Respiratie gesynchroniseerde elektrische stimulatie van de expiratiespieren om respiratoire spieratrofie te voorkomen tijdens de acute stadia van beademingstherapie

Ongeveer 30-40% van de geïntubeerde patiënten op de intensive care (IC) heeft
meer dan één poging nodig om van de
kunstmatige beademing af te komen (te ontwennen), en ongeveer 6-14% van de
geïntubeerde patiënten heeft meer zeven
dagen nodig om te ontwennen van de beademing.[1]-[5] Terwijl kunstmatige
beademing levensreddend kan zijn, hebben
patiënten die lang worden beademend kans op vele klinische complicaties en een
verhoogde kans op mortaliteit.[1], [3], [4], [6]
Het is daarom noodzakelijk voor deze patiënten om zo snel mogelijk te ontwennen
van de beademing.

Een van de factoren die het ontwennen van de beademing moeilijk maakt is zwakte
van de ademhalingspieren (atrofie), doordat
patiënten deze spieren niet actief gebruiken wanneer ze beademd worden. Het
ontstaan van atrofie van het middenrif, de
buikspieren en de tussenribspieren is het grootst tijdens de eerste vijf dagen
van beademingstherapie[7]-[11] en kan zorgen
voor een verminderde hoestkracht, verminderde ademkracht, en lage
zuurstofwaarden / hoge koolstofdioxide waarden in het
bloed. Hierdoor zijn patiënten extra vatbaar voor een longontsteking, wat het
ontwennen lastiger maakt.

Recent onderzoek heeft aangetoond dat neuromusculaire elektrische stimulatie
(NMES) gebruikt kan worden als een veilige
therapie om de functie van skeletspieren te behouden in ernstig zieke
patiënten, bijvoorbeeld door het stimuleren van de
quadriceps spieren in patiënten die beademend worden op de IC.[12]-[20] NMES is
een niet-invasieve methode, waarbij via
huidelektrodes korte elektrische impulsen worden gegeven om spiercontracties te
veroorzaken, zonder dat de patiënt hier actief
aan mee hoeft te werken.[13], [14], [21]-[23] Wij denken daarom dat deze
methode ook toegepast kan worden op de
ademhalingsspieren, met name de uitademingspieren (buikspieren), wanneer
patiënten kunstmatig beademend worden.

Om deze hypothese te testen, gebruiken we een transcutane elektrische
spierstimulator die NMES geeft op de buikspieren,
synchroon met de kunstmatige uitademing. Het is eerder aangetoond dat deze
techniek de minuutventilatie verbetert in gezonde
proefpersonen, COPD patiënten en patiënten die langdurig beademd worden, zonder
dat de ademhaling nadelig belast wordt.
[24]-[26]

Dit onderzoek gaat door op dit werk, en test de hypothese dat NMES van de
buikspieren, synchroon met de kunstmatige
uitademing, ervoor kan zorgen dat atrofie van deze uitademingspieren kan worden
voorkomen tijdens de beginfase van
kunstmatige beademing. Het lange termijn doel is om te bepalen of deze therapie
voor een verbeterde longfunctie kan zorgen,
en er vervolgens voor kan zorgen dat patiënten eerder kunnen ontwennen van de
beademing. Dit kan een grote impact hebben
voor geïntubeerde patiënten op de IC.

Het primaire doel van dit onderzoek is om de haalbaarheid te onderzoeken of
elektrische stimulatie van de uitademingspieren, gesynchroniseerd
met de kunstmatige uitademing, er voor kan zorgen dat atrofie van de
uitademingspieren wordt voorkomen tijdens de acute fase
van beademingstherapie.

De secundaire doelen zijn om te onderzoeken of deze therapie ook invloed heeft
op (1) de dikte van het middenrif, (2)
longfunctiemetingen, (3) markers voor systemische inflammatie, en (4) de
snelheid waarop patiënten ontwennen van de beademing. Karakteristieken van deze
uitkomsten worden onderzocht, zoals de standaard deviaties en correlaties met
het primaire eindpunt/doel.
Andere doelen zijn het onderzoeken van de recruitment snelheid van patiënten en
de tijd om data te verzamelen.

Altezamen wordt deze data gebruikt om de haalbaarheid van een vervolgtrial te
bepalen en een schatting te maken van het aantal proefpersonen nodig voor een
grotere vervolgstudie naar klinisch relevante eindpunten, mits feasible.

Dit onderzoek is een gerandomiseerde, sham-gecontroleerde interventionele pilot
studie waarbij patiënten, zorgverleners, en
onderzoekers die de resultaten verzamelen geblindeerd worden voor de toewijzing
van behandeling.

De interventie bestaat uit tweemaal daagse elektrische stimulatie van 30 minuten van de buikwandspieren (dwarse, interne en externe schuine buikspieren), voor 5 dagen per week, voor maximaal 6 weken of totdat de patiënt eerder is ontwent van de beademing. In de sham-controle groep wordt dezelfde setting gehanteerd, echter wordt de intensiteit van de stimulatie zo laag gezet dat er geen spiercontractie optreedt. De reden om sham-stimulatie toe te passen en de reden om alle zorgverleners en resultaat beoordelaars te blinderen is om er zeker van te zijn dat de interventie groep dezelfde zorg ontvangt als andere patiënten.

De patienten ontvangen standaard intensieve zorg, en aanvullend stimulatie van
hun buikspieren voor tweemaal 30 minuten per dag. Dit
brengt geen risico*s met zich mee, aangezien het is aangetoond dat NMES veilig
gebruikt kan worden bij zowel IC patiënten als
niet-IC patiënten.[7-15],[22] Daarnaast wordt NMES al toegepast in het
Radboudumc bij bijvoorbeeld fysiotherapie.
Om het effect van spierstimulatie te onderzoeken, worden een aantal testen
uitgevoerd:
- Echografie: elke twee dagen wordt de dikte van de buikspieren en het
middenrif gemeten. Echografie is een weinig belastend
onderzoek, zonder risico*s voor de patiënt.
- Bloedprikken: ten behoeve van het onderzoek worden er tweemaal twee extra
buisjes bloed afgenomen via het infuus in de arm. De
patiënt hoeft hiervoor niet extra geprikt te worden.
De overige uitkomstmaten worden verkregen uit routine onderzoek op de IC
(longfunctiemetingen) of uit het medische dossier,
wat dus geen extra belasting voor de patiënt met zich meebrengt.