Inspiratoire spiertraining bij moeilijk te ontwennen patiënten

1. Inleiding.

Ontwennen omvat het hele proces van het bevrijden van de patiënt van mechanische ventilatie (MV) ondersteuning en de endotracheale tube of tracheostomie. Bij de meeste mechanisch beademde patiënten kan spontane ademhaling (spenen) snel en gemakkelijk met succes worden bereikt, maar dit is niet het geval bij 15-30% van de beademde patiënten. De meest voorkomende factoren die leiden tot het mislukken van het spenen zijn i) vermoeidheid van de ademhalingsspieren ii) hypercapnie iii) dyspnoe en iv) angst. Langs deze lijnen stelde a een mechanisme voor dat kan bijdragen aan het mislukken van het spenen, namelijk de theorie van het ''stelen-effect''. Meer specifiek veronderstelt de ''stealing effect'' theorie dat tijdens het ontwenningsproces de energiebehoefte van de ademhalingsspieren zodanig kan toenemen dat ademhalingsspieren zuurstof en bloed van andere weefsels zoals de hersenen kunnen onthouden. In feite zou, in ieder geval voor de hersenen, de afname van de bloed- en zuurstoftoevoer dit orgaan in theorie vatbaar kunnen maken voor disfunctie. Beperking van de zuurstoftoevoer naar de hersenen kan een nadelige invloed hebben op de functie van de ademhalingsspieren op zich door de output van het ademhalingscentrum en de neuromusculaire competentie van de beademingspomp te verminderen, waardoor de beademingspomp niet in staat is de longen op te blazen, waardoor de ademhaling wordt overdreven. spiervermoeidheid en leidend tot speenfalen. Inspiratoire spiertraining (ΙΜΤ) is een niet-farmacologische en kosteneffectieve behandeling waarvan is aangetoond dat het de functionele capaciteit van de inademingsspieren verbetert bij patiënten met ademhalingsspierzwakte, terwijl het onlangs is voorgesteld als een mogelijk aanvullend onderdeel van ontwenningsstrategieën. Implementatie van een IMT-programma kan de energiebehoefte van de inademingsspieren verminderen door enerzijds de ademhalingsefficiëntie van de inademingsspieren te verbeteren en anderzijds het zuurstofverbruik van de ademhalingsspieren te optimaliseren. Verbetering van de spierkracht en contractiele functie, evenals oxidatieve capaciteit als reactie op IMT die zijn gedocumenteerd bij patiënten met chronische longziekten als reactie op IMT, kunnen het zuurstofverbruik door de inademingsspieren verhogen, waardoor de vraag naar bloedstroom en zuurstof afneemt in het voordeel van de hersenschors.

De doelstellingen van het project zijn:

1. Onderzoeken of de inademingsspieren bloed en zuurstof stelen van de hersenschors ('stelend effect').
2. Het effect onderzoeken van de ''stealing effect'' theorie op speenresultaten.
3. Evalueren van de effecten van IMT met behulp van een recent ontwikkeld TFRL-apparaat op ontwenningsresultaten en op het ''stelende effect'' bij moeilijk te ontwennen patiënten op de IC in vergelijking met een schijngroep met lage intensiteit voor duurtraining.

