Efeito da VNI portátil nos volumes operacionais da parede torácica na DPOC

Design de estudo:

Este é um estudo cruzado randomizado. Os pacientes realizarão dois testes de esforço idênticos e a intervenção (VitaBreath) será comparada à condição controle (respiração com os lábios franzidos) nos mesmos pacientes. A ordem dos testes será determinada por randomização simples (sealedenvelope.com).

O objetivo deste estudo é investigar o efeito do dispositivo VitaBreath nos volumes inspiratórios e expiratórios da parede toracoabdominal durante o exercício em pacientes com DPOC. O uso do dispositivo VitaBreath será comparado à respiração normal (técnica de respiração labial franzida). Os pacientes serão recrutados principalmente daqueles que participaram de nosso estudo anterior (REC referência: 17/NE/0085 - IRAS project ID: 221120) no North Tyneside General Hospital e serão submetidos a dois testes de exercício em um cicloergômetro no mesmo dia usando ambos o dispositivo VitaBreath e a técnica de respiração com os lábios franzidos durante a recuperação do exercício.

Intervenções do estudo:

O estudo incluirá duas visitas. Durante a primeira visita, os pacientes serão submetidos a uma avaliação clínica, incluindo histórico, exame físico, ECG e avaliação completa da função pulmonar, incluindo espirometria, para garantir que os pacientes estejam estáveis. Durante a segunda visita, os pacientes realizarão dois testes de exercícios intermitentes com duração de 20 minutos cada e consistindo em sessões de trabalho de 2 minutos a 80% da taxa máxima de trabalho (WR pico), conforme determinado no estudo anterior (referência REC: 17/NE/0085 - ID do projeto IRAS: 221120) com períodos de recuperação de 2 minutos entre as sessões de trabalho, usando o dispositivo VitaBreath ou a técnica de respiração labial franzida durante os períodos de recuperação. Os pacientes receberão informações por escrito explicando o procedimento e fornecerão consentimento informado por escrito.

Procedimentos de avaliação

Visita 1

Avaliação de linha de base

Durante a primeira visita, os pacientes serão submetidos à seguinte avaliação inicial: a) histórico médico e exame físico, b) espirometria ec) ECG em repouso para avaliar a função cardíaca em repouso.

Visita 2

Preparação dos pacientes

Ao chegar ao laboratório, e antes de qualquer intervenção, marcadores adesivos de pele para registros de pletismografia optoeletrônica (OEP) (para avaliar a hiperinsuflação dinâmica da parede toracoabdominal) e conjunto de optodos adesivos para registros portáteis de cardioimpedância (para avaliar o débito cardíaco) , a eletromiografia da superfície muscular (para avaliar os padrões de recrutamento muscular) e a espectroscopia quase inferida (para avaliar a necessidade de oxigênio dos músculos respiratórios) serão anexadas à pele. Todos os procedimentos serão explicados em detalhes antes de cada tentativa.

Volumes operacionais da parede torácica

Na linha de base, os pacientes serão instruídos após 3-4 respirações correntes regulares para fazer dois esforços máximos de capacidade inspiratória (IC) do Volume Expiratório Final da Parede Torácica (EECW) para a Capacidade Total da Parede Torácica (TLCCW) a fim de avaliar o volume da parede torácica em TLC (TLCCW) e Volume da Parede Torácica de Reserva Inspiratória (IRVcw) em repouso. Durante o exercício e a recuperação, a cinemática da parede torácica será medida pelo OEP da seguinte forma: o movimento de 89 marcadores retrorrefletivos colocados na frente e atrás da parede torácica das clavículas ao púbis será registrado. Cada marcador será rastreado por oito câmeras de vídeo (Smart System BTS, Milão, Itália), quatro na frente do sujeito e quatro atrás. Os sujeitos receberão alças de preensão posicionadas no nível médio do esterno, que levantarão os braços para longe da caixa torácica, de modo que os marcadores laterais possam ser visualizados. Um software dedicado reconstrói as coordenadas tridimensionais dos marcadores em tempo real por estereofotogrametria e calcula o volume total e compartimental da parede torácica e as variações de volume usando o teorema de Gauss. A parede torácica é modelada como sendo composta por dois compartimentos - a caixa torácica e o abdome. Vcw é a soma do volume da caixa torácica (Vrc) e o volume abdominal (Vab).

Avaliação não invasiva da oxigenação dos músculos respiratórios

Além dos volumes operacionais da parede torácica, os investigadores vão avaliar a oxigenação muscular local intercostal e abdominal usando espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS). Dois optodos NIRS, que serão conectados a um espectrofotômetro NIRO 200 (Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japão), serão colocados na pele sobre o sétimo espaço intercostal esquerdo na linha axilar média e sobre o reto abdominal superior, respectivamente, e serão fixados usando fita adesiva. O espaço intercostal esquerdo será usado para evitar possíveis contribuições do fluxo sanguíneo do fígado no lado direito do corpo.

Eletromiografia dos músculos respiratórios

A eletromiografia (EMG) será utilizada para avaliar a ativação muscular respiratória. A pele será limpa e os eletrodos de superfície (Delsys Trigno, Delsys, Boston, MA, EUA) serão colocados da seguinte forma: na superfície sobre o sétimo espaço intercostal direito (EMGic), 2 cm lateralmente ao umbigo, sobre a massa muscular de reto abdominal (EMGra), sobre o músculo esternocleidomastóideo (EMGster) e sobre o músculo escaleno (EMGsca). Os dados EMG serão registrados em 2000 Hz e serão filtrados em 25-500 Hz durante cada tentativa (Spike 2, Cambridge Electronic Design, Cambridge, Reino Unido).

Protocolo de exercícios

Os pacientes serão submetidos a dois protocolos de exercícios intermitentes em cicloergômetro. O protocolo de exercício consistirá em sessões repetidas de exercício de 2 minutos, separadas por períodos de recuperação de 2 minutos entre as sessões de trabalho, a fim de permitir a aplicação do dispositivo VitaBreath. Durante o primeiro minuto de cada período de recuperação, os pacientes respirarão por meio do dispositivo VitaBreath ou adotando a técnica de respiração labial franzida. Durante o segundo minuto de cada período de recuperação, os pacientes respirarão normalmente. Os pacientes também pontuarão a intensidade de sua dispneia percebida usando a escala de Borg 1-10. O débito cardíaco e o volume sistólico serão medidos de forma não invasiva usando um método de cardio-impedância (physio-flow) durante o exercício e os períodos de recuperação. A ativação muscular respiratória (EMG) e a oxigenação tecidual de oxigênio muscular respiratório local (NIRS) serão registradas continuamente de forma não invasiva usando optodes colocados na pele durante os períodos de exercício e recuperação. Além disso, a saturação arterial de oxigênio será registrada durante o exercício e os períodos de recuperação usando um oxímetro de pulso.

Estimativa do tamanho da amostra

A estimativa do tamanho da amostra dentro de cada modalidade de respiração é baseada nos resultados de um estudo comparando o uso do dispositivo VitaBreath com a respiração labial franzida (PLB). Usando a diferença média na recuperação da capacidade inspiratória em comparação ao final do exercício (130 ml) entre o dispositivo VitaBreath e PLB, o SD (110 ml), um nível de significância alfa de 0,05 (2 lados) e 80% de potência, um tamanho de amostra total mínimo de 11 pacientes é calculado para ser suficiente para detectar diferenças significativas na magnitude da alteração na hiperinsuflação dinâmica da parede toracoabdominal entre o dispositivo VitaBreath e os testes PLB. Serão recrutados 12 pacientes para realizar os testes em uma sequência de ordenação balanceada.