Słabość mięśni oddechowych jest bardzo częsta u pacjentów odstawianych od wentylacji mechanicznej. Oporowe trening mięśni wdechowych (IMT) może poprawić siłę wdechową i potencjalnie wyniki odstawiania. Ten protokół zapewnia strukturalne podejście do oferowania IMT wybranym pacjentom na podstawie najlepszej dostępnej wiedzy, ułatwiając jego szersze zastosowanie w opiece intensywnej.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Trening mięśni wdechowych jako uzupełnienie leczenia niepowodzenia odstawienia od wentylacji mechanicznej u pacjentów krytycznie chorych: Praktyczny przewodnik
* These authors contributed equally
W tym artykule
Informacja o sprostowaniu
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Podsumowanie
Streszczenie
Słabość mięśni wdechowych jest częsta wśród pacjentów poddanych wentylacji mechanicznej i jest dobrze rozpoznawaną przyczyną trudności z odstawieniem od wentylacji, które są związane ze złym rokowaniem i zwiększoną śmiertelnością. Trening mięśni wdechowych jest możliwym do zastosowania i obiecującą interwencją, która może poprawić ogólną siłę mięśni oddechowych i potencjalnie ułatwić pomyślne oderwanie od wentylacji mechanicznej u pacjentów z trudnościami w odstawieniu od wentylacji.
Niniejszy artykuł proponuje praktyczny przewodnik wspierający lekarzy w integracji treningu mięśni wdechowych w opiece nad pacjentami poddanymi wentylacji mechanicznej, którzy mają trudności z odstawieniem od wentylacji, oparty na doświadczeniu klinicznym i aktualnych dowodach.
Proponowany podejście koncentruje się na zastosowaniu treningu mięśni wdechowych u pacjentów z trudnościami w odstawieniu od wentylacji (głównie u pacjentów tracheostomizowanych poddawanych długotrwałemu odstawieniu), którzy spełniają kryteria gotowości do odstawienia i są w pełni współpracującymi.
Sesje treningowe są zwykle przeprowadzane codziennie, gdy pacjent jest odłączony od wentylatora, po wstępnej ocenie maksymalnego ciśnienia wdechowego i siły życiowej płuc. Te parametry, wraz z przemieszczeniem objętości obserwowanym podczas każdej sesji treningowej i ocenami objawów ocenianymi później, są wykorzystywane do indywidualizacji początkowego obciążenia zewnętrznego i progresji treningowej.
Główne komponenty, które są brane pod uwagę, aby zaoferować i spersonalizować podejście treningowe, obejmują selekcję pacjenta, ocenę mięśni oddechowych i czynności płuc, ustawienia obciążenia, instrukcje oddychania podczas treningu oraz progresję treningową kierowaną ocenami objawów i przemieszczeniem objętości.
Wprowadzenie
Słabość mięśni oddechowych jest bardzo powszechna u pacjentów poddanych wentylacji mechanicznej, występując u do 80% pacjentów w momencie odstawieniu od wentylacji1. Ta dysfunkcja jest silnie związana z trudnościami w odstawieniu od wentylacji mechanicznej, przedłużonym pobytem w oddziale intensywnej terapii (OIT) i zwiększoną śmiertelnością2.
Oporowy trening mięśni wdechowych (IMT) jest wykonalną i obiecującą strategią poprawy funkcji mięśni oddechowych. Metaanalizy raportu średnie poprawy 6-7 cmH₂O w maksymalnym ciśnieniu wdechowym (PImax) wśród pacjentów poddanych wentylacji mechanicznej3,4, co może ułatwić sukces odstawienia, szczególnie u pacjentów z trudnościami w odstawieniu3. Jednakże, badania koncentrujące się specyficznie na pacjentach z trudnościami w odstawieniu raportowały heterogeniczne wyniki, prawdopodobnie odzwierciedlające różnice w projekcie protokołu (czas, intensywność, rodzaj obciążenia), instrukcje oddechowe oraz poziom współpracy pacjenta5,6,7,8,9,10.
