Forbedrer lungerehabilitering pusten til KOLS-pasienter (PR-COPD)

Hensikten med denne studien er å finne ut om 8 uker med lungerehabilitering kan redusere nevromekanisk frakobling (en forskjell mellom innsatsen/driften til å puste og pusteresponsen) hos pasienter med KOLS og å avgjøre om denne reduksjonen er assosiert med forbedringer i både intensitet og kvalitative dimensjoner av dyspné under trening.

Lungerehabilitering er en trenings- og opplæringsintervensjon designet for å hjelpe pasienter med å takle dyspné og trene effektivt. Lungerehabiliteringsprogrammer som inkluderer treningstrening er den mest effektive ikke-farmakologiske metoden for å redusere dyspné ved KOLS. Imidlertid er de nøyaktige mekanismene for lindring av dyspné etter trening fortsatt ukjent. Å forstå den patofysiologiske grunnen til dette svekkende symptomet er avgjørende for å utvikle effektive symptombaserte strategier for dyspnébehandling.

Deltakere med KOLS vil rapportere til treningslaboratoriet ved 3 separate besøk. Besøk 1 vil fungere som et første screeningbesøk der deltakerne vil gi skriftlig informert samtykke før de blir kjent med alle testprosedyrer og symptomskalaer, etterfulgt av gjennomføring av en inkrementell syklustreningstest. De resterende 2 forsøksbesøkene vil bli gjennomført umiddelbart før og etter 8 uker med lungerehabilitering. Besøk 2 og 3 vil inkludere: symptomrelaterte spørreskjemaer, lungefunksjonstester, funksjonstest og en syklustest med konstant arbeidsfrekvens (CWR) med 75 % av maksimal arbeidsrate oppnådd under besøk 1. CWR-sykkeltreningstestene vil bli utført med instrumentering av et spiserørskateter og detaljerte fysiologiske og sensoriske målinger vil bli oppnådd ved begge besøkene. Sammenligningen av data fra besøk 2 og 3 vil ta for seg etterforskernes hypoteser.

Studiedeltakere: Studien vil inkludere totalt 12 KOLS-deltakere. Lungerehabilitering: Lungerehabiliteringsprogrammet gir opplæring og treningstrening for pasienter med kronisk lungesykdom for å hjelpe dem med symptombehandling og forbedre deres daglige funksjonsevne. 8 ukers programmet innebærer 3 besøk per uke i 2 timer hvert besøk (1 times opplæring og 1 time trening). Lungerehabiliteringsprogrammet er vanlig omsorg for alle deltakerne i denne studien.

Treningsprotokoll: En symptombegrenset inkrementell treningstest vil bli utført ved besøk 1 ved bruk av et elektronisk bremset sykkelergometer i henhold til anbefalte retningslinjer. Testen vil bestå av steady-state hvile i 10 minutter, 1 minutts oppvarming ved 0 watt, og 10 watt trinnvise økninger i arbeidshastighet hvert minutt frem til symptombegrensning. CWR-testen utført på besøk 2 og 3 vil bestå av 1 minutts oppvarming etterfulgt av en økning i arbeidsfrekvensen til 75 % av den maksimale inkrementelle arbeidsfrekvensen.

Målinger Lungefunksjon: Spirometri, pletysmografi, diffusjonskapasitet og maksimalt respirasjonstrykk vil bli utført ved besøk 1 i henhold til standard anbefaling. Besøk 2 og 3 vil inkludere spirometri, pletysmografi og maksimalt respirasjonstrykk. 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 . Før-til-post-intervensjon endringer i dyspné vil også bli vurdert med Transition Dyspnea Index.

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, (tidalvolum) VT, og pustefrekvens (Vmax 229d med Autobox 6200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA). Driftsvolumer (dvs. endeekspiratoriske og endeinspiratoriske lungevolumer) vil bli utledet fra dynamiske inspiratoriske kapasitetsmanøvrer (IC) som tidligere beskrevet 26. 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. Treningstester vil bli avsluttet basert på etablerte kriterier i henhold til American College of Sports Medicine retningslinjer.

Respirasjonsmekanikk: Diafragmatisk elektromyografi (EMGdi) vil bli målt ved hjelp av et multi-par elektrodekateter som kombinerer to ballonger for måling av esophageal og gastrisk trykk. Lidokain spray eller gel (en lokalbedøvelse) vil bli brukt til å fryse deltakerens nese og bak i halsen. Deretter, mens deltakeren nipper til vann gjennom et sugerør, vil en erfaren tekniker føre kateteret gjennom deltakernes nese og inn i magen via spiserøret. Kateteret vil bli plassert basert på styrken til EMGdi-signalet under spontan pusting. Det rå EMGdi-signalet vil bli konvertert til et rotmiddelkvadrat (RMS). Maksimal RMS for hver inspirasjon vil bli bestemt mellom QRS-komplekser for å unngå påvirkning av EKG-artefakt 30. Maksimal EMGdi (EMGdimax) vil bli oppnådd under IC, sniff og maksimalt inspiratorisk trykkmanøvrer. Forholdet mellom EMGdi og EMGdimax vil bli brukt som en indeks for neural respirasjonsdrift. Forholdet mellom VT og vital kapasitet (VC) vil bli brukt for å representere den mekaniske responsen til luftveiene. Normalisering for EMGdimax og VC gjør at stimulusintensiteten kan standardiseres og sammenlignes på tvers av individer. Dermed vil nevromekanisk frakobling av respirasjonssystemet bli bestemt som forholdet (eller interaksjonen) mellom nevral drift og den mekaniske responsen til respirasjonssystemet (EMGdi/EMGdimax: VT/VC).

Det mekaniske pustearbeidet (WOB) vil bli bestemt ved å bruke modifiserte Campbell-diagrammer som tidligere brukt. Kompatibilitet med brystvegg vil bli hentet fra litteraturen og plassert som tidligere beskrevet. WOB-en vil bli delt inn i sine resistive og elastiske komponenter. Disse dataene vil bli sammenlignet med WOB-dataene i tidligere KOLS-studier.

Muskeloksygenering og hemodynamikk: Muskeloksygenering vil bli overvåket non-invasivt ved bruk av nær infrarød spektroskopi. 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 undersøkelsesformål ettersom det finnes begrensede data om muskeloksygenering av bena (vastus lateralis) og respiratoriske muskler (sternocleidomastoid, parasternal og interkostal) hos KOLS-pasienter.

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 ± SD med mindre annet er spesifisert. Beskrivende karakteristika for pre- og post-pulmonal rehabilitering, treningsrespons og Borg-vurderinger ved standardiserte evalueringspunkter (10 watt-intervaller, VT/V'E-bøyning og topp) vil bli sammenlignet ved bruk av parede t-tester med Bonferroni-korreksjoner der det er aktuelt. Pearson-korrelasjonskoeffisienter vil bli brukt for å undersøke sammenhengen mellom målte variabler: nevromekanisk frakobling, pustemønster, operasjonelle lungevolum, Borg-vurderinger og treningsvariabler. Årsaker til å stoppe trening og kvalitative deskriptorer for dyspné vil bli analysert som frekvensstatistikk og sammenlignet mellom pre- og postpulmonal rehabilitering ved bruk av McNemars eksakte test ved standardiserte 10 watt-intervaller i arbeidsfrekvens, 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).