Effekt av NMES på Quadriceps muskelstyrke og utholdenhet hos pasienter med KOLS (NMES)

Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er en luftveistilstand som resulterer i en blanding av små luftveissykdom og parenkymal ødeleggelse, endringer som er karakteristiske for emfysem. Forskning viste at KOLS også er preget av vedvarende luftstrømsbegrensning, et aspekt som noen forfattere bemerket er en viktig årsak til sykelighet og sykdomsbyrde over hele verden. En av 8 pasienter som lider av en forverring av KOLS, må legges inn på sykehus. Litteratur rapporterte også at gjeninnleggelser etter utskrivning utgjorde mer enn 20 % i løpet av de første 20 dagene og fortsatte å øke til omtrent 33 % i løpet av de første 90 dagene etter utskrivning fra sykehuset. Gitt at en høy andel pasienter vil trenge ytterligere sykehusinnleggelser, vil dette derfor medføre en økonomisk belastning for helsevesenet.

Den understreket det faktum at bortsett fra lungeforandringene og respirasjonssviktene, har pasienter med diagnosen KOLS systemiske morfologiske og biomekaniske forandringer. Morfologiske endringer inkluderer en reduksjon i tverrsnittsarealet og en reduksjon i muskelmasse. Biokjemiske endringer skyldes først og fremst langvarig bruk av steroider og kronisk systemisk inflammatorisk syndrom (CSIS). Gitt slike endringer, kreves det mer energi under dagliglivets aktiviteter (ADLs) av slike pasienter, noe som resulterer i kortpustethet (SOB) etter minimale øvelser.

På grunn av muskeldysfunksjon utvikler disse pasientene fysisk dekondisjonering som er et av de primære symptomene som er rapportert. Den primære årsaken til dette er de ventilasjonsbegrensninger som finnes.

Alvorlighetsgraden av tilstanden og relaterte patofysiologiske endringer forutsier også nivået av treningstoleranse, med en dårligere tilstand som resulterer i økte nivåer av muskelatrofi, svakhet som hovedsakelig påvirker underekstremitetene og dårlig oksidativ kapasitet. I 2008 ble det bemerket at flertallet av pasienter med en alvorlig form for KOLS var så skrøpelige eller dyspnéiske, noe som gjorde at de ikke kunne tolerere tilstrekkelig treningsintensitet som kreves for å forbedre nivået av fysisk aktivitet. Slike pasienter ble registrert å bli dyspnéiske etter fysisk aktivitet med lav intensitet, noe som resulterte i redusert fysisk aktivitet for å kontrollere deres SOB, med til slutt en tredjedel av disse pasientene som viste quadriceps muskelsvakhet relatert til immobilitet og redusert treningstoleranse.

Forverring i muskelstyrke var det hyppigst rapporterte symptomet som er karakteristisk for muskeldysfunksjon i lemmer hos personer med KOLS. I 2014, Mathur et al. bemerket at forekomsten av KOLS-pasienter som opplevde tidlig avslutning av treningen relatert til tretthet i beina var omtrent 40 % mer vanlig enn pasientens vurdering av SOB. Ytterligere 30 % av populasjonsutvalget rapporterte lik bentretthet og dyspné.

Jo høyere antall pasienter med KOLS som blir immobile, jo mer muskelmasse går tapt, og dette tapet fortsetter å øke i perioder med sykehusinnleggelse på grunn av en forverring. Gosselink og Langer (2016) uttalte at både immobilitet og inaktivitet bidro betydelig til muskelatrofi via begrepet "mekanisk demping".

Frykt og immobilitet under og eller nøyaktig etter en AECOPD spiller også en stor rolle i quadriceps styrke. Forverringen av fysisk aktivitet og muskelstyrke, først og fremst quadriceps-muskelen, ble notert gjennom sykdomsforløpet. Det er ytterligere tydelig i sykehusinnleggelsesfasen på grunn av en akutt oppstart av KOLS.

Forskning har nå endret retning for å finne nye metoder og modaliteter som kan hjelpe KOLS-pasienter med å opprettholde en eller annen form for muskelaktivitet selv på de svakeste dagene. Nevromuskulær elektrisk nervestimulering (NMES) har vært den mest undersøkte modaliteten i kombinasjon med pulmonal rehabilitering (PR) med en variasjon i parameterbruk og varighet av påføring.

NMES er et ikke-invasivt middel for muskelkontraksjon og ble introdusert som en måte for rehabilitering etter muskelskade, kirurgi og til slutt i visse sykdommer. NMES innebærer å plassere en ledende pute over muskelen og bruker en intermitterende elektrisk strøm for å utløse aksjonspotensialer og aktivere de intramuskulære nervegrenene og muskelfibrene for å generere en sterk muskelsammentrekning. Det er en enhet som er selvadministrert, som ikke krever tilsyn og har en lav metabolsk belastning, noe som gir en akseptabel behandling for pasienter med høy symptombyrde.