W różnych badaniach, oporowy IMT był ogólnie wykonywany raz lub dwa razy dziennie, w 2-5 zestawach po 6-30 oddechów, używając zewnętrznych obciążeń od 10% do 50% PImax i stosując obciążenie progowe ciśnienia lub (stopniowo) oporowe przepływu5,6,7,8,9,10. Mimo tych różnic, większość badań wykazuje większe poprawy w PImax z oporowym IMT niż z warunkami kontrolnymi. Mimo to, wielkość efektu jest niejednolita: poprawy w PImax wahały się od 5 cmH₂O do 33 cmH₂O w grupach interwencyjnych w porównaniu z +2 cmH₂O do +15 cmH₂O w kontrolach5,6,7,8,9,10. Wyniki odstawienia wykazywały podobny wzorzec, z średnimi wskaźnikami sukcesu ważącymi między 55-88% w grupach opornego IMT w porównaniu z 22-88% w kontrolach6,7,9,10.
Do tej pory tylko dwa badania zbadano wpływ porównywalnych protokołów IMT w podobnej populacji w pełni współpracujących, tracheostomizowanych pacjentów poddanych przedłużonemu odstawieniu5,10. Ich wyniki, uzupełnione dodatkowymi wynikami fizjologicznymi11, dostarczają najbardziej solidnych dowodów obecnie dostępnych, aby przewodzić oporowemu IMT w tej grupie pacjentów. W randomizowanym badaniu kontrolnym (RCT) Martin i wsp.5 pacjenci wykonywali codzienne szybkie, głębokie wdechy przeciwko najwyższym tolerowanym obciążeniom (20-40% PImax) z codziennymi progresjami, osiągając znacznie wyższe wskaźniki sukcesu odstawienia i większe zyski w PImax niż kontrole, które wykonywały powolne, głębokie wdechy przeciwko fałszywym obciążeniom (mniej niż 10% PImax). Van Hollebeke i wsp.10 znaleźli podobne postrzegane wysiłki, poprawy PImax oraz wskaźniki sukcesu odstawienia między pacjentami trenującymi szybkie, głębokie wdechy przeciwko najwyższym tolerowanym obciążeniom (30-50% PImax) a tymi używającymi fałszywego obciążenia (mniej niż 10% PImax).
Następne badanie fizjologiczne zapewniło wgląd w te nieoczekiwane różnice zaobserwowane między fałszywymi interwencjami w Van Hollebeke i in.10 oraz Martin i in.5, wskazując na różne instrukcje oddechowe dane pacjentom11. Pokazało, że obciążenie zewnętrzne ustawianego na urządzeniach IMT nie w pełni odbija całkowitego obciążenia wywierane podczas IMT, ponieważ prawdopodobnie wewnętrzne czynniki takie jak wysoka sprężystość ściany klatki piersiowej i płuc, sekrety oskrzelowe i obturacja dróg oddechowych znacząco wpływają na całkowite obciążenie w treningu w przypadku pacjentów poddanych przedłużonemu odstawieniu11. Co ważne, wykonywanie szybkich i głębokich (czyli potężnych) wdechów pozwoliło pacjentom osiągnąć wyższe końcowe objętości płuc nawet przy użyciu obciążeń IMT mniejszych niż 10% PImax, tym samym znacząco zwiększając całkowite obciążenie na mięśniach oddechowych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Ten protokół jest klinicznie stosowany w University Hospital Leuven, a poprzednie badania przeprowadzone w UZ Leuven, na których jest oparty, otrzymały zgodę etyczną od Komitetu Etycznego ds. Badań Klinicznych Uniwersyteckich Szpitali w Leuven, Belgia.
1. Wybór pacjentów i istotne oceny w celu ustalenia szkolenia
- Zidentyfikuj pacjentów z trudnościami w odstawieniu od wentylacji mechanicznej i prawdopodobnym osłabieniem mięśni oddechowych.
- Zidentyfikuj pacjentów wentylowanych inwazyjnie, którzy mieli pierwszą próbę odstawieniu i nie są odstawiani w ciągu 24 h od tego czasu.
- Rozważ osłabienie mięśni wdechowych jako potencjalny czynnik przyczyniający się do niepowodzenia odstawieniu u tych pacjentów, ponieważ jego częstość występowania w tej populacji jest oczekiwana na wysokim poziomie1,2. Przeprowadź ocenę pojemności mięśni wdechowych, aby określić kwalifikację do treningu mięśni wdechowych.
- Sprawdź pełną współpracę i kryteria bezpieczeństwa.
- Przesiej pacjentów na przebudzenie i współpracę na podstawie reakcji na następujące 5 standaryzowanych poleceń: "Otwórz (zamknij) oczy", "Sprzyj mi", "Otwórz usta i wysuń język", "Przyklęknij", i "Podnieś brwi, gdy policzę do 5"13. Przeprowadź oceny funkcji płuc i mięśni oddechowych, a także szkolenie, jeśli pacjenci odpowiadają poprawnie na co najmniej 4 z 5 poleceń.
