Intervaltræning med høj intensitet og inspirerende muskeltræning (training)

Metoder Undersøgelsesdesign Denne undersøgelse blev udført som et randomiseret, kontrolleret forsøg over 8 uger og omfattede to grupper. Undersøgelsesprocedurerne blev udført i Department of Rehabilitation and Health Sciences, Prince Sattam bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Saudi-Arabien mellem juni 2024 og oktober 2024 Etisk overvejelse Undersøgelsesprotokollen blev godkendt af det stående udvalg for bioetisk forskning i prins Sattam Bin Abdulaziz University, Saudi-Arabien (ID: SCBR-359/2024). Undersøgelsen blev udført i overensstemmelse med principperne i Helsinki -erklæringen. Alle undersøgelsesdeltagere har underskrevet en skriftlig informeret samtykkeformular. Målet, procedurer og potentielle risici ved undersøgelsen blev forklaret til undersøgelsespopulationen.

Randomisering En forsker, ikke involveret i ethvert andet aspekt af denne undersøgelse, udførte randomisering ved at skabe en blokrandomiseringsplan uden stratifikationer. Oprindeligt blev randomiseringskoder genereret ved hjælp af Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Tildelingen blev derefter skjult i sekventielt nummererede, forseglede, ikke-gennemsigtige konvolutter. Kvalificerede deltagere blev efterfølgende rettet til en forsker, der var ansvarlig for at føre tilsyn med behandlingen, som tildelte dem tilfældigt til enten studie- eller kontrolgruppen.

Emner:

I alt 144 klinisk stabile patienter med KOL blev rekrutteret fra lokale sundhedsfaciliteter og nærliggende hospitaler og klinikker gennem reklamer for at deltage i denne undersøgelse og 100 afsluttede undersøgelsesopfølgningen.

Inkluderingskriterierne var: 1) Diagnose af mild til svær KOLS i henhold til retningslinjekriterier med mild eller svær luftstrømsobstruktion (guld II og III) (20), 2) alder ≥40 men ≤70 år.

KOLS er defineret ved ikke-fuldt reversibel luftstrømsobstruktion FEV1-FVC-forhold mindre end 70% af det forudsagte, FEV1 lige eller mere end 30% af forudsagt efter bronchodilation. 3) Kropsmasseindeks mellem 18 kg/m2 og <30 kg/m2, ekskluderingskriterier var: 1) Enhver muskuloskeletal, kardiovaskulær eller neurologiske sygdomme, der forbød at deltage i HIIT, 2) Forværring af KOLS, 3) Deltagelse i en pulmonal rehabilitering program eller organiseret træning i de sidste 6 måneder.

En specialiseret læge undersøgte alle deltagere for at udelukke dem, der ikke opfyldte inkluderingskriterierne og for at sikre deres sikkerhed for deltagelse i et højintensiv træningsprogram. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra hver deltager efter en indledende session, der forklarede de detaljerede evaluerings- og træningsprocedurer, der blev anvendt i undersøgelsen. Alle deltagere blev bedt om at opretholde deres regelmæssige fysiske aktivitet og medicin i hele undersøgelsesperioden. Deltagerne blev vurderet både ved baseline og efter træningsinterventionen. Baseline -demografi præsenteres i det venstre panel i tabel 1.

Kvalificerede forsøgspersoner blev tilfældigt tildelt en af ​​to grupper enten træningsgruppen (ex-gruppen) øvede HIIT og IMT eller kontrolgruppen, der modtog et program med terapeutisk uddannelse og 30-min. Selvbaseret cykling eller gå på cyklus ergometre eller på løbebånd. Pulmonale funktionstest, inkrementelle cyklus-ergometerforsøg, hjerte-lunge-træningstest med gasudvekslingsanalyse, 6 min. Walk-test og inspirerende muskelstyrke blev udført, og sundhedsrelateret livskvalitet (HRQOL) blev vurderet før og efter interventionsperioden.

Prøvestørrelse beregning Prøvestørrelsen blev bestemt baseret på en estimeret effektstørrelse (d = 0,65) afledt af ændringer i Pimax observeret i Larsons undersøgelse (21). For at afvise nulhypotesen blev sandsynligheden indstillet til 0,05 med en analyseffekt ved 90%beregnet ved hjælp af G*Power 3.1.9.7 -software (University of Dusseldorf, Dusseldorf, Tyskland). I alt 100 deltagere blev oprindeligt rekrutteret. Prøvestørrelsen blev imidlertid forøget til 120 for at redegøre for et forventet frafald på op til 20%.

Antropometriske vurderinger:

Alle deltagere blev vurderet for kropsvægt og højde. En vægt- og højdeskala (detecto, fremstillet i USA) blev anvendt. Body Mass Index (BMI) blev beregnet ved hjælp af følgende formel:

BMI = vægt (kg) / højde (m) 2

Pulmonal funktionstest Lungefunktionstest blev udført af det samme erfarne personale ved hjælp af Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA). Testen blev gentaget, indtil tre acceptable spirogrammer blev opnået. Et spirogram blev betragtet som acceptabelt, hvis det var artefaktfrit, demonstreret tilstrækkelig udløb, havde et 6-sekunders plateau i slutningen af ​​den tvungne ekspirationsfase og viste korrekt patientoverholdelse. Målingerne omfattede FEV1, tvungen vital kapacitet, total lungekapacitet og resterende volumen (22).

Lungernes diffusionskapacitet til kulilte (DLCO) blev målt under anvendelse af en-åndedræts-teknik med Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA) (23). Lungefunktionsparametre blev bestemt som procentdel af forudsagt i henhold til deltagerens højde, alder og køn baseret på resume af ligninger (24,25).

Træningskapacitet En inkrementel cyklus ergometer-test på et lodret cyklus ergometer (Kettler Ergorace, Virginia Beach, VA)) med kontinuerlig EKG-registrering blev udført for at måle spids arbejdsbyrde (W Peak). Patienterne begyndte at pedalere ved en indledende belastning på 20W, hvor modstanden steg med 10W hvert minut, indtil de nåede udmattelse. Under øvelsen blev hjerterytmen og vejrtrækningsfrekvensen registreret hvert minut. Systolisk blodtryk, opfattet anstrengelse (Borg RPE-skala) og dyspnø (Borg CR-10-skala) blev vurderet hvert andet minut. Alle variabler blev også målt før træning og ved 1, 2, 4 og 10 minutter efter træning.

Maksimal trinvis kardiopulmonal træningstest (CPET) med kontinuerlig EKG -overvågning blev udført til vurdering af patienters træningskapacitet ved hjælp af en Quark CPET Metabolic Cart (Cosmed, Rom, Italien) på et stationært cyklus ergometer (800s, ergoline, bitz, tyskland) ifølge til ATS -retningslinjerne (26).

Testen startede med en opvarmningsperiode uden modstand, der varede 5 minutter ved at pedalere ved 20W, derefter blev belastningen forøget med 10W hvert minut, indtil udmattelse. CPET blev afsluttet, da patienter indikerede, at de havde nået en maksimal indsats på grund af muskeltræthed eller dyspnø. Kriterierne for testafslutning omfattede en manglende evne til at opretholde en pedaling kadence (<60 o / min) kombineret med subjektive tegn på træthed, såsom sved og hyperpnea og en eller flere af følgende: peak vo2 større end 80% af den forudsagte værdi, maksimalt Puls over 80% af den forudsagte hjerterytme, respirationsudvekslingsforhold (RER) over 1,0 eller nå et Vo₂ -plateau (hvor ilt Optagelsen steg ikke længere på trods af en kontinuerlig stigning i arbejdsbyrden) (27,28). De målte kardiorespiratoriske parametre var hjerterytme, åndedrætsfrekvens, minutventilation, spids O2 -forbrug, minutventilation, lungexygenoptagelse (VO2), kuldioxidstrøm afvist af ventilationssystemet (VCO2), anaerob tærskel og respirationsudvekslingsforhold (RER) afvises af ventilationssystemet (VCO2), anaerob tærskel og respirationsudveksling (RER) . Systolisk blodtryk sammen med subjektive vurderinger af den opfattede anstrengelse (ved hjælp af Borg RPE-skalaen) og dyspnø (ved anvendelse af Borg CR-10-skalaen) blev registreret hvert andet minut (29).

Funktionel træningskapacitet Funktionel træningskapacitet blev vurderet ved hjælp af 6MWT udført på en 30 m langs en flad korridor i henhold til American Thoracic Society retningslinjer (30). Puls, åndedrætsfrekvens, iltmætning og dyspnø blev vurderet før og efter test. Hver patient modtog standardiserede instruktioner før test og verbal opmuntring hvert minut under testen. To test blev udført, hvor den første tjente som en fortrolighedsforsøg og ikke inkluderet i analysen (31).

Åndedrætsmuskelstyrke Respiratorisk muskelstyrke blev evalueret ved at måle Pimax med en digital mundtrykmåler (Micro RPM®, Micro Medical, Storbritannien). Den højeste værdi fra tre forsøg-hver varierede med mindre end 10%-blev registreret, med mindst 30 sekunders hvile mellem hvert forsøg. En pimax på 60 cm H2O blev sat som den nedre grænse for normal (32).

Sundhedsrelateret livskvalitet for sundhedsrelateret livskvalitet (HRQOL) blev vurderet ved hjælp af St. George's Respiratory-spørgeskema (SGRQ) (33), er et standardiseret selvadministreret spørgeskema designet til at måle selvopfattede sundhedsnedsættelser og livskvalitet hos personer med luftvejssygdomme. Det evaluerer tre domæner-symptomer, aktivitetsbegrænsninger og sygdomspåvirkning med 50 genstande med 76 vægtede responser, herunder symptomer (otte emner), aktivitet (16 genstande) og påvirkninger (26 poster). Den samlede score for spørgeskemaet er klassificeret fra 0 til 100, hvor 0 repræsenterer den bedste livskvalitet og 100 repræsenterer den fattigste livskvalitet.

KOLS-vurderingstestdeltagernes symptomer vil blive dokumenteret ved hjælp af KOL kvalitet og træthed. En højere score afspejler en større indflydelse af KOLS på deltagerens liv (35).

Dyspnø, det modificerede medicinske forskningsråd dyspnø skala (MMRC) blev anvendt til at evaluere sværhedsgraden af ​​dyspnø. Det er en 0-4 skala designet til at måle dyspnøens indvirkning på fysisk aktivitet hos personer med åndedrætsbetingelser. På denne skala indikerer en score på 0 kun dyspnø under intens fysisk anstrengelse, mens en score på 4 afspejler alvorlig åndenød, der forhindrer individet i at forlade huset eller forårsager vanskeligheder under aktiviteter såsom klædning eller afklædning. Personer er påkrævet for at markere det aktivitetsniveau, hvor de oplever dyspnø (36).

HIIT-protokoller Udøvelsesuddannelsen blev udført på poliklinisk basis i 8 uger, hvor hver session startede og slutter med 10 minutters cykling på et ergometer på 30% -40% af baseline speak power (WRPEAK) til opvarmning og kølig- ned. Protokollen med høj intensitetsintervaltræning (HIIT) involverede fire intervaller, der hver varer 4 minutter, der begyndte ved 70% af den maksimale effekt (WRPEAK) og bygger til en målintensitet på mindst 85% af den maksimale hjerterytme (HRMAX). Hvert interval blev efterfulgt af en 3-minutters aktiv gendannelsesperiode ved 30% af WRPEAK. Den fulde intervalblok varede 28 minutter, og hele sessionen var 42 minutter. Puls blev kontinuerligt overvåget med en polær hjertefrekvensmonitor (Polar V800, Polar Electro Oy, Kempele, Finland). Alle træningssessioner blev overvåget med verbal opmuntring givet under intervaller. Hjertefrekvens- og Borg-skala-ratings blev registreret i slutningen af ​​hvert interval med det formål at ca. 90% af den maksimale forudsagte hjerterytme og en Borg-rating på 5-7 i den modificerede Borg-skala. I løbet af de 3 minutters aktive hvilefaser blev intensiteten reduceret for at opnå en målrulle på 50-60% af det forudsagte maksimum. En respiratorisk fysioterapeut overvågede hver session, der gav vejledning, opmuntring og sikrer sikkerhed (29).

IMT før IMT begyndte, fik undersøgelsesdeltagerne en oversigt over IMT af en uddannet fysioterapeut. Det maksimale inspirerende tryk (PIMAX) blev registreret, før træningen startede. Alle sessioner blev afholdt på samme sted og tidspunkt på dagen i et godt ventileret rum. Før hver session sad deltagerne komfortabelt i en stol, og adskillige parametre-inklusive hjerterytme (HR), iltmætning (SPO2), systolisk blodtryk (SBP), diastolisk blodtryk (DBP) og Borg Scale-score blev målt. Når klinisk stabilitet var bekræftet, hvilede forsøgspersoner i mindst fem minutter og begyndte sessionen, da de følte sig klar.

Deltagerne sad i en afslappet position med deres øverste bryst, skuldre og arme understøttet. Et næseklip blev påført, og de blev bedt om at tage mundstykket, forsegle deres læber tæt, indånde dybt og langsomt for at øge tidevandsvolumen og derefter udånde helt med minimal indsats. De blev bedt om at opretholde membrantræk og at holde deres skuldre og ben afslappet overalt. Symptomer som svimmelhed, træthed og åndenød blev overvåget tæt, og hjerterytmen og SPO2 blev sporet med et pulsoximeter. IMT-sessionerne brugte tærsklen IMT®-enheden (Respironics New Jersey, Inc., USA) og inkluderede 2-3 sæt med 30 åndedrag (i alt 60-90 åndedræt pr. Session), med en to-minutters hvile mellem sæt, tre dage pr. uge. Oprindeligt begyndte deltagerne med en modstand, der krævede 30% af deres Pimax i den første uge. Denne belastning steg gradvist med 10% ugentligt for at nå 60% af deres Pimax ved udgangen af ​​den første måned. Ugentlige PIMAX -vurderinger blev udført for at sikre passende belastningsjusteringer. IMT fortsatte derefter med 60% af hver deltagers Pimax, justeret ugentligt baseret på den seneste Pimax -måling. Alle respiratoriske muskelstyrkevurderinger blev udført af den samme uddannede fysioterapeut for at opretholde konsistensen.

Deltagere i kontrolgruppen gennemførte et overvåget program i 8 uger, 3 dage om ugen. Programmet omfattede terapeutisk uddannelse og 30-min. Selvbaseret cykling eller gå på cyklus ergometre og på løbebånd. Efter hver session blev Borgs opfattede anstrengelse målt.

Statistiske analyser Statistiske analyser blev udført under anvendelse af SPSS -softwareversion 23 (Chicago, IL). Alle data blev udtrykt som gennemsnit ± SD. Shapiro-Wilk-testen blev brugt til at kontrollere, om de kontinuerlige variabler fulgte en normal fordeling. En uafhængig t-test blev udført for at bekræfte homogeniteten af ​​grundlæggende egenskaber ved parametriske data mellem de to grupper. En tovejs blandet variansanalyse (ANOVA) (2 x 2, gruppe X tid) blev anvendt til at undersøge forskellene før og efter behandling i variablerne af interesse mellem HIIT og kontrolgrupperne. P-værdien blev sat til P <0,05.