Efekty fyzického tréninku u pacientů s pokročilým srdečním selháním

Hlavní cíl Vyhodnotit, zda rehabilitační protokol zlepšuje funkční stav a toleranci zátěže u pacientů na čekací listině na transplantaci srdce, kteří jsou hospitalizováni na terciárním kardiologickém pracovišti ve státě São Paulo v Brazílii a kteří dostávají intravenózní pozitivní inotropní podporu.

pokročilé srdeční selhání pod inotropní podporou.

Specifické cíle Nastínit epidemiologický profil hospitalizovaných pacientů s pokročilým srdečním selháním, kteří dostávají intravenózní pozitivní inotropní podporu.

Posoudit účinnost tréninku dýchacích svalů u pacientů s pokročilým srdečním selháním pod inotropní podporou.

Analyzovat, zda rehabilitační program ovlivňuje tloušťku svalu čtyřhlavého stehenního svalu pomocí ultrazvukových měření a endotelovou funkci pomocí hodnocení vazodilatace závislé na průtoku.

Vyhodnotit, zda rehabilitace ovlivňuje kvalitu života a pocit pohody u hospitalizovaných pacientů se srdečním selháním, kteří dostávají inotropní podporu.

Metody Typ studie Jedná se o nerandomizovanou klinickou studii.

Místo studie Studie bude provedena na lůžkovém oddělení Institutu kardiologie Dante Pazzanese, který se nachází na adrese Avenida Doutor Dante Pazzanese 500, Vila Mariana, São Paulo, SP, Brazílie.

Účastníci studie Účastníky budou pacienti s diagnózou srdečního selhání, zařazení na čekací listinu na transplantaci srdce, kteří dostávají intravenózní pozitivní inotropní podporu a jsou hospitalizováni na lůžkovém oddělení Institutu kardiologie Dante Pazzanese. Všichni účastníci budou informováni o cílech studie a prováděných postupech. Ti, kteří souhlasí s účastí, podepíší informovaný souhlas (Příloha I). Projekt bude předložen k posouzení a schválení Etické komisi pro výzkum instituce.

Inkluzní kritéria Pacienti starší 18 let, jakéhokoli pohlaví Pacienti, kteří souhlasí s účastí a podepíší informovaný souhlas Pacienti s diagnózou srdečního selhání, bez ohledu na etiologii Pacienti zařazení na čekací listinu na transplantaci srdce během hospitalizace v instituci Pacienti, kteří dostávají intravenózní pozitivní inotropní podporu, bez ohledu na dávkování Pacienti s lékařským předpisem pro fyzioterapii

Exkluzní kritéria Pacienti mladší 18 let Pacienti, kteří nesouhlasí s účastí ve studii Pacienti s atriálními nebo komorovými arytmiemi způsobujícími hemodynamickou nestabilitu Pacienti s fyzickými a/nebo kognitivními omezeními, která jim brání v provádění fyzických aktivit Pacienti vyžadující neinvazivní ventilační podporu k provádění cvičení

Velikost vzorku Primárním cílem studie je porovnat výsledky 6minutového testu chůze (6MWT) před a po intervenci pomocí designu s jedinou skupinou. Nulová hypotéza předpokládá žádný rozdíl mezi měřením před a po intervenci. Alternativní hypotéza bude testovat rozdíly 20, 25 nebo 30 metrů pro výpočet možných velikostí vzorku.

Analýza zohlední závislost mezi měřeními před a po intervenci, reprezentovanou korelačním koeficientem 0,5. Směrodatná odchylka bude založena na studii Forestieriho (2016), která identifikovala hodnotu 42,4. Při předpokládané chybovosti prvního typu 5 % budou odhady velikosti vzorku vypočítány podle očekávaných rozdílů a statistické síly, 22 pacientů

Sběr dat Data pro tuto studii budou získána pomocí hodnotícího formuláře, který zahrnuje epidemiologická data, funkční testy jako 6minutový test chůze (6MWT) a test vstávání ze sedu (TSL1), a hodnocení včetně manovakuometrie, dynamometrie, bioimpedance a DEMMI (De Morton Mobility Index). Měření tloušťky svalu čtyřhlavého stehenního svalu bude provedeno pomocí ultrazvuku. Endotelová funkce bude hodnocena měřením dilatace pažní tepny po krátkém období ischemie předloktí, také hodnoceno pomocí ultrazvuku.

