Trening mięśni wdechowych u pacjentów trudnych do odzwyczajenia

1. Wstęp.

Odzwyczajanie obejmuje cały proces uwalniania pacjenta od wspomagania wentylacji mechanicznej (MV) oraz rurki dotchawiczej lub tracheostomii. U większości pacjentów wentylowanych mechanicznie oddychanie spontaniczne (odzwyczajanie) można z powodzeniem osiągnąć szybko i łatwo, jednak nie dotyczy to 15-30% pacjentów wentylowanych. Najczęstszymi czynnikami prowadzącymi do niepowodzeń w odstawieniu od piersi są: i) zmęczenie mięśni oddechowych, ii) hiperkapnia, iii) duszność i iv) niepokój. Idąc tym tropem, zaproponowano mechanizm, który może przyczynić się do niepowodzenia odstawiania od piersi, a mianowicie teorię „efektu kradzieży”. Mówiąc dokładniej, teoria „efektu kradzieży” stawia hipotezę, że podczas procesu odstawiania od piersi zapotrzebowanie energetyczne mięśni oddechowych może wzrosnąć do takiego stopnia, że ​​mięśnie oddechowe mogą pozbawić tlenu i krwi inne tkanki, takie jak mózg. W rzeczywistości, przynajmniej w przypadku mózgu, spadek dostarczania krwi i tlenu mógłby teoretycznie predysponować ten narząd do dysfunkcji. Ograniczenie dostarczania tlenu do mózgu może mieć niekorzystny wpływ na funkcję samych mięśni oddechowych poprzez upośledzenie wydajności ośrodka oddechowego i zdolności nerwowo-mięśniowej pompy oddechowej, co powoduje, że pompa wentylacyjna nie jest w stanie nadmuchać płuc, a tym samym wyolbrzymić oddech zmęczenie mięśni i prowadzi do niepowodzenia odsadzenia. Trening mięśni wdechowych (ΙΜΤ) to niefarmakologiczne i opłacalne leczenie, które, jak wykazano, poprawia wydolność mięśni wdechowych u pacjentów z osłabieniem mięśni oddechowych, a ostatnio zostało zaproponowane jako możliwy dodatkowy element strategii odstawiania od piersi. Wdrożenie programu IMT może zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne mięśni wdechowych, z jednej strony poprawiając wydolność oddechową mięśni wdechowych, az drugiej optymalizując wykorzystanie tlenu przez mięśnie oddechowe. Udokumentowane u pacjentów z przewlekłymi chorobami płuc w odpowiedzi na IMT zwiększenie siły i funkcji skurczowej mięśni, jak również zdolności oksydacyjnej, może zwiększyć wykorzystanie tlenu przez mięśnie wdechowe, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na przepływ krwi i tlen na korzyść kory mózgowej.

Cele projektu to:

1. Zbadanie, czy mięśnie wdechowe kradną krew i tlen z kory mózgowej („efekt kradzieży”).
2. Zbadanie wpływu teorii „efektu kradzieży” na wyniki odstawiania od piersi.
3. Ocena wpływu IMT przy użyciu niedawno opracowanego urządzenia TFRL na wyniki odstawiania od piersi i na „efekt kradzieży” u trudnych do odsadzenia pacjentów na OIOM w porównaniu z pozorowaną grupą trenującą wytrzymałość o niskiej intensywności.

