Fizjologiczne skutki wibracji u osób z mukowiscydozą; implikacje do rehabilitacji COVID-19.

W celu ułatwienia usuwania wydzieliny zalegającej w drogach oddechowych, u pacjentów z mukowiscydozą od lat stosuje się wibroterapię {niniejsze opracowanie dotyczy artykułu z 2006 r., a opisywane w nim techniki stosowane są do dziś – przyp. red.}. Znane są techniki manualne, jak wibracje czy opukiwanie, oraz z użyciem urządzeń doustnych, np. Flutter® czy Acapella®, które wykorzystują oscylacje powietrza {obszernego przeglądu urządzeń dokonali np. Morrison i Milroy [2017], opisując również stosowane szeroko w klinice mukowiscydozy wibrujące kamizelki. Przyp. red.}. Szczególną uwagę w prezentowanym artykule zwrócono na wibracje podawane ręcznie. Manualne wibracje stosowane przez fizjoterapeutów polegają na wykonywaniu ruchów oscylacyjnych połączonych z uciskiem ściany klatki piersiowej pacjenta. Celem australijskich naukowców z Uniwersytetu Sydney było porównanie fizjologicznych efektów manualnych wibracji do innych interwencji fizjoterapeutycznych stosowanych w oczyszczaniu dróg oddechowych pacjentów z mukowiscydozą oraz powiązanie ich z odpowiednimi mechanizmami fizjologicznymi.

• Podczas interwencji nie zgłaszano żadnych działań niepożądanych.
• Średnie szczytowe natężenie przepływu wydechowego (peak expiratory flow rate – PEFR) podczas manualnych wibracji było:
  1,4-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem Flutter®;
  1,9-krotnie większe niż w przypadku opukiwania;
  2,7-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem Acapella®;
  3,6-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem PEP.
• Podczas stosowania manualnych wibracji nie stwierdzono istotnego wpływu ciężkości choroby na PEFR.

Opracowano na podstawie:

Physiological effects of vibration in subjects with cystic fibrosis. McCarren B, Alison JA. Eur Respir J. 2006 Jun;27(6):1204-9.

Badana populacja

Do badania zgłosiło się łącznie 18 osób (siedem kobiet) z rozpoznaniem mukowiscydozy. Średni wiek: 28,5 ± 6,2 lat; średni wskaźnik masy ciała: 20,8 ± 2,8 kg · m-2. Średnia wymuszona objętość wydechowa w 1 sekundzie wynosiła 55% oczekiwanej. Sześciu pacjentów cierpiało na ciężką chorobę płuc, ośmiu – umiarkowaną, jeden – łagodną, a trzech pacjentów prezentowało normalną czynność płuc.

Procedura badania

Wszystkie interwencje wykonano podczas jednej sesji. Obejmowały one: manualne wibracje, opukiwanie, PEP, Flutter® oraz Acapella®.

Każdy rodzaj interwencji powtarzano, tak aby każdy pacjent wykonał daną interwencję 3-krotnie. Kolejność wszystkich interwencji była losowa.

Wykorzystanie wibracji w badaniu

Wibracje manualne podawane przez fizjoterapeutów polegały na wykonywaniu ruchów oscylacyjnych połączonych z uciskiem ściany klatki piersiowej pacjenta. Podawano je na ścianę klatki piersiowej podczas wydechu, po powolnym maksymalnym wdechu. Badanych poproszono o nie wkładanie w wydech wysiłku. Opukiwanie stosowano ręcznie podczas spokojnego oddychania. Zarówno podczas wibracji, jak i opukiwania, osoba badana leżała na tej stronie ciała, która była mniej dotknięta zaleganiem wydzieliny w drogach oddechowych, eksponując na manualną wibroterapię stronę bardziej produktywną. Jeśli nie było różnicy w produkcji plwociny między lewym i prawym płucem, to eksponowaną stronę ciała wybierano losowo. Podczas testowania PEP, Flutter® i Acapella®, pacjenci siedzieli w pozycji wyprostowanej.

Stosując Flutter® urządzenie znajdowało się w pozycji prawie poziomej, aby zmaksymalizować amplitudę oscylacji, dążąc do osiągnięcia częstotliwości oscylacji w zakresie 10-15 Hz. Wg wcześniejszych badań, ten zakres częstotliwości ma największy wpływ na mobilizację śluzu. Acapella® została użyta zgodnie z zaleceniami producenta (DHD Healthcare) z oporem ustawionym na minimalny poziom; każdy pacjent mógł odczuwać wibracje przez 3-4 s, podczas wydechu.

