복부기능 전기자극 훈련과 기계적 흡기-호출에 미치는 영향

호흡기 감염은 사지 마비 인구의 이환율과 사망률의 주요 원인입니다. 그들은 종종 효과적인 기침을 생성할 수 없는 결과로 폐에 분비물이 축적되어 발생합니다. 기침을 할 수 없기 때문에 분비물 제거를 돕기 위해 어떤 유형의 개입이 필요한 사지 마비 환자가 많습니다. 수동 보조 기침 또는 환자의 기관 절개관을 통한 일상적인 흡입이 일반적으로 사용됩니다. 이 두 기술은 모두 다음과 같은 문제와 관련이 있습니다. (i) 기관절개술 흡입은 불편하고 척수 손상 인구의 왼쪽 폐에서 발생하는 폐렴의 80%에 기여하는 요인 중 하나인 왼쪽 기관지를 놓치는 경우가 많습니다. (ii) 수동 보조 기침은 안전하고 효과적인 절차이지만 훈련된 간병인이 제공해야 하며 지역 의료 서비스 제공자에 대한 관련 자원 영향이 있습니다. 분비물을 제거하고 환기를 개선하는 데 도움이 되는 대체 방법은 기침을 유도하기 위해 사용자의 기도에 양압과 음압의 조합을 적용하는 기계적 흡기-호출(MI-E)입니다. 많은 연구에서 MI-E가 기존의 흡입 및 수동 보조 기침 기술보다 분비물을 제거하고 호흡기 감염을 줄이는 데 더 효과적이며 양쪽 기관지에서 분비물을 제거하는 이점이 있음을 보여주었습니다. MI-E는 또한 ICU 체류 기간을 크게 줄이고 재삽관 비율을 줄이는 것으로 나타났습니다.

사지 마비가 있는 개인은 호기 일회 호흡량(VT)과 Cough Peak Flow(CPF)(기침 중 최대 공기 흐름 속도)가 감소했습니다. CPF 값은 호흡기 감염의 위험을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. CPF < 160 L/min은 기능적 기침이 없고 감염 위험이 높으며 CPF < 270 L/min은 사람이 할 수 없음을 나타냅니다. 기도에서 분비물을 적절하게 제거합니다. 따라서 MI-E의 사용은 CPF가 270L/min 미만인 사람에게 권장됩니다.

기능적 전기 자극(FES)은 마비된 근육을 수축시키는 데 사용할 수 있는 기술입니다. 마비된 근육의 운동점 가까이에 일련의 전기 펄스가 적용될 때 가장 효과적인 수축이 관찰됩니다. FES를 복부 근육에 적용하면 복부 기능 전기 자극(AFES)이라고 합니다. AFES는 이전에 여러 연구에서 사지 마비 환자의 VT 및 CPF를 증가시키는 데 사용되었습니다.

MI-E는 폐 분비물을 완화하고 사용자의 CPF를 증가시키기 위해 일상적으로 수동 보조 기침과 결합됩니다. 수동 보조 기침과 같은 방식으로 AFES는 복부 움직임을 증가시켜 더 큰 CPF를 초래합니다. 최근 연구에서 연구자들은 급성 사지마비 환자에게 AFES를 사용하는 것이 분비물 청소 필요성 증가와 관련이 있는 것으로 나타났으며, 이는 AFES가 폐 분비물 완화에 도움이 된다는 것을 나타냅니다. AFES로 달성한 복부 운동은 일반적으로 수동 기침으로 달성한 것보다 훨씬 작지만 MI-E와 함께 유익한 효과를 가질 수 있습니다. 또한 AFES는 지속적으로 적용할 수 있고 간병인의 개입이 적다는 장점이 있습니다.

조사관은 (i) AFES 훈련 프로그램으로 인한 최대 호흡 개선이 3주 이상의 훈련 후에 달성될 것이며 (ii) AFES와 MI-E의 병용이 호흡 기능과 청산 능력을 향상시킬 수 있다고 가정합니다. 사지 마비 환자의 분비물로 인해 이 그룹의 호흡기 감염 수가 감소합니다.

행동 양식

참가자 10명의 사지 마비 참가자가 이 연구를 위해 모집됩니다. 모든 참가자는 Glasgow의 Southern General Hospital에 있는 Queen Elizabeth National Spinal Injuries Unit의 입원 환자가 될 것입니다.

실험 절차 각 참가자는 사전 연구 평가를 받게 됩니다. 이 연구는 4주간의 통제 기간과 8주간의 교육 기간, 그리고 2주간의 후속 조치 기간을 포함하는 무작위 교차 디자인의 형태를 취할 것입니다. 제어 및 교육 기간의 순서는 각 참가자에 대해 무작위로 지정됩니다. 훈련 기간이 통제 기간보다 앞선 경우 후속 조치 기간은 훈련 개입으로 인한 급성 효과의 이월을 피하기 위해 2주의 휴약 기간으로 사용됩니다. 연구 전 평가와 매 2주 말에 참가자는 평가 세션에 참여하게 됩니다.

연구 전 평가 연구가 시작되기 전에 각 참가자는 친숙화 세션으로도 사용되는 연구 전 평가를 받게 됩니다. 참가자의 복부 근육에 자극을 가하여 전기 자극에 반응하는지 테스트합니다. 그러면 복근의 강력한 수축을 유도하는 데 필요한 최적의 자극 매개변수(전극 위치/주파수/전류 및 펄스폭)가 설정됩니다. 이러한 자극 매개변수는 다음 교육 및 평가 세션의 시작점으로 사용됩니다. 아래에 설명된 대로 평가 세션은 연구 전 평가가 끝날 때 수행됩니다.

교육 세션 참가자는 총 8주 동안 주당 5회(월-금) AFES 교육 세션에 참여하게 됩니다. 이 세션 동안 참가자는 40분 동안 AFES를 받게 됩니다.

평가 세션 각 참가자는 연구 전반에 걸쳐 격주 평가 세션에 참여합니다. 각 평가 세션에서 일련의 강제 폐활량(FVC) 테스트는 복부 자극 유무에 관계없이 수행되며 참가자의 폐활량(VC), 1초간 강제 호기량(FEV1) 및 최대 호기 유량( PEF). 호흡량과 호흡량은 폐활량계를 사용하여 측정됩니다. FVC 조작을 수행하기 위해 참가자는 총 폐활량(TLC)까지 숨을 들이쉬고 가능한 한 빠르고 완전히 숨을 내쉬도록 요청받습니다. 이는 각 조건에 대해 최대 5회까지 또는 서로 0.15L 이내의 3회 시도가 기록될 때까지 반복됩니다. 이 연구의 많은 참가자는 <1L의 FVC를 갖게 됩니다. 폐활량계에 대한 ATS/ERS 표준은 <1L의 FVC에 대해 허용 가능한 값의 범위가 ±0.1L여야 한다고 제안합니다. 모든 참가자는 똑바로 앉은 자세로 평가를 수행합니다.

참가자의 기침 최대 흐름(CPF)은 또한 다음 세 가지 조건 하에서 측정됩니다: (i) 비보조 (ii) 비보조 기계적 흡기-토출(MI-E) 및 (iii) 복부 기능 전기 자극(AFES)으로 보조된 MI-E. CPF를 측정하기 위해 MI-E의 5주기가 두 MI-E 조건에 적용됩니다. 다섯 번의 시도에서 기록된 최대 CPF 값은 각 조건에서 참가자의 CPF로 간주됩니다.

연구 전 평가 동안과 교육 및 통제 기간이 끝날 때 확장된 평가 세션이 수행됩니다. 추가 측정은 (i) 기침을 수동으로 지원하는 MI-E 및 (ii) AFES 유무에 관계없이 횡격막 움직임의 초음파 측정입니다.

수동 보조 기침과 함께 MI-E를 사용하여 달성한 CPF는 환자의 일반 간병인이 수동 보조 기침을 적용하는 동안 기록되며 동일한 간병인이 세 세션 모두에서 수동 보조 기침을 적용합니다.

횡경막의 움직임은 AFES 지원 유무에 관계없이 초음파 프로브를 사용하여 FVC 조작 중에 측정됩니다. 이를 통해 다이어프램 움직임에 대한 AFES의 영향을 평가할 수 있습니다.

후속 조치/워시 아웃 기간 교육 기간 후 참가자는 2주간의 후속 조치 기간을 거칩니다. 참가자가 여전히 제어 기간을 완료해야 하는 경우 이 후속 조치도 세척으로 작동합니다. 이 휴약 기간 동안 참가자는 교육 세션을 거치지 않습니다. 이 세척 기간의 목적은 훈련 기간에서 통제 기간까지의 급성 반응의 영향을 최소화하는 것입니다.