ICU Acquired Weakness in patients with respiratory failure

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Дыхательная недостаточность является наиболее частой причиной госпитализации пациентов в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) [1, 2]. Большинству больных с тяжелой степенью дыхательной недостаточности в условиях ОРИТ требуется постельный режим. Одним из негативных последствий такого ограничения двигательной активности является синдром приобретенной в ОРИТ слабости (СПОС), проявляющийся гиподинамией, генерализованной симметричной слабостью респираторных мышц и мышц конечностей и затрудняющий отлучение пациентов от искусственной вентиляции легких [3, 4]. Прогрессия этого синдрома может приводить к потере трети мышечной массы у пациентов в критическом состоянии [5]. В основе СПОС лежит так называемая полимионейропатия критических состояний, характеризуемая первичной аксональной дегенерацией без демиелинизации, описанная еще в 80-х годах прошлого столетия [6].

Распространенность СПОС широко варьирует в зависимости от исследуемой популяции пациентов, наличия факторов риска, времени и методов диагностики. Основными предикторами развития синдрома являются пожилой возраст, женский пол, дефицит массы тела, сопутствующие заболевания, полиорганная недостаточность, гипергликемия, использование медикаментозной седации, глюкокортикостероидов и миорелаксантов [7, 8]. Частое сочетание таких факторов при лечении пациентов с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) делает эту группу больных наиболее угрожаемой по развитию СПОС.

Золотым стандартом диагностики СПОС является электромиография [3], однако методика не является широкодоступной и выявляет не все формы патологического состояния [4], поэтому традиционно диагноз устанавливается клинически с использованием шкалы Комитета медицинских исследований (Medical Research Council, MRC). Тем не менее определенные ограничения, часто встречающиеся у больных в ОРИТ (нарушение и спутанность сознания, энцефалопатия, седация, парезы), затрудняют применение MRC у пациентов в критических состояниях [9]. Современным прикроватным безопасным недорогим и эффективным инструментом раннего выявления уменьшения мышечной массы является ультрасонография мышц. Надежность и воспроизводимость этой методики были продемонстрированы в ряде исследований [10].

Компьютерная и магнитно-резонансная томография позволяют более детально визуализировать инфильтрацию мышц жировой тканью и определять объем безжировой мышечной массы, однако недостатки этих технологий (дороговизна, необходимость специализированного программного обеспечения, радиационное воздействие и сложность логистики пациентов в критическом состоянии) препятствуют их рутинному применению [11].

Потенциальным ранним биомаркером деградации мышечной ткани и риска развития СПОС может служить соотношение плазменных уровней мочевины и креатинина (ОМК) [12]. Возможность рутинного использования этого показателя в динамике с первых дней поступления в ОРИТ выгодно отличает его от других методов диагностики, как правило, выявляющих конечные стадии мышечных проявлений синдрома последствий интенсивной терапии.

Несмотря на накопленный специалистами опыт, диагностическая ценность различных методов оценки мышечной массы, а также ее связь с мышечной силой у пациентов с дыхательной недостаточностью остается неясной.

Цель исследования — сравнить различные методики раннего скрининга СПОС, оценить частоту развития и особенности этого синдрома у пациентов с дыхательной недостаточностью инфекционного генеза.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Одноцентровое проспективное продольное исследование.

Критерии соответствия

Критерием включения было наличие у пациента дыхательной недостаточности, требующей кис-лородотерапии. Пациенты с коротким курсом лечения в ОРИТ (менее 7 дней) были исключены из исследования.

Условия проведения

Исследование проведено на базе ОРИТ ФГБУ ФНКЦ ФМБА России (Москва).

Продолжительность исследования

Исследование проведено в период с 2019 по 2021 г.

Описание медицинского вмешательства

Обследовано 44 пациента с диагнозами «пневмония» и «хроническая обструктивная болезнь легких». В группу исследования (COVID-19 «+») был включен 31 пациент с тяжелым течением COVID-19; 13 пациентов с вирусной и/или бактериальной легочной инфекцией (внебольничная вирусная пневмония, нозокомиальная пневмония, обострение хронической обструктивной болезни легких) составили группу контроля (COVID-19 «-»).

Верификация инфекционного генеза поражения легких проводилась с использованием компьютерной томографии, полимеразной цепной реакции (для вирусов SARS-CoV-2 и H1N1), а также бактериологического мониторинга. Гематологические и биохимические показатели (уровни гемоглобина, лимфоцитов, креатинина, мочевины, альбумина, С-реактивного белка), индекс коморбидно-сти M. Charlson (Charlson Comorbidity Index, CCI), а также количество баллов по шкалам оценки органной дисфункции SOFA (Sequential Organ Failure Assessment) и тяжести состояния больных APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II score) оценивали перед началом исследования.

Визуализация мышц проводилась в положении пациента на спине с помощью ультразвукового аппарата с конвексным датчиком 1-5 МГц (CX50, Koninklijke Philips NV, Нидерланды) перпендикулярно длинной оси конечности путем измерения толщины (D) и площади поперечного сечения (S) правой прямой мышцы бедра. Точкой измерения была середина расстояния между латеральным мыщелком бедренной кости и большим вертелом. У пациентов с COVID-19 для оценки мышечной силы (F) дополнительно регистрировали показатели динамометрии с помощью ручного динамометра (ДМЭР-120-0,5, Россия). Ультрасонография и динамометрия мышц выполнялись последовательно одним и тем же специалистом в дни 1; 3 и 7. Регистрация результатов в каждой временной точке проводилась путем вычисления среднего арифметического значения трех измерений. Изменение толщины (△D_1-7) и площади поперечного сечения (△S_1-7), выраженное в процентах, вычислялось как отношение разницы между значениями, измеренными в 1-й и 7-й день, к значениям в 1-й день, умноженное на 100.

Нутритивная поддержка проводилась всем пациентам в объеме 20-25 ккал/кг в сутки посредством клинического (энтерального либо парентерального) питания.

Исходы исследования

Основной исход исследования: оценка частоты снижения мышечной массы и силы к 3-м суткам пребывания в ОРИТ у пациентов с дыхательной недостаточностью различного инфекционного генеза.

Дополнительные исходы исследования: сравнение показателей использованных методик раннего скрининга СПОС у выживших и умерших пациентов, а также оценка взаимосвязи измеренных параметров между собой и основными предикторами летальности пациентов в ОРИТ.

Этическая экспертиза

Протокол исследования и форма информированного согласия были одобрены локальным этическим комитетом (протокол № 3 от 08.08.2019).

Статистический анализ

Статистический анализ проводился с помощью программы SPSS (версия 23, IBM, США). Данные представлены в виде медианы (25-75-й процентили). Межгрупповые сравнения проводили при помощи U-критерия Манна-Уитни или критерия х². Для оценки корреляционных связей использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (rho).

Двустороннее значение р <0,05 считалось статистически значимым.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты исследования

Статистически значимых различий между группами по исходным демографическим показателям, тяжести состояния и коморбидности не было, однако степень органной недостаточности была выше в группе COVID-19 «-» (табл. 1). У пациентов этой же группы в комплексе лечения чаще использовалась искусственная вентиляция легких, но реже глюкокортикостероидная терапия. У пациентов обеих групп отмечалась высокая частота стойкой гипергликемии. В результате такого сочетания факторов риска СПОС с вынужденной гиподинамией уже к 3-м суткам частота уменьшения мышечной массы (толщины и/или площади поперечного сечения прямой мышцы бедра) составила 65,2% в группе COVID-19 «+» и 76,9% в группе COVID-19 «-» (p=0,464).

 

Таблица 1 / Table 1

Сравнение основных проявлений, причин и последствий СПОС у пациентов с дыхательной недостаточностью различного инфекционного генеза

Comparison of the main manifestations, causes and consequences of ICUAW in patients with respiratory failure of various infectious genesis

Параметры	COVID-19 «+» n=31	COVID-19 «-» n=13	Р
Возраст, лет	71 (60-81)	66 (59-77)	0,368
Пол, мужчины/женщины	17/14	9/4	0,376
APACHE II, балл	18 (14-20)	18 (13-23)	0,857
SOFA, балл	4 (2-6)	7 (3-9)	0,033*
CCI, балл	4 (3-6)	6 (2-7)	0,248
D1, см	1,4 (1,3-1,7)	1,5 (1,3-2,0)	0,543
S1, см2	8,6 (6,7-10,4)	7,5 (4,3-9,5)	0,203
Частота уменьшения мышечной силы к 3-м сут, %	64,3	—	—
Частота уменьшения мышечной массы к 3-м сут, %	65,2	76,9	0,464
AD1-7, %	0,0 (-11,9-11,9)	6,9 (1,3-21,1)	0,205
AS1-7, %	6,5 (-0,1-13,1)	20,5 (13,3-33,5)	0,022*
Частота ИВЛ, %	61,3	100	0,009*
Частота терапии ГКС, %	100	23,1	<0,001*
Частота гипергликемии >10 ммоль/л, %	87,1	92,3	0,187
Койко-дней в ОРИТ, сут	7 (4-11)	33 (14-49)	<0,001*
Койко-дней в клинике, сут	19 (13-24)	45 (21-55)	0,002*
Летальность, %	58,1	23,1	0,034*

Примечание. * p <0,05. ОРИТ — отделение реанимации и интенсивной терапии; СПОС — синдром приобретенной в ОРИТ слабости; ИВЛ — искусственная вентиляция легких; ГКС — глюкокортикостероиды; APACHE II — шкала оценки острых физиологических расстройств и хронических нарушений здоровья; SOFA — шкала динамической оценки органной недостаточности; CCI — индекс коморбидности M. Charlson; D₁ — толщина прямой мышцы бедра в 1-е сутки; S1 — площадь поперечного сечения прямой мышцы бедра в 1-е сутки; AD_1-7 — изменение толщины прямой мышцы бедра с 1-х по 7-е сутки; AS_1-7 — изменение площади поперечного сечения прямой мышцы бедра с 1-х по 7-е сутки.

Note. * p <0.05. ОРИТ — intensive care unit; СПОС — Intensive Care Unit Acquired Weakness (ICUAW); ИВЛ — mechanical ventilation; ГКС — glucocorticosteroids; APACHE II — Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II score ; SOFA — Sequential Organ Failure Assessment ; CCI — M. Charlson comorbidity index; D₁ — thickness of the rectus femoris muscle on day 1; S1 — cross-sectional area of the rectus femoris muscle on day 1; AD_1-7 — change in the thickness of the rectus femoris muscle from day 1 to 7; AS_1-7 — change in the cross-sectional area of the rectus femoris from day 1 to 7.

 

Примечательно, что в группе пациентов с COVID-19, где дополнительно регистрировали показатели динамометрии, частота уменьшения мышечной силы и мышечной массы к 3-м суткам практически совпадали (64,3 и 65,2% соответственно). Процент уменьшения мышечной массы с 1-х по 7-е сутки был выше в группе COVID-19 «-» (p=0,022). Эти больные также отличались большей продолжительностью лечения, но значительно меньшей (в 2,5 раза) летальностью.

Дополнительные результаты исследования

Мы также проанализировали клинико-демографические показатели выживших и умерших пациентов вне зависимости от этиологии поражения легких (табл. 2).

