Objektivizace významu dechových cvičení u osob s poraněním míchy


Objectification of the Importance of Beating Exercise in Subjects with Spinal Cord Injury

It is known, from clinical practice and research, that breathing exercises have a positive effect on people with spinal cord injury (SCI). The purpose of this study was to perform special breathing exercises in persons with SCI and evaluate their effectiveness by using X-ray of lungs and other tests. Sample consisted of 15 respondents with SCI, 8 men and 7 women, mostly middle-aged and elderly. Intervention program took 6 months, with the frequency of exercise five times a week, in the range of 20-30 minutes. The study has included: 1 ) Chest X-Ray in a sitting position during inhalation and exhalation; 2) chest excursion; 3) determination of forced vital capacity (FVC) and forced expiratory volume during the first second (FEV1 ); 4) measurement of respiratory rate. Pretest X-ray showed that the difference between the movement of the lower ribs during inhalation and exhalation was 2-35 mm. Measurement of chest circumference showed a limitation of chest expansion related to normal values ​​corrected with age and sex. Tetraplegic patient’s FVC decreased by 30-50 % compared with the values ​​of healthy population and paraplegics FVC reduced about 80 %. Respiratory rate was 13 to 22 breaths/ min. for all respondents with SCI. We have repeated the tests after six months. X-ray examination showed that the difference between the movement of the lower ribs during inhalation and exhalation has increased by 49% (6 to 45 mm). It has become obvious that circumference of the chest during inspiration increased by 3.5 % and chest circumference during exhalation decreased by 1.27%. One-second vital capacity increased by 5.68% and forced vital lung capacity by 7.61 %. Respiratory rate decreased on average by 16.22 %. In this study, by using X-ray and other tests, we have noticed the objective influence of breathing exercises on the respiratory muscles in persons with SCI.

Keywords:
breathing exercise, spinal cord injury, X-ray


Autoři: A. Vetkasov;  B. Hošková;  I. Sobotková
Působiště autorů: Katedra zdravotní tělesné výchovy a tělovýchovného lékařství FTVS UK, Praha vedoucí katedry doc. PhDr. B. Hošková, CSc.
Vyšlo v časopise: Rehabil. fyz. Lék., 21, 2014, No. 2, pp. 68-72.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

Z klinické praxe i výzkumných prací je známo, že dechová cvičení mají pozitivní význam pro osoby s poraněním míchy (PM). Účelem této práce bylo provedení speciálních dechových cvičení u osob s PM a hodnocení jejich účinnosti za pomoci RTG snímku plic a dalších testů. Soubor sestával z 15 respondentů s PM, 8 mužů a 7 žen, převážně středního a vyššího věku. Intervenční program trval šest měsíců, s frekvencí cvičení pětkrát týdně, v rozmezí 20 až 30 minut. V této studii byly vyšetřovány následující parametry: 1. RTG plic vsedě při nádechu a při výdechu; 2. exkurze hrudníku; 3. stanovení usilovné vitální kapacity plic (FVC) a jednosekundové vitální kapacity (FEV1); 4. měření dechové frekvence. Pretestové RTG vyšetření ukázalo, že rozdíl pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu byl 2 až 35 mm. Pretestové hodnoty ukázaly, že měření obvodu hrudníku vykazovalo omezení expanze hrudníku vzhledem k normálním hodnotám daným věkem a pohlavím. V porovnání s hodnotami zdravé populace se u tetraplegiků snížila hodnota FVC na 30 %–50 % a u paraplegiků asi o 80 %. Dechová frekvence u všech respondentů s PM byla 13 až 22 vdechů/min. Po uplynutí šesti měsíců jsme opakovali testy. RTG vyšetření ukázalo, že rozdíl pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu se zvýšil o 49 % (o 6 až 45 mm). Obvod hrudníku při nádechu se zvýšil o 3,5 % a obvod hrudníku při výdechu se snížil o 1,27 %. Jednosekundová vitální kapacita se zvýšila o 5,68 % a usilovná vitální kapacita plic o 7,61 %. Dechová frekvence se průměrně snížila o 16,22 %. V této studii jsme pomocí RTG vyšetření a dalších testů zaznamenali objektivní vliv dechových cvičení na dechové svaly u osob s PM.

Klíčová slova:
dechová cvičení, poranění míchy, RTG plic

ÚVOD

Hlavní příčinou morbidity a mortality u osob s PM je respirační dysfunkce, která způsobuje poškození dechových svalů a hrudní stěny, snížení vitální kapacity, neefektivní kašel, redukci plic a nadměrnou spotřebu kyslíku v důsledku narušení dýchacího systému. U těžce postižených jedinců, kteří vyžadují asistovanou ventilaci, se mohou také vyskytnout poruchy řeči. Vhodní kandidáti mohou být někdy odpojeni od umělé plicní ventilace při phrenic-nervové stimulaci a stimulaci vnějších mezižeberních svalů. K částečnému obnovení respirační svalové výkonnosti dochází spontánně. Eventuální vitální kapacita závisí na míře spontánního zotavení, letech uplynulých od úrazu, míře kouření, historii hrudního poranění, na míře maximálního inspiračního tlaku či faktu, zda byl proveden chirurgický zákrok. Výkonnost dechových svalů je možné zvýšit pomocí břišního pásu a svalového tréninku. Dle údajů z nejnovějších zdrojů je zřejmé, že úroveň a komplexnost zranění či vyšší věk v době úrazu nemusí přímo souviset s úmrtností osob po PM, což naznačuje, že se péče o osoby po PM v poslední době zlepšila. Údaje ukazují, že mezi nezávislé prediktory mortality patří cukrovka, onemocnění srdce, kouření a procento předpovídaného usilovného výdechu v první sekundě (FEV1). Nedávné studie ukázaly výrazné zlepšení dechových svalů při tréninku s dlouhou inspirací a pozitivním tlakem na konci exspirace (2).

Závažným klinickým problémem u osob po PM je slabý kašel, který způsobuje retenci sekretu v průběhu infekce. Mezi metody odstranění sekrece patří hrudní fyzioterapie, dechová cvičení, spontánní kašel, odsávání a kašel za pomoci nucené komprese břicha („quad cough“). V poslední době byla již popsána aktivace břišních svalů pomocí epidurální elektrody umístěné v úrovni míchy, T9-L1 (1, 12, 15), ale ještě není k dispozici pro obecné použití.

U zdravé populace bylo zjištěno, že síla a vytrvalost ventilačních svalů mohou být trénovány stejně jako u jiného kosterního svalstva (8). K získání významného efektu je obvykle nutné energické a intenzivní úsilí. Dokonce i běžci maratonu, kteří dýchají energicky, ale ne násilím, mají respirační svalovou sílu, která není zvýrazněna (10). Respirační svalová slabost a neúčinnost dýchání vede k únavě dýchacích svalů tetraplegiků (11), ale kvalitní trénink dechových svalů může zvýšit jejich výkon (16).

Například Gross ve své studii (5) získal pomocí využití elektromyografie (EMG) důkaz únavy probandů, kteří dýchali šestkrát týdně, v rozmezí 20 až 30 minut proti odporu. Uijl (16) trénoval své respondenty při 70% vytrvalostní kapacitě dýchacích svalů dvakrát denně po dobu 6 týdnů. Rutchik (13) trénoval své respondenty 8 týdnů – dýchali po dobu 15 minut dvakrát denně s postupným nárůstem odporu. Osoby pozorované Koganem (7) se věnovaly inhalaci přes úzkou trubku v pracovní dny 2,5 – 4,5 mě-síce a při rozvoji nádechu respondenti dosáhli 80 % svého maximálního inspiračního tlaku.

V každé z výše uvedených studií došlo postupem času ke zvýšení výkonnosti ventilačních svalů. Například ve studii Grosse (5) došlo ke zlepšení síly i vytrvalosti svalů ventilace. Ve studii Uijlho (16) došlo u respondentů k hypertrofii respiračních svalů, nárůstu vytrvalosti a maximální spotřeby kyslíku dosažené při arm-crank tréninku.

