Eine Smartphone-Anwendung zur Unterstützung körperlicher Aktivität bei HIV-infizierten Menschen

STUDIENDESIGN Multizentrische, randomisierte, offene Pilotstudie, an der HIV-infizierte Probanden im Alter von ≥ 18 Jahren mit oder ohne cART teilnehmen, die entweder sitzend sind oder bereits leichte/mäßige körperliche Aktivität ausüben.+

Probanden, die die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllen, werden 1:1 randomisiert einem der folgenden Arme zugeteilt:

i) Experimentalgruppe (EG), in der die Teilnehmer 16 Wochen lang mit einem Übungsprogramm unter Verwendung einer Smartphone-Anwendung trainiert werden; ii) Kontrollgruppe (CG), in der die Teilnehmer 16 Wochen lang mit einem Übungsprogramm ohne Smartphone-Anwendung trainiert werden.

Ihre Eignung wird von einem Spezialisten für Infektionskrankheiten und einem Sportmediziner anhand der Erhebung der Kranken- und Behandlungsgeschichte, einer körperlichen Untersuchung, einer routinemäßigen Blutuntersuchung, eines Ruhe-EKGs und eines Ergometertests im submaximalen Zyklus überprüft. Geeignete Patienten unterzeichnen eine schriftliche Einverständniserklärung und werden beim Screening, zu Studienbeginn (Beginn des Trainingsprogramms) und nach 16 Wochen Training nachuntersucht, mit Ausnahme des Profils der Stimmungszustände, das wöchentlich beurteilt wird

Jeder Studienbesuch umfasst: die Beurteilung des CDC-Stadiums, anthropometrische Beurteilung (Größe, Gewicht), systolischer und diastolischer Blutdruck, Raucherstatus, Beurteilung der antiretroviralen und begleitenden Therapien sowie routinemäßige Labortests. Zusätzliche 30 ml peripheres Blut werden zu Studienbeginn und am Ende der Studie (Woche 16) entnommen und in einer Biobank für weitere Untersuchungen für Patienten aus dem San Raffaele Hospital gespeichert. Die demografischen, klinischen, körperlichen Fitness- und Lebensqualitätsinformationen werden bei den Studienbesuchen in einem elektronischen Fallberichtsformular (eCRF) genau erfasst.

Randomisierung: Die Randomisierungsliste wird computergeneriert (Blockgrößen von zehn) und in das elektronische klinische Berichtsformular (eCRF) der Studie integriert. Studienteilnehmer, Studienkrankenschwestern und Studienärzte kennen die Zuteilungsgruppe, die Zuteilung wird dem Laborpersonal jedoch verborgen bleiben.

Abbruch der Studie Sie können Ihre Einwilligung jederzeit aus beliebigem Grund widerrufen oder nach Ermessen des Prüfarztes aus der Studie ausgeschlossen werden, wenn er/sie gegen den Studienplan verstößt oder aus administrativen oder anderen Gründen.

Sie werden von der Studie ausgeschlossen, wenn Sie:

• Einwilligung widerrufen bzw
• Versäumen Sie die Trainingseinheiten für ≥ 2 aufeinanderfolgende Wochen (entsprechend 6 Sitzungen).

Jede Patientin, die im Verlauf der Studie schwanger wird, wird ebenfalls sofort aus der Studie ausgeschlossen.

Übungsprogramm Die Übungsverordnung wird gemäß den Richtlinien des American College of Sport Medicine geplant (Garber et al., 2011). Sie absolvieren 16 Wochen lang 3 Outdoor-Trainingseinheiten pro Woche, bestehend aus zügigem Gehen oder Laufen für eine Stunde. In beiden Gruppen wird den Teilnehmern das gleiche Trainingsvolumen und die gleiche Trainingsintensität zugewiesen. Nach der O2max-Grunduntersuchung erhalten die Teilnehmer ein individuelles Trainingsprogramm, das von Sportwissenschaftlern (MB, GP, ALT) verfasst wurde und entsprechend der Leistung bei der O2max-Untersuchung gestaltet wird. Das Übungsprogramm ist in zwei Abschnitte unterteilt. In der ersten Phase (Woche 1–4) trainieren die Probanden mit 60–70 % der maximalen Herzfrequenz, um die aerobe Stoffwechselkapazität zu verbessern. Darüber hinaus werden die Teilnehmer durch direkte Traineraufsicht mit körperlicher Aktivität (sowohl EG als auch CG) und der Nutzung mobiler Anwendungen (nur EG) vertraut gemacht. In der zweiten Phase (Woche 5–16) trainieren die Teilnehmer ohne direkte Traineraufsicht, folgen aber dem individuellen Programm nach einem festgelegten Zeitplan. Die EG-Teilnehmer erhalten über die Anwendung automatisch Echtzeit-Feedback und sowohl EG- als auch CG-Teilnehmer wöchentliches Feedback von Trainern. Während dieser Zeit wird die Trainingsintensität auf 70–80 % der maximalen Herzfrequenz erhöht.

Einhaltung der Schulung Die Einhaltung des Programms wird als der Anteil der während des 16-wöchigen Schulungszeitraums besuchten Sitzungen definiert und nur unter den Teilnehmern berechnet, die die Studie abschließen.

Anthropometrische Bewertung Die anthropometrische Bewertung wird vor und am Ende des Programms von demselben Bediener gemäß den von Lohman (1981) beschriebenen standardisierten Techniken durchgeführt. Anthropometrische Variablen umfassen Körpermasse, Statur und Hautfaltendicke auf der dominanten Seite. Statur und Körpermasse werden mit einem tragbaren Stadiometer gemessen und auf 0,5 cm bzw. 0,1 kg genau skaliert. Hautfalten werden an jeder anatomischen Stelle dreimal mit einem Messschieber (Holtain Ltd, Crymych Uk) auf 0,2 mm genau gemessen. Der aus den drei Messungen erhaltene Durchschnittswert wird berechnet. Die Körperdichte (d) wird mithilfe der Jackson & Pollock-Gleichung (1985) aus drei Hautfalten berechnet (weiblich: Trizeps, Suprailiac und Oberschenkel; männlich: Brust, Bauch und Oberschenkel). Der Prozentsatz der Fettmasse wird schließlich wie folgt abgeleitet: Fettmasse (%) = 495/d – 450 (Siri et al., 1961).

Beurteilung der körperlichen Fitness Sie werden angewiesen, ausgeruht und vollständig hydriert im Labor einzutreffen und in den 24 Stunden vor der Testsitzung anstrengende Übungen zu vermeiden. Darüber hinaus vermeiden sie den Alkoholkonsum in den 48 Stunden vor dem Belastungstest. Alle Tests werden in einem gut belüfteten Labor bei einer Temperatur von 20–22 °C auf einem elektromagnetisch gebremsten Fahrradergometer (Monarc, Ergometrische 893, Finnland) durchgeführt. Das Protokoll beginnt damit, dass die Probanden 6 Minuten lang bei 50 W Rad fahren. dann erhöht sich die Belastung jede Minute um 15 W bis zur willentlichen Erschöpfung. Die Spitzenwerte der wichtigsten kardiovaskulären, respiratorischen und metabolischen Parameter werden als der höchste 30-s-Mittelwert angesehen, der vor der willentlichen Erschöpfung des Probanden erreicht wurde. Sauerstoffverbrauch (), Kohlendioxidproduktion (), Atemaustauschverhältnis (RER) und Lungenventilation () werden Atemzug für Atemzug mit einem telemetrischen Metabolimeter (Quarkb2, Cosmed, Rom, Italien) gemessen. O2max wird nach dem von Taylor et al. beschriebenen Kriterium bewertet. Die Herzfrequenz (HR) wird während des gesamten Tests von einem HR-Monitor (Polar S810, © Polar Electro 2011, Kempele, Finnland) aufgezeichnet. Die VT wird nach der Gasaustauschmethode (V-Slope) bewertet.24 Kurz gesagt, der Bruchpunkt in der vs-Beziehung wird erkannt und als VT betrachtet. Dann wird die VT als Prozentsatz des Maximums ausgedrückt.

Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung Die Borg-Skala 6–20 wird ausgewählt, um die wahrgenommene Intensität der Anstrengung zu bewerten (Borg, 1982). Den Teilnehmern wird vor, unmittelbar und nach 30-minütiger Beendigung der Trainingseinheit eine verbal verankerte Skala angezeigt. Jeder Proband wird mit der Verwendung der Borg-Skala 6-20 vertraut gemacht, einschließlich der Verankerungsverfahren.

Total Quality Recovery-Skala (TQR) Der Status des psychophysiologischen Genesungsprozesses wird anhand der Total Quality Recovery-Skala (TQR) überprüft (Kenttä et al., 1998). Die Teilnehmer bewerten die wahrgenommene Qualität der Genesung anhand einer Skala von 6 (am schlechtesten) bis 20 (am besten). Am Morgen nach der Trainingseinheit wird den Probanden eine verbal verankerte Skala gezeigt. Jedes Thema wird mit der TQR-Skala vertraut gemacht, einschließlich der Verankerungsverfahren.

Profile of Mood State (POMS) Der POMS-Fragebogen enthält 32 Elemente, die die Stimmung einer Person in fünf Hauptdimensionen widerspiegeln (d. h. Depression, Müdigkeit, Vitalität, Anspannung und Wut). Die Probanden absolvieren POMS einmal pro Woche einzeln. Die POMS-Daten werden für jede spezifische Dimension analysiert und der „Energieindex“ wurde als „Kraft-Ermüdung“ berechnet und zur Überwachung von Veränderungen in der Energiebilanz verwendet.

Lebensqualität Der SF-12-Fragebogen basiert auf der Kurzform-Gesundheitsumfrage (36 Punkte). Es handelt sich um eine von Patienten gemeldete Umfrage zur Patientengesundheit (Brazier et al., 1992). Dieser Fragebogen wurde verwendet, um die Wahrnehmung der Lebensqualität durch den Teilnehmer in den Bereichen körperliche Funktionsfähigkeit, Rolleneinschränkungen aufgrund körperlicher Gesundheit, emotionales Wohlbefinden, soziale Funktionsfähigkeit und allgemeine Gesundheit zu bewerten, wobei höhere Werte auf eine bessere Lebensqualität hinweisen.

Ernährung Zur Beurteilung der Ernährungsgewohnheiten der Teilnehmer wird ein tägliches Ernährungstagebuch herangezogen; Das Tagebuch wird mindestens an drei Tagen in der Woche geführt (an zwei Arbeitstagen und an einem Tag am Wochenende) und der Patient wird gebeten, den Namen, die Menge und die Zubereitungsart der verzehrten Lebensmittel und Gewürze anzugeben. Getränke werden ebenfalls in den Bericht aufgenommen. Die Indizes für Ernährungsqualität und Ernährungsvielfalt werden anhand des von den Patienten bereitgestellten Ernährungstagebuchs bewertet.

Begleitmedikation Die Einnahme von Begleitmedikamenten/-therapien (die bereits im Gange sind oder möglicherweise während der Studie verschrieben werden müssen) ist erlaubt und wird aufgezeichnet. Im Verlauf der Studie sind keine besonderen Einschränkungen hinsichtlich einer Begleittherapie oder Impfung vorgesehen.

Laboranalyse Die Blutuntersuchung umfasst ein großes Blutbild; biochemische Standarduntersuchungen mit Nüchtern-Gesamtcholesterin, High-Density-Lipoprotein (HDL) und Low-Density-Lipoprotein (LDL), Triglyceriden, Glukose, Insulin, glykiertem Hämoglobin (HbA1c); Differenzierungscluster 4 (CD4+) und Differenzierungscluster 8 (CD8+) T-Zellzahlen, HIV-1-RNA-Plasmaspiegel (Abbott RealTime HIV-1-Assay). Die Indizes Homeostatic Model Assessment (HOMA)-I und Veterans Aging Cohort Study Risk (VACS) werden ebenfalls berechnet [15].

Entzündungsmarker Lösliche Biomarker werden in kryokonservierten Plasmaproben gemessen, die bei BL und am Ende des Programms durch kommerziell erhältliche enzymgebundene Immunosorbens-Assays gemäß den Empfehlungen des Herstellers entnommen werden. Dazu gehören hochempfindliches C-reaktives Protein (hsCRP, Katalognummer DCRP00), Interleukin-6 (IL-6, Katalognummer D6050), D-Dimer (Asserachrom, Diagnostica Stago, Asnieres-Sur-Seine, Frankreich) und Interleukin -18 (IL-18) (Medical and Biological Laboratories, Nagoya, Japan), Myostatin (Cusabio, China).

Die Durchflusszytometrie für Zellaktivierungsmarker wird an kryokonservierten mononukleären Zellen des peripheren Blutes gemessen, die durch einen Ficoll-Paque-Gradienten aus EDTA-antikoaguliertem Vollblut isoliert wurden. Nach dem Auftauen und Waschen mit PBS werden 3 x 105 Zellen mit Phycoerythrin (PE)-konjugiertem Anti-HLA-DR, PE-Cyaninrot 5.1-konjugiertem Anti-CD38, Alexa Fluor 647-konjugiertem Anti-CD3 und Fluoresceinisothiocyanat gefärbt. konjugiertes Anti-CD4 oder Anti-CD8 (BD-Biosciences, San Diego, CA). CD38+- und HLA-DR+-Zellen werden aus den CD3+/CD4+- oder CD3+/CD8+-Zellen in einem zweidimensionalen Punktdiagramm isoliert. Die Analysen werden von FACSCalibur mit der CellQuest-Software (BD-Biosciences) durchgeführt und die Ergebnisse als Prozentsätze der CD3+/CD4+- und CD3+/CD8+-T-Zellen angegeben, die sowohl HLA-DR als auch CD38 exprimieren.

Sowohl für lösliche als auch für Entzündungsmarker werden die Proben am Ende der Studie stapelweise und blind hinsichtlich der Gruppenzuordnung analysiert.

Stichprobengröße Wir haben geschätzt, dass eine Stichprobengröße von 48 Patienten pro Gruppe oder insgesamt 96 Probanden erforderlich wäre, um einen Anstieg des Anteils der Probanden mit einer Verbesserung des VO2max über 16 Wochen Training um 30 % von 40 % festzustellen. (angenommen für den Steuerarm, d. h. keine Nutzung der Smartphone-Anwendung) bis 70 % (angenommen für den experimentellen Arm, d. h. Nutzung der Smartphone-Anwendungsarm), mit 80 % Leistung bei einem α von 0,05.

Da die Verbesserung des VO2max direkt mit der Einhaltung von Trainingseinheiten zusammenhängt, gehen wir davon aus, dass der Anteil im experimentellen Arm (unter Verwendung der Smartphone-Anwendung als Überwachung) dem in einer früheren Arbeit beobachteten ähnlich sein könnte (Bonato et al., 2016). , die berichteten, dass die Einhaltung des Trainingsprogramms unter Aufsicht professioneller Trainer bei 67 % lag. Im Gegensatz dazu erwarten wir bei fehlender Trainingsaufsicht (Kontrollgruppe) eine geringere Adhärenz, nämlich 40 %. Da die Rekrutierung einer solchen Anzahl von Probanden nicht möglich ist, planen wir die Aufnahme von 60 Patienten.