Introducció
La limitació ventilatòria dels pacients amb malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC) és la conseqüència d’una mecànica respiratòria desfavorable. La relació entre sobrecàrrega dels músculs inspiratoris i la percepció de retroalimentació perifèrica és interpretada neuropsicológicamente pel pacient com disnea1-3, el símptoma amb major impacte en la seva vida diària. Incrementar la força i resistència dels músculs hauria, en teoria, millorar la capacitat dels pacients amb MPOC per realitzar activitats físiques i, com a conseqüència, oferir-los una millor qualitat de vida. Per això l’entrenament muscular inspiratori ha estat objecte de discussió com un mètode possible de rehabilitació per a aquests pacients. Els meta-anàlisi d’Smith et al4 i Lötters et al5, així com les publicacions d’altres grups de expertos6,7, han establert un grau d’evidència B per aquesta mesura en pacients amb MPOC. No obstant això, tenint en compte les grans discrepàncies metodològiques entre estudis, a partir de Smith et al4 s’estableix que només els estudis amb “entrenament controlat” garantien l’efectivitat de l’entrenament, una condició molt limitant per difondre l’ús generalitzat d’aquest tractament.
Sobre la base dels principis generals de entrenamiento8,9, sembla que l’absència de càrrega muscular suficient deu ser l’explicació més plausible de la ineficàcia dels protocols no controlats. A més, la possibilitat de carregar els músculs amb dispositius de càrrega resistiva o de llindar de pressió afegeix més complexitat a aquesta qüestió. Malgrat que s’han publicat estudis funcionals exhaustivos10 que diferencien les característiques de l’entrenament en termes de velocitat de contracció, pressió i temps, no hi ha correspondència coneguda de valors de càrrega, i tampoc hi ha estudis adequats que comparin els dos mètodes, com queda de manifest en el document sobre rehabilitació de l’American Thoracic Society6. La nostra hipòtesi és que la càrrega màxima d’entrenament que el pacient fos capaç de sostenir seria un índex representatiu i un paràmetre no subjecte a cap prejudici d’equivalència d’intensitat.
Així doncs, ens vam proposar realitzar un estudi amb càrrega no controlada però supervisada per permetre l’ús lliure dels dispositius d’entrenament per pacients amb MPOC, evitant que la càrrega fos insuficient mitjançant la seva reajustament diari, a fi de poder observar les adaptacions de l’pacient a el dispositiu utilitzat de forma lliure.
pacients i mètodes
s’ha realitzat un estudi aleatoritzat i comparatiu amb grup control.
pacients
Es va incloure en l’estudi a 34 pacients amb diagnòstic d’MPOC moderada-greu, procedents de les consultes ambulatòries de l’àrea de cobertura del nostre hospital. Els candidats es trobaven clínicament estables durant el mes anterior a la inclusió en l’estudi. Es van considerar criteris d’exclusió la presència d’hipoxèmia greu (pressió arterial d’oxigen a) entrenament amb dispositiu llindar (grup O; n = 12); b) entrenament amb càrrega resistiva (grup CR; n = 11), i grup control (C; n = 10). Les característiques dels pacients es mostren a la taula I. La durada de el període d’entrenament va ser de 6 setmanes.
sistemes d’entrenament
Es van utilitzar 2 sistemes d’entrenament:
1. Dispositiu llindar (Inspiratory Pressure Threshold Device®, Threshold, Healthscan, Cedar Grove, NJ, EUA). És un dispositiu inspiratori que pot ajustar-se mitjançant la tensió d’una molla o ressort. La tensió de la molla determina l’obertura de la vàlvula a una pressió prefixada, amb un rang entre 0 i 45 cm d’aigua. El dispositiu està concebut perquè no hi hagi flux significatiu per sota de la valor llindar; un cop superat aquest i oberta la vàlvula, la resistència lineal a l’increment de flux ha de ser inapreciable (fig. 1).
Fig. 1. Diagrames de pressió-flux per als dispositius llindar (esq.), Ajustat a 10, 20, 30 i 40 cm d’aigua, i de càrrega resistiva (dta.), On la corba inferior correspon a l’orifici 6 i les superiors correlativament fins al 1. Les corbes de la dreta s’ajusten a una funció quadràtica inversa de el flux (Fl) respecte de la pressió (pr): Fl (pr) = aÖpr, on a té un valor específic per a cada orifici, de l’1 a el 6 : 7,836; 6,58; 5,04; 3,102; 1,788 i 1,17; sempre amb r2 > 0,998, el que expressa un ajust ideal.
2. Dispositiu de càrrega resistiva (PFlex® Resistive trainer, Respironics HealthScan Inc., Cedar Grove, Nova Jersey).Compta amb 6 resistències inspiratòries o orificis que adapten l’entrada de l’aire a el cos de l’aparell. Els diàmetres mesurats van ser de 0,45 mm (orifici 6), de 1,9 mm (orifici 5), de 2,7 mm (orifici 4), de 3,5 mm (orifici 3), de 4,5 mm ( orifici 2) i de 5,35 mm (orifici 1). Aquestes resistències no lineals condicionen corbes parabòliques de pressió-flux (fig. 1).
La limitació progressiva a l’increment de flux s’ajusta a expressions de l’tipus: Fl (pr) = aÖpr (on Fl significa flux i pr, pressió), cada nivell (orifici) caracteritzat per un valor diferent de a (fig. 1).
a la figura 1 es representen gràficament la pressió i el flux en els dispositius connectats a una bomba de buit, capaç de generar fluxos estables. Per a aquesta mesura es va emprar el programa LABDAT-ANADAT (RHT-Infodat Inc., Mont-real, Quebec, Canadà).
Protocol d’entrenament
Tant a l’inici com a la fi de el període de entrenament, de 6 setmanes, es van realitzar els mesuraments següents:
Proves de funció pulmonar: espirometria forçada, amb un laboratori de funció respiratòria Masterlab (Jaeger, Würzburg, Alemanya), que va incloure volums pulmonars estàtics, resistència de les vies aèries i capacitat de difusió pulmonar de monòxid de carboni per respiració única, segons procedimientos11 i valors de referencia12-14 de la Societat Espanyola de Pneumologia i Cirurgia Toràcica (SEPAR).
Gasos arterials: punció d’artèria radial segons normativa SEPAR14 i processament de la mostra en ABL-500 (Radiometer, Copenhaguen, Dinamarca).
Funció muscular respiratòria. Les pressions estàtiques inspiratòries (Pimáx) i expiratòries màximes en boca es van registrar amb la tècnica estándar15 i manòmetre específicament dissenyat (Sibelmed 163, SIBEL, Barcelona, Espanya). Les pressions màximes esofàgiques amb maniobres d’inspiració nasal màxima (sniff) i Müller15,16 es van registrar després de la col·locació d’una pilota esofàgic connectat mitjançant un catèter a un transductor de pressió (Transpac II, Abbott Critical Care Systems, North Chicago, Illinois, Estats Units; rang ± 150 cm d’aigua, calibrat amb una columna d’aigua). El millor de 3 valors amb una variació menor de el 10% es van considerar valors màxims de Pimáx, de pressió expiratòria màxima i de sniff i Müller esofàgiques.
El temps sostingut amb una càrrega de llindar de el 66% de la Pimáx (Tlim66%) es va valorar amb el dispositiu llindar Healthscan, si el 66% de la Pimáx corresponia al seu rang, o amb una vàlvula inspiratòria carregada mitjançant pesos, segons el descrit per Nickerson i Keens17. Aquest límit de temps es va assolir si el pacient era incapaç de continuar després de realitzar 3 esforços consecutius inefectius, en què no aconseguia obrir la vàlvula de llindar, o si s’observava un descens de la saturació d’oxigen (menys de l’90% o un caiguda superior a el 4% respecte a el valor de base). No es va imposar cap patró respiratori durant les maniobres de resistència i com a límit màxim de temps sostenible es va considerar el de 15 min.
Qualitat de vida. Utilitzem el qüestionari de malalties respiratòries cròniques (CRQ) desenvolupat per Guyatt et al18 i validat en espanyol per Guell et al19. La mínima diferència entre 2 qüestionaris que es va considerar clínicament significativa va ser de 0,5 punts per ítem20 en qualsevol de les àrees (dispnea, fatiga, factor emocional i control de la malaltia).
