Тренировка дыхательных мышц у пациентов с трудным отлучением от груди

1. Введение.

Отлучение охватывает весь процесс освобождения пациента от искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и эндотрахеальной трубки или трахеостомы. У большинства пациентов с искусственной вентиляцией легких спонтанное дыхание (отлучение от груди) может быть успешно достигнуто быстро и легко, однако у 15-30% пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких, этого не происходит. Наиболее распространенными факторами, приводящими к неудаче при отлучении от груди, являются i) утомление дыхательных мышц, ii) гиперкапния, iii) одышка и iv) тревога. В соответствии с этим предложен механизм, который может способствовать неудаче при отлучении от груди, а именно теория «эффекта кражи». В частности, теория «эффекта кражи» предполагает, что в процессе отлучения от груди потребность в энергии дыхательных мышц может увеличиться до такой степени, что дыхательные мышцы могут лишить кислород и кровь других тканей, таких как мозг. На самом деле, по крайней мере для мозга, снижение доставки крови и кислорода теоретически может предрасполагать этот орган к дисфункции. Ограничение доставки кислорода к мозгу может оказывать неблагоприятное воздействие на функцию дыхательных мышц как таковую, нарушая работу дыхательного центра и нервно-мышечную деятельность вентиляционной помпы, делая вентиляционную помпу неспособной раздувать легкие, что приводит к усугублению дыхательной недостаточности. мышечная усталость и ведущая к отказу от отлучения от груди. Тренировка дыхательных мышц (ΙΜΤ) — это немедикаментозное и экономически эффективное лечение, которое, как было показано, улучшает функциональную способность дыхательных мышц у пациентов со слабостью дыхательных мышц, хотя недавно было предложено в качестве возможного дополнительного компонента стратегии отлучения от груди. Внедрение программы ТИМ может снизить энергетические потребности инспираторных мышц за счет повышения эффективности дыхания инспираторных мышц, с одной стороны, и оптимизации использования кислорода дыхательными мышцами, с другой стороны. Увеличение мышечной силы и сократительной функции, а также окислительной способности в ответ на ТИМ, которые были зарегистрированы у пациентов с хроническими заболеваниями легких в ответ на ТИМ, могут увеличить использование кислорода инспираторными мышцами, тем самым снижая потребность в кровотоке и кислороде. в пользу коры головного мозга.

Цели проекта:

1. Исследовать, воруют ли инспираторные мышцы кровь и кислород из коры головного мозга («эффект кражи»).
2. Исследовать влияние теории «эффекта кражи» на результаты отлучения от груди.
3. Оценить влияние ТИМ с использованием недавно разработанного устройства TFRL на результаты отлучения от груди и на «эффект кражи» у пациентов с трудностями отлучения от груди в отделении интенсивной терапии по сравнению с группой фиктивных низкоинтенсивных тренировок на выносливость.

2. Основные методологии

Пациенты с трудным отлучением от груди будут включены в соответствии с критериями включения. Кроме того, группа «простого отлучения», определяемая как пациенты, успешно прошедшие первое испытание по отлучению, будет использоваться в качестве контрольной группы для решения 1-й и 2-й задач исследования. Пациенты с простым отлучением, пациенты с трудным отлучением и пациенты с длительным отлучением от груди будут классифицироваться в соответствии с критериями, предложенными в недавнем исследовании WIND. В частности, пациенты будут классифицированы в группу 1 (т. е. пациенты с простым отлучением от груди — успешное отлучение от груди при первой попытке отлучения, приводящее к успешной экстубации в течение 1 дня). Пациенты будут включены в группу 2 (т. е. трудно поддающиеся отлучению от груди — успешное отлучение от груди более чем через 1 день, но менее чем через 1 неделю после первой попытки отделения (успешное отделение или смерть) или к группе 3 (т. е. длительное отлучение от груди — отлучение от груди еще не прекращено через 7 дней после первой попытки отделения в результате успеха или смерти). После получения информации об исследовании письменное информированное согласие будет получено от всех пациентов, если они бодрствуют и находятся в адекватном состоянии, или от члена семьи, если он находится без сознания. Для достижения третьей цели исследования пациенты будут рандомизированы в одну из двух групп: группа IMT или группа тренировки выносливости (SHAM). Блочная рандомизация будет проводиться по двум факторам: оценка по шкале APACHE II и наличие ХОБЛ. Конверты будут подготовлены и запечатаны (80 для лечебной группы и 80 для группы тренировки на выносливость). Стопки конвертов будут разделены на APACHE<18, APACHE>18, не-ХОБЛ или ХОБЛ и их комбинации (по 20 для каждого состояния) с учетом 10 конвертов IMT и 10 конвертов для тренировок на выносливость для каждой стопки.

