Mechanismen van inspanningsdyspnoe bij fibrotische interstitiële longziekte (Dyspnea_ILD)

Het doel van deze studie is om de fysiologische mechanismen van kortademigheid (kortademigheid) bij patiënten met fibrotische interstitiële longziekte (ILD) te bepalen en om te bepalen hoe het inademen van aanvullende zuurstof deze mechanismen kan manipuleren om kortademigheid en inspanningscapaciteit te verbeteren.

De onderzoeksvraag is tweeledig: (Doel 1) Vaststellen van de fysiologische mechanismen van inspanningsdyspnoe bij patiënten met fibrotische ILD; (Doel 2) Vaststellen van de effecten van hyperoxie op inspanningsdyspnoe en inspanningsuithoudingsvermogen bij patiënten met fibrotische ILD.

Experimenteel overzicht: Deelnemers met fibrotische ILD en controledeelnemers zullen zich op vier verschillende momenten bij het inspanningslaboratorium melden met een tussenpoos van minimaal 48 uur. Bij bezoek 1 zullen deelnemers en controledeelnemers een screening van de medische geschiedenis, vragenlijsten over chronische activiteitsgerelateerde kortademigheid, antropometrische metingen, beoordeling van de longfunctie en een symptoombeperkte incrementele cyclusinspanningstest voor vertrouwdheidsdoeleinden voltooien. Bij bezoek 2 voeren deelnemers en controledeelnemers longfunctietesten uit, gevolgd door nog een incrementele cyclusinspanningstest. Gedetailleerde fysiologische en sensorische metingen zullen bij beide bezoeken worden verkregen, maar de primaire analyse zal gebaseerd zijn op de resultaten van bezoek 2. De gegevens van bezoek 2 hebben betrekking op doel 1. Bezoeken 3 en 4 omvatten longfunctietesten gevolgd door een inspanningstest met constante belasting op 75% van de piekincrementele werksnelheid tijdens het ademen, in willekeurige volgorde, kamerlucht of hyperoxie (60 % zuurstof). Deelnemers en controledeelnemers die tijdens bezoek 3 hyperoxie inademen, ademen kamerlucht in tijdens bezoek 4 en vice versa terwijl ze blind zijn voor de gasconcentratie. Een meerparige elektrodekatheter die twee ballonnen combineert, zal in de slokdarm worden ingebracht en nabij-infraroodspectroscopie zal worden gebruikt om weefseloxygenatie te meten bij bezoeken 2, 3 en 4. Gegevens van bezoeken 3 en 4 hebben betrekking op doel 2.

Afmetingen:

• Longfunctie: eenvoudige spirometrie, plethysmografie, diffusiecapaciteit, maximale ademhalingsdruk, statische compliantie en terugslagdruk worden uitgevoerd bij bezoek 1. Longfunctietesten bij bezoeken 2-4 omvatten alleen spirometrie en plethysmografie, zodat de totale longcapaciteit en vitale capaciteit kunnen worden verkregen voor de bepaling van operatieve longvolumes.
• Evaluatie van dyspnoe: De intensiteit van de dyspnoe en het waargenomen ongemak in de benen worden in rust, elke minuut tijdens inspanning en tijdens piekoefeningen geëvalueerd met behulp van de aangepaste 10-punts Borg-schaal bij alle testbezoeken. Na het stoppen van de training wordt de proefpersonen gevraagd om hun belangrijkste reden(en) voor het stoppen van de training te verwoorden (d.w.z. ongemak bij het ademen, ongemak in de benen, combinatie van ademhaling en benen, of een andere reden) en om kwalitatieve descriptoren van kortademigheid te selecteren met behulp van een vastgestelde vragenlijst. .
• Cardio-respiratoire reacties op inspanning: Standaard cardio-respiratoire maatregelen, waaronder minuutventilatie, zuurstofverbruik (VO2), kooldioxideproductie, partiële druk van kooldioxide aan het einde van de ademhaling, ademvolume (VT) en ademhalingsfrequentie.
• Operationele volumes zullen worden afgeleid van dynamische inspiratoire capaciteit (IC) manoeuvres. De arteriële zuurstofverzadiging wordt gemeten met behulp van pulsoximetrie. Om veiligheidsredenen worden elektrocardiografie en bloeddruk gecontroleerd.
• Ademhalingsmechanica: Diafragmatische elektromyografie (EMGdi) zal worden gemeten met behulp van een meerparige elektrodekatheter die twee ballonnen combineert voor het meten van de slokdarm- en maagdruk. De verhouding van EMGdi tot EMGdimax zal worden gebruikt als een index van neurale ademhalingsaandrijving. De verhouding tussen VT en vitale capaciteit (VC) zal worden gebruikt om de mechanische respons van het ademhalingssysteem weer te geven. Door te normaliseren voor EMGdimax en VC kan de stimulusintensiteit worden gestandaardiseerd en vergeleken tussen individuen. Aldus zal de neuromechanische ontkoppeling van het ademhalingssysteem worden bepaald als de verhouding (of interactie) tussen neurale aandrijving en de mechanische respons van het ademhalingssysteem (EMGdi/EMGdimax: VT/VC).
• De mechanische ademhalingsinspanning (WOB) wordt berekend als het gebied binnen ensemble-gemiddelde slokdarmdruk-volumelussen.

Statistische analyse:

Doel 1: hellingen voor inspanningsrespons (bijv. Borg/VO2) worden bepaald. In het kort, de onderzoekers zullen de helling verkrijgen uit een grafiek van Borg vs. VO2 voor de incrementele inspanningstest van elke deelnemer en controledeelnemer uitgevoerd bij bezoek 2. De onderzoekers zullen de bivariate associatie van Borg/VO2-helling met VO2-hellingen van neuromechanische ontkoppeling, aandrijving om te ademen, en VT-respons met behulp van Spearman-correlatiecoëfficiënten. De onderzoekers zullen vervolgens alle drie de voorspellende variabelen in een multivariaat lineair regressiemodel dwingen met Borg/VO2-helling als uitkomstvariabele om de onafhankelijke associatie van neuromechanische ontkoppeling met inspanningsdyspnoe te identificeren. Variabelen worden zo nodig getransformeerd om een ​​normale verdeling te benaderen en voorspellende variabelen die statistische significantie bereiken, worden beoordeeld op een lineair verband met de uitkomstvariabele.

Doel 2: De onderzoekers zullen eerst een gepaarde t-test gebruiken om veranderingen in dyspnoe en inspanningstijd te identificeren, door kamerluchtademhaling te vergelijken met hyperoxie tijdens inspanningstesten met constante belasting bij bezoeken 3 en 4. Multivariate modellen zullen vervolgens worden ontwikkeld met behulp van de between-test verschil in Borg-dyspnoeschaal en oefentijd voor elk individu als de uitkomstvariabelen. Voorspellervariabelen omvatten het tussen-testverschil in neuromechanische ontkoppeling en de individuele componenten ervan. Uitkomst- en voorspellende variabelen voor de dyspnoe-uitkomst zullen gebaseerd zijn op het tussen-testverschil van deze variabelen op iso-tijd (d.w.z. de maximale tijd gedurende welke de patiënt oefende voor zowel de kamerlucht- als de hyperoxietest). Aan het einde van de test worden voorspellende variabelen voor de trainingstijd gemeten.

Als verkennende analyses herhalen de onderzoekers de bovenstaande multivariate lineaire regressieanalyses in de IPF-subgroep en voegen de onderzoekers een categorische ILD-subgroepvariabele toe aan deze analyses om andere verschillen tussen groepen te identificeren. Aanvullende correctie voor mogelijke confounders (bijv. geslacht, body mass index, hoge resolutie computertomografie fibrosescore) zal in deze verkennende analyses worden gebruikt als de steekproefomvang van de subgroep voldoende is. Een p-waarde < 0,05 wordt voor alle analyses als significant beschouwd. Gegevensanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van Stata v11.2 (StataCorp, Texas, VS).