Effekter av fysisk trening hos pasienter med avansert hjertesvikt

Generelt mål Å evaluere om en rehabiliteringsprotokoll forbedrer funksjonell status og treningskapasitet hos pasienter på venteliste for hjerteoverføring som mottar intravenøs positiv inotrop støtte mens de er innlagt på et tredjenivås kardiologisk sykehus i delstaten São Paulo, Brasil.

avansert hjertesvikt under inotrop støtte.

Spesifikke mål Å skissere det epidemiologiske profilet til innlagte pasienter med avansert hjertesvikt som mottar intravenøs positiv inotrop støtte.

Å vurdere effektiviteten av respirasjonsmuskeltrening hos pasienter med avansert hjertesvikt under inotrop støtte.

Å analysere om rehabiliteringsprogrammet påvirker quadriceps femoris muskeltykkelse gjennom ultralydmålinger og endotelfunksjon gjennom flow-medierte dilatasjonsvurderinger.

Å evaluere om rehabilitering påvirker livskvalitet og følelsen av velvære hos innlagte pasienter med hjertesvikt som mottar inotrop støtte.

Metoder Studietype Dette er en ikke-randomisert klinisk studie.

Studiested Studien vil bli gjennomført på inneliggende avdeling ved Dante Pazzanese Institute of Cardiology, beliggende på Avenida Doutor Dante Pazzanese 500, Vila Mariana, São Paulo, SP, Brasil.

Studiedeltakere Deltakere vil være pasienter diagnostisert med hjertesvikt, på venteliste for hjerteoverføring, som mottar intravenøs positiv inotrop støtte, og innlagt på inneliggende avdeling ved Dante Pazzanese Institute of Cardiology. Alle deltakere vil bli informert om studiens mål og prosedyrer som skal utføres. De som samtykker til å delta vil signere informert samtykkeerklæring (vedlegg I). Prosjektet vil bli sendt til institusjonens forskningsetikkomité for godkjenning.

Inklusjonskriterier Pasienter over 18 år, av begge kjønn Pasienter som samtykker til å delta og signerer informert samtykkeerklæring Pasienter diagnostisert med hjertesvikt, uavhengig av etiologi Pasienter på venteliste for hjerteoverføring mens de er innlagt ved institusjonen Pasienter som mottar intravenøs positiv inotrop støtte, uavhengig av dosering Pasienter med medisinsk forskrivning for fysioterapi

Eksklusjonskriterier Pasienter under 18 år Pasienter som ikke samtykker til å delta i studien Pasienter med atrieflimmer eller ventrikulære arytmier som forårsaker hemodynamisk ustabilitet Pasienter med fysiske og/eller kognitive begrensninger som hindrer dem i å utføre fysiske aktiviteter Pasienter som krever ikke-invasiv ventilasjonsstøtte for å utføre trening

Utvalgsstørrelse Studiens primære mål er å sammenligne resultatene av 6-minutters gangtesten (6MWT) før og etter intervensjonen, ved bruk av et enkeltarmsdesign. Nullhypotesen antar ingen forskjell mellom før og etter intervensjon. Alternativhypotesen vil teste for forskjeller på 20, 25 eller 30 meter for å beregne potensielle utvalgsstørrelser.

Analysen vil ta hensyn til avhengigheten mellom før- og etter-målinger, representert ved en korrelasjonskoeffisient på 0,5. Standardavviket vil være basert på studien av Forestieri (2016), som identifiserte en verdi på 42,4. Forutsatt en type I-feilrate på 5 %, vil utvalgsstørrelsesestimater bli beregnet i henhold til forventede forskjeller og statistisk styrke, 22 pasienter

Datainnsamling Data for denne studien vil bli innhentet gjennom et vurderingsskjema som inkluderer epidemiologiske data, funksjonelle tester som 6-minutters gangtesten (6MWT) og Sit-to-Stand-testen (TSL1), og vurderinger inkludert manovakuometri, dynamometri, bioimpedans, og DEMMI (De Morton Mobility Index). Målinger av quadriceps muskeltykkelse vil bli utført ved bruk av ultralyd. Endotelfunksjon vil bli vurdert ved å måle brachialarterie dilatasjon etter en kort periode med underarm iskemi, også evaluert via ultralyd.