UWAGA: Jeśli pacjent odpowiada poprawnie tylko na 3 z tych standaryzowanych poleceń, współpracę należy uznać za niewystarczającą do niezawodnego wykonania pomiarów. W takich przypadkach, współpracę należy ponownie ocenić później tego samego dnia lub następnego dnia. - Sprawdź, czy pacjenci mogą wykonać instrukcję oddychania, prosząc ich o wykonanie głębokiego wdechu lub serii głębokich wdechów, podczas gdy są podłączeni do wentylatora.
- Upewnij się, że pacjenci nie mają przeciwwskazań do wykonywania ocen i szkoleń (np. niestabilność hemodynamiczna, wysokie ciśnienie śródczaszkowe, pneumotoraks, dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe >10 cmH2O, ułamek tlenu wdychanego >50% lub częstość oddechów > 35/min)10. Jeśli pojawi się jakakolwiek wątpliwość, konieczne jest skonsultowanie się z lekarzem w sprawie bezpieczeństwa szkolenia.
UWAGA: Kryteria bezpieczeństwa muszą być zawsze sprawdzane przed wykonaniem ocen lub szkolenia. Współpraca może również zmieniać się codziennie. Streszczenie wskazań i przeciwwskazań do wykonywania ocen mięśni oddechowych i szkolenia mięśni wdechowych znajduje się w Tabeli 1.
- Przesiej pacjentów na przebudzenie i współpracę na podstawie reakcji na następujące 5 standaryzowanych poleceń: "Otwórz (zamknij) oczy", "Sprzyj mi", "Otwórz usta i wysuń język", "Przyklęknij", i "Podnieś brwi, gdy policzę do 5"13. Przeprowadź oceny funkcji płuc i mięśni oddechowych, a także szkolenie, jeśli pacjenci odpowiadają poprawnie na co najmniej 4 z 5 poleceń.
- Oceń funkcję płuc i pojemność mięśni oddechowych
- Upewnij się, że dostępny jest przenośny spirometr cyfrowy i manometr (Rysunek 1).
- Przygotuj wszystkie niezbędne materiały do podłączenia przenośnego urządzenia do otworu dróg oddechowych pacjenta (np. filtry, złącza) w celu zapewnienia właściwej oceny.
- Pozycjonuj pacjenta w pozycji półwzniesionej w czasie przeprowadzania ocen i włącz urządzenie.
UWAGA: Wybierz czas, gdy pacjent jest wypoczęty i nie natychmiast przed lub po wymagających czynnościach (np. wyjście z łóżka lub próby spontanicznego oddychania). Ze względów bezpieczeństwa oceny powinny być wykonywane z pacjentem w łóżku. W przypadku ciężkiej desaturacji lub innych rzadkich niepożądanych zdarzeń podczas pomiarów, powinien być łatwo dostępny worki Ambu podłączone do miernika przepływu tlenu (100% ułamek tlenu).
- Podłącz filtr do spirometru, aby chronić zarówno pacjenta, jak i urządzenie przed przenoszeniem patogenów.
- Upewnij się, że otwór filtra pasuje szczelnie do otworu dróg oddechowych pacjenta (rura endotrachealna lub tracheotomia) bez wycieku. Jeśli to konieczne, użyj dodatkowego złącza, aby zapewnić odpowiednie dopasowanie.
- Napełnij mankiet tchawiczy do maksimum 50 cmH2O, aby upewnić się, że nie występuje wyciek powietrza podczas ocen.
UWAGA: Ciśnienie mankietu tchawiczego należy sprawdzić i znormalizować do jego początkowej wartości po zakończeniu pomiarów - Oceń siłę wdechów (FVC).
- Odłącz pacjenta od wentylatora i tymczasowo wyłącz alarm wentylatora. Podłącz spirometr do otworu dróg oddechowych.
- Powiedz pacjentowi, aby najpierw oddychał normalnie, a następnie wykonał mocny głęboki wdech, natychmiast po którym następował pełny i mocny wydech do objętości rezydualnej.
- Powtórz to trzy razy i zarejestruj najlepszą wartość.