2. Primaire methodieken

Patiënten met moeilijk ontwennen zullen worden opgenomen volgens de inclusiecriteria. Bovendien zal een groep van "eenvoudige ontwenning", gedefinieerd als patiënten die slagen in de eerste ontwenningsproef, worden gebruikt als een controlegroep voor het bereiken van de 1e en 2e doelstelling van de studie. Patiënten die eenvoudig gespeend worden, patiënten die moeilijk gespeend worden en patiënten die langdurig gespeend worden, zullen worden geclassificeerd volgens criteria die zijn voorgesteld in het recente WIND-onderzoek. In het bijzonder zullen patiënten worden ingedeeld in groep 1 (d.w.z. eenvoudige ontwenningspatiënten - ontwenning succesvol bereikt bij de eerste ontwenningspoging resulterend in succesvolle extubatie binnen 1 dag. Patiënten worden opgenomen als ze worden ingedeeld in groep 2 (d.w.z. moeilijk te ontwennen - spenen met succes bereikt na meer dan 1 dag maar binnen minder dan 1 week na de eerste poging tot scheiding (geslaagde scheiding of overlijden) of groep 3 (d.w.z. langdurig spenen - spenen nog steeds niet beëindigd 7 dagen na de eerste poging tot separatie door succes of overlijden). Na geïnformeerd te zijn over het onderzoek, zal schriftelijke geïnformeerde toestemming worden verkregen van alle patiënten als ze wakker en adequaat zijn, of van een familielid als ze bewusteloos zijn. Om het derde doel van het onderzoek te bereiken, worden de patiënten vervolgens gerandomiseerd in een van de twee groepen: de IMT-groep of de groep voor duurtraining (SHAM). Blokrandomisatie zal worden uitgevoerd stratificerend op twee factoren: score op de APACHE II en de aanwezigheid van COPD. Er worden enveloppen klaargemaakt en verzegeld (80 voor de behandelgroep en 80 voor de duurtrainingsgroep). Stapels enveloppen worden gescheiden in APACHE<18, APACHE>18, niet-COPD of COPD en zijn combinaties (20 voor elke aandoening), rekening houdend met 10 IMT-enveloppen en 10 duurtraining-enveloppen voor elke stapel.

2.1. Regionale bloedstroom, zuurstofafgifte en zuurstofbeschikbaarheidsmetingen door NIRS-ICG-afgeleide BFI.

Inspiratoire en cerebrale cortex blood flow index (BFI) zullen gelijktijdig worden gemeten door nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) in combinatie met injecties van de tracer indocyanine groene kleurstof (ICG). ICG dat veel wordt gebruikt als hemodynamische tracer wekt een absorptiepiek op bij 805 nm en is na intraveneuze infusie beperkt tot het intravasculaire compartiment door >95% binding aan plasma-eiwitten. NIRS-ICG-afgeleide BFI als relatieve meting van lokale perfusie in respiratoire en perifere spieren en hersenschors zal worden berekend door de spier-ICG-piekconcentratie (beoordeeld door NIRS-ICG-curve) te delen door de stijgtijd van 10 tot 90% van de piek. Om de inspiratoire spieren en ICG-concentraties in de hersenschors te meten, worden vier sets NIRS-optodes transcutaan als volgt gepositioneerd: voor de hersenen boven het prefrontale cortexgebied (op voldoende afstand om interferentie met de middellijnsinus te voorkomen), op de scalenusspieren en op de bovenste rectus abdominis. Een extra sonde (4e) wordt geplaatst op een niet-werkende spiergroep (d.w.z. thenar eminence) die zal worden gebruikt als controlemeetpunt. Zuurstofafgifte aan skeletspieren en hersenweefsel wordt berekend door BFI te vermenigvuldigen met het arteriële zuurstofgehalte; dit laatste zal worden berekend aan de hand van arteriële en veneuze bloedgasmonsters. Zuurstofverzadiging van de inspiratoire spier en de baarspieren en de hersenschors (Stio2,%) - een niet-invasieve index van de zuurstofbeschikbaarheid in het lokale weefsel die de balans tussen zuurstoftoevoer en -gebruik weerspiegelt - wordt continu geregistreerd door NIRS.

2.2 Hemodynamische status

Het hartminuutvolume zal continu worden beoordeeld door middel van pulscontouranalyses met behulp van een sensor (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE) die is aangesloten op een bestaande arteriële katheter32 (zie online supplement). De berekening van het hartminuutvolume wordt slag voor slag uitgevoerd door simpelweg het slagvolume dat wordt berekend door analyse van de arteriële drukgolfvorm te vermenigvuldigen met de geregistreerde hartslag. De methode voor pulscontouranalyse is gevalideerd aan de hand van berekeningen van het hartminuutvolume met behulp van gouden standaardmethoden. De resultaten laten zien dat deze methode een klinisch aanvaardbare cardiale outputtrendbeoordeling kan bieden bij hemodynamisch stabiele IC-patiënten. Cardiale output en hartslaggegevens worden gemiddeld over 60 seconden tijdens elke BFI-bepaling.