Càrrega d’entrenament
Es va imposar una càrrega mínima (7 cm o orifici 1) durant una setmana. Al grup C aquesta càrrega no es va modificar durant el curs de l’estudi, mentre que en els grups O i CR la intensitat es va incrementar fins a la càrrega màxima tolerada, seguint un procediment similar: es començava amb el dispositiu a la càrrega màxima (en el orifici 6 o 45 cm d’aigua de llindar) i s’iniciava una sessió d’entrenament. Si el pacient no completava aquesta càrrega durant 15 min, pels mateixos motius que per Tlim66% o bé per una sensació no tolerable de dificultat respiratòria, el dispositiu es modificava a un nivell de dificultat inferior, bé per ajust a l’orifici immediatament major o per reducció de l’llindar de pressió en 4 cm. Després d’un descans de 20 min es començava una altra prova. De nou es descendia el nivell si el pacient no completava la càrrega, fins que es va assolir el màxim nivell sostenible durant 15 min, respectant sempre els 20 minuts de repòs entre una prova i una altra.
Cada setmana es portava a terme l’ajust de càrrega pel procediment invers, afegint 4 cm d’aigua de pressió llindar o escollint l’orifici de diàmetre immediatament menor a l’sostingut amb anterioritat. En aquestes sessions de supervisió a l’hospital es va preguntar als pacients sobre símptomes i compliment de l’entrenament, a més de determinar-se la Pimáx15. Les càrregues inicials i finals de l’protocol es recullen a la taula II.
Tan sols en un pacient es va manipular el dispositiu per tal de superar la pressió llindar màxima disponible al rang, atès que per al pacient 45 cm eren sostenibles d’entrada. Per no desvirtuar la valoració dels dispositius comercials es va decidir no realitzar més manipulacions.
Paràmetres d’entrenament
Durant el primer i últim controls hospitalaris, la pressió en el dispositiu (pressió en boca ) es va mesurar durant l’entrenament (Abbot, Transpac 11, EUA .; pressió de transductor; rang ± 150 cm d’aigua) i es va recollir digitalment en un ordinador (programa informàtic LABDAT-ANADAT). El senyal es processava per determinar la freqüència respiratòria, el cicle respiratori, les pressions inspiratòries mitjana i escaig, la integral de pressió inspiratòria i l’índex de pressió-temps (PTI = pressió inspiratòria / Pimáx × temps inspiratori / temps total) 21,22 .
les modificacions individuals en la càrrega aplicada en l’entrenament es detallen en la taula II, que reflecteix les càrregues aplicades setmanalment i mantingudes fins al següent control. El nivell d’entrenament correspon a el nombre de l’orifici de càrrega resistiva o a la valor de llindar. En l’entrenament inicial i a la fi es va mesurar el PTI com a expressió de la càrrega efectiva, tenint en compte el patró d’entrenament.
Anàlisi estadística
Sobre la base d’estudis previs i prenent la Pimáx com la principal mesura de valoració, es va determinar una mida mínima de mostra de 18 pacients per als grups d’intervenció per 10 controls (potència: 0,95; alfa = 0,05; per una diferència esperada de Pimáx en els grups de intervenció, entrenats, delta de 18 cm aigua respecte a controls, sigma = 20). Incloem a 12 pacients en els grups CR i U per possibles pèrdues i per permetre comparacions entre grups (prova de la t d’Student). Es van valorar en cada grup els resultats abans i després de la intervenció mitjançant la prova de la t d’Student. Un valor de p
Resultats
Les dades basals (taula I) dels 3 grups no van presentar diferències significatives en paràmetres espiromètrics, de difusió o volums pletismográficos ni a l’inici ni a la fin de l’ període d’entrenament.
Paràmetres musculars i qualitat de vida
Les variacions que van experimentar aquestes mesures es mostren a la taula III. El grup O, que va augmentar la Pimáx de 86 a 104,26 cmH2O i va tenir augments equivalents de les pressions esofàgiques, va ser l’únic grup en què es va incrementar el Tlim66%, que va passar de 4,67-10,22 min. En el grup CR l’increment de Pimáx va ser de 91 a 105,7 cmH2O, encara que va ser el grup que més va millorar pel que fa a qualitat de vida. Al CRQ, l’àrea de la dispnea va millorar en els 3 grups, però els canvis més destacats van correspondre a el grup CR. Malgrat les grans diferències en totes les àrees en aquest grup, aquestes no van ser significatives entre grups. En conjunt, destaquem que, comparat amb els grups de tractament, en el grup control no es van donar canvis paral·lels.
