Overflate respiratorisk elektromyografimålinger under tredemølletrening hos stabile pasienter med KOLS

Forsøkspersoner Denne selvtilsvarende kliniske studien inkluderte tjue pasienter med KOLS (aldersspenn, 40-80 år) behandlet ved polikliniske respirasjonsmedisinske avdelinger ved First Affiliated Hospital ved Guangzhou Medical University mellom juli 2016 og desember 2016. Diagnosen KOLS hos alle deltakerne ble målt ved bruk av lungespirometri, i henhold til Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD).1 Inklusjonskriterier: 1) post bronkodilatator tvunget ekspirasjonsvolum på 1 s [FEV1]/tvungen vitalkapasitet [ FVC] ,70 % og FEV1 ,50 % av den predikerte verdien); 2) bronkial dilatasjonstest (BDT) negativ. Eksklusjonskriterier: 1) akutt forverring de siste 4 ukene; 2) bruk av orale kortikosteroider innen 4 uker; og 3) røyke mer enn 10 sigaretter daglig; (4) historie med andre respiratoriske, kardiovaskulære, nevromuskulære og muskel-skjelettsykdommer som kan forstyrre treningsytelsen og inspiratoriske muskelaktiviteter.

Studiedesign Denne studien er gjennomgått og publisert på ClinicalTrials.gov offentlig nettsted (identifikator: NCT03017300, klinisk utprøvingsdato for registrering: 29. mars 2017). Studieprotokollen ble godkjent av den etiske komiteen ved det første tilknyttede sykehuset ved Guangzhou Medical University. Informert samtykke ble innhentet fra KOLS-pasienter før deltagelse i denne studien. For å sikre at rettighetene til alle deltakerne ble beskyttet, overholdt forskerne Helsingfors-erklæringen og de etiske prinsippene ved utforming og gjennomføring av klinisk forskning.

Målinger av transøsofageal diafragmatisk EMG (EMGdi,es) EMGdi,es er den klassiske representative indeksen som beskriver aktiviteten til diafragmatiske myoelektriske signaler, de elektriske manifestasjonene av eksitasjonsprosessen fremkalt av aksjonspotensialer som forplanter seg langs muskelfibermembraner. EMG-signalet blir oppdaget med flere elektroder og deretter forsterket, filtrert og vist på en skjerm eller digitalisert for å lette videre analyse. Elektromyografi av åndedrettsmuskler kan brukes til å vurdere nivået og mønsteret av deres aktivering for å oppdage og diagnostisere nevromuskulær patologi og, kombinert med tester av mekanisk funksjon, for å vurdere effekten av muskelens kontraktile funksjon. Nevral respirasjonsdrift, uttrykt som EMGdi, ble målt ved bruk av en flerpars esophageal-elektrode bestående av ni påfølgende spoler sammensatt av fem elektrodepar plassert i spiserøret og krysser cardia. EMGdi-signaler innhentet med digital sampling ved 2 kHz ble båndpassfiltrert (10 Hz-3 kHz) og forsterket. Topp RMS per respirasjonssyklus ble beregnet og gjennomsnittlig over 1 min. RMS for EMGdi-signalet er kvantifiseringen av den totale EMGdi-effekten. Teoretisk reflekterer RMS til EMGdi kraftutgangen fra hjernestammens respirasjonssenter til de perifere respirasjonsmusklene og reflekterer også følelsen av dyspné.

Målinger av overflateinspiratoriske EMG EMG-elektroder Den elektriske aktiviteten til overflateinspiratorisk EMG ble utledet transkutant fra par med engangselektroder (Neotrode, Conmed Corporation, New York, USA). For felles- eller jordelektroden ble den samme engangselektroden brukt. Elektrisk aktivitet til sternocleidomastoidmusklene og interkostalmusklene ble avledet transkutant fra gjenbrukbare bipolare elektroder dannet av to smale kantelektrodehus, som hver inneholdt en 4 mm Ag-AgCl sintret elektrodepall (InVivo Metrics, Healdsburg, USA), sammenkoblet med en plastklips, (hjemmelaget UMCG) Groningen, Nederland) i en avstand på 14 mm. Etter å ha fylt elektrodehulen med elektrodegel, ble enheten festet til huden ved hjelp av dobbeltsidige lim. Alle EMG-signaler oppdaget av elektroder ble overført til det biologiske signalinnsamlings- og analysesystemet (Powerlab 16/35; ADInstruments) med skjermede kabler med lav støy.

Elektrodeplassering Overflatediafragmatisk EMG (EMGdi,sur): Det overflatedetekterende elektrodeparet ble plassert separat ved skjæringspunktet mellom det sjette og åtte interkostale rommet og fremre aksillære linje, i en avstand på 5 cm.10 Overflate parasternal EMG (EMGpara): Overflatedeteksjonselektrodene ble plassert bilateralt i det andre interkostale rommet, ca. 3 cm parasternal, en referansejordelektrode ble plassert i brystbensvinkelen.

Overflate sternocleidomastoid EMG (EMGsc): Overflatedeteksjonselektrode ble plassert på 1/3 og 2/3 av total lengde av sternocleidomastoid, en referansejordelektrode ble plassert ved suprasternal fossa.

Treningstesting Alle forsøkspersoner utførte en maksimal inkrementell syklusergometritest i sittende stilling, for å minimere effekten av muskelaktivitet som er nødvendig for kroppsstabilisering (Ergoselect 200 K; Cosmed, Roma, Italia). Videre, for å minimere muskelaktivitet for hodeposisjonering, ble forsøkspersonene instruert til å se rett frem under målingene. Testen besto av en steady-state hvileperiode på 3 minutter etterfulgt av 1 min ubelastet pedaling med 60 sykluser/min for hver enkelt person; treningsbelastningen ble økt med 10 W hvert minutt inntil testen måtte stoppes fordi symptomene hindret videre trening. Etter at testresultatene ble registrert, ble EMGdi,es og hver overflateinspiratorisk EMG med maksimal treningskapasitet analysert.