Další nástroje zahrnují Dotazník kvality života u srdečního selhání Minnesota pro hodnocení kvality života, Škálu pocitů pro měření spokojenosti během fyzické aktivity a Modifikovanou Borgovu škálu pro hodnocení vnímané námahy. Jako další hodnocení bude odebrán vzorek krve pro posouzení oxidačního stresu.

Nástroje pro sběr dat

Hodnoticí formulář Budou sbírány následující proměnné:

Celé jméno Nemocniční registrační číslo Věk (v letech) Pohlaví (žena, muž, jiné) Rasa/etnicita (černá, hnědá, bílá, původní obyvatelé, asijská) Náboženství Vzdělání Komorbidity (systémová arteriální hypertenze - SAH, dyslipidemie - DLP, diabetes mellitus - DM, chronické onemocnění ledvin - CKD, cévní mozková příhoda - s nebo bez následků) Etiologie srdečního selhání Životní návyky a jejich frekvence (kouření, konzumace alkoholu, fyzická aktivita před hospitalizací) Hmotnost (kg), výška (m), index tělesné hmotnosti (BMI v kg/m²) Složky fyzického vyšetření (tepová frekvence, dechová frekvence, saturace periferní kyslíkem, krevní tlak, Modifikovaná Borgova škála) Používané dávkování inotropik

Data související s hospitalizací budou zahrnovat:

Délka hospitalizace Použití a délka oxygenoterapie Potřeba a délka invazivní a/nebo neinvazivní mechanické ventilace Použití intra-aortální balonkové pumpy (IABP) Hodnoty laboratorních testů během hospitalizace (urea, kreatinin, mozkový natriuretický peptid - BNP) Ejekční frakce levé komory (LVEF) a systolický tlak v plicnici (PASP) z echokardiografie při přijetí Data z manometrie, kardiopulmonálního zátěžového testu a magnetické rezonance srdce, pokud jsou k dispozici

6minutový test chůze (6MWT) Tento submaximální test se používá k hodnocení funkční kapacity. Účastník bude veden fyzioterapeutem, který vysvětlí postup a jeho relevanci pro kardiopulmonální výsledky (ATS Statement, 2002). Pacient bude chodit 6 minut po 30metrové chodbě na jednotce.

Před, během a po testu budou měřeny následující parametry:

Krevní tlak Tepová frekvence Saturace periferní kyslíkem Vnímaná dušnost a únava pomocí Borgovy škály (Cahalin et al., 1996)

Primárním výsledkem bude ujetá vzdálenost v metrech. Pro hodnocení výkonu bude predikovaná vzdálenost vypočtena pomocí rovnic Enright & Sherrill:

Muži a Ženy

Úrovně výkonu budou kategorizovány následovně:

Úroveň I: >450 metrů

Úroveň II: 300-450 metrů

Úroveň III: <300 metrů (ATS Statement, 2002)

Nástroje pro funkční a fyziologické hodnocení Jednominutový test vstávání ze sedu (TSL1): Tento test se používá k hodnocení funkční kapacity. Byl adaptován ze studie Ozalevli et al. (2007). Na signál vyšetřujícího musí účastník vstát a sednout si na židli bez použití rukou, pohyb opakovat co nejbezpečněji a nejrychleji. Cílem je provést maximální počet opakování během jedné minuty.

Manovakuometrie: Tento test měří sílu dýchacích svalů pomocí maximálního inspiračního tlaku (MIP) a maximálního expiračního tlaku (MEP), s výsledky upravenými podle pohlaví a věku. Hodnocení se provádí s pacientem vsedě, kolena v 90°, páteř vzpřímená.

Pro MIP je pacient instruován, aby úplně vydechl a poté provedl trvalou maximální inhalaci.

Pro MEP pacient maximálně nadechne a poté provede trvalou maximální exhalaci.

Jsou provedeny alespoň tři pokusy nebo dokud není pozorován pokles měřené hodnoty. Nejvyšší hodnota je vybrána a porovnána s referenčními hodnotami. Predikované hodnoty jsou vypočteny pomocí rovnic Neder et al. (1999):

Muži:

MIP = -0,80 × věk + 155,3

MEP = -0,81 × věk + 165,3

Ženy:

MIP = -0,49 × věk + 110,4

MEP = -0,61 × věk + 115,6

Přístroj použitý v této studii bude Digitální manovakuometr MVD300-U od Homed.

Síla stisku ruky (manuální dynamometrie): Síla stisku ruky je izometrické měření síly zahrnující vyvinutí síly na objekt. Hodnotí se pomocí digitálního ručního dynamometru (Camry Digital Handgrip Dynamometer), který bude před každým testováním kalibrován pro zajištění přesnosti.

Pro test bude pacient sedět s koleny v 90°, páteří vzpřímenou, pažemi nepodepřenými, rameno v addukci a neutrální rotaci, loket ohnutý v 90°, předloktí v semi-pronaci a zápěstí v neutrální poloze na dominantní ruce. Po obdržení instrukcí pacient vyvine sílu po dobu 3 sekund. Provedou se tři pokusy a konečná hodnota bude průměrem tří pokusů.

Hodnocení složení těla (bioimpedance): Bioimpedance je široce používaná a validovaná metoda napříč různými populacemi. Je praktická, reprodukovatelná, neinvazivní a klinicky relevantní – zejména pro hodnocení přetížení tekutinami u hospitalizovaných kardiologických pacientů.

Hodnocení bude provedeno pomocí přístroje Model 450 Biodynamics. Toto zařízení vysílá nízkointenzivní elektrický proud, který prochází tělem pacienta a poskytuje následující parametry:

Odpor Reaktance Fázový úhel Beztuková hmota Tuková hmota Intracelulární a extracelulární voda

Pro test bude pacient ležet v pohodlné poloze na zádech a budou umístěny čtyři elektrody: dvě na pravé noze a dvě na pravé ruce, připojené k monitoru přes senzorový kabel. (Oliveira et al., 2023).

Ultrazvuk periferního svalu Hodnocení svalu pomocí ultrazvuku je spolehlivá a přesná technika, neinvazivní a snadno reprodukovatelná, prováděná u lůžka. Umožňuje kvantifikaci jak množství, tak kvality svalové skupiny. Hodnocení bude provedeno pomocí ultrazvukového přístroje s lineárním sondou v B-režimu. Pacient bude položen na záda s nataženými a uvolněnými koleny. Sonda bude umístěna podélně a příčně na předním okraji stehna pro měření tloušťky svalu, echogenity svalu, příčného průřezu a úhlu zpeření. Referenční body budou mezi předním horním trnem kyčelní kosti a horním okrajem čéšky (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Vazodilatace závislá na průtoku (FMD) FMD je neinvazivní hodnocení endotelové funkce pomocí ultrazvuku. Měří dilataci pažní tepny po dočasné ischemii předloktí. FMD odráží endotel-dependentní dilataci konduktivních tepen, z velké části zprostředkovanou oxidem dusnatým (NO), v reakci na zvýšený průtok krve a smykové napětí. Pacient bude položen na záda s levou horní končetinou abdukovanou a předloktím v supinaci. Manžeta bude umístěna na předloktí distálně od pažní tepny. Tepna bude lokalizována pomocí ultrazvuku a monitorována po dobu 1 minuty. Manžeta bude poté nafouknuta na 50 mmHg nad bazální systolický tlak a udržována po dobu 5 minut. Při rychlém deflování bude vazodilatace hodnocena po dobu 3 minut. Smykové napětí aktivuje endotelové buňky, spouští produkci NO. Data budou analyzována pomocí softwaru FMD Studio (Niemeyer, 2024).

Odběr krve pro analýzu oxidačního stresu Enzymatický obranný systém zahrnuje enzymy, které zabraňují nebo kontrolují tvorbu volných radikálů a neradikálových druhů uvolňovaných v důsledku oxidačního poškození. Tyto enzymy jsou nezbytné pro udržení buněčné integrity a antioxidační rovnováhy. Fyzická aktivita zvyšuje spotřebu kyslíku, podporuje produkci oxidantů, ale také spouští adaptivní mechanismy, které minimalizují oxidační poškození. Tato adaptivní odpověď (zvýšené hladiny sérových antioxidantů) naznačuje fyziologickou úpravu na cvičení.

Vzorky krve budou odebrány pro analýzu v externí laboratoři. Bude použita jedna 6ml heparinizovaná zkumavka pro sběr plazmy. Vzorky budou uchovávány při pokojové teplotě, pokud jsou zpracovány okamžitě, nebo chlazeny až 48 hodin. Příprava zahrnuje promytí červených krvinek, přípravu hemolysátu a zpracování enzymového roztoku. Odběr krve proběhne během počátečního hodnocení a bude proveden jedinou výzkumnou sestrou. Vzorky budou označeny a uloženy v nemocniční laboratoři, poté odeslány do Laboratoře Asociace fondu na podporu výzkumu na Federální univerzitě v São Paulu (UNIFESP). Plazma bude analyzována na TBARS, karbonyl, FRAP a nitrity; erytrocyty budou testovány na SOD, CAT a FRAP (Barbosa et al., 2010).

Dotazník kvality života u srdečního selhání Minnesota (MLHFQ) Toto je škála kvality života specifická pro onemocnění u pacientů se srdečním selháním. Skládá se z 21 otázek pokrývajících fyzické, emocionální a další oblasti, které ovlivňují kvalitu života. Každá položka je hodnocena od 0 (žádné omezení) do 5 (maximální omezení). Celkové skóre odráží celkovou kvalitu života, přičemž nižší skóre naznačuje horší výsledky. Dotazník bude administrován na začátku a po osmi týdnech cvičení (Carvalho et al., 2009).

Spirometrie Spirometrie je test plicních funkcí, který měří objem a průtok vzduchu vstupujícího a vystupujícího z plic. Použitý přístroj bude model EasyOne 2001, kalibrovaný před každou relací podle specifikací výrobce. Měření zahrnou nucený výdechový objem za jednu sekundu (FEV1), vitální kapacitu (FVC) a poměr FEV1/FVC. Test bude proveden s pacientem vsedě, lokty ohnuté, a s nasazenou nosní sponou, aby se zabránilo úniku vzduchu. Pacient bude instruován, aby provedl maximální inhalaci následovanou maximálním nuceným exhalací. Provedou se tři pokusy po šesti sekundách a zaznamená se nejvyšší hodnota (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

De Morton Mobility Index (DEMMI) DEMMI je škála mobility vyvinutá speciálně pro hospitalizované pacienty. Hodnotí 15 hierarchických pohybových aktivit rozdělených do pěti kategorií: mobilita na lůžku, mobilita na židli, statická rovnováha, chůze a dynamická rovnováha. Bodování je založeno na výkonu a na tom, zda byla vyžadována asistence. Skóre se pohybuje od 0 (nízká mobilita) do 100 (vysoká mobilita) (Tavares LS et al., 2020).

Škála pocitů (FS) Škála pocitů měří sebevnímání potěšení nebo nelibosti během cvičení pomocí jedné položky. Účastníci odpovídají na škále od -5 (velmi špatné) do +5 (velmi dobré), což odráží jejich vnímanou intenzitu a emocionální reakci na aktivitu (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Modifikovaná Borgova škála vnímané námahy (BORG) Tento nástroj monitoruje intenzitu fyzické námahy a je široce používán jak ve vrcholovém sportu, tak ve fyzické rehabilitaci. Hodnotí a kvantifikuje pocity námahy, také známé jako RPE (Rate of Perceived Exertion). Pomáhá sledovat změny vyvolané cvičením v kardiorespiračním, metabolickém a neuromuskulárním systému (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

Test jednoho maximálního opakování (1RM) Test 1RM dynamicky hodnotí svalovou sílu. Účastník provede pohyb s maximální zátěží, kterou může zvednout bez asistence. Procento hodnoty 1RM se používá k definování rehabilitačního protokolu a vedení progrese zátěže. V této studii se zátěž bude zvyšovat každé dva týdny, počínaje 10 % 1RM a postupně až na 70 % (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Rehabilitační protokol

Rehabilitační protokol bude prováděn od pondělí do pátku, s jednou relací denně. Zahrnuje odporová cvičení, aerobní trénink a trénink dýchacích svalů, rozdělené během týdne následovně:

Pondělí a čtvrtek: Cvičení pro horní končetiny a trénink dýchacích svalů

Úterý a pátek: Cvičení pro dolní končetiny

Středa: Aerobní trénink

Každá relace odporového cvičení bude sestávat ze 3 sérií po 15 opakováních, s 1minutovými přestávkami mezi sériemi.

Cvičení pro horní končetiny (prováděna bilaterálně a ve stoje) zahrnují:

Flexe lokte

Extenze lokte

Flexe ramene až do 90°

Elevace ramene až do 90°

Addukce a abdukce ramene

Cvičení pro dolní končetiny (prováděna unilaterálně) zahrnují:

Triple flexe až do 90° (flexe kyčle + flexe kolena + dorziflexe kotníku)

Abdukce kyčle

Extenze kolena vsedě

Výpony na špičky

Dřepy (prováděny ve stoje)

Adaptovaná Borgova škála vnímané námahy bude aplikována před, během a po každé relaci. Zátěž cvičení a progrese budou upraveny na základě hlášeného Borgova skóre pacienta.

Protokol aerobního tréninku

Aerobní cvičení bude prováděno prostřednictvím funkčního okruhu sestávajícího ze čtyř stanovišť:

Běh na místě

Postranní pochodování

Trénink vstávání ze sedu na židli

Stepový trénink (vstupování a sestupování)

Každé stanoviště bude trvat 1 minutu a pacient dokončí dvě celá kola okruhu, celkem 10 minut cvičení, následované obdobím odpočinku.

Protokol tréninku dýchacích svalů

Trénink dýchacích svalů bude prováděn dvakrát týdně pomocí zařízení POWERbreathe Classic. Tréninková zátěž bude založena na výsledcích manovakuometrie, nastavena na:

30 % maximálního inspiračního tlaku (MIP) během prvního měsíce

50 % MIP během druhého měsíce

Trénink bude prováděn vsedě s koleny v 90° a páteří vzpřímenou. Pacient se rychle a silně nadechne ústy, poté pomalu vydechne ústy. Protokol zahrnuje 4 série po 15 opakováních, s 30sekundovými přestávkami mezi sériemi.

Kritéria přerušení cvičení

Relace cvičení nebo funkční testy (např. 6minutový test chůze nebo test vstávání ze sedu) budou přerušeny, pokud pacient vykazuje známky intolerance cvičení, jako jsou:

Nízký srdeční výdej (cyanóza, bledost, studené končetiny, pocení, nevolnost)

Bradykardie (pokles o 20 tepů/minutu oproti výchozí hodnotě) Pokles systolického krevního tlaku >15 mmHg od výchozí hodnoty Nadměrný vzestup systolického krevního tlaku (>200 mmHg) Vzestup diastolického krevního tlaku během cvičení (>110 mmHg)

Bolest na hrudi Rizika a přínosy Přínosy: Tento protokol má za cíl zlepšit toleranci zátěže, funkční kapacitu a svalovou sílu, pomáhá pacientům udržovat adekvátní fyzickou kondici pro transplantaci srdce.

