Funktionelles Krafttraining und neuromuskuläre Elektrostimulation bei schweren akuten COPD-Exazerbationen

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine fortschreitende und lebensbedrohliche Erkrankung, die durch anhaltende respiratorische Symptome und eine Einschränkung des Luftstroms gekennzeichnet ist. Sie betrifft 384 Millionen Menschen, ist eine der Hauptursachen für Morbidität und die drittgrößte Todesursache weltweit und für jährlich etwa 3 Millionen Todesfälle verantwortlich. Folglich führt COPD zu erheblichen und zunehmenden gesundheitlichen, wirtschaftlichen und sozialen Belastungen. Der Verlauf der COPD wird häufig durch akute Exazerbationen (AECOPD) unterbrochen, definiert als Episoden einer akuten Verschlechterung der Atemwegssymptome, die zu einer zusätzlichen Therapie führen.

Schwere AECOPD führen zu Krankenhauseinweisungen und machen mehr als 70 % aller COPD-bedingten Kosten aus. AECOPD sind mit körperlicher Inaktivität, Quadrizepsmuskelschwäche und verminderter körperlicher Leistungsfähigkeit verbunden, was sich negativ auf den Gesundheitszustand der Patienten auswirkt und die Anfälligkeit der Patienten für erneute Exazerbationen, Krankenhauseinweisungen und Tod erhöht. Daher sind die Minimierung der negativen Folgen von AECOPD und die Verhinderung einer erneuten Krankenhauseinweisung grundlegende Behandlungsziele für Einzelpersonen, Familien und Gesundheits-, Wirtschafts- und Sozialsysteme.

Menschen, die nach einer AECOPD aus dem Krankenhaus entlassen werden, profitieren von der Teilnahme an einer Lungenrehabilitation, aber die Inanspruchnahme ist im Allgemeinen gering. Auf jeden Fall ist es jedoch wichtig, die funktionelle Leistungsfähigkeit des Patienten zu maximieren und die Symptome während der Aktivitäten bis zum Zeitpunkt der Entlassung zu minimieren. Während einer AECOPD leiden die Patienten unter vermehrter Dyspnoe. Folglich werden Übungsmodalitäten mit minimalen Beatmungsanforderungen bevorzugt. Bis heute gehören leichte Aerobic-Übungen wie Frühmobilisation und Gehen mit geringer Intensität zum Behandlungsstandard. Dennoch könnten zusätzliches Krafttraining mit neuromuskulärer elektrischer Stimulation (NMES) und funktionelle Übungen, die nachweislich Funktionsstörungen der Skelettmuskulatur verhindern und gleichzeitig minimale Belastungen im Atmungssystem verursachen, von zusätzlichem Wert sein, um die funktionelle Leistung und die Symptome der Patienten bei der Entlassung zu optimieren.

Die Forscher vermuten, dass das Hinzufügen von funktionellem Krafttraining und NMES zur standardmäßigen Mobilisierungspraxis während des Krankenhausaufenthalts wegen einer AECOPD: i) die funktionelle Leistungsfähigkeit der Patienten erhält oder verbessert; ii) die Symptome von Dyspnoe und Müdigkeit zu reduzieren und iii) die kurzfristige Wiederaufnahmerate zu senken.

Daher zielt diese Studie darauf ab, die Auswirkungen des Hinzufügens von funktionellem Krafttraining und NMES zur Standardmobilisierungspraxis während eines Krankenhausaufenthalts für eine AECOPD zu bewerten auf:

• funktionelle Leistung (primäres Ergebnis);
• Symptome von Dyspnoe und Müdigkeit (sekundäres Ergebnis);
• Wiederaufnahmequote (exploratives Ergebnis).

Hospitalisierte Patienten mit AECOPD werden fortlaufend im Krankenhaus "Ziekenhuis Oost-Limburg" (ZOL) rekrutiert. Patienten sind teilnahmeberechtigt, wenn sie: i) aufgrund einer AECOPD gemäß den Kriterien der Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease ins Krankenhaus eingeliefert werden, ii) innerhalb von 48 Stunden nach Krankenhausaufnahme aufgenommen werden und iii) in der Lage sind, eine Einverständniserklärung abzugeben. Zu den Ausschlusskriterien gehören: i) Notwendigkeit einer mechanischen Beatmung oder Aufnahme auf der Intensivstation; ii) instabile kardiovaskuläre Erkrankung; iii) Krankenhausaufenthalt im Vormonat; iv) signifikante muskuloskelettale oder neuromuskuläre Beeinträchtigung, die die Durchführung der Tests oder die Teilnahme an der Studie ausschließt; v) Anzeichen einer kognitiven Beeinträchtigung; vi) aktuelle neoplastische oder immunologische Erkrankung; vii) implantierbare elektronische Geräte (z. B. Herzschrittmacher, implantierbarer Kardioverter-Defibrillator (ICD), kardiales Resynchronisationstherapiegerät (CRT)) und viii) Empfindlichkeitsänderungen.

Es wird eine randomisierte kontrollierte Studie durchgeführt. Die Forscher geben den Patienten eine kurze Erklärung über die Studie, klären alle Zweifel und holen die Einwilligung nach Aufklärung ein. Die Patienten werden zu 3 Zeitpunkten untersucht: innerhalb von 48 Stunden nach Krankenhausaufnahme (Baseline-Bewertung), am Tag der Entlassung (Post-Bewertung) und 1 Monat nach der Entlassung (1-Monats-Follow-up). Darüber hinaus werden die klinischen Aufzeichnungen der Patienten überprüft, um bis zu 6 Monate nach der Entlassung neue AECOPD-bezogene Krankenhauseinweisungen festzustellen.

Nach der Ausgangsbeurteilung werden die Patienten nach dem Zufallsprinzip (Verhältnis 1:1) entweder der experimentellen oder der Standardbehandlungsgruppe zugeteilt. Die Randomisierung erfolgt über einen Zufallszahlengenerator. Beide Gruppen werden bis zur Entlassung täglich behandelt. Alle Behandlungssitzungen werden vom erfahrenen Physiotherapeutenteam des Krankenhauses und/oder von einem geschulten Mitglied des Forschungsteams durchgeführt, das nicht an den Bewertungen beteiligt ist. Die Symptome, Vitalfunktionen und peripheren Sauerstoffsättigungen der Patienten werden in allen Sitzungen überwacht.

Die Standardbehandlungsgruppe erhält die übliche Behandlung, die im Krankenhaus durchgeführt wird, d. h. routinemäßige medizinische Behandlung und tägliche Sitzungen von etwa 15 Minuten, bestehend aus Techniken zur Freihaltung der Atemwege und Atemübungen nach Indikation, Mobilisierung und täglichen Geh-/Fahrradübungen mit geringer Intensität ( 5 bis 10 Minuten) je nach Verträglichkeit des Patienten.

Die Versuchsgruppe erhält den Pflegestandard plus funktionelles Krafttraining und neuromuskuläre Elektrostimulation des Quadrizeps. Das funktionelle Krafttraining umfasst die unteren Gliedmaßen (z. Aufstehen vom Stuhl, Ferse hebt sich) und obere Extremität (z. Liegestütze vom Stuhl und an der Wand) Übungen für 15 min/Tag. Die Zielwerte für Dyspnoe und/oder wahrgenommene Anstrengung liegen auf der modifizierten Borg-Skala bei 4 bis 6. Für NMES werden Elektroden in Längsrichtung auf dem Vastus intermedius und Vastus medialis platziert und eine symmetrische biphasische Impulswellenform mit einer Impulsdauer von 400 ms, einer Frequenz von 50 Hz, in Zyklen von 8 s Kontraktion und 20 s Ruhe, wird für 30 Minuten verwendet /Tag. Es wird die höchste Intensität verwendet, die der Patient toleriert, und die Intensität wird jedes Mal erhöht, wenn der Patient sich beim Erhöhen der Intensität wohlfühlt. Zum Einsatz kommt das Gerät „Compex Pro Rehab“ (CE-0473).

Alle Bewertungen werden von einem erfahrenen Physiotherapeuten durchgeführt, der für die Zuteilungsgruppe verblindet ist. Alle Messungen werden im Krankenhaus "Ziekenhuis Oost-Limburg" durchgeführt.

Soziodemografische, anthropometrische (d. h. Größe und Gewicht zur Berechnung des Body-Mass-Index) und allgemeine klinische Daten sowie frühere spirometrische Messungen werden aus klinischen Aufzeichnungen zur Charakterisierung der Patienten gesammelt. Die funktionelle Leistungsfähigkeit (das primäre Ergebnis) wird mit dem 1-Minuten-Sit-to-Stand-Test gemessen. Die Kraft des isometrischen Quadrizeps und der Handgriffe werden auf der rechten und linken Seite bewertet. Selbstberichtete Symptome, Funktionsstatus und Auswirkungen der Krankheit werden ebenfalls erhoben (modifizierter Dyspnoe-Fragebogen des British Medical Research Council, Functional Assessment of Chronic Illness Therapy-Fatigue, London Chest Activities of Daily Living, COPD Assessment Test). Als exploratives Ergebnis wird die körperliche Aktivität mit einem Actigraph GT3X objektiv quantifiziert. Zusätzlich wird die Anzahl der neuen AECOPD-bedingten Krankenhauseinweisungen bis zu 6 Monate nach der Entlassung aus den klinischen Aufzeichnungen abgerufen.

Eine Schätzung der Stichprobengröße basierend auf vorläufigen Daten aus einer explorativen Studie wurde durchgeführt, um eine moderate Effektgröße (f = 0,2) zu ermitteln. mit 80 % Aussagekraft, 5 % Signifikanzniveau und mäßiger Korrelation zwischen wiederholten Messungen (r=0,5) im 1-Minuten-Sit-to-Stand-Test. Wenn man bedenkt, dass bei Rehabilitationsmaßnahmen während des Krankenhausaufenthalts die Drop-out-Raten bei etwa 6 % liegen (25, 26), werden 30 Patienten mit AECOPD pro Gruppe benötigt.

Beschreibende Statistiken (d. h. Mittelwert und Standardabweichung, Median und Interquartilbereich und/oder relative Prozentsätze) werden verwendet, um die Stichprobe zu beschreiben. Die zu den 3 Zeitpunkten erhobenen Daten werden unter Verwendung von Inferenzstatistiken zwischen den Standardbehandlungs- und Interventionsgruppen verglichen. Die Normalität der Datenverteilung wird mit Histogrammen, Q-Q-Plots und Shapiro-Wilk- oder Kolmogorov-Smirnov-Tests untersucht. Unabhängige t-Tests für normalverteilte Daten und Mann-Whitney-U-Tests für ordinale und nicht normalverteilte Daten werden verwendet, um die Basismessungen zwischen den beiden Gruppen zu vergleichen. Für kategoriale Daten werden Chi-Quadrat- oder exakte Fisher-Tests verwendet. Vergleiche zwischen Gruppen und Zeitpunkten werden unter Verwendung einer zweifachen gemischten ANOVA für normalverteilte Daten oder des Kruskal-Wallis-Tests mit Bonferroni-angepassten paarweisen Vergleichen für die nicht normalverteilten Daten durchgeführt. Alle statistischen Analysen werden in der Software Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) durchgeführt.