Wibroterapia na oddziałach intensywnej terapii; implikacje do walki z COVID-19.

Trening wibracji całego ciała (whole body vibration – WBV) może oddziaływać na system nerwowo-mięśniowy nawet u pacjentów nieprzytomnych, ponieważ sygnały wpływające na skurcze mięśni mogą być sterowane z poziomu rdzenia kręgowego bez udziału kory mózgowej. Ponadto, jak już pokazano u zdrowych ochotników, sportowców, osób starszych i pacjentów różnych oddziałów szpitalnych, poza oddziałami intensywnej terapii (OIT), przedłużone podawanie WBV pomaga utrzymać masę i siłę mięśniową, zwiększa gęstość kości, poprawia zdrowienie i zwiększa metabolizm glukozy. Te korzyści odpowiadają potrzebom pacjentów w stanie krytycznym i mogą wspomóc proces zdrowienia, aczkolwiek do tej pory nie przeprowadzono odpowiednich testów. Dlatego celem badaczy ze szpitala Charite Uniwersytetu Medycznego w Berlinie było zbadanie bezpieczeństwa i możności stosowania wibroterapii u krytycznie chorych pacjentów (wentylowanych mechanicznie). Analizowano również odpowiedź metaboliczną na WBV. {Ponieważ ciężki przebieg COVID-19 często związany jest z opieką na OIT oraz mechaniczną wentylacją, a pandemia tej choroby trwa, redakcja pragnie podkreślić znaczenie opracowywanego artykułu i w kontekście walki z COVID-19 – przyp. red.}

• Wszyscy pacjenci ukończyli etapy eksperymentalne. Trening wibracyjny nie spowodował efektów ubocznych u żadnego z nich.
• Żadne z urządzeń, jak: rurka dotchawicza, kaniula dotchawicza, dren itp., nie uległo przemieszczeniu.
• Podstawowe parametry życiowe nie zmieniły się istotnie w trakcie i po interwencji w porównaniu z wartościami wyjściowymi.
• W fazie biernej fizjoterapii bez WBV rozkurczowe ciśnienie tętnicze było istotnie podwyższone w porównaniu z wartościami wyjściowymi (o ok. 2 mmHg), co nie występowało w fazie ćwiczeń WBV, czy następującej fazie odpoczynku.
• Częstość akcji serca, średnie ciśnienie tętnicze, skurczowe ciśnienie krwi oraz wysycenie krwi tlenem nie różniły się istotnie od wartości wyjściowych podczas fizjoterapii bez WBV, ćwiczeń WBV lub w czasie odpoczynku po interwencji.
• Zarówno bierna fizjoterapia, jak i trening WBV, nie miały istotnego wpływu na pojemność minutową serca (PMS), średnią objętość wyrzutową serca (OWS), jak i jej zakres. Parametry te pozostawały stabilne też w czasie odpoczynku.
• W fazie biernej fizjoterapii bez WBV istotnie wzrastała zmienność OWS, natomiast zmienność OWS nie zmieniała się istotnie pod wpływem treningu WBV, czy w okresach odpoczynku, w porównaniu ze stanem wyjściowym.
• Zwiększony wydatek energetyczny obserwowano jedynie podczas treningu WBV. W porównaniu do fazy wstępnej, w fazie treningu WBV zwiększeniu ulegały poziomy poboru tlenu (o ok. 30 ml/min), jak i produkcji dwutlenku węgla (o ok. 20 ml/min), wykazując zwiększony wydatek energetyczny (o ok. 200 kcal/24h).
• Fizjoterapia bez WBV, jak i trening WBV, istotnie zwiększały częstość oddechów w porównaniu z wartościami wyjściowymi (o ok. 1,5 lub o ok. 1,8 oddechów/min, odpowiednio).
• Gazometria wykazała stabilny stan wentylacji pacjentów podczas całego badania, na co wskazywały niezmieniające się wartości pO2 i pCO2, stan kwasowo-zasadowy oraz pulsoksymetria.
• Trening WBV wiązał się ze znacznym wzrostem (o ok. 0,05 mmol/l) stężenia potasu w surowicy w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Efekt ten nie był obserwowany podczas fazy fizjoterapii bez WBV.

Opracowano na podstawie:

Whole-body vibration to prevent intensive care unit-acquired weakness: safety, feasibility, and metabolic response. Wollersheim T i wsp. Crit Care. 2017 Jan 9;21(1):9.