2.3. Trainingsprogramma voor de inspiratoire spieren

Beide groepen (d.w.z. IMT-groep of duurtraining (SHAM)-groep) zullen deelnemen aan gebruikelijke zorgtraininginterventies die gericht zijn op het verbeteren van het uithoudingsvermogen van de ademhalingsspieren, zoals spontane ademhalingsproeven (SBT) uitgevoerd met drukondersteunende beademing (PSV), continue positieve luchtwegdruk ( CPAP), T-tube en vroege mobilisatie. Na inclusie en randomisatie beginnen de patiënten in beide groepen met de training met het TFRL-apparaat (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, VK). Voor en na elke sessie worden de ademhalingsfrequentie, hartslag, zuurstofhemoglobineverzadiging en bloeddruk geregistreerd. Sessies bestaan ​​uit 4 sets van minimaal 6 en maximaal 10 ademhalingen per set met rustperioden van minimaal 2 minuten waarbij de patiënt in een zittende positie (45 graden) wordt geplaatst, indien nodig wordt geaspireerd en de manchet wordt opgeblazen om te voorkomen luchtlek. Patiënten zullen worden geïnstrueerd om bij elke ademhaling volledige inspiratie en expiratie te bereiken en een snelle en krachtige inspiratie uit te voeren. Instructies en aanmoedigingen tijdens de sessies zijn gestandaardiseerd. Er zal een feedbackscherm op de computer beschikbaar zijn voor patiënten in de IMT-groep om de prestaties van patiënten tijdens de training te tonen (BreatheLink Software, HaB International Ltd, VK). De trainingssessie wordt onderbroken als de patiënt symptomen van kortademigheid, angst of hoesten, ongemak of wanneer de transcutane zuurstofdesaturatie onder de 85% daalt. De trainingsbelasting in de krachttrainingsgroep zal worden aangepast om de hoogst verdraagbare intensiteit te behouden tijdens de duur van het onderzoek tot het spenen van MV. Patiënten in de duurtrainingsgroep zullen hetzelfde trainingsregime uitvoeren zonder aanpassingen van de trainingsweerstand (<10%MIP). Na de sessies worden Borg-schaalscores op waargenomen ademinspanning en kortademigheid geregistreerd. Ervaren fysiotherapeuten zullen de sessies in alle groepen uitvoeren. De training duurt 28 dagen of totdat de patiënt succesvol is afgekickt van MV. Patiënten die na 28 dagen IMT nog steeds MV hebben, worden beschouwd als niet-ontwenning. MIP en VC worden wekelijks gemeten om de progressie van de longfunctie en voldoende weerstand van training te volgen.

