Gennemførligheden og virkningerne af lavbelastningsblodstrømsbegrænset træning efter rygmarvsskade

BAGGRUND Rygmarvsskade (SCI) repræsenterer et stort sundhedsproblem; Verdenssundhedsorganisationen anslår en forekomst på 250.000 til 500.000 om året på verdensplan. I gennemsnit registrerer vi i Danmark 130 nye tilfælde af SCI om året. SCI er en ødelæggende tilstand, hvor parese/lammelse af skeletmusklerne under skadestedet resulterer i en delvis eller fuldstændig manglende evne til at gå, bevæge sig og/eller føle. Sideløbende med funktionsnedsættelser, infektioner, er livsstilssygdomme som hjerte-kar-sygdomme hyppige følgesygdomme på grund af inaktivitet og overvægt. At påvirke primært yngre og tidligere raske individer traumatisk SCI påvirker også i høj grad patienternes mentale velbefindende og også deres pårørende; livskvalitet (QoL) lider, og efterfølgende stiger risikoen for selvmord for patienter med SCI med to til fem gange sammenlignet med baggrundsbefolkningen.

Mens der gøres en betydelig indsats i rehabilitering af personer med SCI, er der stadig store huller i viden på dette område. Genopretning af motorisk funktion er af høj klinisk prioritet, da det er fundamentalt for forbedrede ADL-resultater.

Mens forskellige styrketræningsregimer har vist sig at øge muskelstyrken hos neurologisk intakte individer ved hjælp af næsten maksimale frivillige anstrengelsessammentrækninger, har få undersøgelser vist lignende effekter fra styrketræningsregimer hos personer med SCI. Komplikationer såsom atrofi og let trætteligt neuromuskulært system med forskellige grader af spasticitet gør ofte denne form for regimer mindre praktiske og givende for genoptræning. Derfor kan tilføjelsen af ​​low-load blood-flow restricted exercise (BFRE) vise sig gavnlig som et supplement til traditionel genoptræning. Bemærkelsesværdigt viser sig, at BFRE øger muskelstyrken og inducerer skeletmuskelhypertrofi hos raske individer. Typisk udføres BFRE som lavbelastningsstyrketræning (20-30 % 1 gentagelsesmaksimum (RM)) kombineret med samtidig delvis okklusion af lemblodstrømmen ved hjælp af pneumatiske manchetter placeret proksimalt ved lemmet, for at genskabe arteriel tilstrømning til den motionerende. muskel og forhindre venøs tilbagevenden. Baseret på eksisterende videnskabelig dokumentation og anvendelse af screening før træning for kendte risikofaktorer såsom vaskulær dysfunktion (AD) eller tidligere trombosehistorie, er BFRE anerkendt som et sikkert træningsregime uden alvorlige bivirkninger. Tidligere har metoden vist øget muskelstyrke og skeletmuskelhypertrofi foruden forbedringer i gang og stå-til-stå ydeevne hos personer med forskellige sygdomme, der forårsager nedsat mobilitet.

Formålet med dette ph.d.-projekt er at;

1. At udføre en pilotundersøgelse for at undersøge sikkerheden og gennemførligheden af ​​lav belastning BFRE træning hos voksne med SCI
2. At udføre en RCT for at undersøge virkningerne af low-load blood-flow restricted exercise (BFRE) på fysisk funktion og neuromuskulær restitution hos personer med SCI

Hypoteserne er som følgende;

• BFRE træningsprotokollen vil være sikker og anvendelig for personer med en rygmarvsskade under Th7
• Deltagere, der er randomiseret til aktiv BFRE-behandling, vil udvise større stigninger i henholdsvis fysisk funktion og underekstremitets muskelstyrke og muskelvolumen, end deltagere, der modtager falsk BFRE. Behandlingseffekter vil blive dokumenteret ved hjælp af værktøjer til vurdering af funktionelle handicap kombineret med målinger af maksimal frivillig isometrisk muskelstyrke, hurtig kraftkapacitet (hastighed af kraftudvikling: RFD) og tværsnitsareal af de trænede muskler.
• Deltagere, der er allokeret til aktiv BFRE, vil udvise mindre neuropatisk smerte og reduceret brug af smertestillende medicin end deltagere, der modtager falsk BFRE. Dette vil blive dokumenteret ved hjælp af standardiserede spørgeskemaer og kvantitative vurderingsmetoder.

Gennemførlighedsundersøgelse (undersøgelse I)

Forundersøgelsen vil blive udført af ansøger, Anette Bach Jønsson (ABJ). Forud for RCT, vil 3 personer med en SCI blive rekrutteret i træk mellem 1/4 2020 - 31/7 2021 ved at bruge samme rekrutteringsstrategi og in- og eksklusionskriterier som i RCT. Derudover vil 3 indlagte patienter med subakut SCI (Tid siden skade > 1 måned og > 1 år) blive rekrutteret. De 6 patienter vil følge den samme indledende undersøgelse og træningsprotokol som i den aktive BFRE-gruppe som beskrevet nedenfor. Træningen vil dog blive udført 2 gange om ugen i 2 uger.

Udfaldsvariable:

Følgende resultatmålinger vil blive udført ved præ- og postintervention.

Muskeltest Maksimal, frivillig, isometrisk muskelstyrke, som deltagerne er i stand til at udøve på et bærbart knædynamometer (S2P, Science to Practice, Ljubljana, Slovenien). Bærbare dynamometre betragtes som gyldige og pålidelige instrumenter til måling af styrke. Målinger af muskelmoment (Nm) og Rate of Force Development (RFD, Nm/s) vil blive opnået.

Blodprøver Blodprøver vil blive taget før (30 minutter) og efter (0-60 minutter) den første og sidste træningssession (4 blodprøver i alt). Interne læger eller laboratorieteknikere vil være ansvarlige for at hente blodprøverne. Markører for koagulation (fibrinogen og D-dimer), fibrinolyse [vævsplasminogenaktivator (tPA)] og inflammation [højfølsomt C-reaktivt protein (hsCRP)] vil blive analyseret. Blodprøverne vil blive destrueret umiddelbart efter analyse. Resultaterne indhentes gennem den elektroniske patientjournal.

Gennemførlighed Tolerance over for det valgte okklusionstryk og smerteopfattelse gennem hele træningen opnås ved at bruge den numeriske vurderingsskala (NRS 0-11 point) og interview. Overholdelse af den planlagte træningsplan vil ligeledes blive registreret.

Sikkerhedsovervejelser Autonom dysrefleksi (AD) kan være en potentielt livstruende tilstand for personer med et højt skadesniveau (Th6 og derover, tetraplegi) og kan være fremkaldt af kutan stimulation såsom smerte. Derfor vil patienter med risiko for AD blive udelukket, og ISCOS Autonomic Standards Assessment Form vil blive udfyldt før og efter udfyldelsen.

Berettigelse til inklusion vil blive godkendt af en specialiseret neurolog. Træningssessioner koordineres med vagtlægen. For at sikre patientsikkerheden vil blodtryk og hjertefrekvens blive målt under træningen og vil blive nøje overvåget. I tilfælde af alvorlige uønskede hændelser vil vagtlægen straks blive kontaktet. Under undersøgelse I og II vil der blive planlagt regelmæssige sikkerhedsmøder i forskningsgruppen. Hvis der opstår alvorlige uønskede hændelser i undersøgelse I, vil en genovervejelse af udformningen af ​​undersøgelse II være nødvendig (f.eks. ændringer i BFR-dosering) og yderligere pilotforsøg ville være nødvendige.

Randomiseret kontrolleret forsøg (undersøgelse II)

Metoder Indledende undersøgelse Efter inklusion vil sygehistorie, demografiske og antropometriske data, spasticitetsniveau og det neurologiske niveau af SCI blive indhentet. Spasticitetsniveauet vil være målinger ved hjælp af Modified Ashworth Scale (MAS). Neurologisk niveau ved hjælp af International Standards for Neurological Classification of SCI (ISNCSCI). Oplysninger om traumedato og årsag, plan for standardbehandling under indlæggelse (fysioterapi, ergoterapi, hydroterapi og andre fysiske behandlinger/aktiviteter) vil blive indhentet gennem den elektroniske patientjournal. Ydermere vil der blive gennemført funktionsnedsættelsesvurdering ud over para-kliniske tests

Intervention/kontrol Forud for den første træningssession vil deltagerne blive randomiseret til enten aktiv BFRE (n=14) eller falsk BFRE (n=14), mens de kontrollerer for alder og køn. BFR vil blive udført i aBFRE-gruppen ved brug af pneumatiske okklusionsmanchetter placeret proksimalt på låret tæt på inguinalfolden med et okklusionstryk svarende til 40 % af det siddende arterielle okklusionstryk (AOP). Den individuelle AOP vil blive dokumenteret ved baseline ved hjælp af doppler ultralyd (Siemens ACUSON S2000TM). Tidligere undersøgelser har vist, at dette trykniveau kan fremme betydelige muskeltilpasninger i tilsvarende grad og er forbundet med væsentligt mindre ubehag end højere okklusionstryk. Okklusionstrykket for deltagerne i sham BFRE-gruppen vil være 10 mmHg.

Forsøgspersoner fra begge grupper vil deltage i 45 minutters lavintensiv BFRE (30-40% 1RM) af underekstremiteterne to gange om ugen i 8 uger, bestående af 5 minutters let opvarmning af lavintensiv cykling efterfulgt af 4 sæt ( 30x15x15x15 gentagelser, 45 sek pause mellem sæt) af siddende benforlængelse og leg curl med BFR. En pause på 3 minutter er tilladt mellem øvelserne, hvor manchetten tømmes for luft. Blodtrykket vil blive målt med en tidsmæssig opløsning på ca. 5 minutter under hele træningen.

Dataanalyse Ændringer inden for gruppen fra baseline til opfølgning vil blive analyseret ved hjælp af parrede parametriske eller ikke-parametriske metoder. Forskelle mellem grupper vil blive sammenlignet som uparrede data ved hjælp af en parametrisk eller ikke-parametrisk metode. Type 1 signifikansniveauet er sat til 0,05. Resultaterne vil blive analyseret efter intention-to-treat princippet. Ifølge prøvestørrelsesberegninger med en 80 % power og 5 % signifikansniveau er en forskel på 20 % på MVC mellem den aktive og den falske BFR-gruppe muligt at påvise med 24 deltagere. I alt 28 deltagere vil blive rekrutteret for at tage højde for et frafald på 20 %. En forskel på 20 % på MVC forventes som et realistisk forslag som en minimal klinisk vigtig forskel.

Praktiske rammer Dette ph.d.-projekt har modtaget tilladelse fra SCIWDK. Den indledende undersøgelse og test ved baseline og opfølgning vil blive udført på SCIWDKs laboratorium af ansøgeren, Anette Bach Jønsson (ABJ). Hun er en erfaren fysioterapeut. Træningssessioner vil blive guidet og superviseret af interne fysioterapeuter og ABJ.

Etiske overvejelser:

Undersøgelsen er godkendt af Danmarks Videnskabsetiske Kommission (Ref nr. 1-10-72-290-18), og af Datatilsynet (Datatilsynet, Ref. nr. 1-16-02-640-18) og er blevet rapporteret til Clinicaltrials.gov.

Økonomi: Ikke beskrevet her