 

Таблица 2 / Table 2

Клинико-демографическая характеристика выживших и умерших пациентов

Clinical and demographic characteristics of surviving and deceased patients

Параметр	Выжили n =23	Умерли n=21	Р
Возраст, лет	64 (59-77)	76 (67-82)	0,024*
Пол, мужчины/женщины	14/9	12/9	0,802
APACHE II, балл	14 (13-19)	19 (17-23)	0,001*
SOFA, балл	3 (2-7)	6 (3-7)	0,107
ИМТ, кг/м2	32 (28-36)	32 (26-35)	0,813
CCI, балл	4 (2-6)	5 (3-7)	0,302
Гемоглобин, г/л	127 (112-145)	140 (120-151)	0,404
Лимфоциты, х109/л	0,81 (0,42-1,06)	0,64 (0,39-1,15)	0,859
Альбумин, г/л	31 (30-34)	31 (29-34)	0,979
Сывороточный уровень С-реактивного белка, мг/л	64 (11-162)	26 (13-76)	0,285
D1, см	1,5 (1,4-1,9)	1,4 (1,3-1,6)	0,064
81, см2	8,5 (6,7-10,4)	7,4 (5,8-9,4)	0,384
D7, см	1,4 (1,2-1,7)	1,5 (1,3-1,5)	0,609
87, см2	6,3 (4,7-8,1)	6,7 (6,4-9,9)	0,344
F1, даН	28,2 (17,3-44,7)	31,0 (19,2-48,2)	0,740
ОМК3, ммоль/л	124 (96-152)	155 (131-189)	0,014*
Койко-дней в клинике, сут	22 (19-43)	17 (10-24)	0,015*
Койко-дней в ОРИТ, сут	8 (7-22)	9 (7-19)	0,860

Примечание. * p <0,05. ИМТ — индекс массы тела; ОМК₃ — соотношение плазменных уровней мочевины и креатинина на 3-и сутки; APACHE II — шкала оценки острых физиологических расстройств и хронических нарушений здоровья; SOFA — шкала динамической оценки органной недостаточности; CCI — индекс коморбидности M. Charlson; ОРИТ — отделение реанимации и интенсивной терапии; D₁ — толщина прямой мышцы бедра в 1-е сутки; S₁ — площадь поперечного сечения прямой мышцы бедра в 1-е сутки; F₁ — мышечная сила в 1-е сутки; △D_1-7 — изменение толщины прямой мышцы бедра с 1-х по 7-е сутки; Д8_1-7 — изменение площади поперечного сечения прямой мышцы бедра с 1-х по 7-е сутки.

Note. * p <0.05. ИМТ — body mass index; ОМК₃ — urea-to-creatinine ratio on day 3; APACHE II — Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II 8CORE ; 8OFA — 8equential Organ Failure Assessment ; CCI — M. Charlson comorbidity index; ОРИТ — intensive care unit; D₁ — thickness of the rectus femoris muscle on day 1; 8₁ — crosssectional area of the rectus femoris muscle on day 1; F1 — muscle strength on day 1; AD_1-7 — change in the thickness of the rectus femoris muscle from day 1 to 7; A8_1-7 — change in the cross-sectional area of the rectus femoris muscle from day 1 to 7.

Умершие пациенты были старше и исходно имели более высокие показатели тяжести состояния и степени органной недостаточности. При одинаковом индексе массы тела умершие пациенты исходно имели более низкую мышечную массу по сравнению с выжившими, хотя различия не достигли статистической значимости.

 

Корреляционный анализ подтвердил взаимосвязь показателей кистевой динамометрии и ультрасонографии мышц бедра — F₁ и D₁ (rho=0,6, p=0,003), F₁ и S₁ (rho=0,6, p=0,005), D₁ и F₇ (rho=0,9, p=0,001). Взаимосвязь толщины и площади поперечного сечения прямой мышцы бедра сохранялась на протяжении всего периода наблюдения — D1 и S1 (rho=0,8, p <0,001), D3 и S3 (rho=0,8, p <0,001), D₇ и S₇ (rho=0,6, p=0,001). Кроме того, уровни исследованных нами маркеров СПОС были ассоциированы с возрастом — F₁ (rho=-0,6, p=0,001), D₁ (rho=-0,4, p=0,003), S₁ (rho=-0,4, p=0,004), ОМК₁ (rho=0,4, p=0,005) и индексом коморбидности — F₁ (rho=-0,5, p=0,010), S₁ (rho=-0,3, p=0,034).

ОБСУЖДЕНИЕ

Наши данные показывают, что нервно-мышечные проявления синдрома последствий интенсивной терапии у больных с дыхательной недостаточностью формируются уже к 3-м суткам критического состояния и являются частым осложнением вынужденного постельного режима. Комплексная динамическая оценка показателей динамометрии, ультрасонографии мышц и ОМК может применяться в качестве простой, неинвазивной и недорогой альтернативы классическим методам скрининга СПОС у пациентов в ОРИТ.

Частота мышечной слабости при длительном лечении в ОРИТ может достигать 100% [13, 14], при этом появляется все больше научных доказательств взаимосвязи снижения мышечной массы с исходами у пациентов в критическом состоянии [16, 17]. Однако ряд авторов связывает повышенную летальность у ослабленных больных в ОРИТ не со снижением мышечной массы как таковым, а с повышенной коморбидностью таких пациентов [18].

Мы также обнаружили взаимосвязь силы мышц и площади поперечного сечения с индексом ко-морбидности, однако трактовать выявленные ассоциации следует с осторожностью, так как одним из основных показателей при расчете CCI является возраст. Действительно, именно с возрастом были ассоциированы уровни всех исследованных нами маркеров СПОС. Кроме того, с возрастом повышается частота саркопении — зачастую предсу-ществующего миодегенеративного заболевания, проявления которого могут усугубляться после госпитализации в ОРИТ [19]. K. Rustani и соавт. [20] даже предложили точку отсечения 0,7 см для женщин и 0,9 см для мужчин в качестве порогового значения при измерении толщины прямой мышцы бедра для выявления саркопении с помощью ультрасонографии. Подобные границы нормы были описаны и для динамометрического скрининга саркопении [21]. В задачи нашего исследования не входило выявление саркопении как отдельного заболевания на догоспитальном этапе. Мы исходили из того, что принципы лечения мышечной слабости у пациентов в ОРИТ схожи вне зависимости от ее этиологии [22]. Ограничение потери мышечной массы во время критического заболевания может способствовать улучшению краткосрочных и, возможно, долгосрочных результатов лечения, несмотря на то, что хроническую саркопению очень сложно обратить вспять [23]. Тем не менее общим подходом в лечении мышечной слабости у пациентов в ОРИТ является оптимизация мышечной нагрузки — предотвращение бездействия мышц (ранняя мобилизация, миостимуляция) и их чрезмерного напряжения (адекватный контроль боли), метаболическая поддержка (раннее энтеральное питание, коррекция гликемических и электролитных нарушений), потенциальная фармакотерапия (адекватное восполнение витаминов и нутриентов) [24].

Отдельного внимания заслуживают больные с дыхательной недостаточностью вследствие тяжелого и крайне тяжелого течения COVID-19. P.A. Lonnqvist и соавт. [25] было высказано предположение о повышенной частоте СПОС в этой когорте пациентов. Наши данные не подтвердили эту гипотезу, хотя процент пациентов с мышечной слабостью оказался сопоставимым с данными коллег [26]. Совокупность этих результатов с более высокой летальностью в группе пациентов с COVID-19 в нашем исследовании, несмотря на меньшую частоту искусственной вентиляции легких и выраженность органной недостаточности, демонстрирует особенности коронавирусной инфекции. Кроме того, у больных COVID-19 стандартные лабораторные показатели, такие как альбумин и уровень лимфоцитов, не являются индикаторами нутритивной недостаточности, поскольку вовлечены в воспалительный процесс [27]. Этот факт подчеркивает важность использования альтернативных методов оценки нутритивного статуса. Эффективность применения с этой целью ультрасонографии мышц была продемонстрирована при ряде патологий [28].