UWAGA: Jeśli przenośny spirometr nie jest dostępny, a dostępne jest urządzenie z oporowym przepływem powietrza z systemem monitorującym, rozważ oszacowanie FVC podczas pier
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Zgodnie z tym protokołem, pacjenci poddający się przedłużonemu odzwyczajaniu od wentylacji mechanicznej zazwyczaj wykazują poprawę siły mięśni wdechowych, ocenianą na podstawie cotygodniowych pomiarów PImax. W momencie rozpoczęcia leczenia te pacjenci często mają PImax na poziomie 30-40 cmH2O5,10, które są bardzo niskimi wartościami, biorąc pod uwagę, że niedawno zidentyfikowany próg określający osłabienie mięśni wdecho...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Rezystancyjne IMT jest bezpieczną i wykonalną strategią w celu rozwiązania dysfunkcji mięśni oddechowych u w pełni współpracujących pacjentów podczas przedłużonego odstawiania od wentylacji mechanicznej. W obu badaniach RCT Van Hollebeke i wsp.10 oraz Martina i wsp.5 nie zgłoszono żadnych niepożądanych zdarzeń podczas sesji IMT, a w badaniu Van Hollebeke około 75% sesji mogło zostać zakończonych, co wskazuje na dobre przestrzeganie protokołu treningowego10...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Urządzenia POWERbreathe KH2, które zostały wykorzystane, zostały dostarczone przez POWERbreathe International Ltd. w ramach wcześniejszego wieloośrodkowego randomizowanego kontrolowanego badania klinicznego opublikowanego w 2018 roku (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29914940/) bez dodatkowych kosztów. Uprzejmie pozwolili nam kontynuować używanie tych urządzeń w naszej opiece klinicznej i projektach badawczych po zakończeniu wspomnianego badania. Firma nie była zaangażowana w przygotowanie manuskryptu ani w decyzję o jego przesłaniu do publikacji.
Podziękowania
Praca ta była wspierana przez Fundację Badań Flandryjskich (FWO Project Grant G053721N). GH posiada stypendium naukowe badań podstawowych Fundacji Badań Flandryjskich (FWO 1805126N).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Filtry powietrza | Lemon Medical | 1011-01 | |
| Przyłącze do pobierania próbek ciśnienia do t-piece | M.E.C Belgium | Zestaw MIP/MEP (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/) | |
| Elektroniczne urządzenie treningowe | POWERbreathe International Ltd, UK | POWERbreathe KH2 (https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/) | |
| Linie pobierania gazów jednorazowego użytku – 2 m | GE Healthcare | 2097307-001 | |
| Sztywny połączenie złączy – ocena funkcji płuc | Covidien | 609/5252 | |
| Sztywne połączenie złączy - ocena i realizacja treningu PImax | Dräeger | Kąt, wielokrotnego użytku (8412235) | |
| Laptop | N/A | N/A | |
| Zawory jednokierunkowe | M.E.C Belgium | Zestaw MIP/MEP (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/) | |
| Przenośny spirometr i manometr | M.E.C Belgium | Pocket-Spiro USB/BT100 (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/) | |
| Drukowane skale Borg CR-10 | N/A | N/A | |
| Elektroniczny zawór obciążeniowy rezystancyjny | POWERbreathe International Ltd, UK | Głowica zaworu POWERbreathe K Series (https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/) | |
| Oprogramowanie spirometryczne | M.E.C Belgium | Oprogramowanie MEC Patient Data Interface (PDI) (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/) | |
| T-piece | M.E.C Belgium | Zestaw MIP/MEP (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/) | |
| Pakiet oprogramowania urządzenia treningowego | POWERbreathe International Ltd, UK | Oprogramowanie Breathe-Link, wersja 3.3.2a (https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/) |
Bibliografia
- Jung, B., et al. Diaphragmatic dysfunction in patients with ICU-acquired weakness and its impact on extubation failure. Intensive Care Med. 42 (5), 853-861 (2016).
- Dres, M., et al. Coexistence and impact of limb muscle and diaphragm weakness at time of liberation from mechanical ventilation in medical intensive care unit patients. Am J Respir Crit Care Med. 195 (1), 57-66 (2017).
- Elkins, M., Dentice, R. Inspiratory muscle training facilitates weaning from mechanical ventilation among patients in the intensive care unit: A systematic review. J Physiother. 61 (3), 125-134 (2015).
- Vorona, S., et al. Inspiratory muscle rehabilitation in critically ill adults: A systematic review and meta-analysis. Ann Am Thorac Soc. 15 (6), 735-744 (2018).
- Martin, A. D., et al. Inspiratory muscle strength training improves weaning outcome in failure to wean patients: A randomized trial. Crit Care. 15 (2), R84(2011).