2.1. Измерения регионарного кровотока, доставки кислорода и доступности кислорода с помощью BFI, полученного с помощью NIRS-ICG.

Инспираторный индекс и индекс кровотока в коре головного мозга (BFI) будут одновременно измеряться с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра (NIRS) в сочетании с инъекциями трассирующего индоцианинового зеленого красителя (ICG). ICG, который широко используется в качестве индикатора гемодинамики, имеет пик поглощения при 805 нм и после внутривенной инфузии ограничивается внутрисосудистым компартментом благодаря > 95% связыванию с белками плазмы. Полученный NIRS-ICG BFI как относительное измерение локальной перфузии в дыхательных и периферических мышцах и коре головного мозга будет рассчитываться путем деления пиковой концентрации ICG в мышцах (оцененной по кривой NIRS-ICG) на время нарастания от 10 до 90% от пика. Для измерения инспираторных мышц и концентраций ICG в коре головного мозга четыре набора оптодов NIRS будут чрескожно расположены следующим образом: для мозга над областью префронтальной коры (на достаточном расстоянии, чтобы избежать помех срединной линии синуса), на лестничных мышцах и на верхняя прямая мышца живота. Дополнительный датчик (4-й) будет помещен на неработающую группу мышц (например, возвышение тенара), которая будет использоваться в качестве контрольной точки измерения. Доставка кислорода к скелетным мышцам и тканям головного мозга будет рассчитываться путем умножения BFI на содержание кислорода в артериальной крови; последний будет рассчитываться по образцам газов артериальной и венозной крови. Инспираторная и барная мышцы и насыщение кислородом коры головного мозга (Stio2,%) — неинвазивный показатель доступности кислорода в локальной ткани, отражающий баланс между доставкой и использованием кислорода — будет непрерывно регистрироваться с помощью NIRS.

2.2 Гемодинамический статус

Сердечный выброс будет непрерывно оцениваться путем анализа контура пульса с помощью датчика (Pulsioflex Monitor, Pulsion Medical Systems SE), подключенного к существующему артериальному катетеру32 (см. онлайн-приложение). Расчет сердечного выброса выполняется по ударам путем простого умножения ударного объема, рассчитанного с помощью анализа кривой артериального давления, на записанную частоту сердечных сокращений. Метод анализа контуров пульса был проверен в сравнении с расчетами сердечного выброса с использованием методов золотого стандарта. Результаты показывают, что этот метод может обеспечить клинически приемлемую оценку тенденции сердечного выброса у гемодинамически стабильных пациентов в отделении интенсивной терапии. Данные о сердечном выбросе и частоте сердечных сокращений будут усредняться в течение 60 секунд во время каждого определения BFI.

2.3. Программа тренировки мышц вдоха

Обе группы (например, группа IMT или группа тренировки на выносливость (SHAM)) будут участвовать в обычных тренировочных вмешательствах, направленных на улучшение выносливости дыхательных мышц, таких как пробы спонтанного дыхания (SBT), выполняемые с вентиляцией с поддержкой давлением (PSV), постоянным положительным давлением в дыхательных путях ( CPAP), Т-образная трубка, а также ранняя мобилизация. После включения и рандомизации пациенты обеих групп приступят к обучению на устройстве TFRL (POWERBREATHE KH2, HaB International Ltd, Великобритания). До и после каждого сеанса будут регистрироваться частота дыхания, частота сердечных сокращений, насыщение гемоглобина кислородом и артериальное давление. Сеанс будет состоять из 4 подходов минимум 6 и максимум 10 вдохов в подходе с периодами отдыха не менее 2 минут, когда пациент будет помещен в сидячее положение (45 градусов), при необходимости аспирируется, а манжета будет надута для предотвращения утечка воздуха. Пациенты будут проинструктированы о достижении полного вдоха и выдоха при каждом дыхании, а также о быстром и сильном вдохе. Инструкции и поощрения во время занятий стандартизированы. Экран обратной связи на компьютере будет доступен для пациентов из группы IMT, чтобы показать эффективность пациентов во время обучения (программное обеспечение BreatheLink, HaB International Ltd, Великобритания). Тренировка будет прервана, если пациент сообщит о симптомах одышки, беспокойства или кашля, дискомфорта или когда чрескожная десатурация кислорода упадет ниже 85%. Тренировочная нагрузка в группе силовых тренировок будет скорректирована для поддержания максимально переносимой интенсивности на протяжении всего курса исследования до прекращения ИВЛ. Пациенты в группе тренировок на выносливость будут выполнять тот же режим тренировок без корректировки тренировочного сопротивления (<10% MIP). После сеансов будут записываться баллы по шкале Борга по воспринимаемому дыхательному усилию и одышке. Занятия во всех группах проведут опытные физиотерапевты. Обучение продлится 28 дней или до тех пор, пока пациент не будет успешно отучен от ИВЛ. Пациенты, все еще находящиеся в ИВЛ после 28 дней ТИМ, будут считаться неудачными при отлучении от груди. MIP и VC будут измеряться еженедельно, чтобы отслеживать прогрессирование функции легких и адекватное сопротивление тренировке.