Ve studii Rutchikа (13) došlo k významnému zvýšení maxima inspiračního tlaku (z 66,2 cm H2O na 78,5 cm H2O), FVC (z 2,81 l na 3,07 l) a celkové kapacity plic (z 5,17 l na 5,71 l). Podobné výsledky byly u Kogana, kde kromě výše uvedeného, bylo výsledkem tréninku posílení bránice, což vedlo k hypertrofii diaphragmy. Je dobře známo, že bránice je hlavní dechový sval. Při normálním klidném dýchání poskytuje bránice 75 % inspiračního úsilí (9). Na zbylých 25 % se podílí externí mezižeberní svaly a svaly scalene. Skládal (14) přišel s názorem, že bránice není pouze sval dechový, ale má i funkci posturální. Dále jsou známy práce, které se zabývají snímáním brániční aktivity pomocí EMG (6). Snímání drátkovou elektrodou nám však poskytuje jen částečný pohled na funkci bránice, protože tímto způsobem je možné snímat pouze její část. Funkci bránice, jako celku, studoval ve své studii Čumpelík (3) na snímcích MR. Tato studie ukazuje, že bránice nepracuje vždy jako celek, ale že se její svalová aktivita diferencuje podle výchozí polohy diaphragmy. Funkce bránice, jako hlavního dechového svalu, není tak intenzivně studována jako například srdeční funkce. Proto jsou znalosti o její funkci spíše klinického rázu.

Naše studie (4) například prokázala, že dechová cvičení osob po PM mají vliv na exkurzi hrudníku a spirometrické parametry, což bylo potvrzeno zvýšenou exkurzí hrudníku a naměřenými spirometrickými parametry i anketním šetřením. Dechová cvičení jsou důležitá nejen jako prevence z hlediska snížení možnosti onemocnění dýchacích cest, ale i v rámci nácviku správného hospodaření s dechem. Na druhé straně se ovšem nepodařilo přesně zjistit, jaký vliv mají cvičení na dechové svaly.

Na základě výše zmíněných závěrů jsme rozhodli, že by bylo vhodné se pokusit o objektivnější a komplexnější náhled na tuto problematiku. Poněvadž žádná z těchto studií, které jsme projednávali, nenabízí objektivní pohled na ovlivňování dechových svalů dechovými cvičeními, domníváme se, že zkoumání tohoto problému může přinést jinou kvalitu v hodnocení dechových cvičení, a tím zlepšit prevenci a léčbu dechové soustavy u osob s PM.

METODIKA

Předmětem výzkumu je objektivizace dechových cvičení u osob s PM. Pro objektivizaci dechových cvičení bylo použito rentgenové vyšetření plic a řada dalších vyšetření. Pilotní studie byla provedena ve spolupráci s „Centrem Paraple” v rámci programu „Zdravý životní styl”. V rámci výzkumného šetření jsme pracovali se skupinou osob s poraněním míchy. Celkem bylo sledováno 15 osob (8 mužů a 7 žen): vysoká tetraplegie (C4 a C5) - 3 osoby, nízká tetraplegie (C6 - C8) – 6 osob, vysoká paraplegie (Th1 - Th6) – 2 osoby, nízká paraplegie (Th7 a níže) – 4 osoby. Věková hranice 25 – 60 let. V průměru každá osoba byla 3 až 15 let po úrazu. Čtyři osoby z celkových patnácti kouřilo, a to v průměru 23,5 let. Pilotní studie trvala šest měsíců, s frekvencí pětkrát týdně, v rozmezí 20 až 30 minut.

V rámci studie bylo provedeno vyšetření, které zahrnovalo:

  • Rentgenové vyšetření plic vsedě - pozorovali jsme rozdíl pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu (obr. 1, obr. 2).
  • Měření dechové frekvence - sledovali jsme pohyby hrudníku vsedě (jeden vdech a jeden výdech se rovná jeden dech). Při počítání dechu jsme sledovali čas, dechovou frekvenci během jedné minuty a kromě počtu dechů jsme hodnotili pravidelnost, hloubku a charakter dýchání.
  • Exkurze hrudníku - obvod hrudníku jsme měřili krejčovským metrem - vpředu ve výši prsních bradavek (u mužů) či ve výši mezosternální (u žen) a vzadu pod dolními úhly lopatek. Obvod jsme měřili ve střední dechové poloze, dále po maximálním inspiriu a posléze po maximálním exspiriu.

Rentgenový snímek plic pre-test.
Obr. 1. Rentgenový snímek plic pre-test.

Rentgenový snímek plic post-test.
Obr. 2. Rentgenový snímek plic post-test.

Spirometrické ukazatele, tj. usilovná vitální kapacita plic a jednosekundový usilovný výdech, byly stanoveny spirometrickým systémem Micro Diary Card (Micro Medical Ltd., UK).

Před začátkem samotného šetření jsme pečlivě prostudovali teoretické podklady týkající se metodiky hodnocení dechových cvičení. Na základě vztahů zjištěných měřením a klinickým pozorováním vznikl dechový cvičební program zaměřený na hlavní a vedlejší dechové svaly. Jako příklad uvádíme jedno cvičení z programu: „Kovářské měchy“: Prudký nádech – prudký výdech, zatlačit na břicho a bránici. Na začátku jsme doporučovali pomalejší nádech (1 nádech za 2 s) a postupně zvyšovali rychlost a počet dechů (1x nádech a 1x výdech). Respondenti začínali s pěti dechy. Počet dechů, neboli dechových cyklů, závisel na plicích a jejich schopnostech udělat pořádný nádech a výdech. Poté, když respondenti zvládli základní cvičení, přidávali každý den dvě až tři kola, až dospěli k počtu 60 kol za jedno sezení. Jakmile pociťovali jakoukoliv známku únavy nebo hyperventilace, ukončili cvičení a přistupovali k němu až následující den, kdy začínali s nižším počtem kol.

Respondenti byli postupně seznamováni se souborem dechových cvičení. Abychom zvýšili motivaci respondentů, a mj. také víru v pozitivní výsledek, připravili jsme pro ně krátkou přednášku na téma „Dechová funkce – korektivní cvičení v praxi“.

VÝSLEDKY

K analýze dat jsme použili program NCSS. Po každém vyšetření jsme uvedli grafické znázornění (box plot) rozložení výsledků v pre-testu a post-testu, z čehož je dobře patrné, zda došlo k očekávané změně – zlepšení či nikoliv. Pretestové RTG vyšetření ukázalo, že rozdíl vertikálního pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu byl 2 až 35 mm (graf 6). Výsledky prvního testu ukázaly, že dechová frekvence u všech osob s poraněním míchy byla, v porovnání s hodnotami populace bez postižení, nadprůměrná (graf 1). Vitální kapacita plic byla naopak nižší než u nepostižených. (graf 2, graf 3). Měření obvodu hrudníku vykazovalo malý rozdíl mezi indexy (maximální nádech a výdech) určující exkurzi hrudníku (graf 4, graf 5). Tyto indexy byly rovny přibližně 3 cm, což znamená snížení exkurze hrudníku.

Grafické porovnání rozdílu pohybu dolních žeber v pre-testu a post-testu.
Graf 1. Grafické porovnání rozdílu pohybu dolních žeber v pre-testu a post-testu.

Grafické porovnání rozdílu indexu frekvence dýchání v pre-testu a post-testu.
Graf 2. Grafické porovnání rozdílu indexu frekvence dýchání v pre-testu a post-testu.

Porovnání rozdílu dat jednosekundového usilovného výdechu v pre-testu a post-testu.
Graf 3. Porovnání rozdílu dat jednosekundového usilovného výdechu v pre-testu a post-testu.

Grafické porovnání rozdílu indexu usilovné vitální kapacity plic v pre-testu a post-testu.
Graf 4. Grafické porovnání rozdílu indexu usilovné vitální kapacity plic v pre-testu a post-testu.

Grafické porovnání obvodu hrudníku při nádechu v pre-testu a post-testu.
Graf 5. Grafické porovnání obvodu hrudníku při nádechu v pre-testu a post-testu.

Grafické porovnání obvodu hrudníku při výdechu v pre-testu a post-testu.
Graf 6. Grafické porovnání obvodu hrudníku při výdechu v pre-testu a post-testu.

Po uplynutí šesti měsíců jsme opakovali testy. RTG a vyšetření ukázalo, že rozdíl pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu se zvýšil o 49 %, tj. o 6 až 45 mm (graf 6). Obvod hrudníku při nádechu se zvýšil o 3,5 % (graf 4) a obvod hrudníku při výdechu se snížil o 1,27 % (graf 5). Jednosekundová vitální kapacita se zvýšila o 5,68 % (graf 2) a usilovná vitální kapacita plic o 7,61 % (graf 3). Dechová frekvence se průměrně snížila o 16,22 % (graf 1).

DISKUSE

Tato studie ukázala, že dechové svaly u osob s PM mohou být trénovány stejně jako u zdravé populace. Tyto údaje jsou v souladu s předchozí studií shrnuté Brownem (2). Předpoklad, že dechová cvičení mají pozitivní význam pro osoby s PM, byl naším měřením potvrzen. To dokazuje měření rozdílu pohybu dolních žeber při nádechu a výdechu, které jsme prováděli pomocí rentgenového vyšetření plic. Díky těmto výsledkům se dá předpokládat, že dechová cvičení ovlivňují nejenom interkostální svaly, ale také jiné hlavní dechové svaly a pomocné dechové svaly. Z rentgenových snímků je patrné, že se zvýšil pohyb bránice. Z výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že se zlepšuje pevnost bránice, jak tomu bylo ve studii Kogana (7), a dochází k aktivnějšímu zvednutí žeber, což má vliv na držení těla (17). Ovšem nikdo z osob sledovaných Koganem, které dosáhly prospěchu z tréninku, se nerozhodl pokračovat v tréninku dechových svalů po skončení studie. Podobné situace se vyskytují i v naší studii. Bylo velmi obtížné udržet motivační úroveň osob s PM, aby poctivě prováděli dechová cvičení a také zvýšit jejich víru v pozitivní výsledek. Z tohoto hlediska by bylo vhodné tuto problematiku zkoumat a navázat vztah objektu (dechová cvičení) k subjektu (osoby s PM).

Vzhledem k validitě výsledků je nutné brát v úvahu dřívější pohybové zkušenosti, protože hodně záleží na tom, zda měla někdy osoba s PM zkušenosti s vedenou pohybovou aktivitou nebo sportem. Když osoba před poraněním míchy rekreačně cvičila a nebo dělala výkonnostní sport, tedy výsledky budou lepší než u osoby, která nikdy neměla zkušenosti s pravidelnou pohybovou aktivitou.

ZÁVĚR

Výsledky studie prokázaly pozitivní význam dechových cvičení pro osoby s PM. Limitujícím faktorem naší studie může být zaměření studie pouze na specifickou část populace, a proto nemůžeme výsledky zcela generalizovat. Pozitivní význam dechových cvičení pro osoby s PM není ovšem zanedbatelný. Dechová cvičení pozitivně ovlivňují exkurze hrudníku i spirometrické parametry osob s PM. Protože jsme zjistili, jak dechová cvičení u probandů této studie ovlivňují dechové svalstvo, je pravděpodobné, že tato cvičení potažmo působí formativně i na držení těla, což zpětně ovlivňuje další funkce a orgány.

Tento článek vznikl s podporou VZ MŠMT ČR MSM 0021620864.

Adresa pro korespondenci:

Mgr. Artem Vetkasov

Katedra zdravotní tělesné výchovy a tělovýchovného lékařství

FTVS UK

J. Martího 31

162 52 Praha 6


Zdroje

1. AIYAR, H., STELLATO, T. A., ONDRES, R. P., MORTIMER, J. T.: Laparoscopic implant instrument for the placement of intramuscular electrodes in the diaphragm. IEEE Trans. Rehabil. Eng,, 7, 1999, 3, s. 360-371.

2. BROWN, R., ANTHONY, F.: Respiratory dysfunction and management in spinal cord injury. DiMarco M. D., Jeannette D., Hoit PhD CCC-SLP, and Eric Garshick MD MOH Respir Care, 2006, 51, 8, s. 853- 868.

3. ČUMPELÍK, J., VÉLE, F., KROBOT, A. aj.: Vztah mezi dechovými pohyby a držením těla. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 2006, č. 2, s. 62-70.

4. VETKASOV, A., HOŠKOVÁ, B.: Vliv dechových cvičení u zdravotně postižených s poškozením míchy. Aplikované pohybové aktivity v teorii a praxi, 2013, č. 4 (1), s. 31-38.

5. GROSS, D., LADD, H. W., RILEY, E. J., MACKLEM, P. T., GRASSINO, A.: The effect of training on strength and endurance of the diaphragm in quadriplegia. Am. J. Med., 68, 1980,1, s. 27-35.

6. HODGES, P. W., GANDEIVA, S. C.: Activation of the human diaphragm during a repetitive postural task. Journal of Physiology, 522, 2000. 1, s. 165-175.

7. KOGAN, I., McCOOL, F. D., LIBERMAN, S. L., GARSHICK, E., SHANNON, K., FRISBEE, J. H., BROWN, R.: Diaphragm hypertrophy during inspiratory muscle training in tetraplegia (abstract). Am. J. Respir. Crit. Care Med., 153, 1996, 4, A25.

8. LEITH, D. R., BRADLEY, M.: Ventilatory muscle strength and endurance training. J. Appl. Physiol., 41, 1976, 4, s. 508-516.

9. LOH, L. GOLDMAN, M., NEWSON-DAVIS, J.: The assessment of diaphragm function. Medicine, 56, 1977, s. 165-169.

10. LOKE, J., MAHLER, D. A., VIRGULTO, J. A.: Respiratory muscle fatigue after marathon running. J. Appl. Physiol,, 52, 1982, 4, s. 821-824.

11. MANNING, H., McCool, F. D., SCHARF, S. M., GARSHICK, E., BROWN, R.: Oxygen cost of resistive-loaded breathing in quadriplegia. J. Appl.Physiol,, 73, 1992, 3, s. 825-831.

12. ONDRES, R. P., DiMARCO, A. F., IGNAGNI, A. R., AIYAR, H., MORTIMER, J. T.: Mapping the phrenic nerve motor point: the key to a successful laparoscopic diaphragm pacing system in the first human series. Surgery, 136, 2004, 4, s. 819–826.

13. RUTCHIK, A., WEISSMAN, A. R., ALMENOFF, P. L., SPUNGEN, A. M., BAUMAN, W. A., GRIMM, D. R.: Resistive inspiratory muscle training in subjects with chronic cervical spinal cord injury. Arch. Phys. Med. Rehab., 79, 1998, 3, s. 293-297.

14. SKLÁDAL, J., ŠKAVRAN, K., MIKULENKA, V.: Posturální funkce bránice. Čs. Fysiol, 19, 1970, s. 279-280.

15. STELLATO, T. A., PETERSON, D. K., BUEHNER, P., NOCHOMOVITZ, M. L., MORTIMER, J. T.: Taking the laparoscope to the laboratory for ventilatory research. Am. Surg., 56, 1990, 3, s. 131-133).

16. UIJL, S. G., HOUTMAN, S., FOLFERNING, H. T., HOPMAN, M. T.: Training of the respiratory muscles in individuals with tetraplegia. Spinal Cord, 37, 1999, 8, s. 575-579.

17. VELÉ, F.: Kineziologie. Přehled klinické kineziologie a patokineziologie pro diagnostiku a terapii poruch pohybové soustavy, Praha, 2006.

Štítky
Fyzioterapia Rehabilitácia Telovýchovné lekárstvo

Článok vyšiel v časopise

Rehabilitace a fyzikální lékařství

Číslo 2

2014 Číslo 2
Najčítanejšie tento týždeň
Najčítanejšie v tomto čísle
Kurzy

Zvýšte si kvalifikáciu online z pohodlia domova

Získaná hemofilie - Povědomí o nemoci a její diagnostika
nový kurz

Eozinofilní granulomatóza s polyangiitidou
Autori: doc. MUDr. Martina Doubková, Ph.D.

Všetky kurzy
Prihlásenie
Zabudnuté heslo

Zadajte e-mailovú adresu, s ktorou ste vytvárali účet. Budú Vám na ňu zasielané informácie k nastaveniu nového hesla.

Prihlásenie

Nemáte účet?  Registrujte sa