Rasitushengityksen mekanismit fibroottisessa interstitiaalisessa keuhkosairaudessa (Dyspnea_ILD)

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on määrittää hengenahdistuksen (hengenahduksen) fysiologiset mekanismit potilailla, joilla on fibroottinen interstitiaalinen keuhkosairaus (ILD) ja kuinka lisähapen hengittäminen voi manipuloida näitä mekanismeja hengenahdistuksen ja harjoittelukyvyn parantamiseksi.

Tutkimuskysymys on kaksiosainen: (Tavoite 1) Selvittää fibroottista ILD:tä sairastavien potilaiden rasituksen hengenahdistusmekanismit; (Tavoite 2) Selvittää hyperoksian vaikutukset rasituksen hengenahdistukseen ja rasituksen kestävyyteen potilailla, joilla on fibroottinen ILD.

Kokeellinen yleiskatsaus: Osallistujat, joilla on fibroottinen ILD, ja kontrolliosallistujat raportoivat harjoituslaboratorioon neljässä erillisessä tilaisuudessa, ja käyntien välillä on vähintään 48 tuntia. Vierailulla 1 osallistujat ja kontrolliosallistujat suorittavat lääketieteellisen historian seulonnan, krooniseen aktiivisuuteen liittyvät hengenahdistuskyselyt, antropometriset mittaukset, keuhkojen toiminnan arvioinnin ja oireiden rajoitetun inkrementaalisen syklin rasitustestin perehdyttämistarkoituksessa. Vierailulla 2 osallistujat ja kontrolliosallistujat suorittavat keuhkojen toimintatestin, jota seuraa toinen inkrementaalinen rasitustesti. Yksityiskohtaiset fysiologiset ja sensoriset mittaukset saadaan molemmilla käynneillä, mutta ensisijainen analyysi perustuu käynnin 2 tuloksiin. Käynnissä 2 saadut tiedot koskevat tavoite 1. Käyntejä 3 ja 4 sisältävät keuhkojen toimintatesti, jota seuraa jatkuvan kuormituksen syklin harjoitustesti 75 %:lla inkrementaalisen työn huippunopeudesta hengitettäessä, satunnaistetussa järjestyksessä joko huoneilmaa tai hyperoksiaa (60 % happi). Osallistujat ja kontrolliosallistujat, jotka hengittävät hyperoksiaa vierailulla 3, hengittävät huoneilmaa vierailulla 4 ja päinvastoin samalla, kun he ovat sokeutuneet kaasupitoisuudelle. Moniparielektrodikatetri, jossa on kaksi palloa, asetetaan ruokatorveen, ja lähi-infrapunaspektroskopiaa käytetään kudoksen hapetuksen mittaamiseen käynneillä 2, 3 ja 4. Käyntien 3 ja 4 tiedot koskevat tavoite 2.

Mitat:

• Keuhkojen toiminta: yksinkertainen spirometria, pletysmografia, diffuusion kapasiteetti, maksimihengityspaineet, staattinen myöntyvyys ja rekyylipaine suoritetaan käynnillä 1. Keuhkojen toimintatestit käynneillä 2-4 sisältävät vain spirometriaa ja pletysmografiaa, jotta keuhkojen kokonaiskapasiteetti ja vitaalikapasiteetti voidaan mitata saada operatiivisten keuhkojen tilavuuksien määrittämiseksi.
• Hengenahdistusarviointi: Hengenahdistusvoimakkuutta ja havaittua jalkojen epämukavuutta arvioidaan levossa, joka minuutti harjoituksen aikana ja huippukunnossa käyttäen muokattua 10-pisteen Borg-asteikkoa kaikilla testikäynneillä. Harjoittelun lopettamisen jälkeen koehenkilöitä pyydetään ilmaisemaan pääasialliset syynsä harjoituksen lopettamiseen (eli hengitysvaivoja, jalkojen epämukavuutta, hengityksen ja jalkojen yhdistelmää tai jokin muu syy) ja valitsemaan laadulliset hengenahdistuksen kuvaajat vakiintuneen kyselylomakkeen avulla. .
• Sydän-hengitysvasteet harjoitukseen: Tavalliset kardio-hengitystoimenpiteet, mukaan lukien minuuttiventilaatio, hapenkulutus (VO2), hiilidioksidin tuotanto, hiilidioksidin osapaine hengityksen lopussa, hengityksen tilavuus (VT) ja hengitystiheys.
• Toimintavolyymit johdetaan dynaamisen sisäänhengityskapasiteetin (IC) liikkeistä. Valtimoiden happisaturaatio mitataan pulssioksimetrialla. Turvallisuussyistä seurataan elektrokardiografiaa ja verenpainetta.
• Hengitysmekaniikka: Diafragmaattinen elektromyografia (EMGdi) mitataan käyttämällä moniparista elektrodikatetria, joka yhdistää kaksi palloa ruokatorven ja mahalaukun paineen mittaamiseksi. EMGdi:n suhdetta EMGdimaxiin käytetään hermohengitystoiminnan indeksinä. VT:n ja vitaalikapasiteetin (VC) välistä suhdetta käytetään edustamaan hengityselinten mekaanista vastetta. Normalisointi EMGdimaxille ja VC:lle mahdollistaa ärsykkeen voimakkuuden standardoinnin ja vertailun yksilöiden välillä. Siten hengitysjärjestelmän neuromekaaninen irtikytkentä määritetään hermovoiman ja hengityselinten mekaanisen vasteen väliseksi suhteeksi (tai vuorovaikutukseksi) (EMGdi/EMGdimax: VT/VC).
• Hengityksen mekaaninen työ (WOB) lasketaan alueena kokonaiskeskiarvoistettujen ruokatorven paine-tilavuussilmukoiden sisällä.

Tilastollinen analyysi:

Tavoite 1: Harjoituksen ja vasteen kulmat (esim. Borg/VO2) määritetään. Lyhyesti sanottuna tutkijat saavat kulmakertoimen Borg vs. VO2 -käyrästä kunkin osallistujan ja kontrolliosallistujan lisärasitustestille, joka tehtiin käynnillä 2. Tutkijat määrittävät Borg/VO2-kaltevuuden kaksimuuttujaisen yhteyden neuromekaanisen irrottamisen VO2-kulmiin. hengittää ja VT-vaste Spearmanin korrelaatiokertoimien avulla. Tämän jälkeen tutkijat pakottavat kaikki kolme ennustajamuuttujaa monimuuttujaiseen lineaariseen regressiomalliin, jonka tulosmuuttuja on Borg/VO2-kaltevuus, jotta voidaan tunnistaa riippumaton yhteys neuromekaanisen irtoamisen ja rasituksen hengenahdistuksen välillä. Muuttujat muunnetaan tarvittaessa approksimoimaan normaalijakaumaa, ja tilastollisen merkitsevyyden saavuttavien ennustajamuuttujien lineaarinen suhde tulosmuuttujaan arvioidaan.

Tavoite 2: Tutkijat käyttävät ensin parillista t-testiä tunnistaakseen muutokset hengenahdistuksessa ja harjoitusajassa vertaamalla huoneilman hengitystä hyperoksiaan jatkuvan kuormituksen rasitustesteissä käynneillä 3 ja 4. Sen jälkeen kehitetään monimuuttujamalleja käyttäen välitestiä. Borgin hengenahdistusasteikon ja harjoitusajan ero kunkin yksilön tulosmuuttujina. Ennustemuuttujat sisältävät testien välisen eron neuromekaanisessa irrotuksessa ja sen yksittäisissä komponenteissa. Hengenahdistustuloksen tulos- ja ennustemuuttujat perustuvat näiden muuttujien testien väliseen eroon iso-ajalla (eli maksimiaika, jonka potilas harjoitteli sekä huoneilma- että hyperoksiatestissä). Harjoitusajan ennustemuuttujat mitataan testin lopussa.

Tutkijaanalyyseinä tutkijat toistavat edellä mainitut monimuuttujat lineaariset regressioanalyysit IPF-alaryhmässä, ja tutkijat lisäävät näihin analyyseihin kategorisen ILD-alaryhmämuuttujan tunnistaakseen muita ryhmien välisiä eroja. Näissä tutkivissa analyyseissä käytetään lisäsäätöä mahdollisten sekaannusten (esim. sukupuoli, painoindeksi, korkearesoluutioinen tietokonetomografiafibroosipistemäärä) varalta, jos alaryhmän näytekoko on riittävä. P-arvoa < 0,05 pidetään merkitsevänä kaikissa analyyseissä. Tietojen analysointi suoritetaan Stata v11.2:lla (StataCorp, Texas, USA).