Verbetert longrevalidatie de ademhaling van COPD-patiënten (PR-COPD)

Het doel van deze studie is om te bepalen of 8 weken longrevalidatie de neuromechanische ontkoppeling (een verschil tussen de inspanning/drang om te ademen en de ademhalingsrespons) bij patiënten met COPD kan verminderen en om te bepalen of deze vermindering gepaard gaat met verbeteringen in zowel de intensiteit en kwalitatieve dimensies van kortademigheid tijdens inspanning.

Longrevalidatie is een oefen- en voorlichtingsinterventie die is ontworpen om patiënten te helpen omgaan met hun kortademigheid en effectief te oefenen. Longrevalidatieprogramma's met oefentraining zijn de meest effectieve niet-farmacologische methode om kortademigheid bij COPD te verminderen. De precieze mechanismen van verlichting van kortademigheid na inspanningstraining zijn echter nog onbekend. Het begrijpen van de pathofysiologische onderbouwing van dit slopende symptoom is van cruciaal belang om effectieve symptoomgebaseerde strategieën voor kortademigheid te ontwikkelen.

Deelnemers met COPD rapporteren op 3 afzonderlijke bezoeken aan het inspanningslaboratorium. Bezoek 1 zal dienen als een eerste screeningsbezoek waarbij deelnemers schriftelijke geïnformeerde toestemming zullen geven voordat ze vertrouwd raken met alle testprocedures en symptoomschalen, gevolgd door voltooiing van een incrementele cyclusinspanningstest. De resterende 2 experimentele bezoeken zullen onmiddellijk voor en na 8 weken longrevalidatie worden uitgevoerd. Bezoeken 2 en 3 omvatten: symptoomgerelateerde vragenlijsten, longfunctietesten, functionele vaardigheidstest en een constante werktempo (CWR) fietsinspanningstest op 75% van het maximale werktempo bereikt tijdens bezoek 1. De CWR-cyclusinspanningstests zullen worden uitgevoerd met het instrumentarium van een slokdarmkatheter en bij beide bezoeken zullen gedetailleerde fysiologische en sensorische metingen worden verkregen. De vergelijking van gegevens van bezoeken 2 en 3 zal de hypothesen van de onderzoekers behandelen.

Studiedeelnemers: De studie zal in totaal 12 COPD-deelnemers omvatten. Longrevalidatie: Het longrevalidatieprogramma biedt onderwijs en oefentraining voor patiënten met chronische longziekte om hen te helpen bij het beheersen van symptomen en het verbeteren van hun dagelijks vermogen om te functioneren. Het programma van 8 weken omvat 3 bezoeken per week gedurende 2 uur per bezoek (1 uur opleiding en 1 uur training). Het longrevalidatieprogramma is gebruikelijke zorg voor alle deelnemers aan dit onderzoek.

Inspanningsprotocol: Bij bezoek 1 wordt een symptoombeperkte incrementele inspanningstest uitgevoerd met behulp van een elektronisch geremde fietsergometer volgens de aanbevolen richtlijnen. De test bestaat uit rust gedurende 10 minuten, een warming-up van 1 minuut bij 0 watt en 10 watt stapsgewijze verhogingen van de werksnelheid elke minuut tot symptoombeperking. De CWR-test die tijdens bezoeken 2 en 3 wordt uitgevoerd, bestaat uit een warming-up van 1 minuut, gevolgd door een verhoging van het werktempo tot 75% van het maximale incrementele werktempo.

Metingen Longfunctie: spirometrie, plethysmografie, diffusiecapaciteit en maximale ademhalingsdruk zullen worden uitgevoerd bij bezoek 1 volgens de standaardaanbeveling. Bezoeken 2 en 3 omvatten spirometrie, plethysmografie en maximale ademhalingsdruk. Er wordt een in de handel verkrijgbaar cardiopulmonaal testsysteem (Vmax 229d met Autobox 6.200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA) gebruikt en alle metingen worden uitgedrukt als percentage van de voorspelde normale waarden.

Dyspneu-evaluatie: Dyspneu-intensiteit (gedefinieerd als "het gevoel van moeizame of moeilijke ademhaling") en waargenomen beenongemakken zullen worden geëvalueerd in rust, elke minuut tijdens inspanning en tijdens piekoefeningen met behulp van de aangepaste 10-punts Borg-schaal bij alle testbezoeken. De deelnemers wordt gevraagd om hun kortademigheid tijdens inspanning voorafgaand aan de intensiteitsclassificaties en aan het einde van de oefening te beschrijven met behulp van de volgende 3 descriptoren: (1) "mijn ademhaling vereist meer werk en inspanning" (werk en inspanning); (2) "Ik krijg niet genoeg lucht binnen" (ontevreden inspiratie); (3) "Ik krijg niet genoeg lucht uit" (ontevreden vervaldatum). Geen van alle 3 descriptoren kan tegelijkertijd worden gekozen. Bij het stoppen van de training wordt de deelnemers 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. . Veranderingen in kortademigheid van vóór tot na de interventie zullen ook worden beoordeeld met de Transition Dyspnea Index.

Cardio-respiratoire reacties op inspanning: standaard cardio-respiratoire metingen worden adem voor ademhaling geregistreerd en gemiddeld over tijdvakken van 30 seconden, inclusief minuutventilatie (V'E), zuurstofverbruik (VO2), kooldioxideproductie ( CO2), partiële druk van end-tidal CO2, (teugvolume) VT en ademhalingsfrequentie (Vmax 229d met Autobox 6.200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA). Operationele volumes (d.w.z. eind-expiratoire en eind-inspiratoire longvolumes) zullen worden afgeleid van dynamische inspiratoire capaciteit (IC) manoeuvres zoals eerder beschreven 26. Om veiligheidsredenen zal elektrocardiografie worden gecontroleerd met behulp van een 12-afleidingen elektrocardiogram (ECG), zal de bloeddruk worden gemeten met behulp van een handmatige bloeddrukmeter en zal de arteriële zuurstofsaturatie worden gecontroleerd met behulp van pulsoximetrie. Inspanningstests worden beëindigd op basis van vastgestelde criteria volgens de richtlijnen van het American College of Sports Medicine.

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. Lidocaïne spray of gel (een plaatselijke verdoving) zal worden gebruikt om de neus en achterkant van de keel van de deelnemer te bevriezen. Waarna, terwijl de deelnemer water door een rietje drinkt, een ervaren technicus de katheter door de neus van de deelnemer en via de slokdarm in de maag brengt. De katheter wordt gepositioneerd op basis van de sterkte van het EMGdi-signaal tijdens spontane ademhaling. Het onbewerkte EMGdi-signaal wordt geconverteerd naar een RMS (root mean square). De maximale RMS voor elke inspiratie wordt tussen QRS-complexen bepaald om de invloed van ECG-artefact 30 te vermijden. Maximale EMGdi (EMGdimax) wordt verkregen tijdens IC-, snuif- en maximale inspiratiedrukmanoeuvres. 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 ademarbeid (WOB) zal worden bepaald met behulp van gewijzigde Campbell-diagrammen zoals eerder gebruikt. De compliantie van de borstwand wordt verkregen uit de literatuur en gepositioneerd zoals eerder beschreven. De WOB wordt opgedeeld in zijn resistieve en elastische componenten. Deze gegevens worden vergeleken met de WOB-gegevens in eerdere COPD-onderzoeken.

Spieroxygenatie en hemodynamica: Spieroxygenatie zal niet-invasief worden gecontroleerd met behulp van nabij-infraroodspectroscopie. Een vierkanaals continue golf nabij-infraroodspectroscoop (Oxymon M III, Artinis Medical Systems, BV, Nederland) zal worden gebruikt om oxyhemoglobine, deoxyhemoglobine en totaal hemoglobine te bepalen door lichtverzwakking te meten bij golflengten van 760 en 864 nm, en geanalyseerd met behulp van algoritmen op basis van de gewijzigde wet van Beer-Lambert. Deze gegevens zullen worden gebruikt voor beschrijvende verkennende doeleinden, aangezien er beperkte gegevens zijn over de spieroxygenatie van de benen (vastus lateralis) en ademhalingsspieren (sternocleidomastoideus, parasternale en intercostale spieren) bij COPD-patiënten.

Buigpunt van de VT- en V'E-relatie: VT-gegevens worden gemiddeld over tijdvakken van 30 seconden en worden uitgezet tegen V'E in rust en gedurende alle trainingsintensiteiten voor elke individuele deelnemer. Het punt waarop VT afwijkt van lineariteit en begint te plateauen, wordt gedefinieerd als het buigpunt van de VT- en V'E-relatie. Twee verschillende waarnemers bepalen het buigpunt voor elke deelnemer tijdens de incrementele inspanningstest door individuele Hey-plots te onderzoeken.

Statistische analyse: gegevens worden gepresenteerd als gemiddelden ± SD, tenzij anders aangegeven. Pre- en post-longrevalidatie beschrijvende kenmerken, inspanningsreacties en Borg-scores op gestandaardiseerde evaluatiepunten (stappen van 10 watt, VT/V'E-buiging en piek) zullen worden vergeleken met behulp van gepaarde t-testen met Bonferroni-correcties waar van toepassing. Pearson-correlatiecoëfficiënten zullen worden gebruikt om de associatie tussen gemeten variabelen te onderzoeken: neuromechanische ontkoppeling, ademhalingspatroon, operationele longvolumes, Borg-beoordelingen en inspanningsvariabelen. Redenen om te stoppen met oefenen en kwalitatieve descriptoren van kortademigheid zullen worden geanalyseerd als frequentiestatistieken en worden vergeleken tussen pre- en postpulmonale revalidatie met behulp van de McNemar's exact-test bij gestandaardiseerde stappen van 10 watt in werktempo, VT/V'E-inflectie en piekoefening. Een P-waarde kleiner dan 0,05 wordt als statistisch significant beschouwd. Statistische analyse van de gegevens zal worden uitgevoerd met behulp van Stata v11.2 (StataCorp, Texas, VS).