2. Podstawowe metodologie

Pacjenci z trudnością w odstawieniu od piersi zostaną włączeni zgodnie z kryteriami włączenia. Ponadto grupa „zwykłego odstawiania od piersi” zdefiniowana jako pacjenci, którzy pomyślnie przeszli pierwszą próbę odstawienia od piersi, zostanie wykorzystana jako grupa kontrolna do realizacji 1. i 2. celu badania. Pacjenci z prostym odstawieniem od piersi, pacjenci z trudnością do odstawienia od piersi i pacjenci z długotrwałym odstawieniem zostaną sklasyfikowani zgodnie z kryteriami zaproponowanymi w ostatnim badaniu WIND. Konkretnie, pacjenci zostaną sklasyfikowani w grupie 1 (tj. pacjenci po prostym odstawieniu od piersi – pomyślne odstawienie od piersi przy pierwszej próbie odstawienia, co skutkuje pomyślną ekstubacją w ciągu 1 dnia. Pacjenci zostaną włączeni, jeśli zostaną sklasyfikowani w grupie 2 (tj. trudne do odsadzenia – pomyślne odstawienie od piersi osiągnięte po więcej niż 1 dniu, ale w mniej niż 1 tydzień po pierwszej próbie rozdzielenia (udane oddzielenie lub śmierć) lub do grupy 3 (tj. przedłużone odstawienie od piersi – odsadzenie nadal nie zakończone 7 dni po pierwszej próbie separacji zakończonej powodzeniem lub śmiercią). Po uzyskaniu informacji o badaniu pisemna świadoma zgoda zostanie uzyskana od wszystkich pacjentów, jeśli są przytomni i adekwatni, lub od członka rodziny, jeśli jest nieprzytomny. Aby osiągnąć trzeci cel badania, pacjenci zostaną losowo przydzieleni do jednej z dwóch grup: grupy IMT lub grupy treningu wytrzymałościowego (SHAM). Randomizacja bloków zostanie przeprowadzona z podziałem na dwa czynniki: wynik w skali APACHE II i obecność POChP. Zostaną przygotowane i zapieczętowane koperty (80 dla grupy zabiegowej i 80 dla grupy trenującej wytrzymałość). Stosy kopert zostaną rozdzielone na APACHE<18, APACHE>18, bez POChP lub POChP i ich kombinacje (20 na każdy stan), biorąc pod uwagę 10 obwiedni IMT i 10 obwiedni treningu wytrzymałościowego dla każdego stosu.

2.1. Pomiary regionalnego przepływu krwi, dostarczania tlenu i dostępności tlenu za pomocą BFI pochodzącego z NIRS-ICG.

Wdechowy i korowy wskaźnik przepływu krwi (BFI) będą jednocześnie mierzone za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIRS) w połączeniu z wstrzyknięciami znacznika zielonego barwnika indocyjaninowego (ICG). ICG, która jest szeroko stosowana jako znacznik hemodynamiczny, osiąga pik absorpcji przy 805 nm i po infuzji dożylnej jest ograniczona do przedziału wewnątrznaczyniowego przez >95% wiązania z białkami osocza. BFI pochodzący z NIRS-ICG jako względny pomiar miejscowej perfuzji w mięśniach oddechowych i mięśniach obwodowych oraz korze mózgowej zostanie obliczony przez podzielenie szczytowego stężenia ICG w mięśniach (ocenionego za pomocą krzywej NIRS-ICG) przez czas narastania od 10 do 90% piku. W celu pomiaru stężeń ICG w mięśniach wdechowych i korze mózgowej cztery zestawy optod NIRS zostaną umieszczone przezskórnie w następujący sposób: dla mózgu nad obszarem kory przedczołowej (w odpowiedniej odległości, aby uniknąć interferencji z zatoką pośrodkową), na mięśniach pochyłych i na górny prosty brzucha. Dodatkowa sonda (czwarta) zostanie umieszczona na niepracującej grupie mięśniowej (tj. wyniosłości kłębu), która posłuży jako kontrolne miejsce pomiarowe. Dostarczenie tlenu do mięśni szkieletowych i tkanki mózgowej zostanie obliczone przez pomnożenie BFI przez zawartość tlenu w krwi tętniczej; ta ostatnia zostanie obliczona na podstawie próbek krwi tętniczej i żylnej. Wysycenie tlenem mięśnia wdechowego i poprzecznego oraz kory mózgowej (Stio2,%) — nieinwazyjny wskaźnik lokalnej dostępności tlenu w tkankach, który odzwierciedla równowagę między dostarczaniem tlenu a jego wykorzystaniem — będzie rejestrowane w sposób ciągły przez NIRS.

2.2 Stan hemodynamiczny

Rzut serca będzie oceniany w sposób ciągły za pomocą analiz konturu tętna za pomocą czujnika (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE) podłączonego do istniejącego cewnika tętniczego32 (patrz dodatek online). Obliczenie pojemności minutowej serca odbywa się z każdym uderzeniem, po prostu mnożąc objętość wyrzutową obliczoną na podstawie analizy krzywej ciśnienia tętniczego przez zarejestrowaną częstość akcji serca. Metoda analizy konturu tętna została zweryfikowana w odniesieniu do obliczeń pojemności minutowej serca przy użyciu metod złotego standardu. Wyniki pokazują, że ta metoda może zapewnić klinicznie akceptowalną ocenę trendu rzutu serca u stabilnych hemodynamicznie pacjentów OIOM. Dane dotyczące rzutu serca i tętna będą uśredniane przez 60 sekund podczas każdego określania BFI.

2.3. Program treningu mięśni wdechowych

Obie grupy (tj. grupa IMT lub grupa treningu wytrzymałościowego (SHAM)) będą uczestniczyć w zwykłych interwencjach treningowych mających na celu poprawę wytrzymałości mięśni oddechowych, takich jak spontaniczne próby oddychania (SBT) wykonywane z wentylacją wspomaganą ciśnieniem (PSV), ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych ( CPAP), T-rurka oraz wczesna mobilizacja. Po włączeniu i randomizacji pacjenci w obu grupach rozpoczną trening z urządzeniem TFRL (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, UK). Przed i po każdej sesji rejestrowane będą częstość oddechów, tętno, wysycenie hemoglobiny tlenem i ciśnienie krwi. Sesje będą składać się z 4 zestawów po minimum 6 i maksymalnie 10 oddechów na zestaw z okresami odpoczynku trwającymi co najmniej 2 minuty, podczas których pacjent zostanie umieszczony w pozycji siedzącej (45 stopni), w razie potrzeby odessany, a mankiet zostanie napompowany, aby zapobiec wyciek powietrza. Pacjenci zostaną poinstruowani, aby osiągnąć pełny wdech i wydech przy każdym oddechu oraz wykonać szybki i mocny wdech. Instrukcje i zachęty podczas sesji są ustandaryzowane. Ekran informacji zwrotnej na komputerze będzie dostępny dla pacjentów z grupy IMT, aby pokazać wyniki pacjentów podczas treningu (BreatheLink Software, HaB International Ltd, Wielka Brytania). Trening zostanie przerwany, jeśli pacjent zgłosi objawy duszności, niepokoju lub kaszlu, dyskomfortu lub gdy przezskórna desaturacja spadnie poniżej 85%. Obciążenie treningowe w grupie ćwiczącej siłowo zostanie dostosowane tak, aby utrzymać najwyższą tolerowaną intensywność przez cały czas trwania badania, aż do odstawienia MV. Pacjenci w grupie treningu wytrzymałościowego będą wykonywać ten sam schemat treningu bez korekty oporu treningowego (<10% MIP). Po sesjach zostaną zapisane wyniki w skali Borga dotyczące postrzeganego wysiłku oddechowego i duszności. We wszystkich grupach zajęcia poprowadzą doświadczeni fizjoterapeuci. Trening będzie trwał 28 dni lub do momentu pomyślnego odstawienia pacjenta od MV. Pacjenci nadal w MV po 28 dniach IMT będą uważani za nieodstawionych od piersi. MIP i VC będą mierzone co tydzień, aby śledzić postęp czynności płuc i odpowiedni opór treningu.

