Evaluering af fornemmelser af åndenød hos patienter med cystisk fibrose (CF_Dyspnea)

Formålet med denne undersøgelse er at afgøre, om fornemmelser af åndenød (dyspnø) er kvalitativt og kvantitativt forskellige hos patienter med cystisk fibrose (CF) sammenlignet med alder og kønsmatchede raske kontroller under træning, og at afgøre, om disse forskelle kan forklares ved forskelle i den ventilatoriske reaktion på træning.

Forståelse af udviklingen af ​​dyspnø under træning vil gøre det muligt for efterforskerne bedre at forstå de patofysiologiske mekanismer af dette invaliderende symptom hos patienter med CF. En mere omfattende forståelse af de mekanismer, der ligger til grund for anstrengelsesdyspnø, kan i sidste ende føre til nye terapeutiske interventioner (farmakologiske og ikke-farmakologiske), som ville have en positiv indvirkning på træningsbegrænsninger ved CF. En sund kontrolgruppe vil gøre det muligt for efterforskerne bedre at identificere de "normale" fysiologiske og perceptuelle reaktioner på træning, så der kan drages direkte sammenligninger med patienter med CF.

Eksperimentel oversigt: Deltagere med CF og raske kontroldeltagere vil rapportere til træningslaboratoriet for et besøg. Informeret samtykke, sygehistoriescreening, evaluering af kronisk aktivitetsrelateret dyspnø og antropometriske målinger vil først blive indhentet. Forsøgspersonerne vil derefter blive fortrolige med cyklusergometeret, åndedrætsapparatet og symptomskalaen. Dette vil blive efterfulgt af simpel spirometri test. Hvorefter deltagerne vil hvile forud for en symptombegrænset inkrementel cyklustræningstest. Detaljerede fysiologiske og sensoriske målinger vil blive opnået under fortroligheds- og træningstestsessionerne. Data fra træningstesten vil adressere vores hypoteser.

Undersøgelsesdeltagere: Undersøgelsen vil omfatte 40 deltagere i alt. Af de 40 deltagere vil 20 være patienter med CF, og 20 vil være raske kontroller med alder og køn.

Træningsprotokol: En symptombegrænset inkrementel træningstest vil blive udført ved hjælp af et elektronisk bremset cykelergometer i henhold til anbefalede retningslinjer. Testen vil bestå af steady-state hvile i 10 minutter, 1 minuts opvarmning ved 0 watt og 20 watt trinvise stigninger i arbejdshastighed hvert 2. minut indtil symptombegrænsning.

Målinger fortrolighedssession: Deltagere og kontroldeltagere vil træne på cyklusergometeret med en meget lav arbejdshastighed (0W og 20W) i 2 minutter ved hver intensitet for at blive fortrolige med cyklusergometeret, åndedrætsapparatet og symptomskalaer (se detaljer nedenfor) ).

Lungefunktion: Spirometri og maksimalt åndedrætstryk vil blive udført i henhold til standardanbefalinger. Et kommercielt tilgængeligt kardiopulmonalt testsystem (Vmax 229d med Autobox 6.200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA) vil blive brugt, og alle målinger vil blive udtrykt som procent af forudsagte normale værdier.

Dyspnø-evaluering: Dyspnø-intensitet (defineret som "fornemmelsen af ​​anstrengt eller besværlig vejrtrækning") og opfattet ubehag i benene vil blive evalueret i hvile, hvert minut under træning og ved maksimal træning ved hjælp af den modificerede 10-punkts Borg-skala ved alle testbesøg. Deltagerne vil blive bedt om at beskrive deres dyspnø under træning før intensitetsvurderingerne og ved afslutningen af ​​træningen ved at bruge følgende 3 deskriptorer: (1) "min vejrtrækning kræver mere arbejde og indsats" (arbejde og indsats); (2) "Jeg kan ikke få nok luft ind" (utilfreds inspiration); (3) "Jeg kan ikke få nok luft ud" (utilfreds udløb). Ingen til alle 3 af deskriptorerne kan vælges på noget tidspunkt. Efter træningsophør vil deltagerne blive bedt om at udtale deres hovedårsag(er) til at stoppe træningen (dvs. åndedrætsbesvær, ubehag i benene, kombination af vejrtrækning og ben eller en anden årsag) og vælge kvalitative deskriptorer for åndenød ved hjælp af et etableret spørgeskema .

