Funksjonell styrketrening og nevromuskulær elektrisk stimulering ved alvorlige akutte eksacerbasjoner av KOLS

Kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er en progressiv og livstruende tilstand preget av vedvarende luftveissymptomer og luftstrømsbegrensning. Det påvirker 384 millioner mennesker, er en av hovedårsakene til sykelighet og den tredje årsaken til dødelighet på verdensbasis, ansvarlig for rundt 3 millioner dødsfall årlig. Følgelig resulterer KOLS i betydelig og økende helsemessig, økonomisk og sosial belastning. Banen til KOLS er ofte preget av akutte eksacerbasjoner (AECOPD), definert som episoder med akutt forverring av luftveissymptomer som resulterer i tilleggsbehandling.

Alvorlig AECOPD fører til sykehusinnleggelse og står for mer enn 70 % av alle KOLS-relaterte kostnader. AECOPD er assosiert med fysisk inaktivitet, muskelsvakhet i quadriceps og redusert treningskapasitet, noe som påvirker pasientenes helsetilstand negativt, og øker pasientens mottakelighet for residiv av eksaserbasjoner, sykehusinnleggelser og død. Derfor er å minimere de negative følgene av AECOPD og forhindre rehospitalisering grunnleggende behandlingsmål for enkeltpersoner, familier og helse-, økonomiske og sosiale systemer.

Personer som skrives ut fra sykehuset etter en AECOPD har godt av å delta i lungerehabilitering, men opptaket er generelt lavt. For all del er det imidlertid viktig å maksimere pasientens funksjonelle ytelse og minimere symptomer under aktiviteter innen utskrivningstidspunktet. Under en AECOPD opplever pasienter økt dyspné. Følgelig foretrekkes treningsmodaliteter med minimale ventilasjonskrav. Til dags dato har lette aerobe øvelser, som tidlig mobilisering og lavintensiv ambulering, blitt en del av standarden for omsorg. Ikke desto mindre kan ytterligere styrketrening ved bruk av nevromuskulær elektrisk stimulering (NMES) og funksjonelle øvelser, som har vist seg å forhindre skjelettmuskeldysfunksjon samtidig som det induserer minimalt stress i ventilasjonssystemet, være av merverdi for å optimere pasientenes funksjonelle ytelse og symptomer ved utskrivning.

Forskerne antar at å legge til funksjonell styrketrening og NMES til standard mobiliseringspraksis under sykehusinnleggelse for en AECOPD vil: i) bevare eller forbedre pasientenes funksjonelle ytelse; ii) redusere symptomer på dyspné og tretthet og iii) redusere korttidsreinnleggelsesraten.

Derfor har denne studien som mål å evaluere effekten av å legge til funksjonell styrketrening og NMES til standard mobiliseringspraksis under sykehusinnleggelse for en AECOPD på:

• funksjonell ytelse (primært resultat);
• symptomer på dyspné og tretthet (sekundært utfall);
• reinnleggelsesrate (utforskende utfall).

Innlagte pasienter med AECOPD vil bli rekruttert fortløpende ved sykehuset "Ziekenhuis Oost-Limburg" (ZOL). Pasienter vil være kvalifisert hvis de: i) er innlagt på sykehus på grunn av en AECOPD i henhold til kriteriene for Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease, ii) inkludert innen 48 timer etter sykehusinnleggelse og iii) i stand til å gi informert samtykke. Eksklusjonskriterier vil omfatte: i) behov for mekanisk ventilasjon eller innleggelse på intensivavdelingen; ii) ustabil kardiovaskulær sykdom; iii) sykehusinnleggelse i forrige måned; iv) betydelig muskel- og skjelettsvikt eller nevromuskulær svekkelse som utelukker gjennomføring av testene eller deltakelse i studien; v) tegn på kognitiv svikt; vi) nåværende neoplastisk eller immunologisk sykdom; vii) implanterbare elektroniske enheter (f.eks. pacemaker, implanterbar cardioverter defibrillator (ICD), cardiac resynchronization therapy (CRT) enhet) og viii) sensitivitetsendringer.

En randomisert kontrollert studie vil bli gjennomført. Forskere vil gi pasienter en kort forklaring om studien, avklare tvil og innhente informert samtykke. Pasienter vil bli vurdert på 3 tidspunkter: innen 48 timer etter sykehusinnleggelse (baseline-vurdering), på utskrivelsesdagen (etter vurdering) og 1 måned etter utskrivning (1-måneds oppfølging). I tillegg vil pasientenes kliniske journaler bli sjekket for å vurdere nye AECOPD-relaterte sykehusinnleggelser inntil 6 måneder etter utskrivning.

Etter baseline-vurdering vil pasienter bli tilfeldig allokert (forhold 1:1) til enten den eksperimentelle eller standardbehandlingsgruppen. Randomisering vil bli utført ved hjelp av en tilfeldig tallgenerator. Begge gruppene vil få daglig behandling frem til utskrivning. Alle behandlingsøkter vil bli utført av det erfarne fysioterapeutteamet på sykehuset og/eller av et utdannet medlem av forskningsteamet som ikke er involvert i vurderingene. Pasientenes symptomer, vitale tegn og perifere oksygenmetninger vil bli overvåket i alle økter.

Standardomsorgsgruppen vil motta den vanlige behandlingen levert på sykehuset, det vil si rutinemessig medisinsk behandling og daglige økter på ca. 15 minutter bestående av luftveisklaringsteknikker og pusteøvelser ved indikasjon, mobilisering og lavintensiv daglig gang-/sykkeltrening ( 5 til 10 minutter) i henhold til pasientens toleranse.

Eksperimentgruppen vil motta standard omsorg pluss funksjonell styrketrening og quadriceps nevromuskulær elektrisk stimulering. Funksjonell styrketrening vil inkludere underekstremitet (f.eks. reiser seg fra stolen, hælen reiser seg) og øvre lem (f.eks. armhevinger fra stolen og mot veggen) øvelser i 15 min/dag. Målnivåer for dyspné og/eller opplevd anstrengelse vil være 4 til 6 i den modifiserte Borg-skalaen. For NMES vil elektrodene plasseres i lengderetningen på vastus intermedius og vastus medialis, og en symmetrisk bifasisk pulsbølgeform, med en pulsvarighet på 400 ms, en frekvens på 50 Hz, i sykluser på 8 sekunders sammentrekning og 20 sekunders hvile, vil bli brukt i 30 minutter /dag. Den høyeste intensiteten som tåles av pasienten vil bli brukt og intensiteten vil økes hver gang pasienten føler seg komfortabel med å øke intensiteten. Enheten "Compex Pro Rehab" (CE-0473) vil bli brukt.

Alle vurderingene vil bli utført av en erfaren fysioterapeut, blindet for tildelingsgruppen. Alle målingene vil bli gjort på sykehuset "Ziekenhuis Oost-Limburg".

Sosiodemografiske, antropometriske (dvs. høyde og vekt for å beregne kroppsmasseindeks) og generelle kliniske data, samt tidligere spirometriske målinger, vil bli samlet inn fra kliniske poster for pasientens karakterisering. Funksjonell ytelse (primært resultat) vil bli målt med 1-minutters sitt-til-stå-test. Isometrisk quadriceps styrke og håndgrepsstyrke vil bli vurdert på høyre og venstre side. Selvrapporterte symptomer, funksjonsstatus og påvirkning av sykdommen vil også bli samlet inn (modifisert British Medical Research Council dyspné-spørreskjema, Functional Assessment of Chronic Illness Therapy-Fatigue, London chest activities of daily living, COPD Assessment Test). Fysisk aktivitet vil bli objektivt kvantifisert, som et utforskende resultat, med en Actigraph GT3X. I tillegg vil antallet nye AECOPD-relaterte sykehusinnleggelser inntil 6 måneder etter utskrivning hentes fra kliniske journaler.

En prøvestørrelsesestimat basert på foreløpige data fra en eksplorativ studie ble utført for å oppdage en moderat effektstørrelse (f=0,2), med 80 % kraft, 5 % signifikansnivå og moderat korrelasjon mellom gjentatte mål (r=0,5) på 1-minutters sitt-til-stå-testen. Tatt i betraktning at i rehabiliteringsintervensjoner under innleggelse er frafallsraten rundt 6 % (25, 26), vil det være behov for 30 pasienter med AECOPD per gruppe.

Beskrivende statistikk (dvs. gjennomsnitt og standardavvik, median- og interkvartilområde og/eller relative prosenter) vil bli brukt for å beskrive utvalget. Data samlet inn på de 3 tidspunktene vil bli sammenlignet mellom standardbehandlings- og intervensjonsgruppene ved bruk av konklusjonsstatistikk. Normaliteten til datafordelingen vil bli utforsket med histogrammer, Q-Q plott og Shapiro-Wilk eller Kolmogorov-Smirnov tester. Uavhengige t-tester for normalfordelte data og Mann Whitney U-tester for ordinære og ikke-normalfordelte data vil bli brukt for å sammenligne grunnlinjemålinger mellom de 2 gruppene. Chi-square eller Fishers Exact-tester vil bli brukt for kategoriske data. Sammenligninger mellom grupper og tidspunkter vil bli utført ved å bruke en toveis blandet ANOVA for normalfordelte data, eller Kruskal-Wallis-testen med Bonferroni-justerte parvise sammenligninger for de ikke-normalfordelte dataene. All statistisk analyse vil bli utført i programvaren Statistical Package for the Social Sciences (SPSS).