Mechanizmy duszności wysiłkowej w włóknistej śródmiąższowej chorobie płuc (Dyspnea_ILD)

Celem tego badania jest określenie fizjologicznych mechanizmów duszności u pacjentów ze zwłóknieniową chorobą śródmiąższową płuc (ILD) oraz określenie, w jaki sposób oddychanie dodatkowym tlenem może manipulować tymi mechanizmami w celu poprawy duszności i wydolności wysiłkowej.

Pytanie badawcze jest dwojakie: (Cel 1) Określenie fizjologicznych mechanizmów duszności wysiłkowej u pacjentów z ILD zwłóknieniową; (Cel 2) Określenie wpływu hiperoksji na duszność wysiłkową i wytrzymałość wysiłkową u pacjentów z ILD zwłóknieniową.

Przegląd eksperymentu: Uczestnicy ze zwłóknieniową śródmiąższową chorobą płuc oraz uczestnicy z grupy kontrolnej zgłoszą się do laboratorium ćwiczeń przy czterech różnych okazjach, w odstępie co najmniej 48 godzin między wizytami. Podczas wizyty 1 uczestnicy i uczestnicy grupy kontrolnej przejdą badanie przesiewowe historii medycznej, kwestionariusze duszności związanej z przewlekłą aktywnością, pomiary antropometryczne, ocenę czynności płuc oraz test wysiłkowy w cyklu ograniczonym objawami w celu zaznajomienia się. Podczas wizyty 2 uczestnicy i uczestnicy kontrolni wykonają badanie czynności płuc, a następnie kolejny test wysiłkowy w cyklu przyrostowym. Podczas obu wizyt zostaną przeprowadzone szczegółowe pomiary fizjologiczne i sensoryczne, ale podstawowa analiza będzie oparta na wynikach drugiej wizyty. Dane z wizyty 2 będą odnosiły się do celu 1. Wizyty 3 i 4 będą obejmowały badanie czynności płuc, po którym nastąpi test wysiłkowy w cyklu stałego obciążenia przy 75% szczytowej przyrostowej szybkości pracy podczas oddychania, w losowej kolejności, powietrzem pokojowym lub hiperoksją (60 % tlenu). Uczestnicy i uczestnicy kontrolni oddychający hiperoksją podczas wizyty 3 będą oddychać powietrzem pokojowym podczas wizyty 4 i odwrotnie, będąc zaślepionymi na stężenie gazu. Wieloparowy cewnik elektrodowy, który łączy dwa balony, zostanie wprowadzony do przełyku, a spektroskopia w bliskiej podczerwieni zostanie wykorzystana do pomiaru natlenienia tkanek podczas wizyt 2, 3 i 4. Dane z wizyt 3 i 4 będą dotyczyć celu 2.

Wymiary:

• Czynność płuc: prosta spirometria, pletyzmografia, pojemność dyfuzyjna, maksymalne ciśnienie oddechowe, podatność statyczna i ciśnienie odrzutu zostaną wykonane podczas wizyty 1. Badanie czynności płuc podczas wizyt 2-4 będzie obejmowało tylko spirometrię i pletyzmografię, tak aby całkowita pojemność płuc i pojemność życiowa mogły można uzyskać w celu określenia operacyjnych objętości płuc.
• Ocena duszności: Intensywność duszności i odczuwany dyskomfort w nogach będą oceniane w spoczynku, co minutę podczas ćwiczeń oraz w szczytowych momentach wysiłku przy użyciu zmodyfikowanej 10-punktowej skali Borga podczas wszystkich wizyt kontrolnych. Po zaprzestaniu ćwiczeń osoby badane zostaną poproszone o zwerbalizowanie głównych powodów przerwania ćwiczeń (tj. dyskomfort w oddychaniu, dyskomfort w nogach, kombinacja oddychania i nóg lub inny powód) oraz wybranie jakościowych deskryptorów duszności za pomocą ustalonego kwestionariusza .
• Reakcje krążeniowo-oddechowe na ćwiczenia: Standardowe pomiary krążeniowo-oddechowe, w tym wentylacja minutowa, zużycie tlenu (VO2), wytwarzanie dwutlenku węgla, ciśnienie parcjalne końcowo-wydechowego dwutlenku węgla, objętość oddechowa (VT) i częstotliwość oddychania.
• Objętości operacyjne będą pochodzić z manewrów dynamicznej pojemności wdechowej (IC). Nasycenie krwi tętniczej tlenem będzie mierzone za pomocą pulsoksymetrii. Elektrokardiografia i ciśnienie krwi będą monitorowane ze względów bezpieczeństwa.
• Mechanika oddechowa: Elektromiografia przeponowa (EMGdi) będzie mierzona za pomocą wieloparowego cewnika elektrodowego, który łączy dwa balony do pomiaru ciśnienia w przełyku i żołądku. Stosunek EMGdi do EMGdimax będzie używany jako wskaźnik neuronalnego napędu oddechowego. Stosunek między VT a pojemnością życiową (VC) zostanie wykorzystany do przedstawienia mechanicznej odpowiedzi układu oddechowego. Normalizacja dla EMGdimax i VC umożliwia standaryzację intensywności bodźca i porównanie jej u poszczególnych osób. W ten sposób neuromechaniczne rozprzęganie układu oddechowego zostanie określone jako stosunek (lub interakcja) między napędem nerwowym a odpowiedzią mechaniczną układu oddechowego (EMGdi/EMGdimax : VT/VC).
• Mechaniczna praca oddychania (WOB) zostanie obliczona jako powierzchnia w uśrednionych pętlach ciśnienie-objętość przełyku.

Analiza statystyczna:

Cel 1: Określone zostaną krzywe reakcji na wysiłek (np. Borg/VO2). W skrócie, badacze uzyskają nachylenie z wykresu Borg vs. VO2 dla przyrostowego testu wysiłkowego każdego uczestnika i uczestnika kontrolnego przeprowadzonego podczas wizyty 2. Badacze określą dwuwymiarowe powiązanie nachylenia Borg/VO2 z nachyleniami VO2 rozprzęgania neuromechanicznego, jazdy oddychać i odpowiedź VT przy użyciu współczynników korelacji Spearmana. Następnie badacze zmuszą wszystkie trzy zmienne predykcyjne do wielowymiarowego modelu regresji liniowej z nachyleniem Borg/VO2 jako zmienną wynikową, aby zidentyfikować niezależny związek neuromechanicznego rozprzęgania z dusznością wysiłkową. W razie potrzeby zmienne zostaną przekształcone w celu przybliżenia rozkładu normalnego, a zmienne predykcyjne, które osiągną istotność statystyczną, zostaną ocenione pod kątem liniowej zależności ze zmienną wynikową.

Cel 2: Badacze najpierw użyją sparowanego testu t, aby zidentyfikować zmiany w duszności i czasie wysiłku, porównując oddychanie powietrzem w pomieszczeniu z hiperoksją podczas testów wysiłkowych o stałym obciążeniu podczas wizyt 3 i 4. Następnie zostaną opracowane modele wielowymiarowe przy użyciu testu między testami różnica w skali duszności Borga i czasie wysiłku dla każdej osoby jako zmienne wynikowe. Zmienne predykcyjne będą obejmować różnicę między testami w rozprzęganiu neuromechanicznym i jego poszczególne składniki. Wynik i zmienne prognostyczne dla wyniku duszności będą oparte na różnicy między testami tych zmiennych w izoczasie (tj. maksymalnym czasie, przez który pacjent ćwiczył zarówno w teście powietrza w pomieszczeniu, jak i hiperoksji). Zmienne predykcyjne dotyczące czasu ćwiczeń zostaną zmierzone na końcu testu.

W ramach analiz eksploracyjnych badacze powtórzą powyższe wieloczynnikowe analizy regresji liniowej w podgrupie IPF, a badacze dodadzą do tych analiz kategoryczną zmienną podgrupy ILD w celu zidentyfikowania innych różnic międzygrupowych. Dodatkowa korekta potencjalnych czynników zakłócających (np. płeć, wskaźnik masy ciała, wynik zwłóknienia tomografii komputerowej o wysokiej rozdzielczości) zostanie zastosowana w tych analizach eksploracyjnych, jeśli wielkość próby podgrupy jest wystarczająca. Wartość p < 0,05 będzie uważana za istotną dla wszystkich analiz. Analiza danych zostanie przeprowadzona przy użyciu Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA).