Ocena odczuć duszności u pacjentów z mukowiscydozą (CF_Dyspnea)

Celem tego badania jest ustalenie, czy odczucia duszności (duszności) różnią się jakościowo i ilościowo u pacjentów z mukowiscydozą (CF) w porównaniu ze zdrowymi kontrolami dobranymi pod względem wieku i płci podczas ćwiczeń oraz ustalenie, czy różnice te można wytłumaczyć różnice w odpowiedzi oddechowej na wysiłek fizyczny.

Zrozumienie postępu duszności podczas ćwiczeń umożliwi badaczom lepsze zrozumienie mechanizmów patofizjologicznych tego wyniszczającego objawu u pacjentów z mukowiscydozą. Bardziej wszechstronne zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw duszności wysiłkowej może ostatecznie doprowadzić do nowych interwencji terapeutycznych (farmakologicznych i niefarmakologicznych), które pozytywnie wpłyną na ograniczenia wysiłkowe w mukowiscydozie. Zdrowa grupa kontrolna umożliwi badaczom lepszą identyfikację „normalnych” fizjologicznych i percepcyjnych reakcji na ćwiczenia, tak aby można było przeprowadzić bezpośrednie porównania z pacjentami z mukowiscydozą.

Przegląd eksperymentu: Uczestnicy z mukowiscydozą i zdrowi uczestnicy z grupy kontrolnej zgłoszą się do laboratorium ćwiczeń na jedną wizytę. Najpierw zostanie uzyskana świadoma zgoda, wywiad przesiewowy, ocena przewlekłej duszności związanej z aktywnością oraz pomiary antropometryczne. Następnie badani zostaną zapoznani z ergometrem rowerowym, aparatem oddechowym i skalami objawów. Po tym nastąpi proste badanie spirometryczne. Po czym uczestnicy będą odpoczywać przed testem wysiłkowym z ograniczonym stopniem objawów. Szczegółowe pomiary fizjologiczne i sensoryczne zostaną uzyskane podczas sesji zapoznawczych i testów wysiłkowych. Dane z próby wysiłkowej pozwolą zweryfikować nasze hipotezy.

Uczestnicy badania: W badaniu weźmie udział łącznie 40 uczestników. Spośród 40 uczestników 20 będzie pacjentami z mukowiscydozą, a 20 będzie w zdrowym wieku i dobranej pod względem płci grupą kontrolną.

Protokół ćwiczeń: Przyrostowy test wysiłkowy z ograniczeniem objawów zostanie przeprowadzony przy użyciu ergometru rowerowego z elektronicznym hamulcem zgodnie z zalecanymi wytycznymi. Test składa się z 10-minutowego odpoczynku w stanie ustalonym, 1-minutowej rozgrzewki przy 0 watach i stopniowego zwiększania tempa pracy o 20 watów co 2 minuty, aż do ustąpienia objawów.

Sesja zapoznawcza z pomiarami: Uczestnicy i uczestnicy kontrolni będą ćwiczyć na ergometrze rowerowym przy bardzo niskim tempie pracy (0 W i 20 W) przez 2 minuty przy każdej intensywności, aby zapoznać się z ergometrem rowerowym, aparatem oddechowym i skalami objawów (szczegóły poniżej ).

Czynność płuc: Spirometria i maksymalne ciśnienie oddechowe zostaną wykonane zgodnie ze standardowymi zaleceniami. Wykorzystany zostanie dostępny na rynku system do badań krążeniowo-oddechowych (Vmax 229d z Autobox 6200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA), a wszystkie pomiary zostaną wyrażone jako procent przewidywanych wartości prawidłowych.

Ocena duszności: Intensywność duszności (określana jako „uczucie ciężkiego lub trudnego oddychania”) oraz odczuwany dyskomfort w nogach będą oceniane w spoczynku, co minutę podczas ćwiczeń oraz w szczytowych ćwiczeniach przy użyciu zmodyfikowanej 10-punktowej skali Borga podczas wszystkich wizyt kontrolnych. Uczestnicy zostaną poproszeni o opisanie swojej duszności podczas ćwiczeń przed oceną intensywności i po zakończeniu ćwiczeń za pomocą następujących 3 deskryptorów: (1) „mój oddech wymaga więcej pracy i wysiłku” (praca i wysiłek); (2) „Nie mogę nabrać wystarczającej ilości powietrza” (niezaspokojony wdech); (3) „Nie mogę wydobyć wystarczającej ilości powietrza” (niezadowolony wydech). W żadnym momencie nie można wybrać żadnego ze wszystkich 3 deskryptorów. Po zaprzestaniu ćwiczeń uczestnicy zostaną poproszeni o zwerbalizowanie głównych powodów zaprzestania ćwiczeń (tj. dyskomfort w oddychaniu, dyskomfort w nogach, połączenie oddychania i nóg lub inny powód) oraz wybranie jakościowych deskryptorów duszności za pomocą ustalonego kwestionariusza .

Reakcje krążeniowo-oddechowe na ćwiczenia: Standardowe pomiary krążeniowo-oddechowe będą rejestrowane na zasadzie oddech po oddechu i uśredniane w 30-sekundowych okresach, w tym wentylacja minutowa (V'E), zużycie tlenu (VO2), produkcja dwutlenku węgla ( CO2), ciśnienie parcjalne końcowo-wydechowego CO2, VT i częstotliwość oddychania (Vmax 229d z Autobox 6200 DL; SensorMedics, Yorba Linda, CA). Objętości operacyjne (tj. końcowo-wydechowe i końcowo-wdechowe objętości płuc) będą pochodzić z manewrów dynamicznej pojemności wdechowej (IC), jak opisano wcześniej. Pośredni pomiar neuronalnego napędu oddechowego zostanie uzyskany nieinwazyjnie za pomocą elektrod dwubiegunowej elektromiografii powierzchniowej (EMG) umieszczonych nad prawymi przymostkowymi międzyżebrami i mostkowo-obojczykowo-sutkowym, jak opisano wcześniej. Ze względów bezpieczeństwa elektrokardiografia będzie monitorowana za pomocą 12-odprowadzeniowego elektrokardiogramu (EKG), ciśnienie krwi będzie mierzone za pomocą ręcznego sfigmomanometru, a nasycenie krwi tętniczej tlenem będzie monitorowane za pomocą pulsoksymetrii. Wszystkie testy wysiłkowe będą przeprowadzane przez doświadczonych fizjologów ćwiczeń. Badania z udziałem pacjentów z mukowiscydozą i zdrowych osób kontrolnych będą nadzorowane przez lekarza. Testy wysiłkowe zostaną przerwane na podstawie ustalonych kryteriów zgodnie z wytycznymi American College of Sports Medicine.

Natlenienie mięśni i hemodynamika: Natlenienie mięśni będzie nieinwazyjnie monitorowane za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni u wszystkich uczestników. Czterokanałowy spektroskop bliskiej podczerwieni z falą ciągłą (Oxymon M III, Artinis Medical Systems, BV, Holandia) zostanie użyty do określenia oksyhemoglobiny, dezoksyhemoglobiny i całkowitej hemoglobiny poprzez pomiar tłumienia światła przy długości fali 760 i 864 nm i przeanalizowany z wykorzystaniem algorytmów opartych na zmodyfikowanym prawie Beera-Lamberta. Dane te zostaną wykorzystane do opisowych celów eksploracyjnych w celu zbadania związku między natlenieniem mięśni nóg (vastus lateralis) i mięśniami oddechowymi (mostkowo-obojczykowo-sutkowy, przymostkowy i międzyżebrowy) oraz reakcjami sensorycznymi na ćwiczenia u pacjentów z mukowiscydozą.

Tomografia komputerowa Fenotypowanie: Istniejące skany tomografii komputerowej (CT) klatki piersiowej, uzyskane w ramach rutynowej praktyki klinicznej, zostaną wykorzystane do opisowych celów eksploracyjnych w celu zbadania związku między rozległością rozstrzeni oskrzeli a zatykaniem śluzu i uwięzieniem powietrza (w oparciu o specyficzne dla mukowiscydozy badanie CT punktacji) na fizjologiczne i czuciowe reakcje na ćwiczenia u pacjentów z mukowiscydozą.

Punkt przegięcia relacji VT i V'E: Dane dotyczące VT zostaną uśrednione z 30-sekundowych okresów i zostaną wykreślone względem V'E w spoczynku i podczas wszystkich intensywności ćwiczeń dla każdego indywidualnego uczestnika. Punkt, w którym VT odbiega od liniowości i zaczyna osiągać plateau, zostanie zdefiniowany jako punkt przegięcia zależności VT i V'E. Dwóch różnych obserwatorów określi punkt przegięcia dla każdego uczestnika podczas przyrostowego testu wysiłkowego, badając poszczególne wykresy Hey.

Analiza statystyczna Dane zostaną przedstawione jako średnie ± odchylenie standardowe (SD), o ile nie określono inaczej. Porównania między grupami (CF vs. zdrowa kontrola) pod kątem charakterystyki opisowej, odpowiedzi na ćwiczenia i oceny Borga w standardowych punktach oceny (przyrosty o 20 watów, przegięcie wentylacji VT/minutę (V'E) i wartość szczytowa) zostaną porównane przy użyciu niesparowanych t- testy z poprawkami Bonferroniego, gdzie stosowne. Współczynniki korelacji Pearsona zostaną wykorzystane do zbadania związku między mierzonymi zmiennymi: elektromiografią przymostkową, wzorcem oddychania, operacyjną objętością płuc, oceną Borga i zmiennymi dotyczącymi ćwiczeń. Powody przerwania ćwiczeń i jakościowe deskryptory duszności zostaną przeanalizowane jako statystyki częstotliwości i porównane między grupą kontrolną a uczestnikami mukowiscydozy przy użyciu dokładnego testu Fishera przy standaryzowanych 20-watowych przyrostach tempa pracy, przegięcia VT/V'E i wysiłku szczytowego. Wartość P mniejsza niż 0,05 będzie uważana za istotną statystycznie. Analiza statystyczna danych zostanie przeprowadzona przy użyciu Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA).

Wielkość próby i obliczenia mocy: Określenie odpowiedniej wielkości próby dla jakościowych deskryptorów duszności w mukowiscydozie jest trudne, ponieważ dane dotyczące tej populacji są ograniczone. Dlatego wielkość próby w niniejszym badaniu opiera się na wcześniejszych badaniach ocen intensywności duszności i odpowiedzi VT u pacjentów z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc podczas ćwiczeń. W badaniach tych uzyskano statystycznie istotne wyniki przy użyciu próby liczącej 16 osób, przy założeniach: odchylenie standardowe wynoszące około 1,5 jednostki, różnica wynosząca około 1,5 jednostki między punktem przegięcia VT/V'E a wysiłkiem szczytowym, test jednostronny, moc 80% i α = 0,05. Zatem próba o wielkości 20 uczestników niniejszego badania prawdopodobnie będzie miała odpowiednią moc do analiz badaczy.