Kardio-respiratoriske reaktioner på træning: Standard kardio-respiratoriske mål vil blive registreret på et åndedrag-for-ånde-basis og gennemsnittet over 30-sekunders epoker, inklusive minutventilation (V'E), iltforbrug (VO2), kuldioxidproduktion ( CO2), partialtryk af end-tidal CO2, VT og vejrtrækningsfrekvens (Vmax 229d med Autobox 6.200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA). Driftsvolumener (dvs. endeekspiratoriske og endeinspiratoriske lungevolumener) vil blive afledt fra dynamiske inspiratoriske kapacitets (IC) manøvrer som tidligere beskrevet. Et indirekte mål for neural respiratorisk drift vil blive opnået non-invasivt ved hjælp af bi-polar overfladeelektromyografi (EMG) elektroder placeret over de højre parasternale intercostals og sternocleidomastoid som tidligere beskrevet. Af sikkerhedsmæssige årsager vil elektrokardiografi blive overvåget ved hjælp af et 12-aflednings elektrokardiogram (EKG), blodtryk vil blive målt ved hjælp af et manuelt blodtryksmåler, og arteriel iltmætning vil blive overvåget ved hjælp af pulsoximetri. Alle træningsprøver vil blive administreret af erfarne træningsfysiologer. Tests, der involverer patienter med CF og raske kontroller, vil blive overvåget af en læge. Træningstest vil blive afsluttet baseret på etablerede kriterier i henhold til American College of Sports Medicine retningslinjer.

Muskeliltning og hæmodynamik: Muskeliltning vil blive overvåget non-invasivt ved hjælp af nær infrarød spektroskopi hos alle deltagere. Et fire-kanals kontinuerligt bølge nær-infrarødt spektroskop (Oxymon M III, Artinis Medical Systems, BV, Holland) vil blive brugt til at bestemme oxyhæmoglobin, deoxyhæmoglobin og total hæmoglobin ved at måle lysdæmpning ved 760 og 864 nm bølgelængder og analyseret ved hjælp af algoritmer baseret på den ændrede Beer-Lambert-lov. Disse data vil blive brugt til beskrivende udforskningsformål for at undersøge forholdet mellem muskeliltning af benet (vastus lateralis) og respiratoriske muskler (sternocleidomastoid, parasternal og intercostals) og sensoriske reaktioner på træning hos CF-patienter.

Computertomografi fænotypning: Eksisterende brystcomputertomografi (CT)-scanninger, opnået gennem rutinemæssig klinisk praksis, vil blive brugt til beskrivende udforskningsformål for at undersøge sammenhængen mellem omfanget af bronkiektasi vs. slimtilstopning vs. luftindfangning (baseret på CF-specifik CT) scoring) på de fysiologiske og sensoriske reaktioner på træning hos patienter med CF.

Bøjningspunkt for VT- og V'E-relationen: VT-data beregnes i gennemsnit over 30-sekunders epoker og vil blive plottet mod V'E i hvile og gennem alle træningsintensiteter for hver enkelt deltager. Det punkt, hvor VT afviger fra linearitet og begynder at plateau, vil blive defineret som bøjningspunktet for VT og V'E forholdet. To forskellige observatører vil bestemme bøjningspunktet for hver deltager under den inkrementelle træningstest ved at undersøge individuelle Hey-plot.

Statistisk analyse Data vil blive præsenteret som gennemsnit ± standardafvigelse (SD), medmindre andet er angivet. Mellem gruppesammenligninger (CF vs. sund kontrol) for beskrivende karakteristika, træningsresponser og Borg-vurderinger ved standardiserede evalueringspunkter (20 watt intervaller, VT/minut ventilation (V'E) bøjning og peak) vil blive sammenlignet ved brug af uparrede t- test med Bonferroni-korrektioner, hvor det er relevant. Pearson-korrelationskoefficienter vil blive brugt til at undersøge sammenhængen mellem målte variabler: parasternal elektromyografi, vejrtrækningsmønster, operationelle lungevolumener, Borg-vurderinger og træningsvariable. Årsager til at stoppe træningen og kvalitative beskrivelser af dyspnø vil blive analyseret som frekvensstatistik og sammenlignet mellem kontrol- og CF-deltagere ved hjælp af Fishers eksakte test ved standardiserede 20 watt-intervaller i arbejdshastighed, VT/V'E-bøjning og spidsbelastning. En P-værdi mindre end 0,05 vil blive betragtet som statistisk signifikant. Statistisk analyse af dataene vil blive udført ved hjælp af Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA).

Prøvestørrelse og styrkeberegning: Det er vanskeligt at bestemme passende stikprøvestørrelse for kvalitative deskriptorer af dyspnø ved CF, fordi der findes begrænsede data i denne population. Derfor er prøvestørrelsen i denne undersøgelse baseret på tidligere undersøgelser af dyspnø-intensitetsvurderinger og VT-respons hos patienter med kronisk obstruktiv lungesygdom under træning. I disse undersøgelser blev statistisk signifikante resultater påvist ved brug af en stikprøvestørrelse på 16, under forudsætningerne: en SD på ca. 1,5 enheder, en forskel på ca. sidet test, 80 % effekt og α = 0,05. Således vil en stikprøvestørrelse på 20 deltagere i denne undersøgelse sandsynligvis have tilstrækkelig magt til efterforskernes analyser.