乳患者-最初の離乳の試みで離乳が成功し、1日以内に抜管が成功しました。 グループ 2 (つまり、離乳が困難 - 最初の分離試行後 1 日以上経ってから 1 週間以内に離乳に成功 (分離の成功または死亡) またはグループ 3 (つまり、長期の離乳 -離乳は、成功または死亡による最初の分離試行から 7 日後にまだ終了していません)。 研究について知らされた後、書面によるインフォームドコンセントは、目覚めていて十分な場合はすべての患者から、意識がない場合は家族から取得されます。 研究の 3 番目の目的に対処するために、患者は 2 つのグループのいずれかに無作為に割り付けられます: IMT グループまたは持久力トレーニング (SHAM) グループ。 ブロックの無作為化は、APACHE II のスコアと COPD の存在の 2 つの要因で階層化して実行されます。 封筒が用意され、封印されます (治療グループは 80 通、持久力トレーニング グループは 80 通)。 エンベロープの山は、APACHE<18、APACHE>18、非 COPD または COPD およびその組み合わせ (条件ごとに 20) に分けられ、各パイルに 10 個の IMT エンベロープと 10 個の持久力トレーニング エンベロープが考慮されます。

2.1. NIRS-ICG 由来の BFI による局所血流、酸素供給、および酸素利用可能性の測定。

吸気および大脳皮質の血流指数（BFI）は、トレーサーのインドシアニングリーン色素（ICG）の注入と組み合わせて、近赤外分光法（NIRS）によって同時に測定されます。 血行動態トレーサーとして広く使用されている ICG は、805 nm で吸収ピークを誘発し、静脈内注入後、血漿タンパク質への 95% を超える結合によって血管内コンパートメントに制限されます。 呼吸筋および末梢筋および大脳皮質における局所灌流の相対測定値としての NIRS-ICG 由来の BFI は、筋肉の ICG ピーク濃度 (NIRS-ICG 曲線によって評価) をピークの 10 ～ 90% の立ち上がり時間で割ることによって計算されます。 吸気筋と大脳皮質の ICG 濃度を測定するために、4 セットの NIRS オプトードを次のように経皮的に配置します。腹直筋上部。 追加のプローブ (4 番目) は、コントロール測定スポットとして使用される非作業筋群 (すなわち、母指球隆起) に配置されます。 骨格筋および脳組織の酸素供給は、BFI に動脈血酸素含有量を乗じて計算されます。後者は、動脈および静脈の血液ガスサンプルによって計算されます。 吸気筋、腱膜筋、および大脳皮質の酸素飽和度 (Stio2,%) - 酸素供給と利用のバランスを反映する局所組織の酸素利用可能性の非侵襲的指標 - は、NIRS によって継続的に記録されます。

2.2 血行動態

心拍出量は、既存の動脈カテーテルに接続されたセンサー (Pulsioflex Monitor、Pulsion Medical Systems SE) を使用した脈拍輪郭分析によって継続的に評価されます 32 (オンライン補足を参照)。 心拍出量の計算は、記録された心拍数を動脈圧波形解析によって計算された 1 回拍出量に単純に掛けることによって、1 拍ごとに実行されます。 脈拍輪郭分析法は、ゴールドスタンダード法を使用した心拍出量計算に対して検証されています。 結果は、この方法が、血行力学的に安定した ICU 患者において臨床的に許容される心拍出量傾向評価を提供できることを示しています。 心拍出量と心拍数のデータは、各 BFI 測定中に 60 秒間平均化されます。

2.3. 吸気筋トレーニングプログラム

両方のグループ (すなわち、IMT グループまたは持久力トレーニング (SHAM) グループ) は、自発呼吸試験 (SBT) などの呼吸筋持久力の改善を目的とした通常のケアトレーニング介入に参加します。 CPAP)、T チューブ、および早期動員。 両方のグループの包含および無作為化の後、患者はTFRLデバイス（POWERBREATHE KH2、HaB International Ltd、UK）でトレーニングを開始します。 各セッションの前後に、呼吸数、心拍数、酸素ヘモグロビン飽和度、血圧が記録されます。 セッションは、患者が座位（45 度）に置かれ、必要に応じて吸引され、少なくとも 2 分間の休憩時間があり、1 セットあたり最低 6 回、最大 10 回の呼吸の 4 セットで構成されます。空気漏れ。 患者は、呼吸ごとに完全な吸気と呼気を達成し、速く強力な吸気を行うように指示されます。 セッション中の指示と励ましは標準化されています。 IMT グループの患者は、コンピューターのフィードバック画面を利用して、トレーニング中の患者のパフォーマンスを示すことができます (BreatheLink Software、HaB International Ltd、英国)。 患者が呼吸困難、不安または咳、不快感の症状を報告した場合、または経皮的酸素飽和度が 85% を下回った場合、トレーニング セッションは中断されます。 ストレングス トレーニング グループのトレーニング負荷は、MV の離乳までの研究の過程で最大許容強度を維持するように調整されます。 持久力トレーニング グループの患者は、トレーニング抵抗を調整せずに同じトレーニング レジメンを実行します (<10%MIP)。 セッション後、知覚された呼吸努力と呼吸困難に関するボルグスケールスコアが記録されます。 経験豊富な理学療法士がすべてのグループでセッションを実施します。トレーニングは 28 日間、または患者が MV から正常に離脱するまで続きます。 IMT の 28 日後もまだ MV にある患者は、離乳に失敗したと見なされます。 MIP と VC は毎週測定され、肺機能の進行とトレーニングの適切な抵抗を追跡します。

