VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 15e jaargang 1997, no.3

Transcriptie

1 Auteur(s): A. Lagerberg, C. Riezebos Titel: De uitwijkhouding van de emfyseem patient Jaargang: 1997 Jaartal: 15 Nummer: 3 Oorspronkelijke paginanummers: Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van:

2 DE UITWIJKHOUDING VAN DE EMFYSEEMPATIENT A.Lagerberg C.Riezebos Aad Lagerberg, Vakgroep Beweging en analyse, Opleiding Bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool, Fysiotherapeut, Drechtstedenziekenhuis, Dordrecht Chris Riezebos, Vakgroep Beweging & Analyse, Opleiding bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool Inleiding /probleemstelling F iguur 1 toont een emfyseempatiënt in een tweetal karakteristieke houdingen. De voorkeur voor het voorovergebogen zitten of staan met steunname op de (onder)armen zal een ieder die ervaringen heeft met deze patiënten direkt herkennen. Opvallend hierbij is het volgende. Wanneer deze patiënten gevraagd wordt hun uitwijkhouding te demonstreren, zoeken zij zorgvuldig naar iets waarop gesteund kan worden, de behandeltafel of het bureau bijvoorbeeld. Vaak wordt dan ongevraagd aangegeven dat dit niet precies de juiste hoogte is. "Thuis steun ik altijd op de televisie, de vensterbank, de wastafel, een bepaalde stoel enz., dit is eigenlijk te laag, te hoog". Kennelijk is de juiste hoogte van groot belang voor het effect op de benauwdheid. Figuur 1. Twee karakteristieke uitwijkhoudingen van de emfyseempatiënt. (Overgenomen van Gaskell en Webber (2)) De mechanismen die ten grondslag liggen aan de voorkeur voor deze houding zijn echter nog lang niet opgehelderd. Gosselink (3) haalt in zijn lezenswaardige boek een aantal onderzoeken en meningen met betrekking tot de voorovergebogen, gesteunde houding aan. De verklaringen die genoemd worden zijn (kort samengevat):

3 - Het AMV (ademminuutvolume) wordt kleiner, terwijl de benauwdheid afneemt. Op dit paradoxale gegeven komen we later terug. - De hulpademhalingsspieren kunnen adequater worden ingeschakeld. Deze verklaring wordt ook in de praktijk veel gehoord. Wanneer we echter naar de patiënt kijken zien we dat er geen sprake is van verhoogde aktiviteit van de hulpademhalingsspieren. Er is zelfs sprake van een vermindering van de aktiviteit van de hulpademhalingsspieren (3). In plaats van "hijsen" en "krachtzetten" is er veel eerder (zoals deze patiënten zelf aangeven) sprake van "ontspanning", "opluchting" en "het zakt". - De thorax komt door de flexie van de thoracale wervelkolom in een inspiratiestand. Over de betekenis hiervan en het hieraan ten grondslag liggende mechanisme wordt geen mededeling gedaan. Wij komen hier later op terug. -Door de toename van de intra-abdominale druk wordt het diafragma verlengd en is daardoor beter in staat de ribben te heffen. Dit oude misverstand (dat het diafragma de ribben zou kunnen heffen), wordt verderop in dit artikel besproken. In deze aflevering van theoretisch bezien worden de gangbare opvattingen over het nut van het gesteund ademen geanalyseerd en wordt een alternatieve verklaring voor het fenomeen beschreven, waarbij de kinematica van het functiegestoorde adembewegingsapparaat van de emfyseempatiënt een centrale plaats inneemt. Het functiegestoorde adembewegingsapparaat In een eerdere aflevering van deze rubriek hebben wij al eens uitgebreid betoogd dat de beperkte expiratiemogelijkheid van de wervel-rib verbindingen het centrale probleem vormt voor de emfyseem-patiënt en zelfs moet worden opgevat als de primaire oorzaak van het emfyseem (4). Aangezien een goed begrip van de argumenten waarop deze opvatting gebaseerd is van groot belang is voor de rest van ons betoog, wor den deze hieronder, kort samengevat, nogmaals weergegeven. Een primair belemmerde expiratie dwingt de patiënt te ademen in een meer naar inspiratie verschoven traject. Dit betekent dat de ademhaling plaatsvindt op een hoger residuaal volume. Om de procentuele verversing op het gewenste niveau te houden moet een groter volume worden ingeademd (figuur 2). Figuur 2. Eenvoudige voorstelling van het effect van ademen op een groot residuaal volume. Om een relatief klein volume lucht evenveel te verversen (a, b) als een relatief groot volume, dient in het laatste geval veel meer verse lucht te worden toegevoegd (c, d). Indien de patiënt er door deze problematiek niet meer in slaagt de samenstelling van de alveolaire lucht op het gewenste niveau te houden, heeft dit gevolgen voor de gasuitwisseling met het bloed. Een belangrijk probleem ligt echter ook in de zuurstofbehoefte van de cellen in de alveolaire wanden. Deze cellen zijn uniek in die zin dat zij in tegenstelling tot alle andere cellen in het menselijk lichaam hun gaswisseling in rechtstreeks contact met de alveolaire lucht regelen. De alveoli zelf hebben geen arteriële bloedvoorziening. Deze cellen gaan dan ook te gronde bij een onvoldoende zuurstofspanning in de alveolaire lucht. Dit verlies van alveoli wordt emfyseem genoemd (figuur 3).