3. Statistisch Analyseplan

3.1. Statistisch analyseplan voor de 1e en 2e doelstelling van het onderzoek

Voor de berekening van de steekproefomvang van deze studie gebruikten we de verandering in cerebrale cortex BFI van MV naar de SBT tussen SBT-succes en SBT-faalpatiënten. Een verwachte effectgrootte [Cohens d] van 0,467 werd berekend op basis van het gemiddelde verschil van BFI van de hersenschors (d.w.z. 6,70 nM/s) en de overeenkomstige gepoolde standaarddeviatie (d.w.z. 14,0 nM/s), uit een eerdere studie die interhemisferische verschillen in cerebrale cortex BFI bij ernstig zieke patiënten. Dienovereenkomstig wordt met behulp van deze effectgrootte de kritische steekproefomvang berekend op 20 patiënten met SBT-falen op basis van het gebruik van een ANOVA als de statistische analysemethode. Ervan uitgaande dat naar verwachting slechts 1 op de 5 patiënten (20% percentage)1 de SBT zal falen, wordt een geschat aantal (d.w.z. 20*5=100) patiënten in totaal geacht te zijn opgenomen om de 20 ontwenningsverschijnselen te identificeren. falen patiënten. Continue variabelen worden gepresenteerd als gemiddelde waarden met standaarddeviaties indien normaal verdeeld of als een mediaan met een interkwartielbereik indien niet. Categorische waarden worden gepresenteerd als getallen en verhoudingen. Voor vergelijkingen tussen SBT-succes- of faalgroep, zullen continue variabelen worden vergeleken met behulp van Student t-test of Mann Whitney U-test op basis van de verdeling van de variabelen. Categorische waarden worden vergeleken met behulp van Chi-kwadraat of Fisher's exact-test, naargelang het geval. Variantieanalyse in twee richtingen (ANOVA) zal worden toegepast om de interactie tussen respiratoire, hemodynamische, bloedgassen en perifere circulatie en oxygenatiereacties en verschillende tijdstippen (d.w.z. T1-T4, zie tabel 1) tussen SBT-succes en SBT-falen te onderzoeken groep. Eenrichtings-ANOVA met herhaalde metingen zal worden gebruikt voor de vergelijking van de verschillende tijdmetingen (d.w.z. T1-T4, zie tabel 1) voor elke groep. Onafhankelijke associatie tussen veranderingen in cerebrale cortex BFI van MV naar verschillende tijdmetingen tijdens SBT en SBT-uitkomsten (mislukking, succes) zullen worden onderzocht door middel van logistische regressieanalyse. Verdere verkenning van onafhankelijke associaties tussen SBT-uitkomsten (falen, succes) en alle respiratoire, hemodynamische, bloedgassen en perifere circulatie- en oxygenatievariabelen zal ook worden onderzocht door middel van logistische regressieanalyse. Ten slotte zal een meervoudige logistische regressieanalyse worden uitgevoerd, inclusief alle significante onafhankelijke voorspellers (na controle op collineariteit), om determinanten van SBT-uitkomsten te identificeren. Gegevens worden geanalyseerd met behulp van de SPSS-software (Chicago, IL, VS). Statistische significantie wordt gedefinieerd als p<0,05. Daarnaast zullen analoge analyses worden uitgevoerd voor speenuitkomsten (falen, slagen).

3.2. Statistisch analyseplan voor de 3e doelstelling van de studie

De berekening van de steekproefomvang voor de effectiviteit van IMT (IMT-groep versus duurtrainingsgroep) op het ontwenningsresultaat is gebaseerd op een eerder literatuuronderzoek waarin de effecten van IMT bij moeilijk te ontwennen patiënten werden geëvalueerd. Volgens de proporties van speensucces waargenomen in deze meta-analyse, 78% in de IMT-groep en 50% in de controlegroep, en uitgaande van [a]- en [β]-risico's van 5% en 20%, een steekproef van Er moeten 45 patiënten worden opgenomen in de IMT-groep en 45 in de duurtrainingsgroep. Voor gegevensanalyse, met betrekking tot het eerste doel van deze studie - vergelijking tussen IMT-groep x duurtrainingsgroep - zal een chi-kwadraattest worden gebruikt om het speensucces tussen groepen te vergelijken en zal een onafhankelijke steekproeft-test (of overeenkomstige niet-parametrische test) worden gebruikt. gebruikt om de speenduur tussen groepen te vergelijken. Andere continue variabelen zullen ook worden geëvalueerd door dezelfde tests. Vergelijkingen van de kenmerken van het ademhalingspatroon binnen de patiënt zullen worden geëvalueerd door middel van t-tests voor gepaarde metingen of er zal een Wilcoxon-rangtest worden uitgevoerd volgens de normaliteit van de steekproefverdeling. De statistische significantie wordt vastgesteld op p<0,05.