3. 統計分析計画

3.1. 調査の第 1 および第 2 目的の統計分析計画

この研究のサンプルサイズの計算では、SBT 成功患者と SBT 失敗患者の間の MV から SBT への大脳皮質 BFI の変化を使用しました。 大脳皮質 BFI の平均差 (すなわち、6.70 nM/s) と、対応するプールされた標準偏差 (すなわち、14.0 nM/s) から、半球間を調査した以前の研究から、0.467 の期待効果サイズ [Cohens d] が計算されました。重症患者における大脳皮質BFIの違い。 したがって、この効果サイズを使用して、統計分析方法として ANOVA を使用することに基づいて、臨界サンプルサイズは 20 人の SBT 失敗患者であると計算されます。 約 5 人中 1 人の患者 (20% の率)1 のみが SBT に失敗すると予想されると予想すると、合計で推定数 (すなわち、20*5=100) の患者が、20 の離乳を特定するために含まれると見なされます。失敗患者。 連続変数は、正規分布の場合は標準偏差を含む平均値として、そうでない場合は四分位範囲の中央値として表示されます。 カテゴリ値は、数値と割合として表示されます。 SBT の成功グループまたは失敗グループ間の比較では、変数の分布に基づいてスチューデントの t 検定またはマン ホイットニーの U 検定を使用して連続変数を比較します。 必要に応じて、カイ二乗またはフィッシャーの正確確率検定を使用して、カテゴリ値を比較します。 二元配置分散分析 (ANOVA) を適用して、SBT 成功と SBT 失敗の間の呼吸、血行動態、血液ガス、末梢循環および酸素化反応と異なる時点 (すなわち、T1-T4、表 1 を参照) の間の相互作用を調べます。グループ。 各グループの異なる時間測定値 (すなわち、T1-T4、表 1 を参照) の比較には、測定を繰り返した一元配置分散分析が使用されます。 SBT 中の MV から異なる時間測定値までの大脳皮質 BFI の変化と SBT の結果 (失敗、成功) との間の独立した関連性は、ロジスティック回帰分析によって調査されます。 SBT の結果 (失敗、成功) とすべての呼吸、血行動態、血液ガス、末梢循環および酸素化変数との間の独立した関連性のさらなる調査も、ロジスティック回帰分析によって調査されます。 最後に、SBT の結果の決定要因を特定するために、すべての有意な独立予測因子を含む多重ロジスティック回帰分析 (共線性をチェックした後) が実行されます。 データは、SPSS ソフトウェア (シカゴ、イリノイ州、米国) を使用して分析されます。 統計的有意性は、p<0.05 と定義されます。 さらに、離乳の結果 (失敗、成功) についても同様の分析が行われます。

3.2. 調査の第 3 目的の統計分析計画

離乳の結果に対する IMT (IMT グループ対持久力トレーニング グループ) の有効性に関するサンプル サイズの計算は、離乳が困難な患者における IMT の効果を評価した以前の文献レビューに基づいています。 このメタアナリシスで観察された離乳成功の割合によると、IMT グループで 78%、対照グループで 50% であり、[a]-リスクと [β]-リスクを 5% と 20% と仮定すると、 45 人の患者を IMT グループに、45 人を持久力トレーニング グループに含める必要があります。 データ分析のために、この研究の最初の目的である IMT グループ x 持久力トレーニング グループの比較に関して、カイ 2 乗検定を使用してグループ間の離乳の成功を比較し、独立標本 t 検定 (または対応するノンパラメトリック検定) を使用します。グループ間の離乳期間を比較するために使用されます。 他の連続変数も同じテストで評価されます。 患者内の呼吸パターン特性の比較は、対応のある測定値の t 検定によって評価されるか、サンプル分布の正規性に従ってウィルコクソンの符号付き順位検定が実行されます。 統計的有意性は、p<0.05 に設定されます。