4 Figuur 3. a. Ongestoord longweefsel. b. Emfyseem. Een belangrijk probleem voor de emfyseem patiënt is derhalve het grote residuale volume waarop de inademing plaatsvindt. Het probleem van de afnemende procentuele verversing bij een groter aanvangsvolume kan op een eenvoudige wijze als volgt uiteengezet worden. In figuur 4 wordt de thorax voorgesteld als een vierstangenstelsel met één vrijheidsgraad bestaande uit een hoge rib, een sternum, een lage rib en een wervelkolom. Daarnaast is ook een diafragma weergegeven. Alhoewel in dit model een groot aantal eigenschappen van de werkelijke thorax ontbreken stelt het ons in staat de principes van de gestoorde thoraxmobiliteit uiteen te zetten. Figuur 4 a en b tonen een ongestoorde situatie. In figuur 4a staat de thorax in een expiratiestand. De ribben hebben hun uiterste expiratiestand bereikt en het ontspannen diafragma staat hoog in de thorax aangezien de retractiekracht van de long het diafragma naar craniaal trekt. Figuur 4. Modelmatige voorstelling van de ademhaling. a. ongestoorde expiratiepositie. b. ongestoorde inspiratiepositie. c. de functiegestoorde thorax in expiratiestand. d. de functiegestoorde thorax in inspiratiestand. Verdere verklaring in de tekst.

5 In de figuur is tevens het beschikbare traject voor ribbeweging weergegeven dat hier wordt gesteld op 25. Het in deze positie nog aanwezige volume longlucht wordt voorgesteld door het grijs ingevulde vlak. Figuur 4b toont hetzelfde model na 25 ribheffing waarbij tevens het diafragma in werking is gesteld. Er is sprake van een toename van de inhoud van de long waardoor lucht wordt ingeademd. Figuur 4c toont de beperkte thorax van de emfyseempatiënt. Net als in figuur 4a is er sprake van een expiratiestand van de thorax. In verband met de beperkte ribdaling wordt echter vroegtijdig een eindstand bereikt. De maximale inspiratiestand van de thorax kan nog wel worden bereikt, maar de expiratie - vanuit die stand - is slechts beperkt mogelijk (10 ) (figuur 4d). Het diafragma staat minder naar craniaal aangezien er sprake is van een aanzienlijke afname van de retractiekracht van de long. Deze twee factoren maken dat er een aanzienlijk groter residuaal volume bestaat. Aangezien de inspiratie vanuit deze positie slechts 10 bedraagt is de procentuele verversing van de longlucht minimaal. Dit eenvoudige model illustreert de vier mechanismen die maken dat de emfyseem patiënt er slecht in slaagt de longlucht te verversen. Twee factoren zijn verantwoordelijk voor het hoge aanvangsvolume: - de thorax is beperkt naar expiratie en staat in een inspiratiestand; - het diafragma bereikt bij expiratie een minder hoge positie in de thorax in verband met de afgenomen retractiekracht van de longen die normaal gesproken het diafragma naar boven de thorax in trekt. De andere twee factoren beperken de mogelijke volumeverandering: - vanuit de beperkte expiratiestand kunnen de ribben slechts over een gering traject geheven worden; - het diafragma staat ten gevolge van de verminderde retractiekracht van de longen reeds lager in de thorax en kan daarom minder grote volumeveranderingen tot stand brengen. Flexie van de thoracale wervelkolom en de gekoppelde ribheffing Wanneer we de bewegingsmogelijkheden van de thoracale wervelkolom en de thorax beschouwen van een gezond individu blijken de volgende bewegingen (in individueel verschillende mate) te kunnen worden uitgevoerd: flexie/extensie, lateroflexie, rotatie en heffen/dalen van de ribben. Het is gemakkelijk bij iemand te zien dat het heffen en dalen van de ribben uitgevoerd kan worden zonder dat daarbij bewegingen in de wervelkolom behoeven op te treden. Minder eenvoudig is waar te nemen òf en zo ja, in welke mate, bewegingen van de ribben (moeten) optreden bij bewegingen van de wervelkolom. Wij zullen in het kader van dit artikel ons beperken tot het verband tussen flexie/extensie van de thoracale wervelkolom en het heffen/dalen van de ribben. Alvorens hiermee aan te vangen, willen wij eerst enkele beperkingen aan onszelf opleggen. Een nauwkeurige, gedetailleerde analyse van de ribbewegingen zou meer dan een aflevering van deze rubriek beslaan. Vrijheidsgraden-analyse, vorm en eigenschappen van het ribkraakbeen, positie en (vooral) richting van de bewegingsassen van hoge en lage ribben, het verband tussen bewegings-assen en lengte van de rib, het feit dat de rib-assen door de nucleus pulposus van de discus intervertebralis lopen (en dus de bewegingsassen van de wevels snijden), de grootteverhouding van het kraakbeen op kop en kom, enz. zouden in een dergelijk betoog de revue passeren. Wij laten in dit hoofdstuk al deze zaken buiten beschouwing en stellen de ribben voor als rechte, starre elementen die bewegen om frontale assen ten opzichte van de wervels. Naar onze mening wordt de essentie van het betoog hierdoor niet ondermijnd, terwijl het hopelijk de leesbaarheid bevordert. In eerste instantie beschouwen we figuur 5. Hierin wordt het heffen van de ribben voorgesteld, zoals dat plaats vindt tijdens inspiratie. Zoals weergegeven, vinden er hierbij in de wervelkolom geen standsveranderingen plaats. Tevens is te zien dat het volume van de thorax groter wordt, waardoor lucht kan worden aangezogen.