Częstotliwość wibracji stosowanych interwencji fizjoterapeutycznych została określona przez analizę widm częstotliwości:

• Manualne wibracje – 8,4±0,4 (7,3-10,0) Hz
• Opukiwanie – 7,3±0,3 (6,5-8,0) Hz
• Flutter® – 11,3±1,5 (7,5-13,7) Hz
• Acapella® – 13,5±1,7 (10,0-18,3) Hz

Wyniki

Podczas interwencji nie zgłoszono żadnych działań niepożądanych. Nie dostrzeżono żadnej znaczącej różnicy w odczuwalnym wysiłku wkładanym w jakąkolwiek interwencję. Nie odnotowano istotnego wpływu kolejności interwencji na odczuwalny wysiłek.

Wpływ interwencji fizjoterapeutycznych na natężenie przepływu i objętości oddechowej

Średnie PEFR podczas manualnych wibracji było 1,4-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem Flutter® (p = 0,002), 1,9-krotnie większe niż w przypadku opukiwania (p <0,001), 2,7-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem Acapella® (p <0,001) oraz 3,6-krotnie większe niż dla interwencji z użyciem PEP (p <0,001). Nie stwierdzono istotnego wpływu ciężkości choroby na PEFR podczas stosowania manualnych wibracji (p = 0,17).

Nie obserwowano znaczącej różnicy w objętościach wdychanych pomiędzy zabiegami wibracji a stosowaniem PEP, Flutter® czy Acapella®. Natomiast wdychana objętość powietrza podczas wibracji była większa niż podczas opukiwania (p <0,001).

Nie odnotowano różnicy w ilości kaszlnięć pomiędzy interwencjami (p = 0,7).

Wymuszone strategie wydechowe

Średnie PEFR kaszlu i huffHIGH były odpowiednio 2,9- (p <0,001) oraz 3,2-krotnie (p <0,001) większe niż podczas wibracji.

Komentarz

W opracowywanej publikacji porównywano efekty różnych rodzajów fizjoterapii wibracyjnej: manualnych wibracji, opukiwania, techniki zmiennego ciśnienia oskrzelowego z użyciem Acapella® czy Flutter® lub techniki podwyższonego ciśnienia oskrzelowego PEP. Jak pokazały wcześniejsze publikacje, wszystkie te interwencje fizjoterapeutyczne pomagają przesuwać wydzielinę płucną do centralnych dróg oddechowych, skąd może być odkrztuszana. Wykazano również, że taka forma fizjoterapii jest skuteczniejsza w usuwaniu wydzieliny niż brak interwencji, jednak dokładne mechanizmy wspomagania usuwania wydzieliny u pacjentów z mukowiscydozą nie są znane. Ich zrozumienie może pomóc w wyborze leczenia danego nasilenia objawów. Wśród rozważanych mechanizmów proponuje się następujące:

1. zwiększenie PEFR w celu przesunięcia wydzieliny do części ustnej gardła;
2. poprawienie wydechowego przepływu powietrza w celu zwiększenia pierścieniowego przepływu śluzu w kierunku jamy ustnej i gardła, co występuje, gdy PEFR jest o 10% większe niż szczytowe natężenie przepływu wdechowego (peak inspiratory flow rate – PIFR), tj. stosunek PEFR/PIFR > 1,1;
3. zwiększenie transportu śluzu poprzez zmniejszenie lepkości śluzu i poprawę przepływu wydechowego dzięki efektom oscylacji przepływu powietrza w zakresie częstotliwości 3-17 Hz;
4. wywoływanie spontanicznego kaszlu poprzez mechaniczną stymulację dróg oddechowych.

Wyniki opracowywanego doniesienia pokazują, że manualne wibracje spowodowały większą dynamikę przepływu wydechowego oraz zapewniły wyższy stosunek PEFR/PIFR niż inne analizowane interwencje fizjoterapeutyczne, przy czym należy zauważyć, że Flutter® i Acapella® miały wyższe częstotliwości oscylacji niż manualne wibracje.

PEFR manualnych wibracji był większy niż wszystkich innych interwencji fizjoterapeutycznych. Manualne wibracje przykładane do ściany klatki piersiowej mogą zwiększać ciśnienie wewnątrz opłucnej, a zatem mogą zwiększać natężenie przepływu wydechowego. Ponadto podczas wibracji nie mamy do czynienia, jak w przypadku stosowania PEP, Acapella® czy Flutter®, z dodatkowym oporem w jamie ustnej, który utrudniałby przepływ wydechowy. Wynika z tego, że siły zewnętrzne przyłożone do ściany klatki piersiowej w formie wibracji mogą efektywniej zwiększać szczytowe natężenie przepływu wydechowego i, jeśli zwiększenie przepływu wydechowego przyczynia się do mechanizmów usuwania wydzieliny, wibracje mogą być korzystną interwencją w usuwaniu wydzieliny, efektywniejszą od innych analizowanych interwencji.

Średnia liczba spontanicznych kaszlnięć podczas sesji manualnych wibracji była mniejsza niż 1 i nie różniła się istotnie od innych interwencji. Być może zatem, to nie stymulacja do kaszlu odpowiada za mechanizm, który wykorzystywany jest przez analizowane interwencje w celu usuwania wydzieliny płucnej.

Usuwanie wydzieliny może być wspomagane przez oscylacje (wibracje) przepływu powietrza. Wszystkie analizowane interwencje fizjoterapeutyczne, z wyjątkiem PEP, generowały oscylacje w zakresie 3-17 Hz, które powinny, jak pokazano wcześniej, ułatwiać oczyszczanie śluzowo-rzęskowe. Te częstotliwości oscylacji mogą wspomagać usuwanie wydzieliny poprzez zmianę reologii śluzu i przyspieszenie tempa ruchu rzęskowego stymulowanych komórek rzęskowych nabłonka. Częstotliwości oscylacji Flutter® (11,3 Hz) i Acapella® (13,5 Hz) były zbliżone do optymalnej częstotliwości dla usuwania wydzieliny (13 Hz – jak pokazały wcześniejsze publikacje). Naturalna częstotliwość uderzeń rzęskowych wynosi 11-15 Hz, zatem dostarczanie oscylacji o podobnej częstotliwości może wprawiać przepływające powietrze w rezonans zwiększający amplitudę uderzeń rzęsek nabłonka oddechowego, co może bezpośrednio wpływać na zwiększenie transportu śluzu.

{Przedstawiane badania nad mukowiscydozą redakcja pragnie zestawić również z sugestią rehabilitacji pokowidowej. W dobie pandemii COVID-19 rehabilitacja powikłań pulmonologicznych wydaje się szczególnie istotna. Wieloletnia praktyka kliniczna stosowania wibroterapii w ułatwianiu pozbywania się wydzielin płucnych w mukowiscydozie pozwala na postawienie hipotezy, że również w rehabilitacji pokowidowej wibroterapia może okazać się skuteczna. Jest to godne uwagi tym bardziej, że eksponowanie personelu szpitala na ewentualny kontakt z wirusem musi być ograniczane do minimum, aby nie blokować pracowników służby zdrowia na kwarantannach, a obecne techniki wibroterapii umożliwiają zastępowanie manualnego podawania wibracji systemami zautomatyzowanymi i niewymagającymi stałej obecności fizjoterapeuty przy pacjencie. W pierwszej kolejności przebadane powinny zostać wibrujące kamizelki generujące wysokiej częstotliwości wibracje klatki piersiowej (The Vest®, VibraVest®, SmartVest®) stosowane od lat w fizjoterapii mukowiscydozy [Hill i wsp., 2019; Seitz i wsp., 2010], jak i wibrujące pasy, które już testowano w badaniu klinicznym u mechanicznie wentylowanych pacjentów kowidowych w stanie krytycznym [Sancho i wsp., 2020]. W tym kontekście wydaje się, że należy sprawdzić potencjał również innych dostępnych na rynku urządzeń generujących wibracje, stosowanych już w licznych schorzeniach w praktyce fizjoterapeutycznej [WibroterapiaPro]. Ponadto w przebiegu COVID-19 obserwuje się często objawy utrzymujące się długotrwale, przez tygodnie i miesiące od wypisania ze szpitala. Zatem rehabilitacja pokowidowa może być terapią długotrwałą, tym bardziej powinna być odpowiednio nakierowana, a to wymaga szeregu badań klinicznych. Kluczowym wydaje się testowanie różnych form fizjoterapii, działających już w innych schorzeniach na objawy podobne do obserwowanych w COVID-19. Warto przyjrzeć się zatem i wibroterapii poprawiającej jakość życia pacjentów nawet z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc, czy fibromialgią [Sañudo i wsp., 2020] – przyp. red.}

Więcej w: