Effekter af fysisk træning hos patienter med avanceret hjertesvigt

Generelt formål At evaluere, om en rehabiliteringsprotokol forbedrer funktionel status og motionstolerance hos patienter på ventelisten til hjertetransplantation, der modtager intravenøs positiv inotrop støtte, mens de er indlagt på et tredjeniveau kardiologisk hospital i delstaten São Paulo, Brasilien.

avanceret hjertesvigt under inotrop støtte.

Specifikke formål At skitsere den epidemiologiske profil for indlagte patienter med avanceret hjertesvigt, der modtager intravenøs positiv inotrop støtte.

At vurdere effektiviteten af træning af åndedrætsmuskulaturen hos patienter med avanceret hjertesvigt under inotrop støtte.

At analysere, om rehabiliteringsprogrammet påvirker tykkelsen af musculus quadriceps femoris gennem ultralydsmålinger og endotelfunktion gennem flow-medieret dilationsvurderinger.

At evaluere, om rehabilitering påvirker livskvalitet og følelsen af velvære hos indlagte patienter med hjertesvigt, der modtager inotrop støtte.

Metoder Studietype Dette er et ikke-randomiseret klinisk forsøg.

Studielokation Studiet vil blive udført på indlæggelsesafdelingen på Dante Pazzanese Institute of Cardiology, beliggende på Avenida Doutor Dante Pazzanese 500, Vila Mariana, São Paulo, SP, Brasilien.

Studiedeltagere Deltagere vil være patienter diagnosticeret med hjertesvigt, på venteliste til hjertetransplantation, der modtager intravenøs positiv inotrop støtte og er indlagt på indlæggelsesafdelingen på Dante Pazzanese Institute of Cardiology. Alle deltagere vil blive informeret om studiet formål og de procedurer, der skal udføres. De, der accepterer at deltage, vil underskrive informeret samtykkeformularen (Bilag I). Projektet vil blive indsendt til institutionens forskningsetikkomité til godkendelse.

Inklusionskriterier Patienter over 18 år, af ethvert køn Patienter, der accepterer at deltage og underskriver informeret samtykkeformular Patienter diagnosticeret med hjertesvigt, uanset etiologi Patienter på venteliste til hjertetransplantation, mens de er indlagt på institutionen Patienter, der modtager intravenøs positiv inotrop støtte, uanset dosis Patienter med medicinsk ordinering til fysioterapi

Eksklusionskriterier Patienter under 18 år Patienter, der ikke accepterer at deltage i studiet Patienter med atrielle eller ventrikulære arytmier, der forårsager hemodynamisk ustabilitet Patienter med fysiske og/eller kognitive begrænsninger, der forhindrer dem i at udføre fysiske aktiviteter Patienter, der kræver ikke-invasiv ventilatorstøtte for at udføre motion

Prøvestørrelse Studiet primære formål er at sammenligne resultaterne af 6-minutters gangtesten (6MWT) før og efter interventionen ved brug af et enkeltarmet design. Nulhypotesen antager ingen forskel mellem før og efter interventionen. Alternativhypotesen vil teste for forskelle på 20, 25 eller 30 meter for at beregne potentielle prøvestørrelser.

Analysen vil overveje afhængigheden mellem før- og efter-målinger, repræsenteret ved en korrelationskoefficient på 0,5. Standardafvigelsen vil være baseret på Forestieri (2016)-studiet, som identificerede en værdi på 42,4. Forudsat en type I-fejlrate på 5%, vil prøvestørrelsesestimater blive beregnet i henhold til forventede forskelle og statistisk styrke, 22 patienter

Dataindsamling Data til dette studie vil blive opnået gennem en vurderingsformular, der inkluderer epidemiologiske data, funktionelle tests som 6-minutters gangtesten (6MWT) og sit-to-stand-testen (TSL1), og evalueringer inklusive manovakuometri, dynamometri, bioimpedans og DEMMI (De Morton Mobility Index). Målinger af quadriceps-muskeltykkelse vil blive udført ved hjælp af ultralyd. Endotelfunktion vil blive vurderet ved at måle brachialarteriedilatation efter en kort periode med underarmsiskæmi, også evalueret via ultralyd.

Yderligere instrumenter inkluderer Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire til at vurdere livskvalitet, Feeling Scale til at måle tilfredshed under fysisk aktivitet og Modified Borg Scale til at vurdere opfattet anstrengelse. Som en yderligere evaluering vil en blodprøve blive indsamlet for at vurdere oxidativ stress.

Dataindsamlingsinstrumenter

Vurderingsformular Følgende variable vil blive indsamlet:

Fulde navn Hospitalsregistreringsnummer Alder (i år) Køn (kvinde, mand, andet) Race/etnicitet (sort, brun, hvid, indfødt, asiatisk) Religion Uddannelsesniveau Komorbiditeter (systemisk arteriel hypertension - SAH, dyslipidæmi - DLP, diabetes mellitus - DM, kronisk nyresygdom - CKD, apopleksi - med eller uden sekvæl) Etiologi af hjertesvigt Livsstilsvaner og deres hyppighed (rygning, alkoholindtag, fysisk aktivitet før indlæggelse) Vægt (kg), højde (m), kropsmasseindeks (BMI i kg/m²) Komponenter af fysisk undersøgelse (hjertefrekvens, respirationsfrekvens, perifer iltmætning, blodtryk, Modified Borg Scale) Anvendt inotrop dosis

Indlæggelsesrelaterede data vil inkludere:

Indlæggelsesvarighed Brug og varighed af iltbehandling Behov og varighed af invasiv og/eller ikke-invasiv mekanisk ventilation Brug af intra-aortal ballonpumpe (IABP) Laboratorieprøveværdier under indlæggelsen (urea, kreatinin, brain natriuretic peptide - BNP) Venstre ventrikel ejektionsfraktion (LVEF) og pulmonalarteriesystolisk tryk (PASP) fra indlæggelsesechokardiogram Data fra manometri, kardiopulmonal belastningsprøve og hjerte-MR, når tilgængelige

6-minutters gangtest (6MWT) Denne submaximale test bruges til at vurdere funktionel kapacitet. Deltageren vil blive vejledt af en fysioterapeut, der vil forklare proceduren og dens relevans for kardiopulmonale udfald (ATS Statement, 2002). Patienten vil gå i 6 minutter langs en 30-meter korridor på enheden.

Følgende parametre vil blive målt før, under og efter testen:

Blodtryk Hjertefrekvens Perifer iltmætning Opfattet åndenød og træthed ved brug af Borg-skalaen (Cahalin et al., 1996)

Det primære resultat vil være den tilbagelagte distance i meter. For at evaluere præstationen vil den forventede distance blive beregnet ved hjælp af Enright & Sherrill-ligningerne:

Mænd og Kvinder

Præstationsniveauer vil blive kategoriseret som følger:

Niveau I: >450 meter

Niveau II: 300-450 meter

Niveau III: <300 meter (ATS Statement, 2002)

Funktionelle og fysiologiske vurderingsværktøjer One-Minute Sit-to-Stand Test (TSL1): Denne test bruges til at vurdere funktionel kapacitet. Den blev tilpasset fra Ozalevli et al. (2007)-studiet. Ved undersøgerens signal skal deltageren rejse sig op og sætte sig ned på en stol uden at bruge armene, gentage bevægelsen så sikkert og hurtigt som muligt. Målet er at udføre det maksimale antal gentagelser inden for et minut.

Manovakuometri: Denne test måler styrken af åndedrætsmuskulaturen gennem maksimal inspiratorisk tryk (MIP) og maksimal ekspiratorisk tryk (MEP), med resultater justeret for køn og alder. Evalueringen udføres med patienten siddende, knæ i 90° og rygsøjlen opret.

For MIP instrueres patienten til at udånde fuldstændigt og derefter udføre en vedvarende maksimal indånding.

For MEP inhalerer patienten maksimalt og udfører derefter en vedvarende maksimal udånding.

Mindst tre forsøg udføres eller indtil et fald i målt værdi observeres. Den højeste værdi vælges og sammenlignes med referenceværdier. Forventede værdier beregnes ved hjælp af Neder et al. (1999)-ligningerne:

Mænd:

MIP = -0,80 × alder + 155,3

MEP = -0,81 × alder + 165,3

Kvinder:

MIP = -0,49 × alder + 110,4

MEP = -0,61 × alder + 115,6

Apparatet brugt i dette studie vil være Digital Manovakuometer MVD300-U fra Homed.

Håndstyrke (manuel dynamometri): Håndstyrke er en isometrisk styrkemåling, der involverer kraftudøvelse på et objekt. Det vurderes ved hjælp af et digitalt håndstyrkedynamometer (Camry Digital Handgrip Dynamometer), som vil blive kalibreret før hver testsession for at sikre nøjagtighed.

Til testen vil patienten sidde med knæ i 90°, rygsøjlen opret, arme uunderstøttet, skulder i adduktion og neutral rotation, albue flekteret i 90°, underarm i semi-pronation og håndled i neutral position på den dominante hånd. Efter at have modtaget instruktioner vil patienten anvende kraft i 3 sekunder. Tre forsøg vil blive udført, og den endelige værdi vil være gennemsnittet af de tre forsøg.

Kropskompositionsvurdering (Bioimpedans): Bioimpedans er en bredt anvendt og valideret metode på tværs af forskellige populationer. Den er praktisk, reproducerbar, ikke-invasiv og klinisk relevant - især til evaluering af væskeoverbelastning hos indlagte hjertepatienter.

Vurderingen vil blive udført ved hjælp af Model 450 Biodynamics-apparatet. Dette udstyr udsender en lavintens elektrisk strøm, der bevæger sig gennem patientens krop og giver følgende parametre:

Resistans Reaktans Fasevinkel Mager masse Fedtmasse Intracellulært og ekstracellulært vand

Til testen vil patienten ligge i en behagelig ryglægende position, og fire elektroder vil blive placeret: to på højre fod og to på højre hånd, forbundet til skærmen via en sensorkabel. (Oliveira et al., 2023).

Perifer muskelultralyd Muskelvurdering ved hjælp af ultralyd er en pålidelig og nøjagtig teknik, ikke-invasiv og let reproducerbar, udført ved sengen. Den tillader kvantificering af både mængden og kvaliteten af en muskelgruppe. Evalueringen vil blive udført ved hjælp af et ultralydsapparat med en lineær transducer i B-mode. Patienten vil blive positioneret ryglægende med knæ strakte og afslappede. Transduceren vil blive placeret longitudinelt og transversalt på den anteriore margin af låret for at måle muskeltykkelse, muskulekogenicitet, tværsnitsareal og pennationsvinkel. Referencepunkter vil være mellem spina iliaca anterior superior og den superiore grænse af patella (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Flow-medieret dilation (FMD) FMD er en ikke-invasiv vurdering af endotelfunktion ved hjælp af ultralyd. Den måler brachialarteriedilatation efter en midlertidig underarmsiskæmi. FMD reflekterer endotelafhængig dilation af ledningsarterier, i høj grad medieret af nitrogenmonoxid (NO), som svar på øget blodgennemstrømning og shear stress. Patienten vil blive positioneret ryglægende med venstre overekstremitet abduceret og underarm suphneret. En manchet vil blive placeret på underarmen distal for brachialarterien. Arterien vil blive lokaliseret via ultralyd og overvåget i 1 minut. Manchetten vil derefter blive oppustet til 50 mmHg over baseline systoliske tryk og opretholdt i 5 minutter. Ved hurtig tømning vil vasodilatation blive vurderet i 3 minutter. Shear stress aktiverer endotelceller, hvilket udløser NO-produktion. Data vil blive analyseret ved hjælp af FMD Studio-software (Niemeyer, 2024).

Blodprøvetagning til oxidativ stress-analyse Det enzymatiske forsvarssystem inkluderer enzymer, der forhindrer eller kontrollerer dannelsen af frie radikaler og ikke-radikale arter frigivet på grund af oxidativ skade. Disse enzymer er essentielle for at opretholde cellulær integritet og antioxidantbalance. Fysisk aktivitet øger iltforbruget, hvilket fremmer oxidantproduktion, men udløser også adaptive mekanismer, der minimerer oxidativ skade. Denne adaptive respons (forhøjet serumantioxidantniveau) antyder en fysiologisk tilpasning til motion.

Blodprøver vil blive indsamlet til analyse i et eksternt laboratorium. Et 6 mL hepariniseret rør vil blive brugt til plasmaindsamling. Prøver vil blive holdt ved stuetemperatur, hvis behandlet umiddelbart, eller kølet i op til 48 timer. Forberedelse inkluderer røde blodlegemers vask, hæmolysatforberedelse og enzymløsningsbehandling. Blodprøvetagning vil finde sted under den indledende evaluering og blive udført af en enkelt forskningssygeplejerske. Prøver vil blive mærket og opbevaret i hospitalets laboratorium, derefter sendt til Laboratoriet for forskningsincitamentsfondforeningen ved Federal University of São Paulo (UNIFESP). Plasma vil blive analyseret for TBARS, carbonyls, FRAP og nitriter; erythrocytter vil blive testet for SOD, CAT og FRAP (Barbosa et al., 2010).

Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire (MLHFQ) Dette er en sygdoms-specifik livskvalitetsskala for hjertesvigtpatienter. Den består af 21 spørgsmål, der dækker fysiske, følelsesmæssige og andre domæner, der påvirker livskvalitet. Hvert emne scores fra 0 (ingen begrænsning) til 5 (maksimal begrænsning). Den samlede score reflekterer den overordnede livskvalitet, med lavere scores, der indikerer dårligere resultater. Spørgeskemaet vil blive administreret ved baseline og efter otte ugers motion (Carvalho et al., 2009).

Spirometri Spirometri er en lungefunktionstest, der måler volumen og flow af luft, der kommer ind og ud af lungerne. Apparatet brugt vil være EasyOne model 2001, kalibreret før hver session i henhold til producentens specifikationer. Målinger vil inkludere tvungen ekspiratorisk volumen på et sekund (FEV1), tvungen vitalkapacitet (FVC) og FEV1/FVC-forholdet. Testen vil blive udført med patienten siddende, albuer flekterede og med en næseklips for at forhindre lækage. Patienten vil blive instrueret til at udføre en maksimal indånding efterfulgt af en maksimal tvungen udånding. Tre forsøg på seks sekunder hver vil blive udført, og den højeste værdi vil blive registreret (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

De Morton Mobility Index (DEMMI) DEMMI er en mobilitetsskala udviklet specifikt til indlagte patienter. Den vurderer 15 hierarkiske mobilitetsaktiviteter opdelt i fem kategorier: sengemobilitet, stolsmobilitet, statisk balance, gang og dynamisk balance. Scoring er baseret på præstation og om assistance var påkrævet. Scores spænder fra 0 (lav mobilitet) til 100 (høj mobilitet) (Tavares LS et al., 2020).

Feeling Scale (FS) Feeling Scale måler selvvurderingen af glæde eller utilfredshed under motion ved brug af et enkelt emne. Deltagere svarer på en skala fra -5 (meget dårlig) til +5 (meget god), hvilket afspejler deres opfattede intensitet og følelsesmæssige respons på aktiviteten (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Modified Borg Rating of Perceived Exertion (BORG) Dette værktøj overvåger fysisk anstrengelsesintensitet og er bredt brugt i både elitesport og fysisk rehabilitering. Det evaluerer og kvantificerer fornemmelser af anstrengelse, også kendt som RPE (Rate of Perceived Exertion). Det hjælper med at spore motionsinducerede ændringer i kardiorespiratoriske, metaboliske og neuromuskulære systemer (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

One-Repetition Maximum Test (1RM) 1RM-testen vurderer dynamisk muskelstyrke. Deltageren udfører en bevægelse med den maksimale belastning, de kan løfte uden assistance. En procentdel af 1RM-værdien bruges til at definere rehabiliteringsprotokollen og guide belastningsprogression. I dette studie vil belastningen stige hver anden uge, startende ved 10% af 1RM og frem til 70% (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Rehabiliteringsprotokol

Rehabiliteringsprotokollen vil blive udført fra mandag til fredag med én session pr. dag. Den inkluderer modstandsøvelser, aerob træning og træning af åndedrætsmuskulaturen, fordelt gennem ugen som følger:

Mandag og torsdag: Øvelser for overekstremiteter og træning af åndedrætsmuskulaturen

Tirsdag og fredag: Øvelser for underekstremiteter

Onsdag: Aerob træning

Hver modstandsøvelsessession vil bestå af 3 sæt af 15 gentagelser med 1-minuts hvileintervaller mellem sættene.

Øvelser for overekstremiteter (udført bilateral og i stående position) inkluderer:

Albuefleksion

Albueekstension

Skulderfleksion op til 90°

Skulderhævning op til 90°

Skulderadduktion og abduktion

Øvelser for underekstremiteter (udført unilateralt) inkluderer:

Triple fleksion op til 90° (hoftefleksion + knæfleksion + ankeldorsalfleksion)

Hofteabduktion

Knæekstension i siddeposition

Kalfhævninger

Squats (udført i stående position)

Den tilpassede Borg Rating of Perceived Exertion Scale vil blive anvendt før, under og efter hver session. Øvelsesbelastning og progression vil blive justeret baseret på patientens rapporterede Borg-score.

Aerob træningsprotokol

Aerob motion vil blive udført gennem en funktionel kredsløb bestående af fire stationer:

Stationært løb

Lateralt marching

Sit-to-stand stoltræning

Steppetræning (trin op og ned)

Hver station vil vare 1 minut, og patienten vil gennemføre to fulde omgange af kredsløbet, i alt 10 minutters motion, efterfulgt af en hvileperiode.

Træningsprotokol for åndedrætsmuskulaturen

Træning af åndedrætsmuskulaturen vil blive udført to gange om ugen ved hjælp af POWERbreathe Classic-apparatet. Træningsbelastningen vil være baseret på manovakuometriresultater, sat til:

30% af maksimal inspiratorisk tryk (MIP) i løbet af den første måned

50% af MIP i løbet af den anden måned

Træningen vil blive udført i siddeposition med knæ i 90° og rygsøjlen opret. Patienten vil inhalere hurtigt og kraftigt gennem munden, derefter ekshalere langsomt gennem munden. Protokollen inkluderer 4 sæt af 15 gentagelser med 30-sekunders hvileintervaller mellem sættene.

Øvelsesafbrydelseskriterier

Øvelsessessioner eller funktionelle tests (f.eks. 6-minutters gangtest eller sit-to-stand-test) vil blive afbrudt, hvis patienten viser tegn på motionstolerance, såsom:

Lavt cardie output (cyanose, bleghed, kolde ekstremiteter, svedtendens, kvalme)

Bradykardi (fald på 20 bpm sammenlignet med baseline) Fald i systolisk blodtryk >15 mmHg fra baseline Overdreven stigning i systolisk blodtryk (>200 mmHg) Stigning i diastolisk blodtryk under motion (>110 mmHg)

Brystsmerter Risici og fordele Fordele: Denne protokol sigter mod at forbedre motionstolerance, funktionel kapacitet og muskelstyrke, hvilket hjælper patienter med at opretholde tilstrækkelig fysisk tilstand til hjertetransplantation.

Risici: Patienter kan opleve muskel- eller ledsmerter typiske for fysisk motion samt træthed under eller efter sessioner.

Dataindsamlingsprocedure Indlagte patienter, der er på ventelisten til hjertetransplantation, vil blive inviteret til at deltage i studiet. Ved at acceptere at deltage vil forskeren udlevere informeret samtykkeformularen (ICF). Efter underskrivelse af formularen vil patienter gennemgå en indledende evaluering, før de påbegynder rehabiliteringsprotokollen.

Evalueringen vil blive opdelt i to dage:

Dag 1: Udfyldning af vurderingsformularen, administration af Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index) og Enjoyment Scale (FE). Derudover vil 6-minutters gangtesten (6MWT), spirometri og manovakuometri blive udført.

Dag 2: Sit-to-Stand Test (TSL1), muskelstyrkevurdering ved hjælp af dynamometri, kropskompositionsanalyse via bioimpedans, quadriceps ultralyd og flow-medieret dilation (FMD) måling.

Efter gennemførelse af evalueringerne vil patienter påbegynde rehabiliteringsprotokollen, som vil blive udført en gang dagligt i en time. Protokollen inkluderer modstands- og aerobe øvelser fordelt gennem ugen. Øvelsesintensiteten vil være moderat, spændende fra 4 til 7 METs.

Efter otte uger med rehabiliteringsprogrammet vil patienter blive re-evalueret ved hjælp af de samme instrumenter anvendt under den indledende vurdering.

Dataindsamling og analyse Dataindsamlingsprocedure Indlagte patienter på ventelisten til hjertetransplantation vil blive inviteret til at deltage i studiet. Ved at acceptere at deltage vil forskeren udlevere informeret samtykkeformularen (ICF). Efter underskrivelse af formularen vil patienter gennemgå en indledende evaluering, før de starter rehabiliteringsprotokollen.

Evalueringen vil blive opdelt i to dage:

Dag 1: Udfyldning af vurderingsformularen, administration af Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index) og Enjoyment Scale (FE), efterfulgt af 6-minutters gangtesten (6MWT), spirometri og manovakuometri.

Dag 2: Sit-to-Stand Test (TSL1), muskelstyrkevurdering ved hjælp af dynamometri, kropskompositionsanalyse via bioimpedans, quadriceps ultralyd og flow-medieret dilation (FMD) måling.

Efter evalueringerne vil patienter påbegynde rehabiliteringsprotokollen, udført en gang dagligt i en time. Protokollen inkluderer modstands- og aerobe øvelser fordelt gennem ugen. Øvelsesintensiteten vil være moderat, spændende fra 4 til 7 METs (se Bilag VI). Efter otte uger vil patienter blive re-evalueret ved hjælp af de samme instrumenter.

Statistisk analyse Statistisk analyse vil blive udført ved hjælp af SPSS Statistical Package for the Social Sciences for Windows®, version 26.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Niveauet for statistisk signifikans vil blive sat til 5% (p < 0,05).

Datanormalitet vil blive vurderet ved hjælp af Shapiro-Wilk-testen med et signifikansniveau på α = 0,05. Epidemiologiske data vil blive præsenteret i tabeller med middelværdi og standardafvigelse beregnet for parametriske variable og median og interkvartilinterval (25-75%) for ikke-parametriske variable.

Til at sammenligne grupper (før og efter intervention) vil Student's t-test blive brugt for parametriske variable og den parrede Wilcoxon-test for ikke-parametriske variable med et signifikansniveau på p < 0,05.

Etiske overvejelser Alle deltagere vil modtage detaljeret information om procedurerne involveret i studiet. De vil blive vejledt gennem processen med at underskrive to kopier af informeret samtykkeformularen, hvoraf den ene forbliver hos deltageren.