6 Figuur 5. Sterk vereenvoudigde weergaven van de ongestoorde ribheffing. De wervels veranderen hierbij onderling niet van positie. Hetzelfde treedt in principe op wanneer, in plaats van sternum en ribben te heffen ten opzichte van een stilstaande wervelkolom, de wevelkolom wordt verplaatst ten opzichte van het stilstaande sternum. Dit laatste treedt bijvoorbeeld op in buiklig of wanneer iemand aan de ringen of een rekstok hangt (figuur 6). Alhoewel de bewegingen van de thoracale wervelkolom en de ribben in beide gevallen onderling, identiek zijn, is de benodigde kracht in het laatste geval (hangen) veel groter. Immers, om te expireren moet nu het gehele lichaam omhoog getild worden met de ademhalingsspieren, mogelijk ondersteund door de M. latissimus dorsi. Figuur 6. a. Uitgangspositie in buiklig. De thorax staat in expiratie. b.tijdens inspiratie beweegt het gehele lichaam naar caudaal ten opzichte van het sternum. c. Uitgangspositie in hang. De thorax staat in inspiratie. d. Tijdens expiratie moet het gehele lichaam omhoog bewegen.

7 Deze benodigde grote krachtsinspanning maakte de door de Romeinen toegepaste kruisdood zo wreed. De slachtoffers stierven een langzame verstikkingsdood door het oververmoeid raken van de musculatuur waardoor men uiteindelijk in een passieve hang en dus een inspiratiestand van de thorax kwam te verkeren. Het uitademen kon dan niet meer plaatsvinden en er was dus geen verversing meer van de in de longen aanwezige lucht. Een schuin plankje waarop de gekruisigde "zat" (en dus steeds bijna vanaf gleed) deed de doodsstrijd nog langer duren. Figuur 7. a. Denkbeeldige situatie waarin de ribben onbeweeglijk verbonden zijn met de wervels en het sternum ontbreekt. b. Bij flexie van de wervelkolom zouden de uiteinden van de ribben elkaar aan de voorzijde naderen. Geheel anders is het mechanisme dat optreedt bij het buigen/strekken van de thoracale wervelkolom. Om hierin enige helderheid te krijgen, verrichten we eerst het volgende gedachtenexperiment. Stel nu eens dat de ribben onbeweeglijk verbonden zouden zijn met de thoracale wervels en er dus één geheel mee zouden vormen. Laten we vervolgens veronderstellen dat er geen sternum aan de ribben was bevestigd. Deze, geheel denkbeeldige, situatie wordt weergegeven in figuur 7a. Als nu de thoracale wervels ten opzichte van elkaar zouden buigen, moeten de ribben meebewegen en zouden ze elkaar aan de ventrale zijde naderen (figuur 7b). Als de ribben één geheel zouden vormen met de wervels en ze waren aan de ventrale zijde wèl verbonden door een sternum, dan zou buiging van de thoracale wervelkolom volstrekt onmogelijk zijn. Het al of niet aanwezig zijn van ribkraakbeen doet hierbij niet ter zake omdat dit weefsel weliswaar van vorm kan veranderen doch niet of nauwelijks kan uitrekken. Alleen wanneer de ribben kunnen bewegen ten opzichte van de wervels en ten opzichte van het sternum is het mogelijk in de thoracale wervelkolom te buigen. In figuur 8 wordt dit schematisch weergegeven. Figuur 8. Schematische voorstelling van de flexie in de thoracale wervelkolom bij beweeglijke verbindingen tussen ribben en wervels en tussen ribben en sternum. a. Uitgangspositie. b. Bij flexie van de wervelkolom komen de ribben ten opzichte van de wervels in, een van caudaal naar craniaal toenemende, inspiratiestand te staan.