Paràmetres d’entrenament
Com es detalla en la taula II, el valor mitjà ± desviació estàndard de pressió llindar va passar de 33 , 33 ± 9,22-41,17 ± 5,41 cm d’aigua, i les càrregues resistives utilitzades van passar d’una moda de 4 a 5. Un nombre significatiu de pacients va aconseguir la càrrega màxima, tot i que també es va poder observar que el PTI va baixar en 2 pacients amb llindar, a causa dels increments de la Pimáx ia canvis en el patró respiratori.
a la figura 2 es il·lustra el registre de l’entrenament amb un exemple de cada dispositiu. A la taula IV es recullen els paràmetres distintius de pressió i cicle respiratori. Els pics ( “caigudes” a la fig. 2) de pressió inspiratòria són més profunds i breus amb el llindar que quan s’usa una càrrega resistiva: a la fi de l’protocol d’entrenament, el cicle (temps inspiratori / temps total) en O era de 0,31 enfront de 0,557 a CR. En contrast, la pressió inspiratòria mitjana en O era molt superior, i no observem diferències en la freqüència respiratòria entre els dos grups (entre 14 i 17 / min; taula IV), amb escassa variació durant tot el protocol.
Fig. 2. Diferències en patrons d’entrenament. Exemples característics per llindar de pressió (O; esq.), El patró es caracteritza per caigudes intenses i breus, enfront dels esforços més limitats en pressió però sostinguts de càrrega resistiva (CR; dta.).
Discussió
Amb els resultats obtinguts, les conclusions més importants del nostre treball poden resumir-se en els següents punts:
1.Els 2 dispositius d’entrenament muscular inspiratori mostren comportaments de pressió-flux diferents i oposats, de manera que poden condicionar estratègies divergents d’estalvi d’esforç. Aquestes adaptacions s’han de tenir en compte en un entrenament no controlat com a origen possible d’una ineficiència de la mateixa.
2. Amb un protocol no estrictament controlat, mitjançant un simple ajust setmanal en ambdós tipus d’entrenament, es va produir un grau similar de sobrecàrrega muscular en ambdós grups d’entrenament, tot i que els pacients es van adaptar amb patrons diferents d’exercici.
3. Aquest enfocament lliure va donar lloc a millores en paràmetres musculars i a canvis en la qualitat de vida, que van ser superiors als de el grup C.
4. El fet que no hi hagués diferències significatives entre els 2 grups d’entrenament i la similitud de les magnituds d’esforç assolides no ens permeten concloure que un tipus d’entrenament sigui superior a l’altre.
La nostra avaluació dels dispositius va proporcionar un perfil de comportament pressió-flux (fig. 1) similar a referències prèvies tant per a dispositius de tipus càrrega resistiva23 com de llindar, carregats per peso17 o mitjançant un resorte24,25. Corroborem que es compleix la característica definitòria de el dispositiu de llindar, és a dir, l’absència de flux significatiu per sota de la valor llindar, que és inferior a 0,1 l / s, un senyal de flux que Gosselink et al25 atribueixen a descompressió d’l’aire proximal a la vàlvula. Amb els dispositius de càrrega resistiva el comportament pressió-flux pot predir al llarg de tot el seu rang de pressió mitjançant una expressió matemàtica, inversa d’una funció quadràtica (com es descriu a “Pacients i mètodes”). Aquesta relació constant reflecteix la relació entre fluxos laminar i turbulent, d’acord amb la clàssica fórmula de Rohrer, amb major component turbulent a mesura que augmenten el flux o la resistència. La possibilitat de derivar flux o pressió pot contribuir a fer un seguiment més senzill de l’entrenament per una simple substitució o planificar patrons d’entrenament controlat.
El disseny d’entrenament lliure ens va permetre observar les diferents estratègies que condiciona cada dispositiu en grups de pacients similars (taula i) i en el mateix context. L’adaptació a l’entrenament màxim no es va veure dificultada en cap pacient per hipoventilació. No es va registrar desaturació arterial ni en els pacients més hipoxèmics, el nombre no era significativament major en el grup U, tot i la diferència mostrada a la taula I, el que pot guardar relació amb l’absència d’hipercàpnia. La distribució de temps i pressió inspiratoris i cicle respiratori va tendir a minimitzar l’esforç a l’limitar la seva durada en el cas de l’llindar (menor temps inspiratori), o a l’limitar la pressió en el cas de les càrregues resistives (fig. 2). Gosselink et al25, que van provar un dispositiu llindar amb subjectes sans i amb pacients amb MPOC en sèries de 5 minuts, van observar que els primers mantenien un cicle de 0,5, mentre en els segons era de 0,36-0,39, amb freqüència respiratòria creixent a mesura que les càrregues s’incrementaven.
aquesta observació en subjectes “verges” pot significar que els pacients amb MPOC estan acostumats a aquesta estratègia respiratòria abans de prendre contacte amb el dispositiu llindar. En la nostra experiència observem que en el grup U hi havia una tendència cap a un temps inspiratori encara menor, amb un cicle mitjà de 0,31, amb casos extrems (cas 3 a taula II o fig. 2), que expliquen el PTI baix malgrat nivells llindar màxims. D’altra banda, en el cas de el grup CR, el cicle va arribar a ser de 0,55. Per tot l’exposat creiem que és l’allargament de el temps inspiratori que ha de considerar atípic, ja que inverteix la tendència natural dels pacients cap a un temps espiratori més prolongat per evitar la hiperinsuflació dinàmica, sense que estiguin prou clars els avantatges “perceptives” de tal readaptació que puguin influir en paràmetres de qualitat de vida de forma independent de l’recondicionament muscular.
Les adaptacions demostrades en el nostre estudi poden donar raó de per què els estudis no controlats resulten ineficaços. Qualsevol estratègia d’entrenament que vulgui dissenyar, a llarg o curt termini, controlada o no, ha de tenir en compte aquestes interaccions entre pacient i dispositiu per a ser efectiva. En el nostre estudi vam assenyalar que la pressió inspiratòria mitjana d’entrenament va fluctuar entre el 30 i el 35,7%, per sobre de l’30% establert per Larson et al24 com a valor efectiu d’entrenament (taula IV). Va poder fins i tot haver estat superior d’haver-ho permès el rang de el dispositiu, seguint l’estratègia dissenyada i no l’alternativa d’altres autores10,25 d’augmentar la freqüència respiratòria.Pel que fa a les càrregues resistives, estudis previos23 han demostrat que l’entrenament controlat garanteix la intensitat d’entrenament necessària. El nostre enfocament seria una alternativa als dispositius dotats de sistemes de retroalimentació, que resulten més costosos.
El nostre estudi assumeix que els pacients s’adapten a les relacions de pressió-flux dels dispositius. El disseny del nostre protocol d’entrenament va estar orientat a evitar previsibles estratègies d’estalvi d’esforç per part dels pacients. En el nostre estudi la intensitat de l’esforç havia de ser mantinguda per tractar als dos grups de forma paral·lela, en absència d’una correspondència coneguda de càrrega. La nostra experiència ens ha confirmat que no existeix tal correspondència si no es té en compte el temps d’esforç, molt variable segons el cicle respiratori, especialment per al llindar, com han afirmat Gosselink et al25. Per aquesta raó el PTI, utilitzat en el nostre estudi, és un índex que confirma que el nivell de càrrega en ambdós grups d’entrenament era similar. En comparació amb l’estudi original de Bellemare i Grassino26, els valors observats representarien nivells alts de càrrega addicional, pròxims a l’llindar de fatiga muscular. Malgrat que aquests autors van utilitzar les pressions transdiafragmáticas per calcular aquest índex, es considera que les pressions en boca són un indicador acceptable d’activitat diafragmática22.
Una de les limitacions del nostre protocol va ser el baix rang de pressió de l’ dispositiu llindar escollit, especialment per a aquest tipus d’estratègia, en què el patró d’entrenament ho determina el pacient. Aquest fet no és tan observable en el dispositiu de càrrega resistiva, tot i que 5 de 11 pacients van acabar a el màxim nivell d’entrenament, probablement perquè la possibilitat d’alterar l’estratègia d’entrenament és més restringida. Atès que l’estudi es proposava avaluar un tipus particular de dispositiu comercial, renunciem expressament a manipular afegint ressorts adicionales25 o allargant els originals. No obstant això, sí que creiem que diversos pacients podien mantenir càrregues molt superiors, especialment aquells en què va disminuir el PTI al llarg de l’protocol (casos 1 i 3). Per això considerem necessari tenir en compte aquesta limitació i seleccionar el model d’acord amb el rang que necessiti el pacient en funció de l’protocol.
Els resultats que hem obtingut són similars als d’altres estudis controlats previs i coincideixen especialment amb les conclusions de la metaanàlisi de Lötters et al5, que van confirmar principalment l’efectivitat en paràmetres de qualitat de vida i funció muscular, sobretot en pacients debilitats. Tot i que els nostres pacients no van mostrar un compromís greu de la funció muscular, com confirmen les pressions estàtiques obtingudes, creiem que són una referència vàlida del que passa en pacients amb MPOC. A l’tractar-se d’un estudi pilot de comparació, i després optar per un entrenament amb càrregues màximes, no es va incloure a pacients molt compromesos per MPOC i debilitat muscular, sinó que vam escollir a pacients de l’àrea ambulatòria en condicions d’autonomia per a acudir setmanalment a l’hospital. Tot i això, es va observar un benefici en paràmetres musculars en els dos grups d’entrenament, però no en el grup C, el que és atribuïble a l’exercici muscular.
No es pot descartar que part de les diferències poguessin reflectir simplement un efecte d’aprenentatge: la Pimáx i les pressions esofàgiques van millorar en el grup O de manera més significativa que en CR, en el qual l’exercici no s’aproxima a el patró d’inspiracions curtes i intenses, similar a la dinàmica de les maniobres màximes. També el Tlim66%, descrit per Nickerson i Keens17 com un paràmetre de resistència, es va allargar molt significativament entre els pacients de el grup U.
El nostre estudi demostra que l’entrenament inspiratori pot tenir efecte directe sobre els símptomes i la qualitat de vida, com s’evidencia en la taula III, especialment en el grup CR, alguna cosa ja descrito27, al que contribuirien el reforçament muscular inspiratori i una certa desensibilització sensitiva28,29. A l’actuar ambdós tipus d’entrenament sobre una base similar, no ens va semblar probable que anessin a proporcionar resultats molt divergents, malgrat que puguin donar lloc a adaptacions diferents.
La similitud dels resultats obtinguts no permet concloure que un mètode d’entrenament sigui superior a un altre. Atès que els dispositius s’utilitzen en el marc d’un protocol d’entrenament, seran aquest i la sobrecàrrega efectiva de la musculatura dels que hagin de tenir rellevància de cara als resultats. A l’tractar-se d’un protocol de càrregues màximes ajustables, el rendiment de tots dos sistemes va proporcionar valors de PTI i resultats similars.Amb el dispositiu llindar coneixem el nivell de pressió dels esforços inspiratoris, tot i que el patró respiratori presenta un alt grau de variació entre els pacients. L’entrenament amb càrregues resistives no posseeix tant potencial de variació de la càrrega, però en forma lliure condueix a un allargament “menys fisiològic” de el temps inspiratori. No està clar si les dues modalitats mostren una eficàcia més específica en l’enfortiment muscular o en l’esfera perceptiva. Podem interpretar que l’entrenament mitjançant dispositius de llindar pogués tenir un efecte més específic sobre el component de força, en oposició a un esforç més sostingut amb càrregues resistives, que actuaria sobre la resistència. Ens limitem a presentar les dades i assenyalar que, a l’igual que altres autores4,5,24, vam aconseguir un reforçament muscular en ambdós grups d’entrenament, tot i veure’ns limitats pel que fa als valors de llindar aplicables ja que les càrregues resistives van condicionar pressions pic inferiors a les de el grup O. Amb tot, és possible que les dues modalitats poguessin tenir indicacions diferents i fins i tot complementàries. A més, la possibilitat d’entrenar sense necessitat d’un control estricte facilitaria uns protocols més accessibles i aptes per a períodes més llargs, una necessitat evident donada la naturalesa reversible dels efectes de l’entrenamiento30.