Hoge intensiteitsintervaltraining en inspiratoire spiertraining (training)

Methoden Studieontwerp Deze studie werd uitgevoerd als een gerandomiseerde, gecontroleerde studie gedurende 8 weken en omvatte twee groepen. De onderzoeksprocedures werden uitgevoerd in het Department of Rehabilitation and Health Sciences, Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Saoedi-Arabië tussen juni 2024 en oktober 2024 Ethische overweging Het studieprotocol werd goedgekeurd door het Permanent Comité van Bioethics Research in Prince Sattam. Bin Abdulaziz University, Saoedi-Arabië (ID: SCBR-359/2024). De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de principes van de verklaring van Helsinki. Alle deelnemers aan de studie hebben een schriftelijk geïnformeerde toestemmingsformulier ondertekend. Het doel, de procedures en de potentiële risico's van het onderzoek werden uitgelegd aan de onderzoekspopulatie.

Randomisatie Een onderzoeker, niet betrokken in enig ander aspect van deze studie, voerde randomisatie uit door een blok randomisatieschema te creëren zonder stratificaties. Aanvankelijk werden randomisatiecodes gegenereerd met behulp van Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). De toewijzing werd vervolgens verborgen in opeenvolgend genummerde, verzegelde, niet-transparante enveloppen. In aanmerking komende deelnemers werden vervolgens gericht op een onderzoeker die verantwoordelijk was voor het toezicht op de behandeling, die hen willekeurig aan de studie- of controlegroep heeft toegewezen.

Onderwerpen:

In totaal werden 144 klinisch stabiele patiënten met COPD aangeworven uit lokale gezondheidsfaciliteiten en nabijgelegen ziekenhuizen en klinieken via advertenties om deel te nemen aan dit onderzoek en 100 voltooiden de follow-up van de studie.

De inclusiecriteria waren: 1) Diagnose van mild-tot-ernstige COPD volgens richtlijnencriteria met milde of ernstige luchtstroomobstructie (Gold II en III) (20), 2) Leeftijd ≥40 maar ≤70 jaar.

COPD wordt gedefinieerd door niet-omkeerbare luchtstroomobstructie FEV1-FVC-verhouding minder dan 70% van de voorspelde, FEV1 gelijk of meer dan 30% voorspeld na bronchusverwijdering. 3) Body mass index tussen 18 kg/m2 en <30 kg/m2, uitsluitingscriteria waren: 1) Alle musculoskeletale, cardiovasculaire of neurologische ziekten die deelnamen aan deelname aan HIIT, 2) verergering van COPD, 3) Deelname aan een pulmonale revalidatie programma of georganiseerde training in de afgelopen 6 maanden.

Een gespecialiseerde arts onderzocht alle deelnemers om degenen die niet aan de inclusiecriteria voldeden uit te sluiten en om hun veiligheid te waarborgen voor deelname aan een oefenprogramma met hoge intensiteit. Van elke deelnemer werd schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen na een inleidende sessie waarin de gedetailleerde evaluatie- en trainingsprocedures in het onderzoek werden uitgelegd. Alle deelnemers kregen de opdracht om hun reguliere lichamelijke activiteit en medicijnen gedurende de studieperiode te behouden. Deelnemers werden zowel bij aanvang als bij de trainingsinterventie beoordeeld. Baseline demografie wordt gepresenteerd in het linkerpaneel van tabel 1.

In aanmerking komende proefpersonen werden willekeurig toegewezen aan een van de twee groepen, hetzij de oefengroep (EX Group) beoefende HIIT en IMT of de controlegroep die een programma van therapeutisch onderwijs ontving en 30 minuten zelfgebaseerd fietsen of wandelen op cyclus ergometers of op loopbanden. Pulmonale functietests, incrementele cyclus ergometertests, cardiopulmonale trainingstests met gasuitwisselingsanalyse, 6 minuten lopen testen en inspiratoire spierkracht werden uitgevoerd en voor gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven (HRQOL) werd beoordeeld voor en na de interventieperiode.

