Auswirkungen einer Sauerstoffzufuhr während des 6-Minuten-Gehtests bei chronischem Atemversagen oder Belastungshypoxämie

Obwohl Sauerstoffsupplementation die akute Trainingsleistung bei COPD verbessert, bleibt ihre langfristige Wirkung auf Lebensqualität und Mortalität unbestätigt. Aktuelle Leitlinien empfehlen die Behandlung von Belastungsdesättigung (SpO2<90%), doch der Mangel an standardisierten Titrationsprotokollen, insbesondere unter Verwendung des 6MWT, schränkt die klinische Konsistenz ein. Während viele Patienten mit chronischer respiratorischer Insuffizienz (CRF) Sauerstoffverordnungen mit zwei Stufen (Ruhe vs. Belastung) erhalten, ist unklar, ob dieser Ansatz signifikante funktionelle Gewinne erzielt. Daher zielt die vorliegende multizentrische Cross-over-Studie im Lichte dieser Überlegungen darauf ab, die Wirkung einer therapeutischen Dosis an Belastungssauerstofftherapie hinsichtlich folgender Aspekte zu beschreiben:

1. Trainingsleistung
2. Gasaustausch
3. Herzfrequenz
4. Symptomwahrnehmung
5. subjektive Leichtigkeit der Leistungserbringung in einer Kohorte von Patienten, die in spezialisierten pneumologischen Rehabilitationszentren hospitalisiert sind und bei Entlassung aus einem stationären Rehabilitationsversuch eine Diagnose von chronischer respiratorischer Insuffizienz und/oder Belastungshypoxie aufgrund einer chronischen Atemwegserkrankung haben.

Als sekundäres Ziel wird die Studie auch etwaige Unterschiede im Ansprechen zwischen verschiedenen Erkrankungen evaluieren.

Diese Studie wird an Personen mit chronischen Atemwegserkrankungen durchgeführt, die in die Pneumologischen Abteilungen der ICS Maugeri aufgenommen wurden; für eine Rehabilitation wird eine Einschlussprüfung für das Protokoll erfolgen. Nach Genehmigung des Projekts durch die Ethikkommission werden diejenigen, die bei Entlassung die folgenden Kriterien erfüllen, in die Studie aufgenommen.

Wir werden drei verschiedene Patientengruppen einschließen:

A) Diagnose einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) mit EH, mit einer Sauerstoffverordnung bei Belastung und einem PaO2 > 60 mmHg bei Raumluftatmung in Ruhe; B) Diagnose einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) mit chronischer respiratorischer Insuffizienz, mit einer Langzeitsauerstofftherapie (LTOT) tagsüber und einem PaO2 < 60 mmHg bei Raumluftatmung in Ruhe; C) Diagnose einer interstitiellen Lungenerkrankung (ILD) mit chronischer respiratorischer Insuffizienz mit einer Langzeitsauerstofftherapie (LTOT) tagsüber und einem PaO2 < 60 mmHg bei Raumluftatmung in Ruhe.

Alle Patienten müssen sich mindestens einen Monat lang in einem klinisch stabilen Zustand mit optimierter Therapie während des Krankenhausaufenthalts befinden.

Ausschlusskriterien umfassen: Vorliegen anderer Lungenerkrankungen als COPD oder ILD; Patienten, die einen Ruhesauerstofffluss von mehr als 6 L/min benötigen; Patienten mit orthopädischen, kognitiven oder neurologischen Zuständen, die Testergebnisse beeinflussen könnten; Patienten mit kürzlichen kardiovaskulären oder zerebrovaskulären Ereignissen innerhalb der letzten drei Monate; und kognitive Beeinträchtigung, bewertet durch einen Mini-Mental State Examination (MMSE)-Score von < 25.

Mit einem multizentrischen randomisierten Cross-over-Design werden alle Patienten bei Entlassung zwei 6-Minuten-Gehtests in zufälliger Reihenfolge unter folgenden Bedingungen durchführen:

1. O2REST: Liter Sauerstoff werden wie in Ruhe verordnet verabreicht (für Patienten mit CRF) oder in Raumluft (für Patienten nur mit EH);
2. O2PLUS: Die Liter Sauerstofftherapie wird auf die doppelte Flussrate im Vergleich zur Ruheverordnung eingestellt oder auf 2 L/min für Patienten mit EH.

Der 6MWT wird gemäß den ATS/ERS-Leitlinien entlang eines flachen Korridors von mindestens 20 Metern durchgeführt. Jeder Patient erhält standardisierte Vor-Test-Anweisungen und mündliche Ermutigung in jeder Minute während des Tests. Die beiden Tests werden im Abstand von mindestens 3 Stunden und nicht später als 24 Stunden voneinander durchgeführt. Alle Patienten führen die Tests mit Nasenbrillen und einem Sauerstofftrolley (flüssiger Sauerstoff) durch. Der Trolley wird entweder von den Patienten gehalten oder über einen Rucksack oder Rollator transportiert. Wenn Patienten den Test in Raumluft durchführen, tragen sie den Trolley ohne Sauerstoffzufuhr.

Folgende anthropometrische und klinische Maße werden bei Aufnahme erhoben: Alter, BMI, Diagnose, Blutgasanalyse (PaO2, PaCO2, pH) in Ruhe bei Raumluftatmung, Zeit seit Diagnose, Zeit seit erster Sauerstoffverordnung, Spirometrie (FEV1, FVC, IT, RV).

Folgende Daten werden während der beiden 6MWT-Tests aufgezeichnet:

• jede Minute: zurückgelegte Distanz; Sauerstoffsättigung, Herzfrequenz;
• initial und final: Blutdruck, Borg-Dyspnoe-Skala (BORGD), Borg-Fatigue-Skala (BORGF);
• nach drei Minuten (Erholungsphase): Sauerstoffsättigung, Herzfrequenz, Borg-Dyspnoe-Skala (BORGD), Borg-Fatigue-Skala (BORG).

Um die patientenberichtete Leichtigkeit der Leistungserbringung am Ende des zweiten Tests zu bewerten, wird ein spezieller Fragebogen ausgehändigt.

Die "Sauerstoffantwort" wird der primäre Endpunkt sein, definiert als die 6-Minuten-Gehdistanz unter Sauerstoffsupplementation (O2PLUS) minus die 6-Minuten-Gehdistanz unter der in Ruhe verordneten Sauerstoffmenge (O2REST).

Die Fallzahlberechnung erfolgte basierend auf früheren Literaturdaten zur 6-Minuten-Gehdistanz, unter Annahme eines zweiseitigen α-Niveaus von 0,01 und einer Power von 90 % sowie Einschluss einer 15%igen Dropout-Rate, entsprechend den Erkrankungen: In GRUPPE A ist eine Stichprobengröße von mindestens 41 Patienten erforderlich, um einen klinisch relevanten Unterschied von 28 Metern in der 6MWD (SD 44) zu detektieren; in GRUPPE B ist eine Stichprobengröße von mindestens 22 Patienten erforderlich, um einen klinisch relevanten Unterschied von 37 Metern in der 6MWD (SD 40) zu detektieren; in GRUPPE C ist eine Stichprobengröße von mindestens 50 Patienten erforderlich, um einen klinisch relevanten Unterschied in der 6MWD von 13 Metern (SD 30) zwischen den beiden Bedingungen zu detektieren.

Die Daten werden mit STATA 12 (StataCorp, LLC) und GraphPad Prism 8 (GraphPad Software, Boston, MA, US) analysiert. Basischarakteristika und Endpunkte werden mit deskriptiver Statistik zusammengefasst. Kontinuierliche Variablen werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) oder Median (Interquartilsbereich, IQR) ausgedrückt, wenn nicht normalverteilt. Kategoriale Variablen werden als Prozentsätze dargestellt.

Patienten, die ihre 6MWD aufgrund von O2_suppl. um mindestens 30 Meter steigerten, wurden als "Sauerstoffresponder" definiert. Ein statistischer Vergleich zwischen Tests für gepaarte Daten wird mit gepaarten t-Tests durchgeführt, wenn die Variablen normalverteilt sind, oder mit dem Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test, wenn die Variablen nicht normalverteilt sind. Die Analyse wird innerhalb der Gruppen durchgeführt, und eine zusätzliche Analyse erfolgt durch Zusammenführen der Daten zu einer einzelnen Gruppe. Darüber hinaus wird eine lineare Regressionsanalyse durchgeführt, um zu bewerten, ob die durch Sauerstoffgabe induzierten Veränderungen mit klinischen oder anthropometrischen Basismerkmalen assoziiert sind. Unterschiede in allen aufgezeichneten Parametern zwischen den beiden Bedingungen, sowohl als Delta (Veränderung) als auch in der Kinetik, werden ebenfalls berechnet. Statistische Signifikanz wird auf p < 0,05 festgelegt.

Wir erwarten, eine Verbesserungslücke hinsichtlich Leistung oder Symptomen bei einem hohen Anteil der Patienten unter Hyperoxie zu beobachten. Doch der Anteil der Patienten, die auf den hyperoxischen Stimulus ansprechen, sowie die Merkmale dieses Phänotyps bleiben bis heute unklar.

Diese Studie wird einige Grundlagen für eine genauere Verordnung von belastungsbezogener Sauerstofftherapie liefern und Einblicke in den Phänotyp von Patienten geben, die den größten Nutzen aus dieser Intervention ziehen könnten. Sie wird auch die Diskussion über den optimalen Zeitpunkt und die Dosierung der Sauerstoffgabe bei Belastung bei Patienten mit respiratorischer Insuffizienz anregen. In der Praxis wird sie helfen, die akuten Effekte der Sauerstoffgabe während Belastung zu charakterisieren, unter Berücksichtigung der Vorteile hinsichtlich körperlicher Leistung und Symptomlinderung. Darüber hinaus wird sie Überlegungen zur wirtschaftlichen und sozialen Auswirkung der Sauerstoffverordnung unterstützen und eine Diskussion über die angemessene Dosierungsstrategie für Belastungssauerstofftherapie initiieren.

Erkrankung oder Krankheit:

• Chronische respiratorische Insuffizienz
• Belastungshypoxämie
• Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
• Interstitielle Lungenerkrankung

Intervention/Behandlung

• Übliche Sauerstoffgabe während des 6-Minuten-Gehtests
• Supplementale Sauerstoffgabe während des 6-Minuten-Gehtests