3. Plan analizy statystycznej

3.1. Plan analizy statystycznej dla 1. i 2. celu badania

Do obliczenia wielkości próby w tym badaniu wykorzystaliśmy zmianę BFI kory mózgowej z MV na SBT między pacjentami z sukcesem SBT i niepowodzeniem SBT. Oczekiwana wielkość efektu [Cohens d] wynosząca 0,467 została obliczona na podstawie średniej różnicy BFI kory mózgowej (tj. 6,70 nM/s) i odpowiedniego połączonego odchylenia standardowego (tj. 14,0 nM/s) z poprzedniego badania, w którym badano międzypółkulowe różnice w kory mózgowej BFI u krytycznie chorych pacjentów. Zgodnie z tym, stosując tę ​​wielkość efektu, krytyczną wielkość próby oblicza się na 20 pacjentów z niepowodzeniem SBT na podstawie zastosowania ANOVA jako metody analizy statystycznej. Przewidując, że około 1 na 5 pacjentów (wskaźnik 20%)1 nie przejdzie SBT, szacunkowa liczba (tj. pacjenci z niepowodzeniem. Zmienne ciągłe zostaną przedstawione jako wartości średnie z odchyleniami standardowymi, jeśli mają rozkład normalny lub jako mediana z przedziałem międzykwartylowym, jeśli nie. Wartości kategoryczne zostaną przedstawione jako liczby i proporcje. W przypadku porównań między grupą sukcesu lub niepowodzenia SBT, zmienne ciągłe zostaną porównane przy użyciu testu t-Studenta lub testu U Manna Whitneya w oparciu o rozkład zmiennych. Wartości kategoryczne zostaną porównane, odpowiednio, za pomocą testu chi-kwadrat lub dokładnego testu Fishera. Dwukierunkowa analiza wariancji (ANOVA) zostanie zastosowana w celu zbadania interakcji między reakcjami oddechowymi, hemodynamicznymi, gazometrią krwi i krążeniem obwodowym oraz utlenowaniem oraz różnymi punktami czasowymi (tj. T1-T4, patrz Tabela 1) między sukcesem a niepowodzeniem SBT Grupa. Jednokierunkowa ANOVA z powtarzanymi pomiarami zostanie wykorzystana do porównania różnych pomiarów czasu (tj. T1-T4, patrz Tabela 1) dla każdej grupy. Niezależne powiązanie między zmianami BFI kory mózgowej od MV do różnych pomiarów czasu podczas wyników SBT i SBT (porażka, sukces) zostanie zbadane za pomocą analizy regresji logistycznej. Dalsze badanie niezależnych związków między wynikami SBT (niepowodzenie, sukces) a wszystkimi zmiennymi oddechowymi, hemodynamicznymi, gazometrią i krążeniem obwodowym oraz utlenowaniem zostanie również zbadane za pomocą analizy regresji logistycznej. Na koniec zostanie przeprowadzona analiza wielokrotnej regresji logistycznej obejmująca wszystkie istotne niezależne predyktory (po sprawdzeniu ich pod kątem kolinearności), aby zidentyfikować determinanty wyników SBT. Dane będą analizowane przy użyciu oprogramowania SPSS (Chicago, IL, USA). Istotność statystyczna zostanie zdefiniowana jako p<0,05. Dodatkowo analogiczne analizy zostaną przeprowadzone dla wyników odsadzenia (porażka, sukces).

3.2. Plan analizy statystycznej dla 3. celu badania

Obliczenia wielkości próby dotyczące skuteczności IMT (grupa IMT w porównaniu z grupą trenującą wytrzymałość) na wyniki odstawiania od piersi opierają się na poprzednim przeglądzie literatury, w którym oceniano wpływ IMT u pacjentów trudnych do odstawienia. Zgodnie z odnotowanymi w tej metaanalizie proporcjami sukcesu odsadzenia, 78% w grupie IMT i 50% w grupie kontrolnej, przy założeniu ryzyka [a] i [β] na poziomie 5% i 20%, próbka Do grupy IMT należy zaliczyć 45 pacjentów, a do grupy treningu wytrzymałościowego – 45. Do analizy danych, w odniesieniu do pierwszego celu tego badania – porównania między grupą IMT x grupą trenującą wytrzymałość – zostanie wykorzystany test chi-kwadrat do porównania sukcesu w odstawieniu od piersi między grupami oraz niezależny test t (lub odpowiedni test nieparametryczny) dla próby używany do porównywania czasu trwania odsadzenia między grupami. Inne zmienne ciągłe będą również oceniane za pomocą tych samych testów. Porównania charakterystyk wzorców oddychania w obrębie pacjenta zostaną ocenione za pomocą testów t dla sparowanych pomiarów lub przeprowadzonego testu rang ze znakiem Wilcoxona zgodnie z normalnością rozkładu próbki. Istotność statystyczna zostanie ustalona na p<0,05.