Berekening van de steekproefgrootte De steekproefgrootte werd bepaald op basis van een geschatte effectgrootte (d = 0,65), afgeleid van veranderingen in PIMAX waargenomen in Larsons studie (21). Om de nulhypothese te verwerpen, werd de waarschijnlijkheid vastgesteld op 0,05, met een analysekracht op 90%, berekend met behulp van G*Power 3.1.9.7 -software (University of Dusseldorf, Dusseldorf, Duitsland). Een totaal van 100 deelnemers werden aanvankelijk aangeworven. De steekproefomvang werd echter verhoogd tot 120 om rekening te houden met een verwachte uitval tot 20%.

Antropometrische beoordelingen:

Alle deelnemers werden beoordeeld op lichaamsgewicht en lengte. Een gewichts- en hoogteschaal (detecto, gemaakt in de VS) werd gebruikt. Body Mass Index (BMI) werd berekend met behulp van de volgende formule:

BMI = gewicht (kg) / hoogte (m) 2

Pulmonale functietests longfunctietest werd uitgevoerd door hetzelfde ervaren personeel met behulp van Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, VS). De test werd herhaald totdat drie acceptabele spirogrammen werden verkregen. Een spirogram werd als acceptabel beschouwd als het artefactvrij was, adequate versterking aantoonde, een plateau van 6 seconden had aan het einde van de geforceerde expiratoire fase en de juiste naleving van de patiënt vertoonde. Metingen omvatten FEV1, gedwongen vitale capaciteit, totale longcapaciteit en restvolume (22).

De diffusiecapaciteit van de long voor koolmonoxide (DLCO) werd gemeten met behulp van de techniek met één adem met Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, VS) (23). Longfunctieparameters werden bepaald als percentage van voorspeld volgens de lengte, leeftijd en geslacht van de deelnemer op basis van samenvattende vergelijkingen (24,25).

Uitoefeningcapaciteit Een incrementele cyclus ergometer-test op een rechtopstaande cyclusergometer (Kettler Ergorace, Virginia Beach, VA)) met continue ECG-registratie werd uitgevoerd om piekwerklast te meten (W Peak). Patiënten begonnen te trappen bij een initiële belasting van 20 W, waarbij de weerstand elke minuut met 10 W toeneemt totdat ze uitputting bereikten. Tijdens de oefening werden de hartslag en de ademhalingsfrequentie elke minuut geregistreerd. Systolische bloeddruk, waargenomen inspanning (Borg RPE-schaal) en dyspneu (Borg CR-10-schaal) werden om de twee minuten beoordeeld. Alle variabelen werden ook gemeten vóór het sporten en op 1, 2, 4 en 10 minuten na de oefening.

Maximale incrementele cardiopulmonale trainingstests (CPET) met continue ECG -monitoring werd uitgevoerd voor de beoordeling van de trainingscapaciteit van patiënten met behulp van een Quark CPET -metabole kar (COSMED, Rome, Italië) op een stationaire cyclus ergometer (800s, Ergoline, Bitz, Duitsland) Volgens naar de ATS -richtlijnen (26).

De test begon met een opwarmperiode zonder weerstand van 5 minuten door te trappen bij 20W, dan werd de belasting elke minuut met 10W verhoogd tot uitputting. CPET werd beëindigd toen patiënten aangaven dat ze maximale inspanningen hadden bereikt als gevolg van spiervermoeidheid of dyspneu. De criteria voor testbeëindiging omvatten een onvermogen om een ​​trapcadans (<60 tpm) te handhaven in combinatie met subjectieve tekenen van vermoeidheid, zoals zweten en hyperpnea en een of meer van de volgende: piek VO2 groter dan 80% van de voorspelde waarde, maximum, maximaal Hartslag van meer dan 80% van de voorspelde hartslag, ademhalingsuitwisselingsratio (RER) meer dan 1,0, of het bereiken van een Vo₂ -plateau (waar zuurstofopname niet langer toegenomen ondanks een continue toename van de werklast) (27,28). De gemeten cardiorespiratoire parameters waren hartslag, ademhalingsfrequentie, kleine ventilatie, piek O2 -consumptie, kleine ventilatie, pulmonale zuurstofopname (VO2), koolstofdioxide -stroom afgewezen door het ventilatiesysteem (VCO2), anaërobe drempel en respiratoire uitwisselingsverhouding (RER) . Systolische bloeddruk, samen met subjectieve beoordelingen van waargenomen inspanning (met behulp van de Borg RPE-schaal) en dyspneu (met behulp van de Borg CR-10-schaal) werden om de twee minuten geregistreerd (29).

Functionele trainingscapaciteit functionele trainingscapaciteit werd beoordeeld met behulp van de 6MWT uitgevoerd op een 30 m langs een vlakke gang volgens de richtlijnen van de American Thoracic Society (30). Hartslag, ademhalingssnelheid, zuurstofverzadiging en dyspneu werden voor en na het testen beoordeeld. Elke patiënt ontving gestandaardiseerde pre-testinstructies en verbale aanmoediging elke minuut tijdens de test. Twee tests werden uitgevoerd, met de eerste diende als een vertrouwdheidstudie en niet opgenomen in de analyse (31).

Ademhalingsspiersterkte ademhalingsspiersterkte werd geëvalueerd door Pimax te meten met een digitale monddrukmeter (Micro RPM®, Micro Medical, Verenigd Koninkrijk). De hoogste waarde van drie proeven-ach variërend met minder dan 10%-werd geregistreerd, met ten minste 30 seconden rust tussen elke poging. Een PIMAX van 60 cm H2O werd ingesteld als de ondergrens voor normaal (32).

Gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven Gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven (HRQOL) werd beoordeeld met behulp van de St. George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) (33), is een gestandaardiseerde zelfbeheerde vragenlijst die is ontworpen om zelf-waargenomen gezondheidsstoornissen en kwaliteit van leven te meten bij personen met luchtwegziekten. Het evalueert drie domeinen-symptomen, activiteitsbeperkingen en impact van ziekten met 50 items met 76 gewogen reacties, inclusief symptomen (acht items), activiteit (16 items) en effecten (26 items). De totale score van de vragenlijst wordt beoordeeld van 0 tot 100, waarbij 0 de beste kwaliteit van leven vertegenwoordigt en 100 de slechtste kwaliteit van leven vertegenwoordigt.

De symptomen van de COPD-beoordelingstest deelnemers worden gedocumenteerd met behulp van de COPD Assessment Test (CAT) (34), een vragenlijst met acht items over onderwerpen zoals hoest, sputumproductie, strakheid van de borst, ademloosheid op heuvels of trappen, beperkingen in huisactiviteiten, slaap kwaliteit en vermoeidheid. Een hogere score weerspiegelt een grotere impact van COPD op het leven van de deelnemer (35).

Dyspneu De Modified Medical Research Council Dyspnea Scale (MMRC) werd gebruikt om de ernst van dyspneu te evalueren. Het is een schaal van 0-4 die is ontworpen om de impact van dyspneu op fysieke activiteit te meten bij personen met ademhalingsaandoeningen. Op deze schaal duidt een score van 0 alleen dyspneu aan tijdens intense fysieke inspanning, terwijl een score van 4 ernstige ademloosheid weerspiegelt die voorkomt dat het individu het huis verlaat of moeilijkheid veroorzaakt tijdens activiteiten zoals aankleden of uitkleden. Onderwerpen zijn vereist om het activiteitsniveau te markeren waarop ze dyspneu ervaren (36).

HIIT-protocollen De oefentraining werd 8 weken op een poliklinische basis uitgevoerd, waarbij elke sessie begon en eindigend met 10 minuten fietsen op een ergometer op een ergometer bij 30% -40% van het baseline piekvermogen (WRPEAK) voor warming-up en koel omlaag. Het hoge intensiteitsintervaltraining (HIIT) protocol omvatte vier intervallen, elk duren van 4 minuten, beginnend bij 70% van het maximale vermogen (WRPEAK) en gebouw tot een doelintensiteit van ten minste 85% van de maximale hartslag (HRMAX). Elk interval werd gevolgd door een actieve herstelperiode van 3 minuten bij 30% van WRPeak. Het volledige intervalblok duurde 28 minuten en de hele sessie was 42 minuten. De hartslag werd continu gevolgd met een polaire hartslagmonitor (Polar V800, Polar Electro OY, Kempele, Finland). Alle trainingssessies werden begeleid, met verbale aanmoediging gegeven tijdens intervallen. Hartslag- en Borg-schaalratings werden geregistreerd aan het einde van elk interval, gericht op ongeveer 90% van de maximaal voorspelde hartslag en een Borg-rating van 5-7 op de gemodificeerde Borg-schaal. Tijdens de actieve rustfasen van 3 minuten werd de intensiteit verlaagd om een ​​doelhartslag van 50-60% van het voorspelde maximum te bereiken. Een ademhalingsfysiotherapeut hield toezicht op elke sessie en gaf begeleiding, aanmoediging en het waarborgen van veiligheid (29).

IMT voorafgaand aan het begin van IMT, werden studie -deelnemers voorzien van een overzicht van IMT door een getrainde fysiotherapeut. De maximale inspiratoire druk (PIMAX) werd geregistreerd voordat de training begon. Alle sessies werden gehouden op dezelfde locatie en het tijdstip van de dag in een goed geventileerde kamer. Vóór elke sessie zaten de deelnemers comfortabel in een stoel en verschillende parameters, waaronder de hartslag (HR), zuurstofverzadiging (SPO2), systolische bloeddruk (SBP), diastolische bloeddruk (DBP) en Borg-schaalscore worden gemeten. Nadat de klinische stabiliteit was bevestigd, rustten de proefpersonen minimaal vijf minuten en begonnen de sessie toen ze zich klaar voelden.

Deelnemers zaten in een ontspannen positie met hun bovenste borst, schouders en ondersteunde armen. Een neusclip werd aangebracht en ze kregen de opdracht om het mondstuk te nemen, hun lippen stevig af te dichten, diep en langzaam in te ademen om het getijdenvolume te vergroten en vervolgens volledig uit te ademen met minimale inspanning. Ze werden geadviseerd om diafragmatische ademhaling te handhaven en hun schouders en benen overal ontspannen te houden. Symptomen zoals duizeligheid, vermoeidheid en kortademigheid werden nauwlettend gevolgd en de hartslag en SPO2 werden gevolgd met een pulsoximeter. De IMT-sessies gebruikten het drempel IMT®-apparaat (Respironics New Jersey, Inc., VS) en omvatten 2-3 sets van 30 ademhalingen (in totaal 60-90 ademhalingen per sessie), met een rust van twee minuten tussen sets, drie dagen per week. Aanvankelijk begonnen de deelnemers met een weerstand die de eerste week 30% van hun Pimax vereist. Deze belasting nam geleidelijk wekelijks met 10% toe om tegen het einde van de eerste maand 60% van hun Pimax te bereiken. Wekelijkse PIMAX -beoordelingen werden uitgevoerd om de juiste belastingaanpassingen te garanderen. IMT ging vervolgens verder met 60% van de Pimax van elke deelnemer, wekelijks aangepast op basis van de meest recente Pimax -meting. Alle beoordelingen van de ademhalingsspiersterkte werden uitgevoerd door dezelfde getrainde fysiotherapeut om de consistentie te behouden.

Deelnemers aan de controlegroep voerden 8 weken, 3 dagen per week een begeleid programma uit. Het programma omvatte therapeutisch onderwijs en 30 minuten zelfgebaseerd fietsen of wandelen op cyclus ergometers en op loopbanden. Na elke sessie werd Borg's waargenomen inspanning gemeten.

Statistische analyse Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van SPSS -softwareversie 23 (Chicago, IL). Alle gegevens werden uitgedrukt als gemiddelde ± SD. De Shapiro-Wilk-test werd gebruikt om te controleren of de continue variabelen een normale verdeling volgden. Een onafhankelijke t-test werd uitgevoerd om de homogeniteit van basiskenmerken van parametrische gegevens tussen de twee groepen te bevestigen. Een tweeweg gemengde variantieanalyse (ANOVA) (2 x 2, groep x tijd) werd gebruikt om de verschillen voor en na behandeling in de interessante variabelen tussen de HIIT- en controlegroepen te onderzoeken. De p-waarde werd ingesteld op p <0,05.