- Tonella, R. M., et al. Inspiratory muscle training in the intensive care unit: A new perspective. J Clin Med Res. 9 (11), 929-934 (2017).
- Roceto Ratti, L. D. S., et al. Inspiratory muscle training strategies in tracheostomized critically ill individuals. Respir Care. 67 (8), 939-948 (2022).
- Bissett, B. M., et al. Does mechanical threshold inspiratory muscle training promote recovery and improve outcomes in patients who are ventilator-dependent in the intensive care unit? The IMPROVe randomised trial. Aust Crit Care. 36 (4), 613-621 (2023).
- Da Silva Guimarães, B., et al. Inspiratory muscle training with an electronic resistive loading device improves prolonged weaning outcomes in a randomized controlled trial. Crit Care Med. 49 (4), 589-597 (2021).
- Van Hollebeke, M., et al. Similar weaning success rate with high-intensity and sham inspiratory muscle training: A randomized controlled trial (IMWEANT). Am J Respir Crit Care Med. 211 (3), 381-390 (2025).
- Poddighe, D., et al. Inspiratory effort and respiratory muscle activation during different breathing conditions in patients with weaning difficulties: An exploratory study. Aust Crit Care. 38 (3), 101152(2025).
- Hearn, E., et al. Inspiratory muscle training in intensive care unit patients: An international cross-sectional survey of physiotherapist practice. Aust Crit Care. 35 (5), 527-534 (2022).
- De Jonghe, B., et al. Paresis acquired in the intensive care unit: A prospective multicenter study. JAMA. 288 (22), 2859-2867 (2002).
- Marini, J. J., Smith, T. C., Lamb, V. Estimation of inspiratory muscle strength in mechanically ventilated patients: The measurement of maximal inspiratory pressure. J Crit Care. 1 (1), 32-38 (1986).
- Laveneziana, P., et al. ERS statement on respiratory muscle testing at rest and during exercise. Eur Respir J. 53 (6), (2019).
- Van Hollebeke, M., Gosselink, R., Langer, D. Training specificity of inspiratory muscle training methods: A randomized trial. Front Physiol. 11, 576595(2020).
- Langer, D., et al. Efficacy of a novel method for inspiratory muscle training in people with chronic obstructive pulmonary disease. Phys Ther. 95 (9), 1264-1273 (2015).
- Van Hollebeke, M., et al. Comparing two types of loading during inspiratory muscle training in patients with weaning difficulties: An exploratory study. Aust Crit Care. 36 (4), 622-627 (2023).
- Tzelepis, G. E., Vega, D. L., Cohen, M. E., McCool, F. D. Lung volume specificity of inspiratory muscle training. J Appl Physiol. 77 (2), 789-794 (1994).
- Tzelepis, G. E., et al. Pressure-flow specificity of inspiratory muscle training. J Appl Physiol (1985). 77 (2), 795-801 (1994).
- Tiep, B., Carter, R. Oxygen conserving devices and methodologies. Chron Respir Dis. 5 (2), 109-114 (2008).
- Hoffman, M., et al. Can inspiratory muscle training improve weaning outcomes in difficult to wean patients? A protocol for a randomised controlled trial (IMWEANT study). BMJ Open. 8 (6), (2018).
- Borg, G. A. V. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc. 14 (5), 377-381 (1982).
- Lista-Paz, A., et al. Maximal respiratory pressure reference equations in healthy adults and cut-off points for defining respiratory muscle weakness. Arch Bronconeumol. , (2023).
- Vassilakopoulos, T., Zakynthinos, S., Roussos, C. The tension-time index and the frequency/tidal volume ratio are the major pathophysiologic determinants of weaning failure and success. Am J Respir Crit Care Med. 158 (2), 378-385 (1998).
- Heunks, L., Dres, M. Blowing in the wind: The uncertain impact of inspiratory muscle strength training in ICU patients. Am J Respir Crit Care Med. 211 (3), 311-313 (2025).
- Bellemare, F., Grassino, A. Effect of pressure and timing of contraction on human diaphragm fatigue. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 53 (5), 1190-1195 (1982).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
Sprostowanie
Formal Correction: Erratum: Inspiratory Muscle Training as an Adjunct to the Treatment of Weaning Failure in Critically Ill Patients: A Practical Guide
Posted by JoVE Editors on 3/31/2026. Citeable Link.
This corrects the article 10.3791/70146
