Przezskórna funkcjonalna magnetyczna stymulacja mięśni u osób w stanie krytycznym (FMS_ICU)

1. Wstęp

   Osłabienie nabyte na OIT (ICU-AW) jest poważnym powikłaniem krytycznej choroby. Na OIOM-AW często chorują pacjenci z sepsą, ogólnoustrojową reakcją zapalną i wentylowani mechanicznie. Szacuje się, że około 50% pacjentów powracających do zdrowia po chorobie pierwotnej przebywa na oddziale intensywnej terapii z charakterystycznym osłabieniem mięśni. Prowadzi to do uzależnienia od wentylacji mechanicznej, wydłużając kosztowną hospitalizację na oddziale intensywnej terapii. Powstała miopatia powoduje trwałe upośledzenie czynnościowe, zagrażając pacjentom długo po wypisaniu ze szpitala.

   1.1 Patofizjologiczne podstawy rozwoju miopatii w stanie krytycznym Mechanizmy patofizjologiczne OIT-AW są słabo poznane, co prowadzi do braku specjalnie ukierunkowanych metod zapobiegania tej chorobie. U większości pacjentów obserwuje się zanik mięśni szkieletowych, zwłaszcza utratę szybkokurczliwych włókien mięśniowych (typ II) i obniżony poziom ciężkich łańcuchów miozyny (MyHC). Utrata MyHC jest konsekwencją zaburzenia równowagi pomiędzy jego syntezą i degradacją. Do najbardziej znaczących czynników przyczyniających się do rozwoju OIT-AW należą ogólnoustrojowe zapalenie, posocznica, unieruchomienie, sedacja, hiperglikemia, narażenie na leki blokujące przewodnictwo nerwowo-mięśniowe i kortykosteroidy, powodujące zmniejszenie masy i siły mięśniowej. Głównym wewnątrzkomórkowym systemem degradacji białek w mięśniach szkieletowych jest układ ubikwityna-proteasom, który reguluje również degradację MyHC.

   1.2 Fizjoterapia i przezskórna elektryczna stymulacja mięśni Działalność terapeutyczna na oddziale intensywnej terapii często rozpoczyna się od biernej mobilizacji, zwłaszcza u pacjentów nieaktywnych i nieprzytomnych. W leczeniu pacjentów w stanie krytycznym ma na celu zmniejszenie sedacji, zapewnienie odpowiedniej analgezji, sprzyjając w ten sposób szybszemu przebudzeniu i współpracy oraz zachęcaniu do aktywnego ruchu nawet u pacjentów wentylowanych mechanicznie.

   W celu wzmocnienia i ograniczenia zaniku mięśni fizjoterapia często łączy się z obwodową przezskórną stymulacją elektryczną mięśni szkieletowych. Dzięki stymulacji elektrycznej można zwiększyć siłę mięśni u pacjentów w stanie niekrytycznym, stosując protokoły stymulacji, które nie powodują zmęczenia mięśni.

   Stymulacja elektryczna może również zmieniać funkcjonalność mięśni poprzez zmniejszenie proporcji szybkich włókien glikolitycznych (typ II), które dominują u mniej aktywnych osób, prowadzących przeważnie siedzący tryb życia, na rzecz bardziej zorientowanych na wytrzymałość, wolno kurczących się włókien mięśniowych (typ I). (przejście z szybkiego na wolne). Zmiany te zależą w istotny sposób od wybranych parametrów stymulacji, czasu trwania stymulacji oraz unerwienia mięśni. Podobnie u pacjentów w stanie krytycznym dwie kolejne biopsje mięśni szkieletowych wykonane pomiędzy 5. a 15. dniem hospitalizacji wykazały znaczny spadek wytrzymałości, wolno kurczących się włókien.

   Stymulacja elektryczna jest obiecującą metodą zapobiegania miopatii w stanie krytycznym, ma jednak pewne ograniczenia. Badania nie wykazały jego skuteczności u krytycznie chorych pacjentów, jeśli rozpoczęto je w ciągu pierwszych siedmiu dni leczenia i nie były skuteczne w bardzo ostrych stanach. Stymulacja elektryczna może wywołać intensywne i widoczne skurcze mięśni jedynie u 75–80% krytycznie chorych pacjentów, prawdopodobnie z powodu obrzęku tkanek nad mięśniami, pełniącego funkcję izolacji, ponieważ głębokość stymulacji elektrycznej jest ograniczona. Ponadto stymulacja elektryczna jest metodą bolesną, a ocena bólu u pacjentów w stanie krytycznym stanowi większe wyzwanie w porównaniu z populacją ogólną. Dlatego niezwykle istotny jest dobór parametrów stosowanych w elektrostymulacji mięśni u pacjentów w stanie krytycznym.

   Aby dokładnie ocenić skuteczność stymulacji elektrycznej, stosuje się ocenę grubości mięśni za pomocą ultradźwięków oraz ocenę siły mięśni za pomocą manualnego badania mięśni. Najpowszechniejszą skalą stosowaną do oceny siły mięśni jest skala Medical Research Council (MRC), w której mniej niż 48 punktów z maksymalnie 60 punktów lub średni wynik poniżej 4 definiuje ICU-AW. ICU-AW obejmuje zarówno neuro-, jak i miopatię u pacjentów w stanie krytycznym.

   Wykazano, że najbardziej skuteczna jest dwufazowa symetryczna stymulacja elektryczna o częstotliwości 30–40 Hz, czasie trwania impulsu 0,3 ms, z 6 sekundami włączenia i 6–12 sekundami przerwy oraz całkowitym czasem trwania 45–55 minut. Pacjenci, którzy oprócz standardowego leczenia rehabilitacyjnego otrzymali stymulację elektryczną, mieli istotnie większą siłę mięśniową w skali MRC w porównaniu z pacjentami, którzy nie otrzymali stymulacji elektrycznej. Ponadto zaobserwowaliśmy istotnie krótsze odzwyczajanie od wentylacji mechanicznej u pacjentów, którzy zostali poddani elektrycznej stymulacji mięśni.

   1.3 Przezskórna funkcjonalna stymulacja magnetyczna mięśni Przezskórna funkcjonalna stymulacja magnetyczna mięśni (FMS) różni się od stymulacji elektrycznej tym, że do stymulacji tkanki mięśniowej wykorzystuje aplikator magnetyczny zamiast dwóch (lub więcej) elektrod i jest znacznie mniej bolesna. Cewka elektryczna zainstalowana w aplikatorze generuje pole magnetyczne, które rozprzestrzenia się w przestrzeń kosmiczną. Pole magnetyczne przenika także do organizmu człowieka, gdzie indukuje prąd elektryczny. Te indukowane prądy to bodźce elektryczne, które podobnie jak stymulacja elektryczna sztucznie propagują sygnał wzdłuż komórki nerwowej (neuronu), powodując w ten sposób skurcz mięśni. Pomimo tego samego mechanizmu wyzwalania sygnału elektrycznego w komórce nerwowej, sposób dostarczania energii jest inny. Tym samym FMS nie ogranicza się do działania wyłącznie na struktury powierzchniowe, co jest jedną z głównych wad stymulacji elektrycznej, gdyż rzadko dociera do struktur głębszych niż 12 mm [38]. W przeciwieństwie do stymulacji elektrycznej, FMS wnikają głęboko w ciało bez bezpośredniego kontaktu aplikatora ze skórą, umożliwiając wykonanie stymulacji magnetycznej nawet przez ubranie, bandaże lub uszkodzoną lub wrażliwą skórę. Dodatkowo na korzyść FMS nie powoduje dużego stężenia prądu elektrycznego w miejscu wejścia do organizmu przez skórę, dzięki czemu nie powoduje bólu.