8 Het blijkt dat de ribben ten opzichte van de wervels geheven moeten worden tijdens de flexie. Bij extensie moeten de ribben dan uiteraard dalen. Anders gezegd: in een gebogen thoracale wervelkolom staat de thorax in inspiratie, in een gestrekte thoracale wervelkolom staat de thorax in expiratie. Deze bewegingen van wervels en ribben zijn dus gekoppeld aan elkaar. (Op het belang hiervan voor de uitwijkhouding van de emfyseempatiënt komen we later terug). Hierbij rijst direct de vraag: waarom adem ik niet automatisch in wanneer ik de thoracale wervelkolom buig; dat moet toch gepaard gaan met een inspiratie-beweging van de ribben? Om deze vraag te beantwoorden moeten wij eerst even stilstaan bij de functie van het diafragma bij de borst-ademhaling. Veelal wordt gedacht dat het diafragma alleen actief is bij de buikademhaling, dat is echter niet juist. Immers, om lucht in de longen te kunnen zuigen moeten de wanden van de thorax "stijf" zijn. Dat is goed te zien aan patiënten met een verlamming van de tussenribspieren. Hierbij worden tijdens inspiratie de weke delen tussen de ribben de thorax ingezogen en bij expiratie naar buiten gedrukt. Wat vaak vergeten wordt is dat de "bodem" van de thorax (het diafragma dus) eveneens stijf moet zijn tijdens de ademhaling. Anders zou tijdens inspiratie het diafragma eenvoudigweg omhoog de thorax in worden gezogen en van een effektieve volumevergroting zou niet of nauwelijks sprake zijn. In figuur 9a worden thorax en diafragma getoond in een expiratie positie. Wanneer vanuit deze stand uitsluitend en alleen een inspiratie met behulp van de borstademhaling wordt uitgevoerd, betekent dit dat het centrum tendineum van het diafragma ten opzichte van de wervelkolom niet van positie verandert. Echter, in dat geval wordt de afstand tussen het centrum tendineum en de zich hiernaar toe heffende ribben kleiner. Om ervoor te zorgen dat het centrum tendineum ten opzichte van de wervelkolom op zijn plaats blijft (en de thoraxbodem dus stijf blijft), moeten de diafragmavezels van de ribben naar het centrum tendineum (pars costalis en pars sternalis) dan ook concentrisch contraheren (figuur 9b). Het verschijnsel dat tijdens het heffen van de ribben het diafragma contraheert, heeft wel geleid tot de volstrekt onjuiste opvatting dat de ribben door het diafragma geheven kunnen worden, hetgeen mechanisch echter onmogelijk is (1). Figuur 9. De rol van het diafragma bij de borstademhaling. CT = Centrum Tendineum, PC = Pars Costalis, CD = Crus Dextrum, CS = Crus Sinistrum. a. Uitgangspositie b. Tijdens de ribheffing moet het pars costalis concentrisch contraheren om het centrum tendineum ten opzichte van de wervelkolom op zijn plaats te houden. Het crus sinistrum en dextrum contraheren hierbij statisch. c. Uitgangspositie. d. Als tijdens de ribheffing het diafragma niet contraheert wordt het diafragma de thorax in omhoog gezogen. PC verandert hierbij niet van lengte, CS en CD verlengen.

9 Dat het diafragma contraheert terwijl de ribben geheven worden betekent dat er slechts sprake is van een correlatie en niet van een causaal verband. Het crus sinistrum en dextrum van het diafragma moeten eveneens contraheren, doch statisch in plaats van concentrisch, om de thoraxbodem te verstijven (het centrum tendineum ten opzichte van de wervelkolom op zijn plaats te houden). In figuur 9c en d wordt weergegeven wat er gebeurt als het diafragma niet contraheert. Het centrum tendineum verplaatst dan naar boven de thorax in en er treedt geen aanzuiging van lucht op. Met behulp van figuur 10 wordt geprobeerd het voorgaande nog wat nader te verduidelijken. Figuur 10a toont een cylinder (voorstellend de thorax) met twee zuigers (de bovenste stelt de werking van de ribheffing voor, de onderste de werking van het diafragma). In de cylinder hangt een ballon (de longen) die door een opening in de wand van de cylinder in verbinding staat met de buitenlucht. Door de onderste zuiger omlaag te bewegen (contractie van het diafragma) terwijl de bovenste gefixeerd wordt, kan het volume van de cylinder worden vergroot (figuur 10b). Aangezien er geen buitenlucht in de cylinder kan stromen, wordt onderdruk in de cylinder gecreëerd en zal lucht worden aangezogen in de ballon. Het vergroten van het volume in de cylinder kan echter ook tot stand worden gebracht door het verplaatsen van de bovenste zuiger (ribheffing) bij een gefixeerde onderste zuiger, voorstellend de contractie van het diafragma (figuur 10c). Indien echter de bovenste zuiger omhoog wordt bewogen zonder fixatie van de onderste is het creëren van onderdruk en dus het aanzuigen van lucht in de ballon niet mogelijk aangezien de onderste zuiger (het diafragma) de thorax zal worden ingezogen met als gevolg een gelijkblijvend cylinder- en longvolume (figuur 10d). Omdat het diafragma onder controle staat van onze "wil" kan men naar believen deze spier wel of niet contraheren. Men kan dus tijdens buigen en strekkken van de thoracale wervelkolom, waarbij de ribben in een in- of expiratiestand komen te staan ten opzichte van de wervels, zelf besluiten of tijdens die bewegingen het diafragma wel of niet geaktiveerd wordt en er dus wel of niet tegelijkertijd wordt geademd. Figuur 10. De cylinder stelt de thorax voor, de ballon stelt de longen voor, de bovenste zuiger stelt de ribheffing voor, de onderste zuiger stelt de contractie van het diafragma voor. a. Uitgangspositie. b. Luchtaanzuiging in de long door daling (contractie) van het diafragma. c. Luchtaanzuiging in de long door ribheffing. d. Ribheffing zonder contractie van het diafragma: het volume van de thorax verandert niet, er wordt geen lucht in de longen aangezogen.