Ограничения исследования

Наше исследование ограничено небольшим размером выборки и одноцентровым дизайном. Мы также исключили пациентов с коротким сроком лечения, что могло повлиять на конечные результаты. Мы не использовали непрямую калориметрию из-за повышенного риска инфицирования пациентов через метаболограф и увеличенной нагрузки на медперсонал, но, безусловно, динамика показателей мышечной массы и силы у конкретного пациента с учетом основного обмена была бы более достоверной. Мы также не оценивали связь прогрессии СПОС со временем и объемом проводимой реабилитации, так как в условиях пандемии с учетом тяжести состояния большинства больных их регулярная мобилизация была затруднена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Во время критического состояния у 2/3 больных с дыхательной недостаточностью различного инфекционного генеза СПОС формируется уже к 3-м суткам постельного режима. Это подтверждает необходимость широкого внедрения скрининга нервно-мышечных проявлений синдрома последствий интенсивной терапии. Выявленная взаимосвязь всех исследованных нами маркеров СПОС с возрастом указывает на наибольшую уязвимость пожилых пациентов перед формированием и прогрессией мышечной слабости в ОРИТ. Возрастная инволюция мышц может проявляться не только снижением их силы, толщины и объема, но и ранним повышением ОМК как маркера деградации мышечной ткани. Однако этот показатель неспецифичен, и диагностическая ценность его изолированного использования крайне мала.

Высокая корреляция силы мышц предплечья с толщиной и площадью поперечного сечения прямой мышцы бедра демонстрирует, что кистевая динамометрия может служить надежным и простым методом скрининга состояния мышечной системы, не уступающим по информативности более сложным измерениям силы и массы различных групп мышц.

Таким образом, динамометрия и ультрасонография мышц могут быть полезны для обнаружения мышечной слабости у больных в критическом состоянии, когда традиционные методы скрининга трудно применимы. Раннее выявление пациентов со СПОС будет способствовать оптимизации нутритивной поддержки и индивидуализации программ реабилитации.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Андрейченко С.А. — концепция и дизайн исследования, статистический анализ данных, сбор и обработка материала, написание текста статьи; Бычинин М.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование и утверждение текста статьи; Коршунов Д.И. — сбор и обработка материала; Клыпа Т.В. — редактирование и утверждение текста статьи. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Author contribution. Andreychenko S.A. — the study concept and design, statistical analysis of the data, material collection and processing, manuscript writing; Bychinin M.V. — the study concept and design, manuscript editing and approval for publication; Korshunov D.I. — material collection and processing; Klypa T.V. — manuscript editing and approval for publication. The authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Исследование и публикация статьи финансированы из бюджета Федерального научно-клинического центра специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России.

Funding source. The study was funded by the Federal Research Clinical Center of Specialized Medical Care and Medical Technologies of the Federal Medical Biological Agency of Russia.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

About the authors

Sergei A. Andreichenko

Central Clinical Hospital “RZD-Medicine”; Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Medical Assistance and Medical Technologies of the Federal Medical Biological Agency

Author for correspondence.
Email: sergandletter@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3180-3805
SPIN-code: 3186-2493
Scopus Author ID: 716831

MD

Russian Federation, Moscow; 28, Orechovy boulevard, Moscow 115682

Mikhail V. Bychinin

Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Medical Assistance and Medical Technologies of the Federal Medical Biological Agency

Email: drbychinin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8461-4867
SPIN-code: 6524-9947

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 28, Orechovy boulevard, Moscow 115682

Dmitriy I. Korshunov

Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Medical Assistance and Medical Technologies of the Federal Medical Biological Agency

Email: dkor2011@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2274-0491

doctor of the department of ultrasound diagnostics

Russian Federation, 28, Orekhovy boulevard, Moscow, 115682

Tatiana V. Klypa

Federal Scientific and Clinical Center for Specialized Medical Assistance and Medical Technologies of the Federal Medical Biological Agency

Email: tvklypa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2732-967X
SPIN-code: 2349-8980

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 28, Orechovy boulevard, Moscow 115682

References

Supplementary files