Intervalltrening med høy intensitet og inspirerende muskeltrening (training)

Methods Study Design Denne studien ble utført som en randomisert, kontrollert studie i løpet av 8 uker og inkluderte to grupper. Studieprosedyrene ble utført ved Institutt for rehabilitering og helsevitenskap, Prince Sattam bin Abdulaziz University, Al-Kharj, Saudi-Arabia mellom juni 2024 og oktober 2024 Etisk vurdering Studieprotokollen ble godkjent av den stående komité for bioetikkforskning i Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Saudi Arabia (ID: SCBR-359/2024). Studien ble utført i tråd med prinsippene for erklæringen om Helsingfors. Alle deltakerne i studien har signert et skriftlig informert samtykkeskjema. Målet, prosedyrene og potensielle risikoer ved studien ble forklart for studiepopulasjonen.

Randomisering En forsker, ikke involvert i noe annet aspekt av denne studien, gjennomførte randomisering ved å lage en blokkrandomiseringsplan uten stratifikasjoner. Opprinnelig ble randomiseringskoder generert ved bruk av Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Tildelingen ble deretter skjult i sekvensielt nummerert, forseglede, ikke-transparente konvolutter. Kvalifiserte deltakere ble deretter rettet mot en forsker som var ansvarlig for å føre tilsyn med behandlingen, som tildelte dem tilfeldig til enten studie- eller kontrollgruppen.

Emner:

Totalt 144 klinisk stabile pasienter med KOLS ble rekruttert fra lokale helsefasiliteter og sykehus og klinikker i nærheten gjennom annonser for å delta i denne studien og 100 fullførte studieoppfølgingen.

Inkluderingskriteriene var: 1) diagnose av mild til alvorlig KOLS i henhold til retningslinjer med mild eller alvorlig luftstrømningsobstruksjon (Gold II og III) (20), 2) alder ≥40 men ≤70 år.

KOLS er definert av ikke-fullstendig reversibel luftstrømningsobstruksjon FEV1-FVC-forhold mindre enn 70% av forutsagt, FEV1 lik eller mer enn 30% av forutsagt etter bronkodilatasjon. 3) Kroppsmasseindeks mellom 18 kg/m2 og <30 kg/m2, eksklusjonskriterier var: 1) eventuelle muskel- og skjelett-, kardiovaskulære eller nevrologiske sykdommer som forbød deltakelse i HIIT, 2) Forverring av KOLS, 3) Deltakelse i en lungerehabilitering program eller organisert trening i løpet av de siste 6 månedene.

En spesialisert lege undersøkte alle deltakere for å ekskludere de som ikke oppfylte inkluderingskriteriene og for å sikre deres sikkerhet for deltakelse i et treningsprogram med høy intensitet. Det ble innhentet skriftlig informert samtykke fra hver deltaker etter en introduksjonsøkt som forklarte den detaljerte evaluerings- og treningsprosedyrene som ble brukt i studien. Alle deltakerne ble bedt om å opprettholde sin vanlige fysiske aktivitet og medisiner gjennom hele studieperioden. Deltakerne ble vurdert både ved baseline og etter treningsintervensjonen. Baseline -demografi presenteres i venstre panel i tabell 1.

Kvalifiserte forsøkspersoner ble tilfeldig tildelt en av to grupper, enten øvelsesgruppen (EX Group) praktiserte HIIT og IMT eller kontrollgruppen som fikk et program med terapeutisk utdanning og 30-minutters selvbasert sykling eller gående på syklus ergometre eller på tredemøller. Lungefunksjonstester, trinnvise syklusergometer-tester, kardiopulmonale treningstester med gassutvekslingsanalyse, 6 min gangprøver og inspirerende muskelstyrke ble utført og helserelatert livskvalitet (HRQOL) ble vurdert før og etter intervensjonsperioden.

Prøvestørrelsesberegning Prøvestørrelsen ble bestemt basert på en estimert effektstørrelse (d = 0,65), avledet fra endringer i Pimax observert i Larsons studie (21). For å avvise nullhypotesen ble sannsynligheten satt til 0,05, med en analysekraft ved 90%, beregnet ved bruk av G*Power 3.1.9.7 -programvare (University of Dusseldorf, Dusseldorf, Tyskland). Totalt 100 deltakere ble opprinnelig rekruttert. Imidlertid ble prøvestørrelsen økt til 120 for å utgjøre en forventet frafall på opptil 20%.

Antropometriske vurderinger:

Alle deltakerne ble vurdert for kroppsvekt og høyde. En vekt- og høydeskala (detekto, laget i USA) ble brukt. Body Mass Index (BMI) ble beregnet ved bruk av følgende formel:

BMI = vekt (kg) / høyde (m) 2

Lungefunksjonstester lungefunksjonstest ble utført av det samme erfarne personellet ved bruk av Master Screen Body® Jaeger-CareFusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA). Testen ble gjentatt inntil tre akseptable spirogrammer ble oppnådd. Et spirogram ble ansett som akseptabelt hvis det var artefaktfritt, demonstrert tilstrekkelig utløp, hadde et 6-sekunders platå på slutten av den tvangsekspirasjonsfasen og viste riktig pasientoverholdelse. Målinger inkluderte FEV1, tvangs vital kapasitet, total lungekapasitet og restvolum (22).

Den diffuse kapasiteten til lungen for karbonmonoksid (DLCO) ble målt ved bruk av enkeltpusteteknikken med Master Screen Body® Jaeger-CareFusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA) (23). Lungefunksjonsparametere ble bestemt som prosentandel av forutsagt i henhold til deltakerens høyde, alder og kjønn basert på sammendragsligninger (24,25).

Treningskapasitet En inkrementell ergometer-test på et stående syklus ergometer (Kettler Ergorace, Virginia Beach, VA)) med kontinuerlig EKG-registrering ble utført for å måle topp arbeidsmengde (W Peak). Pasientene begynte å tråkke ved en innledende belastning på 20W, med motstanden økte med 10W hvert minutt til de nådde utmattelse. Under treningsfrekvensen og pustefrekvensen ble det registrert hvert minutt. Systolisk blodtrykk, opplevd anstrengelse (Borg RPE-skala) og dyspné (Borg CR-10 skala) ble vurdert hvert annet minutt. Alle variabler ble også målt før trening og 1, 2, 4 og 10 minutter etter trening.

Maksimal inkrementell kardiopulmonal treningstesting (CPET) med kontinuerlig EKG -overvåking ble utført for vurdering av pasientenes treningskapasitet ved bruk til ATS -retningslinjene (26).

Testen startet med en oppvarmingsperiode uten motstand som varte i 5 minutter ved å tråkke ved 20W, deretter ble belastningen økt med 10W hvert minutt til utmattelse. CPET ble avsluttet når pasienter indikerte at de hadde nådd maksimal innsats på grunn av muskeltretthet eller dyspné. Kriteriene for testavslutning inkluderte en manglende evne til å opprettholde en tråkvik (<60 o / min) kombinert med subjektive tegn på utmattelse, for eksempel svette og hyperpnea og ett eller flere av følgende: topp VO2 større enn 80% av den forutsagte verdien, maksimum Puls over 80% av det forutsagte hjertefrekvensen, respirasjonsutvekslingsforholdet (RER) over 1,0, eller når et Vo₂ -platå (hvor Oksygenopptaket økte ikke lenger til tross for en kontinuerlig økning i arbeidsmengden) (27,28). De målte kardiorespiratoriske parametrene var hjertefrekvens, pustefrekvens, minutt ventilasjon, topp O2 -forbruk, minutt ventilasjon, lunge oksygenopptak (VO2), karbondioksidstrøm som ble avvist av ventilasjonssystemet (VCO2), anaerob terskel og respirasjonsutveksling (REER) . Systolisk blodtrykk, sammen med subjektive rangeringer av opplevd anstrengelse (ved bruk av Borg RPE-skalaen) og dyspné (ved bruk av Borg CR-10-skalaen), ble registrert hvert annet minutt (29).

Funksjonell treningskapasitet Funksjonell treningskapasitet ble vurdert ved bruk av 6MWT utført på en 30 m langs en flat korridor i henhold til American Thoracic Society retningslinjer (30). Hjertefrekvens, åndedrettshastighet, oksygenmetning og dyspné ble vurdert før og etter testing. Hver pasient fikk standardiserte instruksjoner før test og muntlig oppmuntring hvert minutt under testen. Det ble utført to tester, med den første tjenestegjøringen som en bekjentgjørelsesforsøk og ikke inkludert i analysen (31).

Åndedrettsmuskelstyrke Respirasjonsmuskelstyrke ble evaluert ved å måle Pimax med en digital munnstrykkmåler (Micro RPM®, Micro Medical, Storbritannia). Den høyeste verdien fra tre forsøk-hver varierende med mindre enn 10%-ble registrert, med minst 30 sekunders hvile mellom hvert forsøk. En pimax på 60 cm H2O ble satt som den nedre grensen for normal (32).

Helserelatert livskvalitet Helserelatert livskvalitet (HRQOL) ble vurdert ved bruk av St. George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) (33), er et standardisert selvadministrert spørreskjema designet for å måle selvopplevd helsehemming og livskvalitet hos individer med luftveis sykdommer. Den evaluerer tre domener-symptomer, aktivitetsbegrensninger og sykdomspåvirkning med 50 elementer med 76 vektede responser, inkludert symptomer (åtte elementer), aktivitet (16 elementer) og påvirkninger (26 elementer). Den totale poengsummen for spørreskjemaet er rangert fra 0 til 100, der 0 representerer den beste livskvaliteten og 100 representerer den dårligste livskvaliteten.

KOLS-vurderingstest Deltakernes symptomer vil bli dokumentert ved hjelp av KOLS-vurderingstesten (CAT) (34), et spørreskjema for åtte elementer som dekker emner som hoste, sputumproduksjon, tetthet i brystet, andpusten på åser eller trapper, begrensninger i hjemmeaktiviteter, søvn kvalitet og tretthet. En høyere poengsum gjenspeiler en større innvirkning av KOLS på deltakerens liv (35).

Dyspné Det modifiserte medisinske forskningsrådet dyspnéskala (MMRC) ble brukt til å evaluere alvorlighetsgraden av dyspné. Det er en 0-4 skala designet for å måle effekten av dyspné på fysisk aktivitet hos individer med luftveisforhold. I denne skalaen indikerer en poengsum på 0 bare dyspné under intens fysisk anstrengelse, mens en poengsum på 4 gjenspeiler alvorlig pustethet som forhindrer individet i å forlate huset eller forårsaker vanskeligheter under aktiviteter som påkledning eller avkledning. Det kreves forsøkspersoner for å markere aktivitetsnivået de opplever dyspné (36).

HIIT-protokoller Treningstreningen ble utført på poliklinisk basis i 8 uker, med hver økt som startet og endte med 10 minutters sykling på et ergometer på 30% -40% av baseline-toppkraften (WRPeak) for oppvarming og kjølig- ned. Protokollen med høy intensitetsintervall (HIIT) involverte fire intervaller, hver som varte i 4 minutter, og begynte ved 70% av maksimal effekt (WRPeak) og bygde til en målintensitet på minst 85% av maksimal hjertefrekvens (HRMAX). Hvert intervall ble fulgt av en 3-minutters aktiv restitusjonsperiode ved 30% av WRPeak. Hele intervallblokken varte i 28 minutter, og hele økten var 42 minutter. Hjertefrekvens ble kontinuerlig overvåket med en polar hjertefrekvensmonitor (Polar V800, Polar Electro Oy, Kempele, Finland). Alle treningsøkter ble overvåket, med verbal oppmuntring gitt i løpet av intervaller. Hjertefrekvens og Borg-skalaen ble registrert på slutten av hvert intervall, og siktet til omtrent 90% av maksimal forutsagt hjertefrekvens og en BORG-rating på 5-7 på den modifiserte BORG-skalaen. I løpet av de 3-minutters aktive hvilefasene ble intensiteten redusert for å oppnå en målspuls på 50-60% av det forutsagte maksimum. En luftveisfysioterapeut overvåket hver økt, og ga veiledning, oppmuntring og sikre sikkerhet (29).

IMT før IMT begynte, fikk studiedeltakerne en oversikt over IMT av en trent fysioterapeut. Det maksimale inspirasjonstrykket (PIMAX) ble registrert før treningen startet. Alle økter ble holdt på samme sted og tid på dagen i et godt ventilert rom. Før hver økt satt deltakerne komfortabelt i en stol, og flere parametere-inkludert hjertefrekvens (HR), oksygenmetning (SPO2), systolisk blodtrykk (SBP), diastolisk blodtrykk (DBP) og Borg Scale-score ble målt. Når klinisk stabilitet ble bekreftet, hvilte forsøkspersoner i minimum fem minutter og begynte økten da de følte seg klare.

Deltakerne satt i en avslappet stilling med øvre bryst, skuldre og armer støttet. Et neseklipp ble påført, og de ble instruert om å ta munnstykket, forsegle leppene tett, inhalere dypt og sakte for å øke tidevannsvolumet og deretter puste ut fullstendig med minimal innsats. De ble anbefalt å opprettholde membranpusten og holde skuldrene og bena avslappet gjennom. Symptomer som svimmelhet, tretthet og kortpustethet ble overvåket nøye, og hjertefrekvens og SPO2 ble sporet med et pulsoksymeter. IMT-øktene brukte terskelen IMT®-enheten (Respironics New Jersey, Inc., USA) og inkluderte 2-3 sett med 30 pust (totalt 60-90 pust per økt), med to minutters hvile mellom settene, tre dager per uke. Opprinnelig begynte deltakerne med en motstand som krever 30% av Pimax den første uken. Denne belastningen økte gradvis med 10% ukentlig for å nå 60% av Pimax innen slutten av den første måneden. Ukentlige PIMAX -vurderinger ble utført for å sikre passende belastningsjusteringer. IMT fortsatte deretter på 60% av hver deltakers Pimax, justert ukentlig basert på den siste Pimax -målingen. Alle vurderinger av luftveiene muskelstyrke ble utført av den samme trente fysioterapeut for å opprettholde konsistens.

Deltakerne i kontrollgruppen gjennomførte et overvåket program i 8 uker, 3 dager per uke. Programmet inkluderte terapeutisk utdanning og 30-minutters selvbasert sykling eller turgåing på syklusergometre og på tredemøller. Etter hver økt ble Borgs opplevde anstrengelse målt.

Statistisk analyse Statistiske analyser ble utført ved bruk av SPSS -programvare versjon 23 (Chicago, IL). Alle data ble uttrykt som gjennomsnitt ± SD. Shapiro-Wilk-testen ble brukt til å sjekke om de kontinuerlige variablene fulgte en normalfordeling. En uavhengig t-test ble utført for å bekrefte homogeniteten til grunnleggende egenskaper ved parametriske data mellom de to gruppene. En toveis blandet variansanalyse (ANOVA) (2 x 2, gruppe x tid) ble brukt til å utforske forskjellene før og etter behandling i variablene av interesse mellom HIIT- og kontrollgruppene. P-verdien ble satt til p <0,05.