10 Daarom kunt U de volgende combinaties maken: - buigen en strekken van de wervelkolom zonder adem te halen; - in de rechtopgerichte stand inspireren en vervolgens tijdens het vooroverbuigen te expireren; - in de rechtopgerichte stand expireren en vervolgens tijdens het vooroverbuigen te inspireren. De naar willekeur in te schakelen activiteit van het diafragma (en andere spieren) maken al deze combinaties probleemloos mogelijk. Een belangrijke consequentie van het voorgaande is het volgende. In een voorovergebogen positie van de wervelkolom staat, zoals we gezien hebben, de thorax in inspiratie. Vanuit deze positie is verdere heffing van de ribben (inspiratie) mogelijk tot de maximale positie is bereikt. Het in de voorover gebogen houding laten dalen van de ribben (expiratie) is echter alleen mogelijk indien tegelijkerijd in de thoracale wervelkolom wordt gestrekt. Dit komt doordat de ribben van craniaal naar caudaal steeds minder in de inspiratiestand komen te verkeren. Het onderste ribbenpaar komt zelfs in het geheel niet in inspiratie (zie hiervoor nogmaals figuur 8). In de gebogen houding staan met name de hogere ribben dus, zoals we gezien hebben, al in inspiratie. Dit betekent dat wanneer deze houding zorgvuldig wordt gehandhaafd het traject van maximale expiratie naar maximale inspiratie minder groot is dan wanneer de thoracale wervelkolom niet gebogen zou zijn. Met andere woorden: de vitale capaciteit (hoeveelheid verplaatste lucht bij maximaal inspireren vanuit maximaal geëxpireerde positie) is in een gebogen houding minder groot dan in de rechtopgerichte positie. Dit kan met behulp van een spirometer met een gekoppelde schrijver eenvoudig worden gemeten (figuur 11). Figuur 11. In een gebogen stand van de thoracale wervelkolom is de ventilatie van maximale expiratie naar maximale inspiratie (de Vitale Capaciteit) aanzienlijk geringer dan in de rechtopgerichte stand. Er werd nauwkeurig op toegezien dat de flexiestand in de wervelkolom gehandhaafd bleef. Kompensatie van de diafragmafunctie Een algemeen bekend kompensatiemechanisme van de emfyseempatiënt heeft betrekking op het verbeteren van de diafragmafunctie. Zoals hierboven al werd gesteld is de verminderde retractiekracht van de long verantwoordelijk voor de relatief lage stand van het diafragma na expiratie. Het diafragma kan echter naar een hogere positie worden gebracht door het opvoeren van de abdominale druk. Het aanspannen van de buikspieren verhoogt de intra-abdominale druk en brengt het diafragma naar een hogere positie aan het eind van de expiratie (figuur 12). Deze hogere positie betekent een lager residuaal volume en een gunstigere uitgangsstand van het diafragma voor wat betreft het bijdragen aan volumeverandering.