3. План статистического анализа

3.1. План статистического анализа для 1-й и 2-й цели исследования

Для расчета размера выборки в этом исследовании мы использовали изменение BFI коры головного мозга от MV до SBT между успешными пациентами SBT и пациентами с неудачами SBT. Ожидаемый размер эффекта [Cohens d], равный 0,467, был рассчитан из средней разницы BFI коры головного мозга (т.е. 6,70 нМ/с) и соответствующего объединенного стандартного отклонения (т.е. различия в коре головного мозга BFI у пациентов в критическом состоянии. Соответственно, используя этот размер эффекта, критический размер выборки рассчитывается как 20 пациентов с неудачей СПО на основе использования ANOVA в качестве метода статистического анализа. Предполагая, что приблизительно только у 1 из 5 пациентов (20%-й показатель)1 ожидается неэффективность СПО, предполагаемое количество (т. е. 20*5=100) пациентов в целом считается включенным для определения пациенты с отказом. Непрерывные переменные будут представлены в виде средних значений со стандартными отклонениями, если они распределены нормально, или в виде медианы с межквартильным диапазоном, если нет. Категориальные значения будут представлены в виде чисел и пропорций. Для сравнения между группой успеха или неудачи SBT непрерывные переменные будут сравниваться с использованием t-критерия Стьюдента или U-критерия Манна-Уитни на основе распределения переменных. Категориальные значения будут сравниваться с использованием критерия хи-квадрат или точного критерия Фишера, в зависимости от ситуации. Двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) будет применяться для изучения взаимодействия между дыхательными, гемодинамическими газами, газами крови, периферическим кровообращением и реакциями оксигенации, а также различными временными точками (т. е. T1-T4, см. группа. Односторонний ANOVA с повторными измерениями будет использоваться для сравнения различных измерений времени (т. е. T1-T4, см. Таблицу 1) для каждой группы. Независимая связь между изменениями в коре головного мозга BFI от MV до различных измерений времени во время SBT и результатов SBT (неудача, успех) будет исследована с помощью логистического регрессионного анализа. Дальнейшее изучение независимых ассоциаций между исходами СПО (неудача, успех) и всеми респираторными, гемодинамическими, газами крови и переменными периферического кровообращения и оксигенации также будет изучено с помощью логистического регрессионного анализа. Наконец, будет проведен множественный логистический регрессионный анализ, включающий все значимые независимые предикторы (после проверки их на коллинеарность), чтобы определить детерминанты результатов SBT. Данные будут проанализированы с использованием программного обеспечения SPSS (Чикаго, Иллинойс, США). Статистическая значимость будет определяться как p<0,05. Кроме того, аналогичные анализы будут проводиться для результатов отлучения от груди (неудача, успех).

3.2. План статистического анализа для 3-й цели исследования

Расчет размера выборки для оценки эффективности ТИМ (группа ТИМ по сравнению с группой, тренирующей выносливость) в отношении исхода отлучения от груди основан на предыдущем обзоре литературы, в котором оценивались эффекты ТИМ у пациентов, которым трудно отлучить от груди. В соответствии с пропорциями успеха отлучения от груди, наблюдаемыми в этом мета-анализе, 78% в группе ТИМ и 50% в контрольной группе, и при допущении [а]- и [β]-рисков 5% и 20% выборка 45 пациентов должны быть включены в группу ТИМ и 45 в группу тренировки выносливости. Для анализа данных, касающихся первой цели этого исследования - сравнения между группой IMT и группой тренировки на выносливость - критерий хи-квадрат будет использоваться для сравнения успеха отлучения от груди между группами, и будет использоваться t-критерий независимой выборки (или соответствующий непараметрический критерий). используется для сравнения продолжительности отлучения от груди между группами. Другие непрерывные переменные также будут оцениваться с помощью тех же тестов. Сравнение характеристик дыхания внутри пациента будет оцениваться с помощью t-критерия для парных показателей или критерия знакового ранга Уилкоксона будет выполняться в соответствии с нормальностью выборочного распределения. Статистическая значимость будет установлена ​​на уровне p<0,05.