COPD患者の大腿四頭筋の筋力と持久力に対するNMESの効果 (NMES)

慢性閉塞性肺疾患 (COPD) は、肺気腫の特徴である小さな気道疾患と実質破壊の混合をもたらす呼吸器疾患です。 調査によると、COPD は永続的な気流制限によって特徴付けられることも示されました。一部の著者は、この側面が世界中の罹患率と疾病負荷の主な原因であると指摘しています。 COPD の悪化に苦しむ患者の 8 人に 1 人が入院を必要とします。 文献によると、退院後の再入院は最初の 20 日以内に 20% 以上に達し、退院後最初の 90 日以内に約 33% まで増加し続けました。 したがって、患者の大部分がさらなる入院を必要とすることを考えると、これは医療制度に経済的負担を課すことになります。

肺の変化と呼吸障害とは別に、COPD と診断された患者には全身の形態学的および生体力学的変化があるという事実が強調されました。 形態学的変化には、断面積の減少および筋肉量の減少が含まれます。 生化学的変化は、主にステロイドの長期使用と慢性全身性炎症症候群 (CSIS) によるものです。 このような変化を考えると、そのような患者は日常生活動作 (ADL) 中により多くのエネルギーを必要とし、最小限の運動後に息切れ (SOB) が発生します。

筋肉の機能不全が原因で、これらの患者は、報告されている主要な症状の 1 つである身体的衰弱を発症します。 この主な原因は、存在する換気制限に関連しています。

状態の重症度および関連する病態生理学的変化も、運動耐性のレベルを予測し、状態が悪化すると、筋萎縮のレベルが増加し、主に下肢に影響を与える衰弱、および酸化能力の低下をもたらします。 2008 年には、重度の COPD 患者の大部分が非常に虚弱または呼吸困難であり、身体活動レベルを改善するために必要な十分な強度の運動トレーニングに耐えることができないことが指摘されました。 そのような患者は、低強度の身体活動の後に呼吸困難になることが指摘されており、その結果、SOB を制御するための身体活動が減少し、最終的にこれらの患者の 3 分の 1 は、不動と運動耐性の低下に関連する大腿四頭筋の筋力低下を示しました。

筋力の低下は、COPD 患者の手足の筋肉機能不全に特徴的な最も一般的に報告された症状でした。 2014 年に、Mathur ら。脚の疲労に関連する運動の早期終了を経験する COPD 患者の発生は、SOB の患者評価よりも約 40% 多いことに注目しました。 母集団サンプルのさらに 30% が、同等の脚の疲労と呼吸困難を報告しました。

動かなくなったCOPD患者の数が増えるほど、より多くの筋肉量が失われ、この損失は増悪による入院期間中に増加し続けます。 Gosselink と Langer (2016) は、不動と不活動の両方が「機械的サイレンシング」という用語を介して筋萎縮に大きく寄与していると述べています.

AECOPD 中または直後の恐怖と不動も、大腿四頭筋の強度に大きな役割を果たします。 身体活動および筋力、主に大腿四頭筋の低下は、疾患の経過を通じて認められました。 COPDの急性発症による入院期にさらに顕著になります。

研究は現在、COPD患者が最も弱い日でも何らかの形の筋肉活動を維持するのを助けることができる新しい方法とモダリティを見つけるためにその方向性を変えました. Neuromuscular Electrical Nerve Stimulation (NMES) は、肺リハビリテーション (PR) と組み合わせて最も研究されているモダリティであり、パラメーターの使用と適用期間が異なります。

NMES は筋肉収縮の非侵襲的手段であり、筋肉損傷、手術、そして最終的には特定の疾患の後のリハビリテーションの方法として導入されました。 NMES では、筋肉の上に導電性パッドを配置し、断続的な電流を使用して活動電位をトリガーし、筋肉内の神経枝と筋繊維を活性化して強い筋肉収縮を生成します。 これは、自己投与型で、監督を必要とせず、代謝負荷が低く、症状の負担が大きい患者に許容できる治療を提供するデバイスです。

