Długotrwała kriokompresja i temperatura skóry: pilotażowy program dotyczący bezpieczeństwa i wykonalności

Wprowadzenie Pomimo postępu w technologii terapii kriokompresyjnej w rehabilitacji po operacjach stawu kolanowego, wytyczne dotyczące czasu trwania zabiegów kriokompresyjnych pozostają w dużej mierze niezmienione i trwają zazwyczaj 15–30 minut (Long i Jutte, 2020). Czas ten został pierwotnie ustalony przy tradycyjnym stosowaniu okładów z lodu, które zapewniają szybkie chłodzenie i musi być ograniczony do tego stosunkowo krótkiego okresu, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo powikłań lub obrażeń związanych z przeziębieniem (MacAuley, 2001; Wilke i Weiner, 2003; Thienpont , 2014). Wykazano, że urządzenia elektroniczne obniżają temperaturę tkanek bardziej stopniowo i zapewniają skuteczną dawkę zimna bez obniżania temperatury tkanki do potencjalnie niebezpiecznego poziomu (Belsey, Reid i in., 2024). W związku z tym tradycyjne wytyczne dotyczące czasu trwania leczenia mogą nie mieć zastosowania w przypadku urządzeń elektronicznych.

Wydłużone okresy chłodzenia z większym prawdopodobieństwem wpływają na ból i stan zapalny w głębszych tkankach (Long i Jutte, 2020), co może prowadzić do poprawy pooperacyjnych wyników klinicznych. Wcześniej wykazano, że narażenie na zimno o temperaturze 15 ℃ przy użyciu technologii nieelektronicznej przez okres do 6 godzin jest bezpieczne (Kwiecien, McHugh i Howatson, 2020). W jednym badaniu oceniano długotrwałe schładzanie (3 godziny na zabieg) za pomocą urządzenia elektronicznego po operacji kolana i chociaż nie zgłoszono żadnych powikłań, nie zmierzono reakcji temperatury skóry. Dlatego pomimo wskazań dotyczących bezpieczeństwa nie wiadomo, czy zastosowano optymalną dawkę chłodzenia, która obniżyła temperaturę skóry do ustalonej optymalnej strefy terapeutycznej 10-15 ℃ (Wilke i Weiner, 2003; Bleakley i Hopkins, 2010).

Bezpieczeństwo i wykonalność długotrwałej ekspozycji na kriokompresję za pomocą urządzenia elektronicznego, o którym wiadomo, że zapewnia skuteczną dawkę zimna, nie zostało jednoznacznie zbadane i powinno zostać ustalone, jeśli tradycyjne wytyczne dotyczące czasu trwania leczenia mają zostać zakwestionowane, zmienione i zoptymalizowane pod kątem tej metody terapii. Dlatego celem tego badania jest zbadanie zdolności elektronicznego urządzenia do kriokompresji do utrzymywania temperatury skóry w docelowej strefie terapeutycznej przez dłuższy czas oraz ocena bezpieczeństwa i wykonalności takiego protokołu leczenia. Wyniki tego pilotażowego badania pilotażowego można następnie wykorzystać w przyszłych badaniach nad skutecznością długotrwałego chłodzenia w warunkach klinicznych oraz w badaniach nad optymalnym czasem trwania leczenia w zależności od zastosowanej metody terapii.

Zakłada się, że elektroniczne urządzenie kriokompresyjne skutecznie obniży temperaturę skóry, a następnie obniży ją i utrzyma w docelowym zakresie 10-15 ℃ podczas długotrwałego leczenia. Po drugie, przewiduje się, że nie wystąpią żadne zdarzenia niepożądane związane z leczeniem, a protokół będzie dobrze tolerowany przez uczestników pod względem postrzeganego komfortu.

Projekt metod To prospektywne, randomizowane, kontrolowane badanie krzyżowe będzie rekrutować do udziału zdrowych dorosłych ochotników z populacji uniwersyteckiej, zgodnie z wcześniej opublikowanymi zaleceniami dotyczącymi odpowiedniej wielkości próby do badań pilotażowych (Julious, 2005; Johanson i Brooks, 2010). Każdy uczestnik weźmie udział w każdym z dwóch warunków, aby wyeliminować ryzyko zafałszowania wyników przez czynniki demograficzne. Warunki zostaną przeprowadzone w kolejności losowej, określonej przez generator liczb losowych przed rozpoczęciem rekrutacji. Warunki będą obejmować zastosowanie urządzenia kriokompresyjnego Physiolab S1 zgodnie z wytycznymi producentów. Każda sesja testowa zajmie około 3 godzin, z co najmniej 24-godzinną przerwą pomiędzy testami z tym samym uczestnikiem. Łącznie uczestnicy będą mieli nie więcej niż 6 godzin w ciągu 2 dni na ukończenie swojego uczestnictwa. Uczestnicy nie otrzymają wynagrodzenia za udział w badaniu ani nie poniosą żadnych opłat.

