Evaluering av følelsen av åndenød hos pasienter med cystisk fibrose (CF_Dyspnea)

Hensikten med denne studien er å finne ut om følelsen av åndenød (dyspné) er kvalitativt og kvantitativt forskjellig hos pasienter med cystisk fibrose (CF) sammenlignet med alder og kjønnsmatchede friske kontroller under trening, og å avgjøre om disse forskjellene kan forklares med forskjeller i ventilasjonsresponsen på trening.

Å forstå progresjonen av dyspné under trening vil gjøre det mulig for etterforskerne å bedre forstå de patofysiologiske mekanismene til dette svekkende symptomet hos pasienter med CF. En mer omfattende forståelse av mekanismene som ligger til grunn for anstrengelsesdyspné kan til slutt føre til nye terapeutiske intervensjoner (farmakologiske og ikke-farmakologiske) som vil ha en positiv innvirkning på treningsbegrensninger ved CF. En sunn kontrollgruppe vil gjøre det mulig for etterforskere å bedre identifisere de "normale" fysiologiske og perseptuelle responsene på trening, slik at direkte sammenligninger med pasienter med CF kan trekkes.

Eksperimentell oversikt: Deltakere med CF og friske kontrolldeltakere vil rapportere til treningslaboratoriet for ett besøk. Informert samtykke, sykehistoriescreening, evaluering av kronisk aktivitetsrelatert dyspné og antropometriske målinger vil først bli innhentet. Forsøkspersonene vil da bli kjent med syklusergometeret, pusteapparatet og symptomskalaen. Dette vil bli etterfulgt av enkel spirometritesting. Deretter vil deltakerne hvile før en symptombegrenset inkrementell syklustreningstest. Detaljerte fysiologiske og sensoriske målinger vil bli oppnådd under familiariserings- og treningstestøktene. Data fra treningstesten vil ta for oss hypotesene våre.

Studiedeltakere: Studien vil inkludere totalt 40 deltakere. Av de 40 deltakerne vil 20 være pasienter med CF og 20 vil være friske kontroller med alder og kjønn.

Treningsprotokoll: En symptombegrenset inkrementell treningstest vil bli utført ved bruk av et elektronisk bremset syklusergometer i henhold til anbefalte retningslinjer. Testen vil bestå av steady-state hvile i 10 minutter, 1 minutts oppvarming ved 0 watt, og 20 watt trinnvise økninger i arbeidshastighet hvert 2. minutt frem til symptombegrensning.

Bekjentskapsøkt med målinger: Deltakere og kontrolldeltakere vil trene på sykkelergometeret med svært lav arbeidshastighet (0W og 20W) i 2 minutter ved hver intensitet for å bli kjent med sykkelergometeret, pusteapparatet og symptomskalaen (se detaljer nedenfor). ).

Lungefunksjon: Spirometri og maksimalt respirasjonstrykk vil bli utført i henhold til standardanbefalinger. Et kommersielt tilgjengelig kardiopulmonalt testsystem (Vmax 229d med Autobox 6200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA) vil bli brukt, og alle målinger vil bli uttrykt som prosent av predikerte normale verdier.

Dyspné-evaluering: Dyspnéintensitet (definert som "følelsen av anstrengt eller vanskelig å puste") og oppfattet ubehag i benet vil bli evaluert i hvile, hvert minutt under trening og ved topptrening ved bruk av den modifiserte 10-punkts Borg-skalaen ved alle testbesøk. Deltakerne vil bli bedt om å beskrive sin dyspné under trening før intensitetsvurderingene og ved avsluttet trening ved å bruke følgende 3 beskrivelser: (1) "pusten min krever mer arbeid og innsats" (arbeid og innsats); (2) "Jeg kan ikke få nok luft inn" (utilfreds inspirasjon); (3) "Jeg får ikke nok luft ut" (utilfreds utløp). Ingen av alle 3 beskrivelsene kan velges til enhver tid. Ved opphør av trening vil deltakerne bli bedt om å verbalisere hovedårsaken(e) til å stoppe treningen (dvs. ubehag ved å puste, ubehag i bena, kombinasjon av pust og ben, eller en annen årsak) og velge kvalitative deskriptorer for åndenød ved hjelp av et etablert spørreskjema .

Kardio-respiratoriske reaksjoner på trening: Standard kardio-respiratoriske mål vil bli registrert på pust-for-pust-basis og gjennomsnittlig over 30-sekunders epoker, inkludert minuttventilasjon (V'E), oksygenforbruk (VO2), karbondioksidproduksjon ( CO2), partialtrykk av end-tidal CO2, VT og pustefrekvens (Vmax 229d med Autobox 6200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA). Operasjonsvolumer (dvs. endeekspiratoriske og endeinspiratoriske lungevolumer) vil bli avledet fra dynamiske inspiratoriske kapasitetsmanøvrer (IC) som tidligere beskrevet. Et indirekte mål på neural respirasjonsdrift vil bli oppnådd ikke-invasivt ved bruk av bipolar overflateelektromyografi (EMG) elektroder plassert over de høyre parasternale interkostalene og sternocleidomastoid som tidligere beskrevet. Av sikkerhetshensyn vil elektrokardiografi bli overvåket ved hjelp av et 12-avlednings elektrokardiogram (EKG), blodtrykk vil bli målt ved hjelp av et manuelt sfygmomanometer, og arteriell oksygenmetning vil bli overvåket ved hjelp av pulsoksymetri. Alle treningstester vil bli administrert av erfarne treningsfysiologer. Tester som involverer pasienter med CF og friske kontroller vil bli overvåket av en lege. Treningstester vil bli avsluttet basert på etablerte kriterier i henhold til American College of Sports Medicine retningslinjer.

Muskeloksygenering og hemodynamikk: Muskeloksygenering vil bli overvåket non-invasivt ved bruk av nær infrarød spektroskopi hos alle deltakere. Et fire-kanals kontinuerlig bølge nær-infrarødt spektroskop (Oxymon M III, Artinis Medical Systems, BV, Nederland) vil bli brukt til å bestemme oksyhemoglobin, deoksyhemoglobin og totalt hemoglobin ved å måle lysdempning ved 760 og 864 nm bølgelengder, og analysert ved hjelp av algoritmer basert på den modifiserte Beer-Lambert-loven. Disse dataene vil bli brukt til beskrivende utforskende formål for å undersøke forholdet mellom muskeloksygenering av beinet (vastus lateralis) og respiratoriske muskler (sternocleidomastoid, parasternal og interkostaler), og sensoriske responser på trening hos CF-pasienter.

Computed Tomography Fenotyping: Eksisterende chest computed tomography (CT) skanninger, oppnådd gjennom rutinemessig klinisk praksis, vil bli brukt til beskrivende utforskende formål for å undersøke forholdet mellom omfanget av bronkiektasi vs. slimplugging vs. luftfangst (basert på CF-spesifikk CT) scoring) på de fysiologiske og sensoriske responsene på trening hos pasienter med CF.

Bøyepunkt for VT- og V'E-forholdet: VT-data vil beregnes i gjennomsnitt over 30-sekunders epoker og vil plottes mot V'E i hvile og gjennom alle treningsintensiteter for hver enkelt deltaker. Punktet der VT avviker fra linearitet og begynner å platå vil bli definert som bøyningspunktet for VT- og V'E-forholdet. To forskjellige observatører vil bestemme bøyningspunktet for hver deltaker under den inkrementelle treningstesten ved å undersøke individuelle Hey-plott.

Statistisk analyse Data vil bli presentert som gjennomsnitt ± standardavvik (SD) med mindre annet er spesifisert. Mellom gruppesammenlikninger (CF vs. sunn kontroll) for beskrivende egenskaper, treningsresponser og Borg-vurderinger ved standardiserte evalueringspunkter (20 watt-intervaller, VT/minutt ventilasjon (V'E)-bøyning og topp) vil bli sammenlignet med uparrede t- tester med Bonferroni-korreksjoner der det er aktuelt. Pearson-korrelasjonskoeffisienter vil bli brukt for å undersøke sammenhengen mellom målte variabler: parasternal elektromyografi, pustemønster, operasjonelle lungevolum, Borg-vurderinger og treningsvariabler. Årsaker til å stoppe treningen og kvalitative beskrivelser av dyspné vil bli analysert som frekvensstatistikk og sammenlignet mellom kontroll- og CF-deltakere ved å bruke Fishers eksakte test ved standardiserte 20 watt-intervaller i arbeidshastighet, VT/V'E-bøyning og topptrening. En P-verdi mindre enn 0,05 vil bli sett på som statistisk signifikant. Statistisk analyse av dataene vil bli utført ved bruk av Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA).

Prøvestørrelse og kraftberegning: Å bestemme tilstrekkelig prøvestørrelse for kvalitative deskriptorer av dyspné ved CF er vanskelig fordi det finnes begrensede data i denne populasjonen. Derfor er prøvestørrelsen i denne studien basert på tidligere studier av dyspné-intensitetsvurderinger og VT-responsen hos pasienter med kronisk obstruktiv lungesykdom under trening. I disse studiene ble statistisk signifikante resultater oppdaget ved bruk av en prøvestørrelse på 16, under forutsetningene: en SD på omtrent 1,5 enheter, en forskjell på omtrent 1,5 enheter funnet mellom VT/V'E-bøyepunktet og toppøvelsen, en to- sidetest, 80 % effekt og α = 0,05. Dermed vil en prøvestørrelse på 20 deltakere i denne studien sannsynligvis ha tilstrekkelig kraft for etterforskernes analyser.