したがって、NMES が COPD の悪化エピソードを持つ患者を支援する有望なモダリティとして浮上している文献の上記のギャップを検討した後。

方法論

上記の研究課題に答えるために、無作為対照試験（RCT）タイプの研究デザインを採用する必要があります。 RCT は、参加者がランダムに実験グループと対照グループに割り当てられる研究です。 研究が実施されるとき、無作為対照試験における対照群と実験群との間の唯一の予想される違いは、研究される結果変数です。 これは、制御された実験を近似し、バイアスを減らし、統計効率を向上させるために重要です。 この調査研究では、大腿四頭筋の筋力と持久力が主要な結果変数です。 CAT と大腿直筋の変化により、診断用超音波による厚さと幅が二次的な結果の尺度として機能します。

データ収集は、大腿四頭筋の強度の測定と、構造変化、1 分間の座位と立位の繰り返し数の変化、および COPD 評価テスト (CAT) スコアの変化の評価に焦点を当てるものとします。 患者は、入院時と退院当日にこれらの検査を実施するよう求められるものとします。 COPDの急性増悪時にNMESが大腿四頭筋の筋力と持久力に影響を与えたかどうかを判断するために、定量分析が行われます。 同時に、同じ定量的アプローチを使用して、AECOPD で入院した患者の重症度と、慢性疾患に関連する不安と抑うつのレベルを判断します。

この調査研究は、無作為化実験研究試験を採用します。 患者は、予測不可能な無作為化シーケンスと、患者が正式にグループに割り当てられるまで治療を隠すシーケンスを実装することにより、対照群と実験群の 2 つのグループに無作為に割り当てられます。 対照群は、ケアを担当する理学療法士が病棟でこれらの患者に現在提供している通常の理学療法を受けるものとする。 参加者には、研究の開始前に一意のコードが与えられます。 全員が、慢性閉塞性肺疾患のためのグローバル イニシアチブ (GOLD) 基準に従って以前に COPD と診断されている必要があります。これは、患者が予測値の 70% 未満の 1 秒間の強制呼気流 (FEV1) と強制呼気流を提示されたことを意味します。強制肺活量 (FEV1: FVC) が 0.70 未満になるまでの 1 秒間の呼気流量。

介入

登録されたすべての患者は、対照群と実験群の2つのグループにランダムに割り当てられます。 すべての参加者には、研究の開始前にコードが与えられます。 コードは研究者と監督者のみが知ることができ、監督者はデータ収集に使用されるコンピューターにアクセスできません。 対照群は、それぞれの病棟で通常の理学療法を受けるものとします。 実験群に登録された患者は、入院中、NMESを追加した通常の理学療法を受けます。 電極は、筋肉の大腿四頭筋群に両側同時に配置されます。

筋肉刺激は、電気パルスを生成できるポータブル刺激装置を使用して達成されます。 電極は、刺激する筋肉または筋肉群の運動点の上に配置する必要があります。 刺激パラメーターとも呼ばれる振幅、速度、および波形は、治療セッション全体で筋肉が疲労することなく、動きと収縮の質を促進するように調整されます (Hultman et al., 1983)。 NMES は、パラメータが患者の進行に合わせて調整可能で、プログラム認識を患者が簡単に使用できる、使いやすく、読みやすく、快適な装置として説明されています。

これらのパラメーターは、50Hz を超える周波数で刺激すると強縮性融合が引き起こされ、筋肉の収縮が刺激されると結論付けたレポートに基づいて選択されています。 他のさまざまな研究もそのようなパラメーターをサポートしています

倫理的配慮

倫理的承認は、マルタ大学研究倫理委員会 (UREC) によって求められ、承認されました。 患者は、口頭および書面による情報レターを通じて研究について説明され、同意が求められます。 参加者からのインフォームド コンセントが必要となり、必要に応じて調査研究を中止することが許可されます。 患者に関して収集されるすべてのデータは、この研究にのみ使用されます。 調査研究の前後に収集されたすべての情報は、完了時に破棄されます。