Derfor, etter å ha gjennomgått de ovennevnte hullene i litteraturen der NMES fremstår som en lovende modalitet for å hjelpe pasienter med en forverrende episode av KOLS.

Metodikk

For å svare på forskningsspørsmålet ovenfor, skal en studiedesign av typen Randomized Control Trial (RCT) brukes. En RCT er en studie der deltakerne blir tilfeldig fordelt i en eksperimentell og kontrollgruppe. Etter hvert som studien gjennomføres, er den eneste forventede forskjellen mellom kontroll- og eksperimentelle grupper i en randomisert kontrollert studie utfallsvariabelen som studeres. Dette er viktig for å tilnærme et kontrollert eksperiment, redusere skjevhet og også forbedre statistisk effektivitet. I denne forskningsstudien er quadriceps styrke og utholdenhet de primære utfallsvariablene. Med CAT og endringer i rectus femoris, skal tykkelse og bredde gjennom diagnostisk ultralyd fungere som sekundære utfallsmål.

Datainnsamlingen skal fokusere på å måle quadriceps styrke og vurdere for strukturelle endringer, endringer i antall sitt-til-stå repetisjoner i en varighet på 1 minutt og endringer i COPD Assessment Test (CAT) score. Pasientene skal bes om å gjennomføre disse testene ved innleggelse og samme dag etter utskrivning fra sykehuset. En kvantitativ analyse vil følge for å avgjøre om NMES påvirket quadriceps muskelstyrke og utholdenhet under en akutt forverring av KOLS. Samtidig vil den samme kvantitative tilnærmingen bli brukt for å bestemme alvorlighetsgraden til pasientene som er innlagt med en AECOPD på sykehuset, sammen med nivået av angst og depresjon relatert til den kroniske tilstanden.

Denne forskningsstudien vil ta i bruk en randomisert-eksperimentell forskningsstudie. Pasienter vil bli tilfeldig fordelt i to grupper, kontrollgruppen og forsøksgruppen gjennom en uforutsett randomisert sekvens og implementere sekvensen som skjuler behandlingen inntil pasientene formelt blir tildelt gruppene sine. Kontrollgruppen skal få den vanlige fysioterapibehandlingen som i dag tilbys disse pasientene i avdelingen av fysioterapeuter med ansvar for deres omsorg. Deltakerne skal gis en unik kode før studiestart. Alle må tidligere ha blitt diagnostisert med KOLS i henhold til Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD) kriterier som betyr at pasienter ble presentert med en Forced Expiratory Flow i løpet av ett sekund (FEV1) på <70 % av den predikerte verdien og en Forced Ekspirasjonsstrøm på ett sekund til Forced Vital Capacity (FEV1: FVC) på <0,70.

Innblanding

Alle påmeldte pasienter vil bli tilfeldig fordelt i to grupper, kontrollgruppen og forsøksgruppen. Hver deltaker skal gis en kode før studiestart. Koden vil kun være kjent for forskeren og veilederen, denne har ikke tilgang til datamaskinen som brukes til datainnsamling. Kontrollgruppen skal få vanlig fysioterapibehandling på sine respektive avdelinger. Pasientene som er registrert i forsøksgruppen vil ha vanlig fysioterapibehandling med tillegg av NMES gjennom hele sykehusoppholdet. Elektroder skal plasseres på quadriceps-gruppen av muskler, bilateralt og samtidig.

Muskelstimulering oppnås ved hjelp av en bærbar stimulator, som kan generere elektriske pulser. Elektrodene må plasseres over det motoriske punktet til muskelen eller muskelgruppen som skal stimuleres. Amplitude, hastighet og bølgeform, som også kan refereres til som stimulusparametrene, justeres for å lette kvaliteten på bevegelse og sammentrekning uten at muskelen blir trett gjennom hele behandlingsøkten (Hultman et al., 1983). NMES beskrives som et brukervennlig, lettlest og komfortabelt apparat hvor parametrene er justerbare etter pasientens progresjon, og programgjenkjenning lett kan brukes av pasienten.

Disse parameterne er valgt basert på rapporter som konkluderte med at en frekvens på mer enn 50 Hz stimulerer forårsaker en tetanisk fusjon, og stimulerer dermed muskelkontraksjon. Ulike andre studier støttet også slike parametere

Etiske vurderinger

Etisk godkjenning ble søkt og godkjent av University of Malta Research Ethics Committee (UREC). Pasientene vil bli instruert om studien gjennom muntlige og skriftlige informasjonsbrev, og det vil bli bedt om samtykke. Informert samtykke vil være nødvendig fra deltakerne og vil få lov til å avslutte forskningsstudien når det er ønskelig. Alle data som vil bli samlet inn om pasienten vil kun bli brukt til denne studien. All informasjon samlet før og etter forskningsstudien vil bli forkastet ved fullføring.