11 Figuur 12. a. In verband met de verminderde retractiekracht van de longen staat het diafragma lager in de thorax. b. Aanspannen van de buikmusculatuur verhoogt de intra-abdominale druk en stuwt het diafragma naar een hogere positie. In verband met het flecterende moment van de buikspieren over de wervelkolom is aanspanning van de extensoren van de wervelkolom noodzakelijk. Dat retractiekrachten in de longen de luchtwegen niet openhouden en dus het verminderen van retractiekrachten niet leidt tot collaberen van de longen is bijzonder goed te zien bij patiënten bij wie een longtransplantie wordt verricht. Als de emfymateuze long uit de thorax is verwijderd vallen de longen niet samen. Zelfs door in de long te knijpen treedt geen collaberen op. De long imponeert als een "zak met lucht". Een gezonde long daarentegen, waarbij de retractiekrachten wel aanwezig zijn, collabeert buiten het lichaam volledig tot een massief stuk weefsel. Deze longen moeten met overdruk worden opgepompt om ze te vullen. Ook bij een pneumothorax zien we dat de retractiekrachten er voor zorgen dat de long collabeert. Dit betekent dus dat de retractiekrachten in de long de luchtwegen niet openhouden, maar deze willen sluiten. Het ligt niet in de bedoeling om in dit artikel uitgebreid in te gaan op het krachtenspel op het longweefsel, maar terzijde moet worden opgemerkt dat de actieve expiratie die de patiënt op deze wijze uitvoert, zorgt voor een positieve intrapleurale druk. Deze positieve druk kan leiden tot het samenvallen van de luchtwegen en dus tot "air-trapping". Het is dus niet zo dat het verlies van de retractiekrachten de luchtwegen doet samenvallen. Retractiekrachten kunnen immers geen luchtwegen openhouden. Het is de actieve expiratie die de patiënt moet aanwenden vanwege de verloren retractiekracht die de luchtwegen doet samenvallen. Het bekende pursed lips breathing wordt door de patiënt gebruikt om het hoofd te bieden aan dit gevaar. Hierdoor wordt de druk in de luchtwegen relatief hoog gehouden als kompensatie voor de (door de patiënt zelf noodzakelijkerwijze veroorzaakte) hogere intrapleurale druk. Het aanspannen van de buikspieren bij de uitademing leidt tot flecterende momenten over de wervelkolom. In verband hiermee dient de patiënt maatregelen te treffen die deze extra flecterende momenten kompenseren. Natuurlijk kunnen de extensoren van de wervelkolom worden ingeschakeld (figuur 12b) maar ook het steunen op de armen kan hierbij goede diensten bewijzen. Bij de bespreking van de kompensatiemechanismen voor de beperkte ribbewegingen komen wij hierop terug.

12 Kompensatie van de expiratiebeperking Naast het optimaliseren van de diafragma functie zal de patiënt ook trachten oplossingen te vinden voor de belemmerde expiratiebeweging van de ribben. Helaas is de patiënt niet in staat om het beschikbare bewegingstraject te verruimen. daartoe is deskundige hulp van de fysiotherapeut noodzakelijk. Wel kan hij trachten het beschikbare traject efficiënter te benutten. Zoals eerder gesteld werd, is er sprake van een vroegtijdig vastlopen van de ribben naar expiratie waardoor op een groter residuaal volume moet worden ingeademd. Met behulp van buikspieractiviteit is het diafragma wel naar een hoger positie gebracht, maar in verband met de hogere stand van de thorax is er nog steeds sprake van een hoog residuaal volume. Dit probleem lijkt onoplosbaar aangezien de ribben niet verder kunnen dalen vanuit de getoonde stand. Ondanks deze juiste konstatering is er toch een uiterst ingenieuze mogelijkheid voorhanden. De patiënt dient de ribben in een meer geinspireerde positie te brengen zonder daarbij het longvolume te vergroten. Met andere woorden: de ribben heffen zonder in te ademen. Zoals wij hierboven al uitvoerig betoogden is het aanzuigen van lucht slechts mogelijk indien het diafragma en de intercostaalspieren de wanden van de thorax verstijven. De ribben in een meer geheven positie plaatsen door aanspanning van de inademingsspieren is energetisch niet erg handig. Tevens is bij vele mensen de koppeling tussen ribheffers en diafragma zo sterk dat zij onbewust toch inademen tijdens het heffen van de ribben en dat is nu net niet de bedoeling. Om deze problemen te omzeilen plaatst de patiënt de ribben in een geheven positie met behulp van andere krachten dan de inademingsspieren. Dit is wat een emfyseempatiënt doet als hij steunt op de armen (figuur 13). Figuur 13. a en b. Indien de romp met behulp van de armen gesteund wordt en de schoudergordel gefixeerd wordt ten opzichte van de thorax leidt voorverkantelen van de romp tot een inspiratiebeweging van de ribben. c en d. Modelmatige voorstelling van het bovengenoemde mechanisme (verdere verklaring in de tekst). In figuur 13a en b wordt de steunende patient getoond. Indien in de getoonde houding de schoudergordel wordt gefixeerd aan de thorax leidt een licht voorwaarts neigen van de romp tot een inspiratie van de thorax. In de figuren 13c en d wordt de situatie opnieuw met behulp van het eerder gebruikte model getoond. Het vierstangen stelsel is nu uitgebreid met een vijfde stang voorstellend de armen en een rotatiemogelijkheid van de romp in de heupgewrichten ten opzichte van een zesde (referentie) element. De vijfde stang is roterend bevestigd op de bovenste stang van de thorax. In werkelijkheid komt dit overeen met het steunen op de armen terwijl de schoudergordel ten opzichte van de thorax gefixeerd wordt. Op deze wijze ontstaat in het model een zesstangen stelsel met één vrijheidsgraad. Indien in het model de romp (in de heupgewrichten) vooroverkantelt (figuur 13d) zal de thorax door de aanwezigheid van de armen passief in een inspiratie worden gebracht.