   FMS zapobiega inaktywacji atrofii mięśni szkieletowych, jak wykazano w przypadku zmobilizowanych kończyn szczurów. Przezskórne FMS mięśnia czworogłowego przez nerw udowy jest metodą bezpieczną i bezbolesną, nawet w przypadku stosowania u ludzi. Przy częstotliwości stymulacji 30 Hz i polu magnetycznym 1,6 T jest w stanie wygenerować około 72±5% maksymalnej siły spontanicznego skurczu mięśnia czworogłowego. U pacjentów z POChP, mięsień czworogłowy FMS zwiększył siłę samoistnego skurczu o 17% w porównaniu z grupą kontrolną i poprawił jakość życia. Pacjenci z POChP dobrze tolerują FMS mięśnia czworogłowego uda, ponieważ nie wpływa on na stres oksydacyjny w mięśniach, ale zwiększa rozmiar wolnokurczliwych włókien mięśniowych.

   W medycynie intensywnej terapii stymulacja magnetyczna znalazła zastosowanie przede wszystkim w celach diagnostycznych w ocenie funkcji przepony, ocenie siły mięśni obwodowych oraz przezczaszkowej stymulacji elektrycznej jako narzędzie diagnostyczne i terapeutycznej stymulacji komórek mózgowych. Wraz z rozwojem nowoczesnych przezskórnych stymulatorów magnetycznych pojawiła się możliwość ich zastosowania w intensywnej terapii do celów terapeutycznych, takich jak zapobieganie miopatii w stanach krytycznych. Dotychczas nie przeprowadzono badań nad zastosowaniem i skutecznością magnetycznej stymulacji mięśni obwodowych u osób w stanie krytycznym.

   1.4 Rozpoznanie ICU-AW Obecnie nie ma jednolitych, standaryzowanych kryteriów diagnostycznych potwierdzających obecność ICU-AW. Klinicznie, siłę mięśni ocenia się u pacjentów biorących udział w badaniu, poddawanych lekkiej sedacji. Aby wzbudzić podejrzenie OIT-AW, powszechnie stosuje się kliniczną ocenę siły mięśni przy użyciu zmodyfikowanej skali MRC. Obejmuje to ręczne badanie mięśni, ocenę odwiedzenia barku, zgięcia łokcia i wyprostu nadgarstka w przypadku kończyn górnych oraz zgięcia stawu biodrowego, wyprostu kolana i zgięcia grzbietowego kostki w przypadku kończyn dolnych. Maksymalny łączny wynik wszystkich ocen wynosi 60. Wynik 48 lub mniej lub średni wynik poniżej 4 może budzić kliniczne podejrzenie OIOM-AW i związanych z nim powikłań. Potwierdzenie istnienia OIT-AW często wymaga zastosowania inwazyjnych technik diagnostycznych, takich jak elektromiografia, elektroneurografia oraz analizy histomorfologiczne i biologii molekularnej próbek z biopsji mięśni i nerwów. Techniki te uważane są za złoty standard w diagnostyce. Biopsje mięśni i nerwów mogą ujawnić anomalie strukturalne, chociaż procedury te są dość inwazyjne i nie zawsze pozwalają na ostateczne rozpoznanie OIOM-AW; niemniej jednak odgrywają one kluczową rolę w rozpoznawaniu zaniku mięśni. Na podstawie biopsji mięśnia wykazano, że u pacjentów z klinicznymi i elektrofizjologicznymi wzorami leczenia na oddziałach intensywnej terapii często występują zmiany miopatyczne. Biopsje mięśni w celu wykazania ICU-AW najczęściej pobiera się z mięśnia naramiennego lub głowy bocznej mięśnia czworogłowego uda [23].

2. Cel badania

Celem badania jest zbadanie wpływu FMS na rozwój OIT-AW. Główne cele proponowanych badań to:

1. Ocena wykonalności FMS u pacjentów w stanie krytycznym.
2. Ocena skuteczności FMS w zapobieganiu zanikowi i osłabieniu mięśni szkieletowych u pacjentów w stanie krytycznym.