Ytterligere instrumenter inkluderer Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire for å vurdere livskvalitet, Feeling Scale for å måle tilfredshet under fysisk aktivitet, og Modified Borg Scale for å vurdere opplevd anstrengelse. Som en ekstra vurdering vil en blodprøve bli tatt for å vurdere oksidativt stress.

Datainnsamlingsinstrumenter

Vurderingsskjema Følgende variabler vil bli samlet inn:

Fullt navn Sykehusregistreringsnummer Alder (i år) Kjønn (kvinne, mann, annet) Rase/etnisitet (Svart, Brun, Hvit, Urfolk, Asiatisk) Religion Utdanningsnivå Komorbiditeter (systemisk arteriell hypertensjon - SAH, dyslipidemi - DLP, diabetes mellitus - DM, kronisk nyresykdom - CKD, hjerneslag - med eller uten følger) Etiologi av hjertesvikt Livsstilsvaner og deres frekvens (røyking, alkoholinntak, fysisk aktivitet før innleggelse) Vekt (kg), høyde (m), kroppsmasseindeks (BMI i kg/m²) Fysisk undersøkelseskomponenter (hjertefrekvens, respirasjonsfrekvens, perifer oksygenmetning, blodtrykk, Modified Borg Scale) Inotrop dosering brukt

Innleggelsesrelaterte data vil inkludere:

Innleggelsesvarighet Bruk og varighet av oksygenterapi Behov og varighet av invasiv og/eller ikke-invasiv mekanisk ventilasjon Bruk av intra-aortisk ballongpumpe (IABP) Laboratorieprøveverdier under innleggelsen (urea, kreatinin, brain natriuretic peptide - BNP) Venstre ventrikkel ejeksjonsfraksjon (LVEF) og pulmonalarterie systolisk trykk (PASP) fra innleggelses ekokardiogram Data fra manometri, kardiopulmonal treningstesting, og kardiell MR når tilgjengelig

6-minutters gangtest (6MWT) Denne submaximale testen brukes til å vurdere funksjonell kapasitet. Deltakeren vil bli veiledet av en fysioterapeut, som vil forklare prosedyren og dens relevans for kardiopulmonale utfall (ATS Statement, 2002). Pasienten vil gå i 6 minutter langs en 30-meters korridor i enheten.

Følgende parametere vil bli målt før, under og etter testen:

Blodtrykk Hjertefrekvens Perifer oksygenmetning Opplevd dyspné og tretthet ved bruk av Borg-skalaen (Cahalin et al., 1996)

Primært utfall vil være distansen gått i meter. For å evaluere ytelse vil predikert distanse bli beregnet ved bruk av Enright & Sherrill ligninger:

Menn og Kvinner

Ytelsesnivåer vil bli kategorisert som følger:

Nivå I: >450 meter

Nivå II: 300-450 meter

Nivå III: <300 meter (ATS Statement, 2002)

Funksjonelle og fysiologiske vurderingsverktøy One-Minute Sit-to-Stand Test (TSL1): Denne testen brukes til å vurdere funksjonell kapasitet. Den ble tilpasset fra studien av Ozalevli et al. (2007). Ved eksaminators signal må deltakeren reise seg og sette seg på en stol uten å bruke armene, og gjenta bevegelsen så trygt og raskt som mulig. Målet er å utføre maksimalt antall repetisjoner innen ett minutt.

Manovakuometri: Denne testen måler respirasjonsmuskelstyrke gjennom Maksimal Inspiratorisk Trykk (MIP) og Maksimal Ekspiratorisk Trykk (MEP), med resultater justert for kjønn og alder. Vurderingen utføres med pasienten sittende, knær i 90°, og ryggrad oppreist.

For MIP blir pasienten instruert til å puste ut fullstendig og deretter utføre en vedvarende maksimal innånding.

For MEP inhalerer pasienten maksimalt og utfører deretter en vedvarende maksimal utånding.

Minst tre forsøk utføres eller til en nedgang i målt verdi observeres. Den høyeste verdien velges og sammenlignes med referanseverdier. Predikerte verdier beregnes ved bruk av ligninger av Neder et al. (1999):

Menn:

MIP = -0,80 × alder + 155,3

MEP = -0,81 × alder + 165,3

Kvinner:

MIP = -0,49 × alder + 110,4

MEP = -0,61 × alder + 115,6

Enheten brukt i denne studien vil være Digital Manovakuometer MVD300-U av Homed.

Håndgrepstyrke (Manuell dynamometri): Håndgrepstyrke er en isometrisk styrkemåling som involverer kraftutøvelse på et objekt. Den vurderes ved bruk av et digitalt håndgrepdynamometer (Camry Digital Handgrip Dynamometer), som vil bli kalibrert før hver testøkt for å sikre nøyaktighet.

For testen vil pasienten sitte med knær i 90°, ryggrad oppreist, armer uten støtte, skulder i adduksjon og nøytral rotasjon, albue fleksert i 90°, underarm i semi-pronasjon, og håndledd i nøytral posisjon på den dominante hånden. Etter å ha mottatt instruksjoner, vil pasienten påføre kraft i 3 sekunder. Tre forsøk vil bli utført, og den endelige verdien vil være gjennomsnittet av de tre forsøkene.

Kroppssammensetningsvurdering (Bioimpedans): Bioimpedans er en mye brukt og validert metode på tvers av ulike populasjoner. Den er praktisk, reproduserbar, ikke-invasiv, og klinisk relevant—spesielt for å evaluere væskeoverbelastning hos innlagte hjertepasienter.

Vurderingen vil bli utført ved bruk av Model 450 Biodynamics enhet. Dette utstyret sender en lavintensitets elektrisk strøm som reiser gjennom pasientens kropp og gir følgende parametere:

Motstand Reaktans Fasvinkel Mager masse Fettmasse Intracellulært og ekstracellulært vann

For testen vil pasienten ligge i en komfortabel supin posisjon, og fire elektroder vil plasseres: to på høyre fot og to på høyre hånd, koblet til monitoren via en sensorkabel. (Oliveira et al., 2023).

Perifer muskelultralyd Muskeltilstandsanalyse ved bruk av ultralyd er en pålitelig og nøyaktig teknikk, ikke-invasiv og lett reproduserbar, utført ved sengen. Den tillater kvantifisering av både mengden og kvaliteten til en muskelgruppe. Vurderingen vil bli utført ved bruk av en ultralydenhet med en lineær transducer i B-modus. Pasienten vil bli posisjonert supin med knær utstrakt og avslappet. Transduceren vil plasseres longitudinelt og transversalt på den anteriore margin av låret for å måle muskeltykkelse, muskelekkogenisitet, tverrsnittsareal, og pennasjonsvinkel. Referansepunkter vil være mellom anterior superior iliac spine og den øvre grensen av patella (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Flow-medierte dilatasjon (FMD) FMD er en ikke-invasiv vurdering av endotelfunksjon ved bruk av ultralyd. Den måler brachialarterie dilatasjon etter en midlertidig underarm iskemi. FMD reflekterer endotelavhengig dilatasjon av ledningsarterier, i stor grad mediert av nitrogenoksid (NO), som respons på økt blodstrøm og skjærspenning. Pasienten vil bli posisjonert supin med venstre overekstremitet abduceret og underarm supinert. En mansjett vil plasseres på underarmen distal til brachialarterien. Arterien vil lokaliseres via ultralyd og overvåkes i 1 minutt. Mansjetten vil deretter blåses opp til 50 mmHg over baseline systolisk trykk og opprettholdes i 5 minutter. Ved rask deflasjon vil vasodilatasjon vurderes i 3 minutter. Skjærspenning aktiverer endotelceller, utløser NO-produksjon. Data vil analyseres ved bruk av FMD Studio programvare (Niemeyer, 2024).

Blodprøvetaking for oksidativ stressanalyse Det enzymatiske forsvarsystemet inkluderer enzymer som forhindrer eller kontrollerer dannelsen av frie radikaler og ikke-radikale arterier frigjort på grunn av oksidativ skade. Disse enzymene er essensielle for å opprettholde cellulær integritet og antioksidantbalanse. Fysisk aktivitet øker oksygenforbruk, fremmer oksidantproduksjon, men utløser også adaptive mekanismer som minimerer oksidativ skade. Denne adaptive responsen (forhøyede serum antioksidantnivåer) antyder en fysiologisk tilpasning til trening.

Blodprøver vil bli tatt for analyse i et eksternt laboratorium. Ett 6 mL hepariniseret rør vil brukes for plasma innsamling. Prøver vil oppbevares ved romtemperatur hvis behandlet umiddelbart eller nedkjølt i opptil 48 timer. Forberedelse inkluderer røde blodcelle vasking, hemolysat preparering, og enzymløsningsbehandling. Blodprøvetaking vil forekomme under den innledende evalueringen og utføres av en enkelt forskningssykepleier. Prøver vil merkes og lagres på sykehuslaboratoriet, deretter sendt til Laboratoriet for forskningsstimuleringsfondforening ved Federal University of São Paulo (UNIFESP). Plasma vil analyseres for TBARS, karbonyler, FRAP, og nitritter; erytrocytter vil testes for SOD, CAT, og FRAP (Barbosa et al., 2010).

Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire (MLHFQ) Dette er en sykdomsspesifikk livskvalitetsskala for hjertesviktpasienter. Den består av 21 spørsmål som dekker fysiske, emosjonelle, og andre domener som påvirker livskvalitet. Hvert element scores fra 0 (ingen begrensning) til 5 (maksimal begrensning). Total score reflekterer generell livskvalitet, med lavere skår som indikerer dårligere utfall. Spørreskjemaet vil administreres ved baseline og etter åtte uker med trening (Carvalho et al., 2009).

Spirometri Spirometri er en lungefunksjonstest som måler volum og flyt av luft som kommer inn og ut av lungene. Enheten brukt vil være EasyOne modell 2001, kalibrert før hver økt i henhold til produsentens spesifikasjoner. Målinger vil inkludere Forcet ekspiratorisk volum på ett sekund (FEV1), Forcet vital kapasitet (FVC), og FEV1/FVC forholdet. Testen vil utføres med pasienten sittende, albuer fleksert, og med neseklemme for å forhindre luftlekkasje. Pasienten vil instrueres til å utføre en maksimal innånding etterfulgt av en maksimal forcet utånding. Tre forsøk på seks sekunder hver vil utføres, og den høyeste verdien vil registreres (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

De Morton Mobility Index (DEMMI) DEMMI er en mobilitetsskala utviklet spesielt for innlagte pasienter. Den vurderer 15 hierarkiske mobilitetsaktiviteter delt inn i fem kategorier: sengmobilitet, stolmobilitet, statisk balanse, gange, og dynamisk balanse. Scoring er basert på ytelse og om assistanse var nødvendig. Skår spenner fra 0 (lav mobilitet) til 100 (høy mobilitet) (Tavares LS et al., 2020).

Feeling Scale (FS) Feeling Scale måler selvoppfattelsen av glede eller misnøye under trening ved bruk av et enkelt element. Deltakere svarer på en skala fra -5 (veldig dårlig) til +5 (veldig bra), som reflekterer deres opplevde intensitet og emosjonell respons til aktiviteten (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Modified Borg Rating of Perceived Exertion (BORG) Dette verktøyet overvåker fysisk anstrengelsesintensitet og er mye brukt i både elitesport og fysisk rehabilitering. Det evaluerer og kvantifiserer følelser av anstrengelse, også kjent som RPE (Rate of Perceived Exertion). Det hjelper med å spore trening-induserte endringer i kardiorespiratoriske, metaboliske, og nevromuskulære systemer (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

One-Repetition Maximum Test (1RM) 1RM-testen dynamisk vurderer muskelstyrke. Deltakeren utfører en bevegelse med den maksimale belastningen de kan løfte uten assistanse. En prosentandel av 1RM-verdien brukes til å definere rehabiliteringsprotokollen og veilede belastningsprogresjon. I denne studien vil belastning øke hver andre uke, startende på 10 % av 1RM og frem til 70 % (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Rehabiliteringsprotokoll

Rehabiliteringsprotokollen vil gjennomføres fra mandag til fredag, med en økt per dag. Den inkluderer motstandstrening, aerob trening, og respirasjonsmuskeltrening, fordelt gjennom uken som følger:

Mandag og torsdag: Øvre ekstremitetsøvelser og respirasjonsmuskeltrening

Tirsdag og fredag: Nedre ekstremitetsøvelser

Onsdag: Aerob trening

Hver motstandstreningøkt vil bestå av 3 sett med 15 repetisjoner, med 1-minutts hvileintervaller mellom settene.

Øvre ekstremitetsøvelser (utført bilateralt og i stående posisjon) inkluderer:

Albuefleksjon

Albueekstensjon

Skulderfleksjon opp til 90°

Skulderheving opp til 90°

Skulderadduksjon og abduksjon

Nedre ekstremitetsøvelser (utført unilateral) inkluderer:

Trippelfleksjon opp til 90° (hoftefleksjon + knefleksjon + ankeldorsifleksjon)

Hofteabduksjon

Kneekstensjon i sittende posisjon

Vadheving

Knebøy (utført i stående posisjon)

Den tilpassede Borg Rating of Perceived Exertion Scale vil bli anvendt før, under og etter hver økt. Treningbelastning og progresjon vil justeres basert på pasientens rapporterte Borg-skår.

Aerob treningsprotokoll

Aerob trening vil utføres gjennom en funksjonell sirkel bestående av fire stasjoner:

Stasjonær løping

Lateral marsjering

Sit-to-stand stoltrening

Stepptrening (stige opp og ned)

Hver stasjon vil vare 1 minutt, og pasienten vil fullføre to fulle runder av sirkelen, totalt 10 minutter med trening, etterfulgt av en hvileperiode.

Respirasjonsmuskeltreningsprotokoll

Respirasjonsmuskeltrening vil gjennomføres to ganger per uke ved bruk av POWERbreathe Classic enhet. Treningsbelastningen vil være basert på manovakuometriresultater, satt til:

30 % av maksimal inspiratorisk trykk (MIP) i løpet av den første måneden

50 % av MIP i løpet av den andre måneden

Treningen vil utføres i sittende posisjon med knær i 90° og ryggrad oppreist. Pasienten vil inhalere raskt og kraftig gjennom munnen, deretter ekshalere sakte gjennom munnen. Protokollen inkluderer 4 sett med 15 repetisjoner, med 30-sekunders hvileintervaller mellom settene.

Treningavbruddskriterier

Treningøkter eller funksjonelle tester (f.eks. 6-minutters gangtest eller sit-to-stand test) vil avbrytes hvis pasienten viser tegn på treningstoleranse, som:

Lavt hjerteutslag (cyanose, blekhet, kalde ekstremiteter, svetting, kvalme)

Bradykardi (fall på 20 bpm sammenlignet med baseline) Fall i systolisk blodtrykk >15 mmHg fra baseline Overdreven økning i systolisk blodtrykk (>200 mmHg) Økning i diastolisk blodtrykk under trening (>110 mmHg)

Brystsmerter Risikoer og fordeler Fordeler: Denne protokollen tar sikte på å forbedre treningstoleranse, funksjonell kapasitet, og muskelstyrke, hjelpe pasienter med å opprettholde tilstrekkelig fysisk tilstand for hjerteoverføring.

Risikoer: Pasienter kan oppleve muskel- eller leddsmerter typisk for fysisk trening, samt tretthet under eller etter økter.

Datainnsamlingsprosedyre Innlagte pasienter som er på venteliste for hjerteoverføring vil bli invitert til å delta i studien. Ved å samtykke til å delta, vil forskeren gi informert samtykkeerklæring (ICF). Etter signering av erklæringen, vil pasienter gjennomgå en innledende evaluering før de begynner rehabiliteringsprotokollen.

Evalueringen vil deles inn i to dager:

Dag 1: Fullføring av vurderingsskjema, administrering av Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index), og Enjoyment Scale (FE). I tillegg vil 6-minutters gangtesten (6MWT), spirometri, og manovakuometri utføres.

Dag 2: Sit-to-Stand Test (TSL1), muskelstyrkevurdering ved bruk av dynamometri, kroppssammensetningsanalyse via bioimpedans, quadriceps ultralyd, og flow-medierte dilatasjon (FMD) måling.

Etter å ha fullført evalueringene, vil pasienter begynne rehabiliteringsprotokollen, som vil gjennomføres en gang daglig i en time. Protokollen inkluderer motstands- og aerobe øvelser fordelt gjennom uken. Treningintensiteten vil være moderat, i området 4 til 7 METs.

Etter åtte uker med rehabiliteringsprogrammet, vil pasienter bli re-evaluert ved bruk av de samme instrumentene brukt under den innledende vurderingen.

Datainnsamling og analyse Datainnsamlingsprosedyre Innlagte pasienter på venteliste for hjerteoverføring vil bli invitert til å delta i studien. Ved å samtykke til å delta, vil forskeren gi informert samtykkeerklæring (ICF). Etter signering av erklæringen, vil pasienter gjennomgå en innledende evaluering før de starter rehabiliteringsprotokollen.

Evalueringen vil deles inn i to dager:

Dag 1: Fullføring av vurderingsskjema, administrering av Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index), og Enjoyment Scale (FE), etterfulgt av 6-minutters gangtesten (6MWT), spirometri, og manovakuometri.

Dag 2: Sit-to-Stand Test (TSL1), muskelstyrkevurdering ved bruk av dynamometri, kroppssammensetningsanalyse via bioimpedans, quadriceps ultralyd, og flow-medierte dilatasjon (FMD) måling.

Etter evalueringene, vil pasienter begynne rehabiliteringsprotokollen, utført en gang daglig i en time. Protokollen inkluderer motstands- og aerobe øvelser fordelt gjennom uken. Treningintensiteten vil være moderat, i området 4 til 7 METs (se vedlegg VI). Etter åtte uker, vil pasienter bli re-evaluert ved bruk av de samme instrumentene.

Statistisk analyse Statistisk analyse vil utføres ved bruk av SPSS Statistical Package for the Social Sciences for Windows®, versjon 26.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Nivået for statistisk signifikans vil settes til 5 % (p < 0,05).

Datanormalitet vil vurderes ved bruk av Shapiro-Wilk test, med et signifikansnivå på α = 0,05. Epidemiologiske data vil presenteres i tabeller, med gjennomsnitt og standardavvik beregnet for parametriske variabler, og median og interkvartilområde (25-75 %) for ikke-parametriske variabler.

For å sammenligne grupper (før og etter intervensjon), vil Student's t-test brukes for parametriske variabler, og den parrede Wilcoxon test for ikke-parametriske variabler, med et signifikansnivå på p < 0,05.

Etiske hensyn Alle deltakere vil motta detaljert informasjon om prosedyrene involvert i studien. De vil bli veiledet gjennom prosessen med å signere to kopier av informert samtykkeerklæring, hvorav den ene vil forbli hos deltakeren.