Protokół Wszyscy kwalifikujący się uczestnicy będą najpierw zobowiązani do wyrażenia świadomej zgody przed udziałem w badaniu i zostaną poproszeni o unikanie kofeiny, tytoniu i forsownych ćwiczeń w ciągu 2 godzin przed badaniem. Wzrost i masa uczestników zostaną zmierzone na początku pierwszej sesji testowej w celu obliczenia BMI, a wiek i płeć uczestników zostaną zarejestrowane, aby umożliwić późniejszą analizę w celu ustalenia zakłócającego wpływu tych czynników na wyniki.

Następnie uczestnicy zostaną poproszeni o położenie się na plecach na łóżku do fizjoterapii przez 20 minut, aby temperatura ciała dostosowała się do środowiska testowego i aby upewnić się, że stopy znajdują się na tym samym poziomie co serce, co jest ważne w przypadku testu napełniania włośniczkowego, który przeprowadza się będzie przeprowadzane na drugim palcu nogi poddawanej krioterapii, wielokrotnie w ciągu okresu badania. Podczas 20-minutowego okresu aklimatyzacji następujące punkty anatomiczne na kończynie poddanej zabiegowi zostaną oznaczone małym kwadratem taśmy z mikroporami w ramach przygotowań do pomiarów zakresu ruchu, które zostaną wykonane przed i po zabiegu krioterapii: krętarz większy, nadkłykieć boczny i kostka boczna. Dodatkowo okres aklimatyzacji zostanie wykorzystany na przygotowanie i przymocowanie 3 czujników temperatury iButton do nogi poddawanej zabiegowi za pomocą taśmy z większą liczbą mikroporów: jeden 20 mm dystalnie od rzepki, jeden w równoważnej pozycji z tyłu i jeden po stronie podeszwowej części bliższej miąższ dużego palca. Wykazano, że dwa przyciski iButton umieszczone wokół kolana zapewniają najwyższą powtarzalność pomiaru temperatury ludzkiej skóry wokół tego stawu (Priego-Quesada i in., 2021) i umożliwiają pomiar zmian bezpośrednio w obszarze poddanym zabiegowi kriokompresji. Pomiary wykonane za pomocą przycisku iButton na palcu zostaną wykorzystane w połączeniu z wynikami testów napełniania naczyń włosowatych w celu monitorowania zmian w perfuzji jako środek bezpieczeństwa podczas długotrwałej kriokompresji oraz w celu zapewnienia powrotu do normy po zabiegu. iButton to mały czujnik temperatury, który został zatwierdzony do pomiaru temperatury skóry ludzkiej (van Marken Lichtenbelt i in., 2006; Smith i in., 2010). Noga, która zostanie wykorzystana w badaniu, zostanie losowo wybrana dla każdego uczestnika i pozostanie taka sama dla każdego schorzenia.

Po okresie aklimatyzacji zostanie przeprowadzony test napełniania naczyń włosowatych drugiego palca stopy i zmierzona zostanie temperatura skóry dużego palca. W tym czasie zostanie również przeprowadzony pomiar zakresu ruchu od wyprostu do zgięcia za pomocą standardowego goniometru. Środki podjęte przed zabiegiem kriokompresji zapewnią referencyjne wartości bazowe, które będą monitorowane w celu zapewnienia bezpieczeństwa uczestnika i wykrycia wszelkich nieprawidłowych reakcji na przedłużony protokół chłodzenia. W tym miejscu rejestrowane będą również podstawowe pomiary temperatury skóry w okolicy kolana.