Rizika: Pacienti mohou zažít svalovou nebo kloubní bolest typickou pro fyzické cvičení, stejně jako únavu během nebo po relacích.

Postup sběru dat Hospitalizovaní pacienti, kteří jsou na čekací listině na transplantaci srdce, budou pozváni k účasti ve studii. Po souhlasu s účastí výzkumník poskytne informovaný souhlas (ICF). Po podepsání formuláře pacienti podstoupí počáteční hodnocení před zahájením rehabilitačního protokolu.

Hodnocení bude rozděleno do dvou dnů:

Den 1: Vyplnění hodnotícího formuláře, administrace Dotazníku kvality života u srdečního selhání Minnesota, DEMMI (De Morton Mobility Index) a Škály potěšení (FE). Dále budou provedeny 6minutový test chůze (6MWT), spirometrie a manovakuometrie.

Den 2: Test vstávání ze sedu (TSL1), hodnocení svalové síly pomocí dynamometrie, analýza složení těla pomocí bioimpedance, ultrazvuk čtyřhlavého svalu a měření vazodilatace závislé na průtoku (FMD).

Po dokončení hodnocení pacienti zahájí rehabilitační protokol, který bude prováděn jednou denně po dobu jedné hodiny. Protokol zahrnuje odporová a aerobní cvičení rozdělená během týdne. Intenzita cvičení bude střední, v rozmezí 4 až 7 MET.

Po osmi týdnech rehabilitačního programu budou pacienti přehodnoceni pomocí stejných nástrojů použitých během počátečního hodnocení.

Sběr a analýza dat Postup sběru dat Hospitalizovaní pacienti na čekací listině na transplantaci srdce budou pozváni k účasti ve studii. Po souhlasu s účastí výzkumník poskytne informovaný souhlas (ICF). Po podepsání formuláře pacienti podstoupí počáteční hodnocení před zahájením rehabilitačního protokolu.

Hodnocení bude rozděleno do dvou dnů:

Den 1: Vyplnění hodnotícího formuláře, administrace Dotazníku kvality života u srdečního selhání Minnesota, DEMMI (De Morton Mobility Index) a Škály potěšení (FE), následované 6minutovým testem chůze (6MWT), spirometrií a manovakuometrií.

Den 2: Test vstávání ze sedu (TSL1), hodnocení svalové síly pomocí dynamometrie, analýza složení těla pomocí bioimpedance, ultrazvuk čtyřhlavého svalu a měření vazodilatace závislé na průtoku (FMD).

Po hodnocení pacienti zahájí rehabilitační protokol, prováděný jednou denně po dobu jedné hodiny. Protokol zahrnuje odporová a aerobní cvičení rozdělená během týdne. Intenzita cvičení bude střední, v rozmezí 4 až 7 MET (viz Příloha VI). Po osmi týdnech budou pacienti přehodnoceni pomocí stejných nástrojů.

Statistická analýza Statistická analýza bude provedena pomocí SPSS Statistical Package for the Social Sciences for Windows®, verze 26.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Úroveň statistické významnosti bude nastavena na 5 % (p < 0,05).

Normalita dat bude hodnocena pomocí Shapiro-Wilkova testu s hladinou významnosti α = 0,05. Epidemiologická data budou prezentována v tabulkách, s výpočtem průměru a směrodatné odchylky pro parametrické proměnné a mediánu a interkvartilového rozsahu (25-75 %) pro neparametrické proměnné.

Pro porovnání skupin (před a po intervenci) bude použit Studentův t-test pro parametrické proměnné a párový Wilcoxonův test pro neparametrické proměnné, s hladinou významnosti p < 0,05.

Etické aspekty Všichni účastníci obdrží podrobné informace o postupech zahrnutých ve studii. Budou vedeni procesem podepsání dvou kopií informovaného souhlasu, z nichž jedna zůstane u účastníka.