Badana populacja

Do badań zakwalifikowano 19 osób. Stosowano następujące kryteria wykluczenia: brak świadomie wyrażonej zgody (uzyskiwano ją od prawnego pełnomocnika), wiek <18 lat, wcześniejsza choroba nerwowo-mięśniowa, wszczepiony rozrusznik lub defibrylator, ciąża, ostra zakrzepica żylna, niezagojone złamania lub niedawno założone implanty w okolicach ciała, które miały być poddane stymulacji, niedawna operacja oka, historia przepukliny dysków z ostrymi objawami, bycie uczestnikiem innego badania, a także przypadki terminalne.

Procedura badania

Pełny czas interwencji wynosił 90 min. Zgodnie z wcześniej zdefiniowanym protokołem, wydzielono następujące fazy eksperymentalne:

1. fazę wstępną/ wyjściową (10 min),
2. fazę biernej fizjoterapii (bez WBV; 7,5 min),
3. fazę treningu/ ćwiczeń WBV (15 min),
4. wczesną fazę odpoczynku (10 min),
5. późną fazę odpoczynku (47,5 min).

W celu analizy odpowiedzi metabolicznej na interwencję mierzono poziomy pO2, pCO2, pH, sodu, potasu i stężenie glukozy w surowicy krwi za pomocą radiometru ABL 800. Od czasu rozpoczęcia pomiarów do 1 godziny po interwencji stale monitorowano parametry życiowe, dynamikę krążenia oraz metabolizm energetyczny. Analiz biochemicznych surowicy krwi dokonywano pod koniec fazy 1, 3, 4 i 5. Analiz gazometrycznych dokonywano pod koniec każdej z faz. Dodatkowo, przed i dwukrotnie po interwencji, zbadano w surowicy poziom ogólnoustrojowych hormonów anabolicznych i katabolicznych znacząco wpływających na mięśnie szkieletowe, reprezentowanych przez: insulinopodobny czynnik wzrostu I (IGF-I) oraz kortyzol. Oba hormony wykazywały istotne zmiany pod wpływem WBV u osób zdrowych we wcześniejszych badaniach.

Pacjenci przez cały czas trwania interwencji znajdowali się w pozycji leżącej. Nie zmieniano ułożenia ciała, aby nie zakłócać mierzonych parametrów życiowych oraz krążeniowych.

Zdefiniowano kryteria zakończenia sesji WBV. Zabiegi miały zostać przerwane, gdyby nastąpiło którekolwiek ze zdarzeń: tętno <40 lub >180 uderzeń na minutę; skurczowe ciśnienie krwi <80 lub >200 mmHg; średnie ciśnienie tętnicze krwi <60 lub >120 mmHg; wzrost ciśnienia śródmózgowego >20 mmHg; SpO2 <88%; poziom potasu <3,0 lub >5,5 mmol/l.

Wykorzystanie wibracji w badaniu

Po pomiarach wykonywanych na końcu fazy wstępnej, pacjenci byli biernie mobilizowani przez fizjoterapeutę przez 6 min w ramach rozgrzewki. Następnie przygotowywano pacjentów do treningu WBV i rozpoczynano podawanie wibracji z urządzenia wibracyjnego umieszczonego pod stopami pacjenta. Biodra i kolana pacjenta były zgięte pod kątem około 20°. Stopy dociskano do urządzenia wibracyjnego za pomocą elastycznego paska naciskającego na kolana. Sesje WBV trwały 15 min, przy czym wibracje podawano z przerwami, w sumie przez 9 min. Stosowano 2 różne urządzenia: jedno generujące wibracje synchroniczne (Promedi, Vibrosphere®, 26 Hz, 9 x 1 min), drugie – generujące drgania naprzemienne względem boków ciała (Galileo, home-ICU®, 24 Hz, 3 x 3 min).

Wyniki

Wszyscy pacjenci ukończyli etapy eksperymentalne. Trening wibracyjny nie spowodował efektów ubocznych u żadnego z pacjentów. Żadne z urządzeń, jak: rurka dotchawicza, kaniula dotchawicza, dren, linia infuzyjna, centralny cewnik dożylny ECMO-kaniula lub cewnik do dializy, nie uległo przemieszczeniu. Stosowanie WBV stanowiło dla fizjoterapeuty prostą procedurę i nie zaburzało klinicznej praktyki bardziej niż standardowa fizjoterapia. Przygotowanie do treningu WBV było łatwe i zajmowało mniej niż 3 min.

Parametry życiowe

Parametry życiowe nie zmieniały się istotnie w trakcie i po interwencji w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Obserwowane niewielkie zmiany nie były niepokojące w kontekście bezpieczeństwa pacjentów. Wartości wyjściowe różniły się między pacjentami, ale w niewielkim zakresie. W fazie biernej fizjoterapii bez WBV rozkurczowe ciśnienie tętnicze było istotnie podwyższone w porównaniu z wartościami wyjściowymi (o ok. 2 mmHg; p = 0,014), czego nie obserwowano w fazie treningu WBV, a także wczesnego czy późnego odpoczynku. Częstość akcji serca, średnie ciśnienie tętnicze, skurczowe ciśnienie krwi i wysycenie tlenem nie różniły się istotnie od wartości wyjściowych podczas fizjoterapii bez WBV, ćwiczeń WBV czy w czasie odpoczynku.

Ciśnienie śródczaszkowe

Spośród 19 pacjentów, 7 miało zewnątrzkomorowy drenaż płynu w celu pomiaru ciśnienia wewnątrzczaszkowego. Zgodnie z wcześniejszymi badaniami – zarówno fizjoterapia bez WBV, jak i ćwiczenia WBV – nie wpłynęły istotnie na poziom ciśnienia śródczaszkowego.

Hemodynamika – badanie dynamiki przepływu krwi

Parametry hemodynamiczne mierzono za pomocą PiCCO2 Medical-System łącznie u 15 pacjentów. Interwencje nie miały istotnego wpływu na PMS, średnią OWS, jak i jej zakres. Parametry te pozostawały stabilne też w czasie odpoczynku. Zmienność OWS wzrastała istotnie w fazie fizjoterapii bez WBV (p < 0,001), ale nie zmieniała się istotnie pod wpływem WBV, czy w fazach odpoczynku, w porównaniu ze stanem wyjściowym.

Metabolizm energetyczny

Kalorymetria pośrednia u 16 pacjentów wykazała zwiększony wydatek energetyczny tylko podczas WBV. W porównaniu do fazy wstępnej, w fazie treningu WBV zwiększeniu ulegały poziomy poboru tlenu (o ok. 30 ml/min; p = 0,012), jak i produkcji dwutlenku węgla (o ok. 20 ml/min; p < 0,001), wykazując zwiększony wydatek energetyczny (o ok. 200 kcal/24h; p = 0,007). Z kolei fizjoterapia bez WBV prowadziła do zwiększonej eliminacji dwutlenku węgla (o ok. 10 ml/min; p = 0,041), ale nie do zwiększonego poboru tlenu lub zwiększonych wydatków energetycznych. We wczesnej i późnej fazie odpoczynku pobór tlenu i wydatek energetyczny powracały do ​​wartości wyjściowych. Wartości eliminacji dwutlenku węgla pozostawały zwiększone we wczesnej fazie odpoczynku (o ok. 6 ml/min; p < 0,01) i osiągały poziomy podstawowe tylko w późnej fazie odpoczynku. Fizjoterapia bez WBV, jak i trening WBV istotnie zwiększały częstość oddechów w porównaniu z wartością wyjściową, o ok. 1,5 (p < 0,01) lub o ok. 1,8 (p < 0,001) oddechów na min, odpowiednio. Podczas fizjoterapii bez WBV istotnie wzrastał współczynnik oddechowy (o ok. 0,03; p = 0,033), co było powodowane zwiększoną eliminacją dwutlenku węgla w tej fazie.

Analiza krwi

Gazometria (n = 19) wykazała stabilny stan wentylacji pacjentów podczas całego badania, na co wskazywały niezmieniające się wartości pO2 i pCO2, stan kwasowo-zasadowy oraz pulsoksymetria. Trening WBV wiązał się ze znacznym wzrostem (o ok. 0,05 mmol/l; p = 0,048) stężenia potasu w surowicy w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Efekt ten nie był obserwowany podczas fazy fizjoterapii bez WBV. Stężenia sodu w tych samych próbkach krwi pozostawały niezmienione, co wskazuje na brak błędów w pobieraniu próbek. Ponadto nie obserwowano oczekiwanych zmian poziomów glukozy i mleczanu. Pomiar poziomu IGF-1 i kortyzolu dał szeroki zakres wartości wyjściowych, co mogło przyczynić się do tego, że nie zaobserwowano żadnych istotnych zmian.

Komentarz

Osłabienie nabyte przez pacjentów leczonych na OIT jest częstą i znaczącą komplikacją. Wiąże się z obniżaniem syntezy białek mięśniowych, ich zwiększoną degradacją, wydłużaniem okresu leczenia oraz zwiększa ryzyko powikłań, jak i śmiertelność. Zauważono, że wcześniejsza mobilizacja pacjentów przytomnych pozwala na skrócenie stosowania wentylacji mechanicznej oraz czasu przebywania na OIT (jak i na pozostałych oddziałach szpitalnych), ponadto sprzyja odzyskaniu większej samodzielności funkcjonalnej przy wypisie ze szpitala.