Po podjęciu podstawowych działań, na nogę uczestnika zostanie przyłożone urządzenie kriokompresyjne i rozpocznie się leczenie. Pierwsze 30 minut każdego testu będzie obejmowało ustawienie urządzenia na cyrkulację zimnej wody o temperaturze 8 ℃, ponieważ wykazano, że w przypadku tego urządzenia powoduje to obniżenie temperatury skóry do docelowego zakresu 10–15 ℃ (Belsey, Gregory i in. , 2024). Urządzenie będzie kontynuować leczenie przez dodatkowe 90 minut przy temperaturze wody ustawionej na 10 ℃ lub 12 ℃, w zależności od testowanego losowego stanu. Temperatury te zostały wybrane tak, aby odzwierciedlały minimalne i maksymalne temperatury, jakie urządzenie może zastosować, a mieszczące się w docelowym zakresie temperatur skóry. Wybór temperatury wody <10 ℃ do długotrwałego chłodzenia grozi spadkiem temperatury skóry poniżej zakresu docelowego, w miarę zbliżania się do równowagi, co może zwiększać ryzyko wystąpienia zdarzeń niepożądanych (Wilke i Weiner, 2003). Urządzenie będzie stosowało przerywaną kompresję o wartości 25–50 mmHg w sposób ciągły podczas każdego badania, zgodnie z zalecanym przez producenta ustawieniem dla leczenia stawu kolanowego.

Co 30 minut mankiet urządzenia będzie na krótko zdejmowany z nogi uczestnika w celu sprawdzenia skóry pod kątem oznak nieprawidłowej reakcji. Jako uzupełnienie tej kontroli wzrokowej, jednocześnie rejestrowana będzie ocena bólu za pomocą Numerycznej Skali Oceny Bólu (NPRS), wraz z kolejnym testem napełniania naczyń włosowatych i pomiarem temperatury skóry palca. Jeżeli na podstawie oględzin zostaną zidentyfikowane lub podejrzewane jakiekolwiek zdarzenia niepożądane lub jeśli w jakimkolwiek momencie punktacja bólu przekroczy 5/10, lub jeśli test napełniania naczyń włosowatych będzie trwał dłużej niż 6 sekund w przypadku dwóch kolejnych pomiarów w okresie leczenia, test zostanie zostanie zakończone i uczestnik nie będzie już brał udziału w badaniu. Oprócz kontroli bezpieczeństwa, co 30 minut będzie jednocześnie rejestrowana postrzegana ocena komfortu poprzez udzielenie odpowiedzi na następujące pytanie w 5-punktowej skali Likerta: „Jak oceniłbyś komfort zabiegu?” Możliwe odpowiedzi na to pytanie będą następujące: „Bardzo wygodne, wygodne, neutralne, niewygodne, bardzo niewygodne”. Zapewni to wgląd w różnice w tolerancji leczenia, co może mieć znaczenie dla wykonalności protokołu przedłużonego chłodzenia w warunkach klinicznych.

Po 2-godzinnym przedłużonym zabiegu schładzania mankiet zostanie usunięty z uczestnika, a temperatura skóry będzie mierzona co 5 minut przez kolejne 15 minut, ponieważ jest to maksymalny przewidywany czas, w którym temperatura skóry się utrzyma <15 ℃ podczas ponownego rozgrzewania nogi (Belsey, Gregory i in., 2024). Pozwoli to na pomiar całkowitego czasu, w którym temperatura skóry utrzymuje się w docelowym zakresie terapeutycznym w wyniku zabiegu kriokompresji. W momencie zdjęcia mankietu i 15 minut później ponownie zostaną przeprowadzone testy napełniania naczyń włosowatych w celu monitorowania oczekiwanej normalizacji perfuzji leczonej nogi. Normalizację definiuje się na podstawie czasu napełniania naczyń włosowatych wynoszącego mniej niż 3 sekundy u uczestników w wieku poniżej 50 lat i mniej niż 4,5 sekundy u uczestników w wieku powyżej 50 lat, aby uwzględnić normalne różnice związane z wiekiem. 15 minut po zabiegu zostanie przeprowadzony drugi test zakresu ruchu w taki sam sposób jak poprzednio, aby określić, czy w wyniku zabiegu pozostała sztywność/osłabienie. Sugeruje się, że funkcjonalnie znaczące zmiany w zakresie ruchu stawu kolanowego wynoszą > 5°, zatem powrót do „normalnego” zakresu ruchu zostanie stwierdzony, jeśli wynik po teście będzie mieścił się w granicach 5° od pomiaru wyjściowego . Na tym etapie zostanie zarejestrowana ostateczna ocena bólu i komfortu, a czujniki temperatury zostaną usunięte z nogi uczestnika; kończąc w ten sposób ich udział w teście. Jeżeli wyniki testu napełniania kapilarnego lub pomiaru zakresu ruchu nie powrócą do normy zgodnie z powyższym opisem, noga poddawana zabiegowi zostanie ponownie aktywnie ogrzana poprzez umieszczenie w łaźni wodnej o temperaturze 38 ℃ na kolejne 15 minut. Test napływu kapilarnego i zakres ruchu zostaną ponownie zmierzone pod koniec kolejnego 15-minutowego okresu. Jeżeli wyniki w dalszym ciągu nie powróciły do ​​normalnych parametrów, a uczestnik lub badacz ma wątpliwości, wówczas zwróci się o pomoc lekarską i w razie potrzeby zapewni sobie pomoc. W przeciwnym razie uczestnik będzie mógł opuścić laboratorium, ale dwie godziny później badacz skontaktuje się z nim (w sposób wybrany przez uczestnika) w celu zapytania, czy zaszły jakieś zmiany. W razie potrzeby można zalecić lub zwrócić się o poradę lekarską. Gdy każdy uczestnik spełni wszystkie warunki, zakończy swój udział w badaniu.

Analiza Dane zostaną przeanalizowane w celu wykrycia jakichkolwiek różnic podczas badania w porównaniu z pomiarami wyjściowymi oraz pomiędzy grupami. Wszystkie dane zostaną najpierw poddane testowi Kołmogorowa-Smirnowa w celu oceny, czy mają rozkład normalny. Na wszystkich danych o rozkładzie normalnym zostanie przeprowadzona analiza wariancji z powtarzanymi pomiarami. Test Friedmana zostanie przeprowadzony na wszelkich danych, które nie mają rozkładu normalnego.

Kwestie etyczne Chociaż jest to badanie bezpieczeństwa i zamierzamy monitorować zdarzenia niepożądane jako wyniki, ryzyko jakiejkolwiek identyfikacji uważa się za niskie. Przed udziałem w programie osoby zostaną poddane badaniu przesiewowemu, aby mieć pewność, że nie zostanie zatrudniona żadna osoba, która w innym przypadku nie byłaby przeciwwskazana do terapii kriokompresyjnej. Ustawienia temperatury stosowane podczas zabiegów zostały wybrane tak, aby obniżyć i utrzymać temperaturę skóry w strefie docelowej, jednocześnie zapobiegając jej spadkowi poniżej progu 10 ℃, gdzie ryzyko powikłań jest zwiększone. Ponadto poprzednie badanie nie wykazało żadnych powikłań związanych z przeziębieniem, gdy temperaturę skóry utrzymywano na poziomie 7 ℃ nieprzerwanie przez 2 godziny (Morsi, 2002), co sugeruje, że próg 10 ℃ jest ostrożny. Podobnie, wybrano 2-godzinny czas trwania leczenia jako konserwatywny okres w przypadku długotrwałego chłodzenia, ponieważ inne metody zostały bezpiecznie zastosowane przez znacznie dłuższy czas trwania, jak opisano we wstępie. Niemniej jednak będzie to pierwsze badanie urządzenia elektronicznego zapewniającego znaną skuteczną dawkę chłodu przez dłuższy okres czasu. Dlatego wybraliśmy ustawienia temperatury i czas trwania zabiegu, aby utrzymać ryzyko dla uczestników na absolutnym minimum.

Uczestnikowi przysługuje prawo wycofania siebie i wszelkich zebranych danych z badania w dowolnym momencie w trakcie uczestnictwa oraz przez 7 dni po końcowej sesji testowej, bez konieczności podawania przyczyny. Mają także prawo zakończyć sesję testową w dowolnym momencie. Po upływie 7 dni od ostatniej sesji testowej uczestnika jego dane zostaną zanonimizowane i wykorzystane jako część ostatecznego zbioru danych do analizy. Badanie należy zakończyć również w wyniku pojawienia się jakichkolwiek działań niepożądanych. Należy zająć się wszelkimi występującymi reakcjami niepożądanymi i monitorować je, dopóki sytuacja nie powróci do stanu wyjściowego/normy. Jeżeli badanie zostanie zakończone z przyczyny, którą można złagodzić w przyszłości, uczestnicy otrzymają możliwość powtórzenia testu w innym dniu, jeśli będą chcieli kontynuować udział w badaniu. Jeżeli badanie zostanie zakończone z powodu wystąpienia niepożądanej reakcji, której nie będzie można złagodzić w przyszłości, uczestnik (i wszelkie zebrane dane) zostanie podziękowany za poświęcony czas i zostanie wycofany z badania. Wszyscy członkowie zespołu badawczego zostali przeszkoleni w zakresie kompetentnej obsługi urządzenia kriokompresyjnego i prawidłowego wykonania protokołu badania opisanego powyżej. Wykwalifikowana osoba udzielająca pierwszej pomocy będzie zawsze obecna w laboratoriach podczas przeprowadzania testów, a wszystkie zasady laboratoryjne i protokoły bezpieczeństwa będą przez cały czas przestrzegane (np. sprzątanie rozlanej wody).