13 Als de patiënt bij deze heffing van de ribben aktiviteit van het diafragma achterwegelaat, wordt het ontspannen diafragma de thorax ingezogen. De thorax komt op deze wijze in een inspiratiestand zonder dat daarbij het longvolume toeneemt (analoog aan het eerder besproken ballonmodel in figuur 10c) en zonder dat aktiviteit van de inademingsmusculatuur nodig is. De patiënt heeft dus nog niet ingeademd. Het grote voordeel is echter dat nu een expiratietrajec ter beschikking komt. De patiënt kan nu uitademen en het residuaal volume in de longen terugbrengen, hetgeen in de rechtopgerichte houding zonder steun van de armen niet verder mogelijk was. De inademing die daarop volgt is extra succesvol aangezien deze start vanaf een geringer residuaal volume en dus tot betere verversingen leidt. Ook het diafragma start vanuit een hogere positie in de thorax en is daardoor in staat tot een grotere bijdrage aan de volumeverandering. De oplettende lezer zal opmerken dat in het model het uitademen vanuit de getoonde gesteunde stand uitsluitend mogelijk is met gelijktijdige achteroverkanteling van de romp om het draaipunt in de heup. In werkelijkheid is dit niet nodig zoals u eenvoudig bij uzelf kunt vaststellen. Om dit te verduidelijken kijken we nogmaals naar het gesteund ademen met behulp van een model waarin de werkelijke bewegingsmogelijkheden van de schoudergordel zijn opgenomen. Gesteund ademhalen Indien de ademhaling plaatsvindt zonder steunname op de armen zijn bewegingen van de schoudergordel onafhankelijk van de ribheffing. U kunt in een maximaal geëxpireerde stand van de thorax de schoudergordel even vrij bewegen als in de geinspireerde stand. Elevatie en depressie en pro- en retractie zijn vrij uitvoerbaar. Wel is het uiteraard zo dat deze trajecten van elevatie en depressie in verband met de veranderde positie van het sternum ruimtelijk wat verschoven liggen. Geheel anders wordt de situatie echter bij het steunen op de armen. Indien we de positie van de armen, waarop gesteund wordt, ten opzichte van de wervelkolom ongewijzigd willen laten en daarbij willen ademhalen blijken de bewegingen van de schoudergordel en de thorax aan elkaar gekoppeld te zijn. In figuur 14 wordt het principe van deze koppeling weergegeven. In het model staan beide bovenarmen gefixeerd ten opzichte van de buitenwereld. Het is niet nodig de totale thorax met alle ribben in het model op te nemen aangezien de interactie van de beide systemen (thorax en schoudergordel) plaatsvindt via de verandering van de sternumpositie. Het in en uitademen wordt hier voorgesteld door het stijgen en dalen van het sternum. In figuur 14a staat de thorax in een geëxpireerde positie (het sternum staat laag). De claviculae staan hierbij relatief steil. Een opwaartse verplaatsing van het sternum (inademing) brengt de claviculae in een meer horizontale stand (figuur 14b). Figuur 14. Bij het gesteund ademen zijn de bewegingen van de thorax en de schoudergordel dwangmatig gekoppeld. a. expiratiepositie van thorax en schoudergordel. b. inspiratiepositie van thorax en schoudergordel. Verdere verklaring in de tekst.

14 Deze standsverandering van de sleutelbenen maakt dat de acromiale uiteinden van beide botstukken verder van elkaar verwijderd moeten raken. Aangezien de bovenarmen gefixeerd staan kan de hiertoe noodzakelijke ruimte niet ontstaan door laterale verplaatsing van de humeri. In verband hiermee dringt afstandsvergroting tussen de acromiale delen van de claviculae een standsverandering op van de scapulae ten opzichte van de gefixeerde bovenarmen (en natuurlijk ook ten opzichte van de thoraxwand). Zoals in de figuren duidelijk zichtbaar is, ontstaat er tijdens het inspireren een mediorotatie van de scapulae ten opzichte van de thorax en dus een abduktie ten opzichte van de stilstaande humeri. Expiratie gaat gepaard met laterorotatie van de schouderbladen ten opzichte van de thorax ofwel adduktie ten opzichte van de humeri. In verband met de dwangmatige koppeling tussen het ademen en de bewegingen van de schoudergordel kan de emfyseempatiënt zich niet permiteren om zodanig steun te nemen op de armen dat er in de schoudergordel sprake is van een eindstand naar elevatie. De bedoeling van het steunen ligt in het naar inspiratie brengen van de ribben. Vanuit de ingenomen houding moet dus expiratie mogelijk zijn. Zoals in figuur 14 al uiteen werd gezet, leidt expiratie bij het gesteund ademen tot het dalen van het sternum ten opzichte van de schoudergordel ofwel het eleveren van de claviculae ten opzichte van het sternum. Als in deze richting de eindstand reeds bereikt is wordt expiratie onmogelijk. Het steunen op de armen terwijl de schoudergordel in een min of meer gedepresseerde positie wordt gefixeerd, geeft dergelijke problemen niet. Discussie Het is dus zaak dat de patient zorgvuldig de juiste positie van de schoudergordel ten opzichte van de romp kiest. Uiteraard hangt dit samen met de hoogte van het punt waarop gesteund wordt en de mate van rompflexie die nodig is om de ribben in de gewenste inspiratiepositie te brengen. Al deze overwegingen maken het begrijpelijk waarom patienten hun favoriete plekken hebben om op te steunen. Het in inspiratie brengen van de ribben ten opzichte van de wervelkolom kan zoals eerder in dit artikel uitvoerig uiteen werd gezet, ook plaatsvinden via flexie van de wervelkolom. Dit mechanisme kan in kombinatie met het steunen op de armen worden gebruikt. Door op bepaalde niveau's te buigen in de wervelkolom kan de mate waarin de ribben in inspiratie worden gebracht geregeld worden. Dit kan van belang zijn aangezien een expiratiebeperking van slechts één ribpaar voldoende is om de thorax als totaal te beperken in zijn ademhalingsfunctie. De besproken koppeling van bewegingen van de thorax en de schoudergordel maakt het mogelijk om allerlei spiergroepen te laten deelnemen aan de adembeweging die daartoe onder andere omstandigheden niet in staat zijn. Bij de inspiratie kunnen bijvoorbeeld de mediorotatoren van het schouderblad en de abductoren van het glenohumerale gewricht worden ingeschakeld. De expiratie kan worden bekrachtigd door laterorotatoren van het schouderblad of adductoren van het glenohumerale gewricht. Ook kunnen de pectoralis major en minor bijdragen gaan leveren aan de totstandkoming van de ventilatiebeweging. Toch ligt hierin naar ons idee niet het voornaamste voordeel van deze houding. Gebleken is namelijk dat patiënten juist in staat zijn om met minder activiteit van de ademhalingsspieren en met een geringer ademminuutvolume te ademen zodra zij de gesteunde houding aannemen (3). De essentie van het reduceren van de benauwdheid is niet het verplaatsen van grotere hoeveelheden lucht, maar het scheppen van de mogelijkheid om de noodzakelijke hoeveelheid lucht die verplaatst moet worden te reduceren. Dat komt, zoals gezegd doordat vanaf een lager residuaal volume wordt geademd. Bij een mindere verplaatsing van de hoeveelheid lucht, is de procentuele verversing dan toch groter. Of, anders gezegd, met een geringer ademminuutvolume kunnen de gewenste verversingen worden gehaald. Daarbij komt dat de noodzakelijke ademarbeid af kan nemen. Juist de overmatige inspanning die het de emfyseempatiënt kost om te kunnen ademen vormt de bron van de benauwdheid. In de gesteunde houding is het mogelijk te ademen vanaf een lager residuaal volume. De noodzakelijke inspanning die geleverd moet worden door de ademhalingsspieren kan dus afnemen. Uiteraard zal de patiënt het meest gebaat zijn bij een situatie waarin de uitwijkhouding in het geheel niet (meer) behoeft te worden ingenomen. De fysiotherapeut kan hierbij grote diensten bewijzen. Het mobiliseren van de ribben naar expiratie zal leiden tot een blijvende ademhaling vanaf een lager residuaal volume. Aangezien wij van mening zijn dat emfyseem veroorzaakt wordt door een expiratiebeperking, is - vanuit deze optiek - de fysiotherapeut hierbij zelfs oorzakelijk, "genezend" aan het werk.

15 LITERATUUR 1. Faber H. Diafragma en ribheffing. Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 12e jrg. (1994), no.6, pp Gaskell D.V., Webber B.A. Fysiotherapie bij longziekten. The Brompton Hospital guide to chest physiotherapie Blackwell Scientific Publications (1977). 3. Gosselink H.A.A.M. Fysiotherapie bij CARA Wetenschappelijke uitgeverij Bunge (1988). 4. Lagerberg A., Riezebos C., Koes E. Emfyseem en ademarbeid. Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 11e jrg. (1993), no.1, pp West J. De pathofysiologie van de ademhaling. Uitgeversmaatschappij De Tijdstroom (1981).