Trening WBV znany jest jako efektywny, acz bierny trening fizyczny dla mięśni i może stanowić opcję w walce z osłabieniem i utratą masy mięśniowej. Taka forma fizjoterapii powinna być szczególnie pożądana przez pacjentów unieruchomionych, dla których aktywne ćwiczenia fizyczne nie są dostępne {może to mieć również znaczenie w terapii/ rehabilitacji COVID-19 [Sañudo i wsp., 2020] – przyp. red.}. WBV stosuje się jak dotąd, by przeciwdziałać atrofii (zanikowi masy) mięśni i utracie gęstości kości zachodzących przy braku grawitacji w przestrzeni kosmicznej, ponadto jako trening profesjonalnych atletów, jak również u pacjentów z różnymi schorzeniami {link do opracowań – przyp. red.}.

Przedstawiane badania pokazują, że trening WBV możne być bezpiecznie stosowany nawet u krytycznie chorych pacjentów w ciężkim stanie, poddawanych mechanicznej wentylacji.

WBV stanowi silny bodziec dla mięśni szkieletowych, prowadzący do fizjologicznej adaptacji kości i mięśni do wzrostu. We wcześniejszych badaniach klinicznych wykazano, że WBV poprawia średnią prędkość, średnią siłę i średnią moc u zdrowych ochotników. W zależności od częstotliwości bodźca wibracyjnego, WBV może wywoływać ponad 1000 skurczów mięśni na minutę, co może prowadzić do zwiększenia siły i masy mięśni. Taka aktywacja mięśni byłaby oczekiwana dla pacjentów OIT.

Wyniki opracowywanego doniesienia pokazują, że pasywna fizjoterapia bez WBV zwiększała wydalanie dwutlenku węgla. Można to tłumaczyć mobilizacją krwi spoczynkowej w naczyniach pojemnościowych podczas biernych ćwiczeń. Brak aktywnego skurczu mięśni podczas biernej mobilizacji został odzwierciedlony przez brak wzrostu poboru tlenu. Natomiast WBV zwiększały zarówno wydalanie dwutlenku węgla, jak i pobór tlenu. Taki efekt WBV został wykazany również w innych badaniach, u kobiet z nadwagą i otyłością.

Poziomy pO2, pCO2, pH, HCO3- oraz nadmiar zasad, utrzymujące się na stałym poziomie, przy zwiększonym wydatkowaniu energetycznym, wskazują, że nie mamy do czynienia z rozregulowaniem metabolizmu, a za jego zwiększenie podczas fazy treningu WBV odpowiada najprawdopodobniej aktywacja mięśni. Tym bardziej, że stężenie potasu w surowicy było istotnie podwyższone tylko podczas treningu WBV i prawdopodobnie z powodu skurczu mięśni, co mógłby potwierdzać z kolei niezmieniony poziom sodu w surowicy. Ponadto wcześniejsze badania molekularne pokazują korzystny wpływ wibracji in vivo i in vitro na wyizolowane komórki macierzyste, mioblasty oraz tkankę mięśniową. Odkrycia te sugerują, że wibracje mogą mieć znaczący wpływ na utrzymanie mięśni i łagodzenie rozwoju osłabienia nabytego przez pacjentów leczonych na OIT.

KONKLUZJE

Biorąc pod uwagę bezwzględne przeciwwskazania, autorzy opracowywanego doniesienia naukowego konkludują, że stosowanie WBV u pacjentów w stanie krytycznym jest bezpieczną i wykonalną formą fizjoterapii. Otrzymane wyniki potwierdzają zdolność WBV do stymulacji mięśni i poprawiania ich metabolizmu podczas unieruchomienia wynikającego z krytycznej choroby, kiedy pacjenci nie mogą uczestniczyć w aktywnej fizjoterapii, czy to z powodu sedacji, czy utraty przytomności z przyczyn neurologicznych. WBV mogą zatem potencjalnie zapobiegać i/ lub leczyć osłabienie mięśni u pacjentów w stanie krytycznym. Dodatkowo WBV mogą być opcją rehabilitacji przez cały pobyt na OIT i mogą być kontynuowane już po odzyskaniu przytomności.

{Przedstawiane wyniki sugerują potrzebę dalszych badań klinicznych w celu zbadania korzystnych skutków wibroterapii na rekonwalescencję również na innych oddziałach szpitalnych oraz również w związku z pandemią COVID-19, paraliżującą pracę służby zdrowia. Zmniejszenie czasu przebywania pacjentów kowidowych na oddziałach szpitalnych, w tym na OIT, wydaje się niezwykle istotnym w walce z COVID-19 [Sañudo i wsp., 2020] – przyp. red.}

Więcej w: