Mechanismy námahové dušnosti u fibrotického intersticiálního plicního onemocnění (Dyspnea_ILD)

Účelem této studie je určit fyziologické mechanismy dušnosti (dušnosti) u pacientů s fibrotickým intersticiálním onemocněním plic (ILD) a zjistit, jak může dýchání suplementárního kyslíku manipulovat s těmito mechanismy ke zlepšení dušnosti a zátěžové kapacity.

Výzkumná otázka je dvojí: (Cíl 1) Zjistit fyziologické mechanismy námahové dušnosti u pacientů s fibrotickým intersticiálním plicním onemocněním; (Cíl 2) Zjistit vliv hyperoxie na námahovou dušnost a zátěžovou vytrvalost u pacientů s fibrotickým intersticiálním plicním onemocněním.

Přehled experimentu: Účastníci s fibrotickým intersticiálním plicním onemocněním a účastníci kontroly se budou hlásit do cvičební laboratoře při čtyřech různých příležitostech s odstupem minimálně 48 hodin mezi návštěvami. Při návštěvě 1 účastníci a kontrolní účastníci dokončí screening anamnézy, dotazníky týkající se dušnosti související s chronickou aktivitou, antropometrická měření, hodnocení plicních funkcí a zátěžový test přírůstkového cyklu s omezeným příznakem pro účely seznámení. Při návštěvě 2 provedou účastníci a kontrolní účastníci testování funkce plic, po kterém bude následovat další zátěžový test přírůstkového cyklu. Při obou návštěvách budou získána podrobná fyziologická a senzorická měření, ale primární analýza bude založena na výsledcích návštěvy 2. Údaje z návštěvy 2 se budou týkat Cíle 1. Návštěvy 3 a 4 budou zahrnovat testování funkce plic následované cvičebním testem s konstantním zátěžovým cyklem při 75 % maximální přírůstkové pracovní frekvence při dýchání, v náhodném pořadí, buď vzduch v místnosti nebo hyperoxie (60 % kyslíku). Účastníci a kontrolní účastníci dýchající hyperoxii při návštěvě 3 budou dýchat vzduch v místnosti při návštěvě 4 a naopak, zatímco budou oslepeni vůči koncentraci plynu. Vícepárový elektrodový katétr, který kombinuje dva balónky, bude zaveden do jícnu a bude použita blízká infračervená spektroskopie k měření okysličení tkání při návštěvách 2, 3 a 4. Data z návštěv 3 a 4 se budou týkat cíle 2.

Měření:

• Plicní funkce: jednoduchá spirometrie, pletysmografie, difuzní kapacita, maximální dechové tlaky, statická poddajnost a tlak zpětného rázu budou provedeny při návštěvě 1. Testování plicních funkcí při návštěvách 2-4 bude zahrnovat pouze spirometrii a pletysmografii, aby byla zajištěna celková kapacita plic a vitální kapacita získat pro stanovení provozních objemů plic.
• Hodnocení dušnosti: Intenzita dušnosti a pociťované nepohodlí nohou budou hodnoceny v klidu, každou minutu během cvičení a ve špičce cvičení pomocí upravené 10bodové Borgovy stupnice při všech testovacích návštěvách. Po ukončení cvičení budou subjekty požádány, aby verbalizovaly svůj hlavní důvod (důvody) pro zastavení cvičení (tj. nepohodlí s dýcháním, nepohodlí nohou, kombinace dýchání a nohou nebo nějaký jiný důvod) a aby pomocí zavedeného dotazníku vybraly kvalitativní deskriptory dušnosti. .
• Kardiorespirační reakce na cvičení: Standardní kardiorespirační opatření, včetně minutové ventilace, spotřeby kyslíku (VO2), produkce oxidu uhličitého, parciálního tlaku oxidu uhličitého na konci výdechu, dechového objemu (VT) a frekvence dýchání.
• Provozní objemy budou odvozeny z manévrů dynamické inspirační kapacity (IC). Arteriální saturace kyslíkem bude měřena pomocí pulzní oxymetrie. Z bezpečnostních důvodů bude monitorována elektrokardiografie a krevní tlak.
• Respirační mechanika: Diafragmatická elektromyografie (EMGdi) bude měřena pomocí vícepárového elektrodového katetru, který kombinuje dva balónky pro měření esofageálního a žaludečního tlaku. Poměr EMGdi k EMGdimax bude použit jako index nervového dechového pohonu. Poměr mezi VT a vitální kapacitou (VC) bude použit k vyjádření mechanické odezvy dýchacího systému. Normalizace pro EMGdimax a VC umožňuje standardizaci intenzity stimulu a srovnání mezi jednotlivci. Neuromechanické odpojení dýchacího systému bude tedy určeno jako poměr (nebo interakce) mezi nervovým pohonem a mechanickou odezvou dýchacího systému (EMGdi/EMGdimax : VT/VC).
• Mechanická práce dýchání (WOB) bude vypočítána jako plocha v rámci souboru průměrovaných smyček tlak-objem v jícnu.

Statistická analýza:

Cíl 1: Budou určeny sklony odezvy na cvičení (např. Borg/VO2). Stručně řečeno, vyšetřovatelé získají sklon z grafu Borg vs. VO2 pro inkrementální zátěžový test každého účastníka a kontrolního účastníka provedený na návštěvě 2. Vyšetřovatelé určí bivariační asociaci sklonu Borg/VO2 se sklony VO2 neuromechanického odpojení, pohonu k dýchání a odezva VT pomocí Spearmanových korelačních koeficientů. Vyšetřovatelé poté vnutí všechny tři prediktorové proměnné do multivariačního lineárního regresního modelu se sklonem Borg/VO2 jako výslednou proměnnou, aby identifikovali nezávislou asociaci neuromechanického rozpojení s námahovou dušností. Proměnné budou v případě potřeby transformovány tak, aby se přiblížily normálnímu rozdělení, a prediktorové proměnné dosahující statistické významnosti budou posuzovány na lineární vztah s výslednou proměnnou.

Cíl 2: Vyšetřovatelé nejprve použijí párový t-test k identifikaci změn v dušnosti a době zátěže srovnáním dýchání vzduchu v místnosti s hyperoxií během zátěžových testů s konstantní zátěží při návštěvách 3 a 4. Poté budou vyvinuty multivariační modely pomocí mezitestů rozdíl v Borgově stupnici dušnosti a době cvičení pro každého jednotlivce jako výstupní proměnné. Prediktorové proměnné budou zahrnovat rozdíl mezi testy v neuromechanickém uncouplingu a jeho jednotlivých komponentách. Výsledné a prediktivní proměnné pro výsledek dušnosti budou založeny na rozdílu mezi testy těchto proměnných v izo-čase (tj. maximální době, po kterou pacient cvičil jak při testu vzduchu v místnosti, tak při testu hyperoxie). Na konci testu budou měřeny predikční proměnné pro dobu cvičení.

Jako průzkumné analýzy budou vyšetřovatelé opakovat výše uvedené vícerozměrné lineární regresní analýzy v podskupině IPF a do těchto analýz přidají kategorickou proměnnou podskupiny ILD, aby identifikovali další rozdíly mezi skupinami. Pokud je velikost vzorku podskupiny dostatečná, bude v těchto průzkumných analýzách použita další úprava pro potenciální zmatené faktory (např. pohlaví, index tělesné hmotnosti, skóre fibrózy počítačovou tomografií s vysokým rozlišením). Hodnota p < 0,05 bude považována za významnou pro všechny analýzy. Analýza dat bude provedena pomocí Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA).