Progressives Widerstandstraining des Streckmuskels des Oberschenkels bei COPD-Patienten, die mit einer Exazerbation ins Krankenhaus eingeliefert wurden

Hintergrund Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine der teuersten chronischen Erkrankungen (1). Schätzungen zufolge leiden in Dänemark etwa 400.000 Menschen an COPD, was etwa 15 % der erwachsenen Bevölkerung entspricht. COPD verursacht 10.000 Besuche in der Notaufnahme, ca. 25.000 akute Krankenhauseinweisungen und 3.500 Todesfälle pro Jahr. Die Krankheit kostet jährlich etwa 2 Milliarden Dänische Kronen (400 Millionen Dollar). Krankenhauseinweisungen aufgrund von Exazerbationen machen den kostspieligsten Teil der Krankheitslast für die Gesellschaft aus. COPD ist eine der wenigen chronischen Erkrankungen, die immer noch auf dem Vormarsch sind (1).

COPD ist durch einen beschleunigten Rückgang der Lungenfunktion gekennzeichnet. Die meisten Patienten mit schwerer COPD leiden unter wiederkehrenden akuten Verschlechterungen, sogenannten Exazerbationen. Eine Exazerbation ist definiert als eine Verschlechterung der Symptome, einschließlich Kurzatmigkeit und Auswurf, die zu einer Chance auf medizinische Behandlung führt. Häufige Exazerbationen sind mit einem besonders starken Rückgang der Lungenfunktion und einer stark negativen Auswirkung auf die Lebensqualität verbunden. Dem Krankheitsverlauf folgt ein allmählicher Verlust an Muskelmasse und Kraft (3).

Ein Krankenhausaufenthalt hat bekannte Auswirkungen auf den maximalen Sauerstoffverbrauch und eine Verschlechterung der körperlichen Verfassung führt zu einem stärkeren Grad an Atemnot bei körperlicher Aktivität (4). Schon nach wenigen Tagen im Bett kommt es zu einem erheblichen Verlust an Muskelmasse und Kraft. Die Immobilisierung führt zu einer Verringerung des Stoffwechsels und einem Verlust aktiver motorischer Einheiten sowie einer verminderten Fähigkeit, die ruhenden motorischen Einheiten zu aktivieren. Dies wirkt sich stärker negativ auf die Kraft der Strecker aus, die für die Aufrechterhaltung der aufrechten Position zuständig sind, als bei anderen Muskelgruppen. Dementsprechend kommt es in den Muskeln der unteren Extremität doppelt so schnell zu einem Muskelkraftverlust als in denen der oberen Extremität (5). Dies führt zu einer erhöhten Produktion von Milchsäure und einer entsprechenden Muskelermüdung (6). Die an der Kniestreckung beteiligten Muskeln verlieren während der Immobilisierung am stärksten an Kraft. Dieser Verlust hat große Auswirkungen auf die Aktivitäten des täglichen Lebens wie das Aufstehen aus dem Bett, das Aufstehen von einem Stuhl und das Treppensteigen. Obwohl die Patienten ihre prämorbide Lungenfunktion wiedererlangen und sich ihre Symptome in der Regel innerhalb von 6 Wochen auf das „normale“ Niveau bessern, erreichen sie nicht ihr gewohntes Maß an körperlicher Aktivität, wie es durch die 6MWT ausgedrückt wird (7). Auf eine Einweisung aufgrund von Exazerbationen folgen Muskelschwund und längere Inaktivität, was zu einem erhöhten Risiko wiederkehrender Exazerbationen führt.

Körperliches Training der Muskulatur ist die effizienteste Behandlung zur Erhaltung oder Steigerung der Muskelkraft, um Muskelschwund während der Ruhigstellung zu verhindern. Da der größte Teil der Abnahme der Muskelkraft in den ersten Tagen der Bettruhe auftritt – 3–4 % pro Tag – und am stärksten in der Muskulatur der unteren Gliedmaßen auftritt, gibt es gute Gründe, frühzeitig mit körperlichem Training der Streckmuskeln einzugreifen Unterschenkel: Je früher nach der Aufnahme, desto besser.

Es gibt solide Belege für einen positiven Effekt des Trainings bei klinisch stabilen COPD-Patienten. Nur zwei Studien haben die Wirkung des Trainings während der Aufnahme einer akuten Exazerbation untersucht (8). In der Studie von Troosters bestand das Training aus 3 Sätzen mit jeweils 8 Wiederholungen, was 70 % von 1 Wiederholungsmaximum entsprach (1RM: Wiederholungsmaximum: das maximale Gewicht). das kann nur einmal bearbeitet werden). Die Probanden hatten einen FEV1 von 40 ± 12 % des vorhergesagten Wertes und wurden mit der Verwendung einer Kniestreckermaschine trainiert. Wir kennen die genauen Ausschlusskriterien der Studie nicht – wurden darin Patienten eingeschlossen, die nicht in der Lage waren, vom Bett zur Kniestreckermaschine zu gelangen? Haben die Physiotherapeuten die am schwersten erkrankten Patienten unterschiedlich behandelt? Darüber hinaus wäre es allgemeiner anwendbar, wenn das Training mit einer weniger anspruchsvollen und teuren Ausrüstung als einer Kniestreckermaschine durchgeführt werden könnte. Dementsprechend besteht Bedarf an einer Studie mit einer detaillierteren Beschreibung des Trainingsverfahrens unter Verwendung eines einfachen, kostengünstigen Trainingsgeräts, das auf viele Zentren und Krankenhauseinheiten anwendbar ist.

Bei den meisten Patienten mit einer schweren COPD (GOLD III und IV) (3) kommt es bereits nach sehr geringen Aktivitäten zu schwerer Atemnot, die zu Erschöpfung führt. Einseitiges Widerstandstraining des Quadrizeps mithilfe von Handgelenkgewichten ist kostengünstig und erfordert wenig Technologie.

Die Pilotstudie an unserer Abteilung für Lungenheilkunde im Frederikssund-Krankenhaus mit acht schwer erkrankten COPD-Patienten, die durchschnittlich fünf Tage lang mit Handgelenksgewichten trainiert wurden, zeigte, dass alle Patienten ihre Muskelkraft verbesserten – im Durchschnitt um 50 %.

Die Studie zeigte, dass selbst bei schwerstbehinderten Patienten, die zu Hause Sauerstoff erhielten, ein progressives Training der unteren Gliedmaßenmuskulatur möglich war. Wir wissen nicht, ob die überraschend hohe Verbesserung auf das Training oder andere Faktoren zurückzuführen ist. Dementsprechend wollen wir eine randomisierte, kontrollierte, einfach verblindete Studie durchführen, um zu klären, ob progressives Krafttraining mit Handgelenkgewichten die Kraft des großen Streckmuskels der unteren Extremität in einem Ausmaß verbessern kann, das sich nach der Entlassung aus dem Krankenhaus in einer verbesserten körperlichen Leistungsfähigkeit niederschlägt.

Randomisierung Die Untersuchung ist als randomisierte, kontrollierte, einfach verblindete Studie konzipiert. Patienten, die die Einschlusskriterien und keines der Ausschlusskriterien erfüllen, werden zur Teilnahme an der Studie eingeladen. Nach einer ersten Beurteilung und Prüfung werden die Patienten randomisiert entweder einer Standard-Lungenphysiotherapie und körperlichem Training (Interventionsgruppe) oder einer Standard-Physiotherapie ohne Training (Kontrollgruppe) zugeteilt. Die Randomisierungsliste basiert auf einem Computerprogramm. Die Zufallszahlen werden in 70 geschlossenen Umschlägen aufbewahrt. Der Inhalt des Umschlags wird erst nach Aufnahme, Erstbewertung und Prüfung bekannt gegeben. Die Umschläge sind außen nummeriert (eine fortlaufende Nummernreihe, die sich von den Nummern der Zufallsauswahl unterscheidet) und werden von einer Sekretärin aufbewahrt und in der Reihenfolge der äußeren Nummer freigegeben.

Tests bei Aufnahme und nach 6 Wochen werden von Physiotherapeuten durchgeführt, die für die Randomisierung blind sind. Es ist unmöglich, die Ärzte, Pflegekräfte und Physiotherapeuten auf der Lungenstation zu blenden.

Sicherheit und Ethik Aufgrund der aktuellen Erkenntnisse besteht für die Patienten keinerlei Risiko, außer dass nach den ersten Tagen des körperlichen Trainings ein leichter Muskelkater auftreten kann. Die Studie ist nicht auf die Physiotherapeuten beschränkt, die das Training durchführen, und sollte ein Problem im Zusammenhang mit dem Training auftreten, kann es leicht behoben werden.

Die vorliegende Studie zielt auf ein progressives körperliches Training mit kostengünstigen Geräten ab, die sowohl für den Physiotherapeuten als auch für die Patienten einfach zu handhaben sind und bei minimalem Risiko für die Patienten. Dies erhöht die Bedeutung der Studie.

Die Kontrollgruppe wird gemäß den üblichen Therapierichtlinien behandelt. Die Studie wird der örtlichen Ethikkommission gemeldet. Die Patienten sind durch die Patientenversicherung des Frederikssund Krankenhauses versichert.

Registrierung der Daten und Einverständniserklärung Die Datenauswertung entspricht den technischen Anforderungen der dänischen Datenschutzbehörde. Die Patienten sind mit allen gesammelten Daten vertraut und die Informationen darüber sind in der Einverständniserklärung enthalten.

Alle Daten der Studie werden in einem separaten verschlossenen Behälter in einem verschlossenen Raum aufbewahrt. Nur der Hauptermittler hat Zugang zum Raum und zum Container. Die Daten werden in Excel gespeichert, wobei jeder Patient eine eindeutige Nummer hat und alle Daten dieses bestimmten Patienten unter dieser Nummer gespeichert werden. Der Sicherheitsbehälter wird für den spezifischen Zweck der Studie beschafft und entspricht den Verfahren der örtlichen Region bezüglich der Anmeldung im Internet.

Die Patienten werden innerhalb von 24 Stunden nach der Aufnahme in die Lungenstation des Frederikssund-Krankenhauses vom Hauptprüfarzt oder einem anderen für die Studie ausreichend geschulten Mitarbeiter kontaktiert.

Die Patienten erhalten am Tag der Aufnahme eine mündliche und schriftliche Aufklärung über die Studie, über ihre Rechte als Freiwillige in einer wissenschaftlichen Studie im Bereich der Gesundheitswissenschaften. Der Patient wird über die Art der Studie gemäß den Richtlinien des Dänischen Ethikrates informiert. Die mündliche Aufklärung orientiert sich an den schriftlichen Informationen, in denen dem Patienten jeder Aspekt der Studie ausführlich erläutert wird. Die Einverständniserklärung wird am Tag nach der Information nach mindestens 24 Stunden erneuter Prüfung eingeholt. Der Patient kann jederzeit während der Untersuchung entscheiden, aus der Studie auszusteigen. Die Prüfer können auch entscheiden, dass ein Patient aus der Studie ausgeschlossen werden soll und der Grund für den Ausschluss in den Forschungsakten dokumentiert werden sollte.

Statistik Das Hauptziel der Studie besteht darin, die Stärke des Oberschenkelstreckers der Interventionsgruppe mit der der Kontrollgruppe durch einen isometrischen Kontraktionstest zu vergleichen.

Berechnungen haben gezeigt, dass 35 Probanden in jeder Gruppe einen Kraftunterschied von mindestens 30 % aufdecken müssen, mit einer statistischen Signifikanzgrenze von 5 % und einer Trennschärfe von 80 %. Die Leistungsberechnung basiert auf der erwarteten Änderung der Streckkraft vom Beginn der Studie bis zur Entladung, wobei nicht damit zu rechnen ist, dass sich die Kraft der Kontrollgruppe verbessert. .

Die angewandten statistischen Analysen (durch SPSS) werden wiederholte Messungen (ANOVA) sein, um einen systematischen Unterschied zwischen Muskelkraft mit und ohne Quadrizepstraining zu bestimmen.

Messungen Alle Teilnehmer werden spätestens am ersten Tag nach der Aufnahme, bei der Entlassung aus dem Krankenhaus und sechs Wochen später ambulant getestet. Der Tag der Aufnahme wird als Tag 0 bezeichnet. Die 6-wöchige Nachuntersuchung wurde aufgrund der Annahme gewählt, dass die meisten COPD-Patienten 6 Wochen nach einer Exazerbation klinisch stabil sind.

Wirtschaftlichkeit und Zeitplan Die Studie wird von den für die Untersuchung verantwortlichen Personen initiiert. Die Studie ist noch nicht vollständig finanziert. Wir planen, weitere Abschlussförderungen zu beantragen. Keine der Stiftungen wird irgendeine Verbindung zur Pharmaindustrie haben und keiner der möglichen Unterstützer wird Einfluss auf die Ergebnisse, deren Interpretation oder Veröffentlichung haben.

Die Studie wird im Herbst 2012 beginnen und voraussichtlich im Herbst 2013 abgeschlossen sein, wenn alle 70 COPD-Patienten eingeschlossen und nachuntersucht wurden.

Über die positiven, negativen und nicht schlüssigen Ergebnisse der Studie wird in einer internationalen Fachzeitschrift für Lungenmedizin berichtet. Die Ergebnisse werden auf relevanten Kongressen im In- und Ausland präsentiert

Verweise

(1) Juel K, Døssing M. KOL in Dänemark: Jeder Tag kostet 10 Tage. Kbh.: Statens Institut für Folkesundhed; 2003.

(3) GOLD-Richtlinien. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD, Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 2011. Verfügbar unter: www.goldcopd.org. Abgerufen am 26.06.12.

(4) Bernard S., LeBlanc P., Whittom F., Carrier G., Jobin J., Belleau R. et al. Periphere Muskelschwäche bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung. Am J Respir Crit Care Med 1998 Aug;158(2):629-634.

(5) Bloomfield SA. Veränderungen der Struktur und Funktion des Bewegungsapparates bei längerer Bettruhe. Med Sci Sports Exerc 1997 Feb;29(2):197-206.

(6) Steiner MC, Evans R, Deacon SJ, Singh SJ, Patel P, Fox J, et al. Adeninnukleotidverlust in der Skelettmuskulatur während körperlicher Betätigung bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung. Thorax 2005 Nov;60(11):932-936.

(7) Pitta F, Troosters T, Probst VS, Spruit MA, Decramer M, Gosselink R. Körperliche Aktivität und Krankenhausaufenthalt wegen Verschlimmerung der COPD. Brust 2006 März;129(3):536-544.

(8) Troosters T, Probst VS, Crul T, Pitta F, Gayan-Ramirez G, Decramer M, et al. Krafttraining verhindert eine Verschlechterung der Funktion des Quadrizepsmuskels während akuter Exazerbationen einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung. Am J Respir Crit Care Med 2010, 15. Mai;181(10):1072-1077