Effecten van inspiratoire spiertraining op exertionele kortademigheid bij patiënten met unilaterale diafragmaverlamming

1. RATIONALE EN ACHTERGROND Diafragmatische verlamming is een ongebruikelijke, maar ondergediagnosticeerde oorzaak van kortademigheid. Hoewel het middenrif het meeste werk doet, vereist normale ventilatie ook de gelijktijdige samentrekking van andere ademhalingsspieren (dwz scalene, parasternale gedeelte van de interne en externe intercostale spieren, sternocleidomastoideus, trapezius). Een verhoogde inspanning in de strijd om te ademen kan de hulpspieren vermoeien en leiden tot ademhalingsfalen. Het is tot nu toe niet duidelijk of specifieke training van de ademhalingsspier de functie van het middenrif of de secundaire ademhalingsspier bij deze patiënten kan verbeteren of herstellen.

Afhankelijk van de etiologie van de diafragmatische verlamming is de prognose van een unilaterale ziekte meestal goed. Patiënten met middenrifletsels kunnen geheel of gedeeltelijk herstellen. Soms kunnen patiënten ook spontaan herstellen van een idiopathische ziekte. Patiënten die niet herstellen van unilaterale diafragmatische disfunctie leiden over het algemeen een relatief normaal leven. Veel patiënten blijven echter symptomen van kortademigheid melden die de uitvoering van dagelijkse activiteiten belemmeren. In deze groep ontwikkelt dyspnoe zich meestal bij inspanning, wat leidt tot verhoogde beademingsbehoeften. Dyspnoe kan ook worden veroorzaakt door veranderingen in houding (bijv. rugligging, voorovergebogen). Afhankelijk van het activiteitenprofiel van de proefpersonen kan dit een impact hebben op de kwaliteit van leven. De onderzoekers zullen daarom de symptomen en rekrutering van de ademhalingsspieren van deze patiënten evalueren tijdens inspanning (d.w.z. tijdens het uitvoeren van een inspanningstest op een fietsergometer).

De morbiditeit van de unilaterale verlamming is voornamelijk gebaseerd op de onderliggende longfunctiestatus en de etiologie van de verlamming. De meeste patiënten die naar het UZ Leuven worden doorverwezen, melden symptomen van kortademigheid bij inspanning of bij houdingsveranderingen. Diafragmatische verlamming heeft meer kans op het linker hemidiafragma. Eenzijdige diafragmatische verlamming wordt gekenmerkt door afwijkingen van de long- en ademhalingsspierfunctie. Patiënten ontwikkelen restrictieve ademhalingsstoornissen en de vitale capaciteit en de totale longcapaciteit zijn vaak lager dan 70% van de voorspelde normale waarden. De longcapaciteit wordt verder verminderd wanneer de patiënt de rugligging aanneemt.

In tegenstelling tot bilaterale ziekte kunnen artsen unilaterale verlamming meestal diagnosticeren met alleen radiografische onderzoeken. Omdat accessoire spiercontractie de schijn van diafragmatische beweging kan wekken, kunnen fluoroscopie-onderzoeken de arts misleiden bij het diagnosticeren van bilaterale diafragmatische verlamming. Bij fluoroscopische snuiftesten wordt een paradoxale verhoging van het verlamde diafragma waargenomen bij inspiratie en dit bevestigt diafragmatische verlamming. De snuifproef is echter niet erg specifiek; 6% van de normale personen vertoont een paradoxale beweging bij fluoroscopie. Computertomografie kan bij bepaalde patiënten geïndiceerd zijn om te evalueren op mogelijke oorzaken van diafragmatische verlamming die te wijten zijn aan mediastinale pathologie en maligniteit. MRI kan bij bepaalde patiënten geïndiceerd zijn om de aanwezigheid van pathologische aandoeningen met betrekking tot de wervelkolom of zenuwwortels vast te stellen die diafragmatische verlamming veroorzaken.

M-mode echografie is een relatief eenvoudige en nauwkeurige test voor het diagnosticeren van verlamming van het middenrif bij volwassenen en kan aan het bed worden uitgevoerd. De verlamde zijde vertoont geen actieve caudale beweging van het middenrif bij inspiratie en abnormale paradoxale beweging (dwz craniale beweging bij inspiratie), vooral bij de snuifproef. B-modus echografie van de dikte van het diafragma in de aanhechtingszone van het diafragma aan de ribbenkast kan ook een gevoelige en specifieke niet-invasieve beoordeling van diafragmatische verlamming opleveren. Minder dan 20% verdikking van de middenrifspier tijdens inspiratie is een diagnose van diafragmatische verlamming. Echografie kan ook worden gebruikt om patiënten met diafragmatische verlamming serieel te monitoren op herstel.

Onderzoek naar geleiding van de nervus phrenicus kan worden uitgevoerd met plaatsing van een slokdarmelektrode om diafragmatische samentrekkingen en stimulatie van de zenuw in de nek vast te leggen, hetzij met oppervlaktestimulatie, hetzij met een monopolaire naaldelektrode ter hoogte van het ringkraakbeen. Als alternatief kan diafragmatische elektromyografie worden uitgevoerd. De twee testen zijn complementair. Elektromyografie kan een neuropathisch versus myopathisch patroon onthullen, afhankelijk van de etiologie. Dit kan worden bereikt door stimulatie van de nervus phrenicus in de nek. Stimulatie van de nervus phrenicus kan worden gedaan met elektrische (oppervlakte- of naaldelektroden) en magnetische stimulatie. De expertise van de machinist is een belangrijke factor bij het testen. Technische problemen met elektromyografie zijn onder meer de juiste plaatsing van de elektroden om "overspraak" van aangrenzende spieren te voorkomen en variabele resultaten als gevolg van variabel onderhuids vet tussen individuen. Het gebruik van intra-oesofageale EMG-elektroden is een alternatieve techniek om deze problemen te voorkomen. Er is ook een methode beschreven voor unilaterale magnetische stimulatie van de nervus phrenicus met gelijktijdige beoordeling van diafragma-EMG en transdiafragmatische druk.

Het meten van de vitale capaciteit in rechtopstaande en liggende houding is het belangrijkste onderdeel van het longfunctieonderzoek. Diafragmatische verlamming vermindert de gemeten compliantie van de longen en er kan een restrictief patroon ontstaan. Normaal gesproken neemt de vitale capaciteit in lighouding af met 10%. Daarentegen vertonen patiënten met eenzijdige diafragmatische verlamming een afname van 15-30% van de vitale capaciteit in rugligging. Deze afname is het gevolg van verplaatsing van de buikinhoud naar het hoofd. De resultaten van longfunctietesten zijn echter niet altijd consistent en komen niet altijd overeen met de ernst van dyspnoe door diafragmatische verlamming.

Patiënten met diafragmatische disfunctie en verlamming hebben een verlaging van de maximale inspiratiedruk (Pi,max). Deze patiënten kunnen geen hoge negatieve inspiratiedruk genereren. Daarom is de Pi,max bij deze patiënten vaak verlaagd ten opzichte van normale waarden (Pi,max

De transdiafragmatische druk is de criteriumstandaard voor de diagnose. Normale transdiafragmatische druk is ongeveer 148 cm water bij mannen en 122 cm water bij vrouwen. Eenzijdige diafragmatische verlamming wordt geassocieerd met een maximale transdiafragmatische druk van meer dan 70 cm water, en heeft dus geen significante invloed op de transdiafragmatische drukopwekking tijdens normaal beademingsgedrag, maar kan hogere kracht, niet-ademhalingsgedrag zoals hoesten of niezen en ook ademhalingsoefeningen in gevaar brengen. Twitch-transdiafragmatische druk na bilaterale magnetische nervus stimulatie van de middenrifzenuw wordt vaak gebruikt als een niet-willekeurige beoordeling om de aanwezigheid van diafragmazwakte te bevestigen.

De functionele beperkingen bij personen met ademhalingsstoornissen houden niet uitsluitend verband met kortademigheid. Evenwichtsstoornissen en het daaruit voortvloeiende risico op vallen zijn bijvoorbeeld steeds meer erkende problemen bij patiënten met COPD. Met betrekking tot het feit dat het houdingsevenwicht vooral is aangetast bij COPD-patiënten met inspiratoire spierzwakte, kan worden verondersteld dat disfunctie van het middenrif een belangrijke rol speelt bij de waargenomen evenwichtsstoornissen. Dit wordt ondersteund door het feit dat het middenrif niet alleen de belangrijkste inademingsspier is, maar ook een belangrijke rol speelt bij het stabiliseren van de romp tijdens evenwichtstaken. Het blijft echter onbekend of patiënten met diafragmaparese evenwichtsstoornissen vertonen en of deze kunnen worden toegeschreven aan een disfunctie van het diafragma. Bovendien hebben Kaufman et al. die 180 patiënten met diafragmatische verlamming volgde, suggereerde dat ook lage rugpijn geassocieerd zou kunnen zijn met deze aandoening vanwege het feit dat de posturale functie van het middenrif vaak verstoord is bij patiënten met lage rugpijn. Ook vertonen personen met lage rugpijn een verhoogde vermoeibaarheid van het middenrif. Noch de relatie tussen middenrifverlamming en houdingsregulatie, noch tussen middenrifverlamming en lage-rugpijn is echter nog onderzocht.

Behandelingsopties voor UDP zijn beperkt. Diafragmatische plicatie via mini-thoracotomie wordt soms overwogen in het Universitair Ziekenhuis Leuven als ernstige symptomen langer dan 12 maanden na de eerste diagnose aanhouden. Voorlopige gegevens geven aan dat dagelijkse inspiratoire spierkracht- en duurtraining kan leiden tot verhoogde rekrutering van niet-diafragmatische inspiratoire spieren en mensen met symptomen van diafragmatische verlamming kan helpen. Gerandomiseerde gecontroleerde studies waarin interventiegroepen werden vergeleken met verbeteringen die werden bereikt door natuurlijk herstel in de eerste maanden na diagnose, ontbreken echter tot nu toe. Daarnaast is er een gebrek aan vergelijkbare gegevens tussen gezonde proefpersonen en patiënten.

Het doel van de huidige studie is daarom het onderzoeken van de effecten van dagelijkse inspiratoire spiertraining in de eerste 6 maanden na de diagnose van unilaterale diafragmatische verlamming. Een tweede doel is het vergelijken van (veranderingen in) ademhalingsspierfunctie en activeringspatronen tussen gezonde controlepersonen en patiënten. De onderzoekers veronderstellen dat training van de ademhalingsspieren bij symptomatische patiënten met UDP (in vergelijking met een controlegroep) de symptomen van kortademigheid bij inspanning (primair resultaat) zal verminderen en de werking van de ademhalingsspieren (in rust en tijdens inspanning) en de longfunctie (zittend en liggend) zal verbeteren. ). Ten tweede veronderstellen we dat de (veranderingen in) rekruteringspatronen van diafragmatische en niet-diafragmatische spieren zullen verschillen tussen gezonde controlepersonen en patiënten, zowel bij baseline als als reactie op de interventie.

2. SPECIFIEKE DOELSTELLINGEN

1. Onderzoek naar de effecten van IMT op de intensiteit en kwaliteit van dyspnoeperceptie bij symptomatische patiënten met unilaterale middenrifverlamming tijdens inspanning
2. Het identificeren en onderscheiden van mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de vermindering van kortademigheid na de interventie door de onderlinge relaties te onderzoeken tussen de verandering in kortademigheid na de interventie en veranderingen in relevante metingen van de ademhalingsspierfunctie in rust en tijdens inspanning.
3. Vergelijken van veranderingen in rekruteringspatronen van de ademhalingsspieren en neurale aandrijving van de ademhaling naar het middenrif, evenals scalene, sternocleidomastoideus en parasternale intercostale spieren als reactie op 6 maanden inspiratoire spierkracht- of duurtraining tijdens inspanning.
4. Vergelijken van verschillen in (veranderingen in) rekruteringspatronen van de respiratoire spieren en respiratoire neurale aandrijving naar het middenrif, evenals scalene, sternocleidomastoideus en parasternale intercostale spieren, en houdingscontrole tussen gezonde controles en patiënten.