Målinger af overfladerespiratorisk elektromyografi under løbebåndstræning hos stabile patienter med KOL

Forsøgspersoner Dette selvmatchende kliniske forsøg omfattede tyve patienter med KOL (aldersinterval, 40-80 år) behandlet på ambulante respirationsmedicinske afdelinger på Guangzhou Medical Universitys første tilknyttede hospital mellem juli 2016 og december 2016. Diagnosen KOL hos alle deltagere blev målt ved hjælp af pulmonal spirometri ifølge Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD).1 Inklusionskriterier: 1) post bronkodilatator tvungen eksspiratorisk volumen i 1 s [FEV1]/forceret vitalkapacitet [ FVC] ,70 % og FEV1 ,50 % af den forudsagte værdi); 2) bronkial dilatationstest (BDT) negativ. Eksklusionskriterier: 1) akut eksacerbation i de foregående 4 uger; 2) brug af orale kortikosteroider inden for 4 uger; og 3) at ryge mere end 10 cigaretter dagligt; (4) anamnese med andre respiratoriske, kardiovaskulære, neuromuskulære og muskuloskeletale sygdomme, der kunne forstyrre træningspræstationen og inspiratoriske muskelaktiviteter.

Undersøgelsesdesign Denne undersøgelse er blevet gennemgået og offentliggjort på ClinicalTrials.gov offentligt websted (identifikator: NCT03017300, klinisk forsøgsdato for registrering: 29. marts 2017). Studieprotokollen blev godkendt af den etiske komité for det første tilknyttede hospital ved Guangzhou Medical University. Informeret samtykke blev opnået fra KOL-patienter før deltagelse i denne undersøgelse. For at sikre, at alle deltageres rettigheder blev beskyttet, overholdt forskerne Helsinki-erklæringen og de etiske principper i udformningen og udførelsen af ​​klinisk forskning.

Målinger af transesophageal diaphragmatic EMG (EMGdi,es) EMGdi,es er det klassiske repræsentative indeks, der beskriver aktiviteten af ​​diaphragmatiske myoelektriske signaler, de elektriske manifestationer af excitationsprocessen fremkaldt af aktionspotentialer, der forplanter sig langs muskelfibermembraner. EMG-signalet detekteres med flere elektroder og forstærkes, filtreres og vises på en skærm eller digitaliseres for at lette yderligere analyse. Elektromyografi af respiratoriske muskler kan bruges til at vurdere niveauet og mønsteret af deres aktivering for at påvise og diagnosticere neuromuskulær patologi og, når det kombineres med test af mekanisk funktion, til at vurdere effektiviteten af ​​musklens kontraktile funktion. Neural respirationsdrift, udtrykt som EMGdi, blev målt ved hjælp af en flerpars esophageal elektrode bestående af ni på hinanden følgende spoler sammensat af fem elektrodepar placeret i esophagus og krydser cardia. EMGdi-signaler erhvervet med digital sampling ved 2 kHz blev båndpasfiltreret (10 Hz-3 kHz) og forstærket. Peak RMS pr. respirationscyklus blev beregnet og gennemsnittet over 1 min. RMS for EMGdi-signalet er kvantificeringen af ​​den samlede EMGdi-effekt. Teoretisk afspejler EMGdi's RMS kraftoutputtet fra hjernestammens respirationscenter til de perifere respiratoriske muskler og afspejler også fornemmelsen af ​​dyspnø.

Målinger af overfladeinspiratoriske EMG EMG-elektroder Den elektriske aktivitet af overfladeinspiratorisk EMG blev afledt transkutant fra par enkelte engangselektroder (Neotrode, Conmed Corporation, New York, USA). Til fælleselektroden eller jordelektroden blev den samme engangselektrode brugt. Elektrisk aktivitet af sternocleidomastoidmusklerne og intercostalmusklerne blev afledt transkutant fra genanvendelige bipolære elektroder dannet af to smalle kantelektrodehuse, som hver indeholdt en 4 mm Ag-AgCl sintret elektrodepalle (InVivo Metrics, Healdsburg, USA), forbundet med en plastikklemme, (hjemmelavet UMCG) Groningen, Holland) i en afstand på 14 mm. Efter fyldning af elektrodehulrummet med elektrodegel blev samlingen fastgjort til huden ved hjælp af dobbeltsidede klæbemidler. Alle EMG-signaler detekteret af elektroder blev overført til det biologiske signalopsamlings- og analysesystem (Powerlab 16/35; ADInstruments) ved hjælp af afskærmede kabler med lav støj.

Elektrodeplacering Overfladediafragmatisk EMG (EMGdi,sur): Det overfladedetekterende elektrodepar blev separat placeret ved skæringspunktet mellem det sjette og ottende interkostale rum og den forreste aksillære linje i en afstand på 5 cm.10 Overflade parasternal EMG (EMGpara): Overfladedetekteringselektroderne blev anbragt bilateralt i det andet interkostale rum, ca. 3 cm parasternalt, en referencejordelektrode blev placeret i sternums brystbensvinkel.

Overflade sternocleidomastoid EMG (EMGsc): Overfladedetekteringselektrode blev placeret på 1/3 og 2/3 af den samlede længde af sternocleidomastoid, en referencejordelektrode blev placeret ved den suprasternale fossa.

Træningstest Alle forsøgspersoner udførte en maksimal inkrementel cyklusergometritest i siddende stilling for at minimere virkningerne af muskelaktivitet, der er nødvendig for kropsstabilisering (Ergoselect 200 K; Cosmed, Rom, Italien). For at minimere muskelaktivitet til hovedpositionering blev forsøgspersonerne desuden instrueret i at se lige frem under målingerne. Testen bestod af en steady-state hvileperiode på 3 min efterfulgt af 1 min ubelastet pedaling med 60 cyklusser/min for hver person; træningsbelastningen blev øget med 10 W hvert min., indtil testen måtte stoppes, fordi symptomer forhindrede yderligere træning. Efter testresultater blev registreret, blev EMGdi,es og hver overflade inspiratorisk EMG af maksimal træningskapacitet analyseret.