Сравнение повторяющейся магнитной стимуляции и упражнений на функцию четырехглавой мышцы бедра при ХОБЛ

Существует значительный интерес к поиску методов улучшения функции четырехглавой мышцы бедра при ХОБЛ, поскольку дисфункция четырехглавой мышцы связана со снижением переносимости физических нагрузок5 и выживаемостью пациентов16, независимо от функции легких. Курсы легочной реабилитации (PR), включающие упражнения и обучение, могут повысить уровень окислительных ферментов, силу и выносливость четырехглавой мышцы у пациентов с ХОБЛ17 и улучшить способность ходить даже в течение 8 недель12, 18. Тем не менее, PR не является полным решением: не все регионы Великобритании предлагают PR, PR имеет в среднем только 50% пациентов, а показатель отсева составляет 30%. Кроме того, у значительной части пациентов (около 30%) не увеличивается их переносимость физической нагрузки в результате PR19, возможно, из-за того, что одышка ограничивает тренировку, которую они выполняют, или их периферическая мышечная сила остается нормальной19. Таким образом, существует интерес к альтернативным методам лечения или дополнениям к упражнениям, особенно с точки зрения локального лечения мышц, которые не ограничиваются нарушением дыхательной функции. Повторяющаяся электрическая стимуляция бедренного нерва (rES) представляется эффективным альтернативным методом пассивной тренировки четырехглавой мышцы. 30-минутная ЭС с частотой 10 Гц пять раз в неделю на обе ноги увеличила мышечную силу и физическую работоспособность у пациентов с ХОБЛ21 и пациентов с сердечной недостаточностью22. Подобные результаты были достигнуты при пятнадцатиминутной повторяющейся магнитной стимуляции бедренного нерва (rMS) три раза в неделю23. Тем не менее, в исследованиях лечения с помощью rES для изучения влияния на физическую работоспособность часто использовались отдельные экспериментальные и контрольные группы, что вносило межсубъектные различия в исследования, и без того ограниченные размером выборки243, и использовались только добровольные измерения функции четырехглавой мышцы96. В единственном исследовании биопсии rES использовался перекрестный дизайн, но биопсии брались только до и после тренировочного периода rES, а не до и после контрольного периода.244 В исследовании rMS приняли участие в общей сложности восемнадцать субъектов (десять относились к группе rMS, восемь — к контрольной группе), и биопсия не проводилась для оценки гистологических изменений в мышцах. В этом исследовании я стремился в первую очередь оценить изменения характеристик волокон четырехглавой мышцы бедра в результате интенсивного протокола рМС и, во вторую очередь, сравнить изменения функции четырехглавой мышцы в результате рМС с клиническим золотым стандартом улучшения мышечной функции, PR.

Методы

Этическое одобрение Комитет по этике исследований Ealing & West London Mental Health Trust одобрил исследование (06/Q0410/54). Исследование было зарегистрировано в Национальной базе данных клинических испытаний (NCT 00737698). 2.13.1

Расчет размера выборки Размер выборки, необходимый для тренировочного исследования, был основан на расчетах мощности из предыдущего исследования PR в нашей группе221 и пилотных данных нашей группы о влиянии среднеквадратичного значения на мышечную силу (Swallow et al., неопубликовано) с использованием статистической статистики Stata 10. программное обеспечение. Расчеты мощности были основаны на функциональных улучшениях (увеличение на 54 м на 6 МВт в результате PR и 10% увеличение TwQ четырехглавой мышцы в результате rMS, как минимальный клинически значимый прирост), а не на увеличении CSA мышечных волокон или волокон I типа. пропорции, так как данные по последнему отсутствовали. Мы выбрали увеличение силы сокращения на 10% в качестве минимально значимого прироста, поскольку предыдущие данные Mador et al. показали увеличение силы сокращения на 9,7% в результате 8 недель PR17. Была выбрана обычная мощность 80% с двусторонним значением p ≤0,05, что указывает на то, что для группы PR требуется минимум десять пациентов, а для группы rMS - двадцать шесть. Мы стремились набрать 15 человек в группу PR и 30 человек в группу RMS, чтобы обеспечить процент отсева пациентов, с которым мы сталкивались ранее. По завершении их было семнадцать в группе PR и тридцать семь в группе RMS.

Выбор субъектов. Восемьдесят шесть пациентов с ХОБЛ дали согласие на перекрестное исследование, также согласились на обучающее исследование, поэтому критерии включения и исключения были такими же, как и для поперечного исследования. Пациентам запрещалось начинать какой-либо новый режим физических упражнений или новые регулярные лекарства с момента получения согласия до завершения исследования, и пациентам было рекомендовано связаться со мной в 1-й день острого обострения, чтобы можно было назначить соответствующее лечение. Дизайн исследования и поток участников в ходе исследования показаны на рис. 4.1 и 4.2.

Рандомизация ИМФМИ рассчитывалась с использованием биоэлектрического импеданса (глава «Методы», раздел 2.4.2.1) и пациентов, стратифицированных на пациентов с низким ИМФМИ (<15 кг/м2 для женщин, <16 кг/м2 для мужчин) и нормальным ИМФМИ. Группы с низким и нормальным ИМФМ были рандомизированы отдельно (таким образом, пациенты с низким ИМФМ были равномерно распределены между группами лечения) с использованием системы запечатанных конвертов и блока из 4 процедур, взвешенных 2:1:1 для среднеквадратического значения: PR: отсутствие активного лечения в качестве расчета мощности предположили, что в группе PR требовалось как минимум в два раза больше пациентов, чем в группе rMS.

Оценки перед тренировкой. Функция легких, FFMI, сила квадрицепса, выносливость квадрицепса, физическая активность, 6 МВт и максимальная циклическая эргометрия, а также измерения HRQOL выполнялись, как описано в разделе «Методы» в разделах 2.4–2.7. Выполнена чрескожная биопсия четырехглавой мышцы бедра и анализ типа мышечного волокна. Пациенты прошли предтренировочную физиологическую оценку и биопсию в течение четырех недель после рандомизации. Оценка проводилась так же, как описано для поперечного исследования (в группе RMS обе ноги были протестированы в один и тот же день, в двух других группах была протестирована нога, ипсилатеральная по отношению к доминирующей руке), а затем пациенты приступили к назначенному им лечению в течение двух дней. недели.

Протоколы тренировок

Повторяющаяся магнитная стимуляция бедренного нерва (rMS) Это было проведено с использованием системы магнитной стимуляции нервов Magstim Rapid (Magstim, Whitland Dyfed, Великобритания) под моим наблюдением в RBH Muscle Lab. Пациент сидел прямо или слегка наклонялся назад, при этом катушка коврика обертывалась вокруг тела тренируемой четырехглавой мышцы, стопа стимулируемой ноги располагалась на ремне так, чтобы сокращения были изометрическими (рис. 2.8). Частота стимуляции составляла 40 Гц с рабочим циклом 0,4 (1 с включено, 4 с выключено). Пациенты получали трехчасовую непрерывную рМС (не считая перерывов на туалет) два раза в неделю в течение 8-недельного периода с отдыхом между сеансами не менее двадцати четырех часов. На первом сеансе интенсивность стимула была увеличена с 22% мощности до 40% мощности, а последующие сеансы проводились с мощностью 40%, поскольку это был верхний предел того, что пациенты могли терпеть, и машина могла работать в течение всего сеанса. 40% мощности обычно генерируется между 10-20% MVC пациента.

Легочная реабилитация (PR) Это проводилось исследователем респираторной физиотерапии в Королевской больнице Бромптона два раза в неделю с максимум тремя пациентами за сеанс, поэтому обучение проходило под пристальным наблюдением. Тренировка состояла из разминки, затем часовой аэробной работы с испытуемыми, которые выполняли упражнения на стационарном велосипеде с рабочей нагрузкой, обеспечивающей 80% их пикового VO2 по протоколу эргометрии с максимальным приращением циклов, на беговой дорожке, подъеме по лестнице и комбинации упражнений. упражнения на сопротивление ног, включающие вес ног, приседания и маневры из положения сидя в положение стоя с последующей заминкой. На каждом занятии предпринимались попытки увеличить интенсивность и/или количество повторений каждого упражнения. Лист упражнений, используемый физиотерапевтом-супервайзером для записи достижений, показан на рис. 2.9.

Отсутствие активного лечения (контрольная группа) Контрольную группу попросили продолжать свою обычную деятельность, и с ней связывались по телефону два-три раза в течение 8-недельного периода, чтобы свести к минимуму отсев и следить за острыми обострениями ХОБЛ. После завершения исследования эти пациенты были зачислены на курс PR в RBH, если они того пожелали.

Оценки после тренировки Для групп PR и rMS физиологические тесты проводились через четыре-пять дней после последней тренировки, а через три-четыре дня брали биопсию. Контрольные животные оценивались на той же неделе, что и остальные. Выбор времени был направлен на минимизацию групповых различий из-за различных задержек между последней тренировкой и тестированием. Оценка после тренировки включала в себя все те же тесты, что и оценка перед тренировкой.

Статистический анализ Первичными показателями результатов были а) изменение пропорций волокон четырехглавой мышцы бедра и площади поперечного сечения волокон в тренированной ноге по сравнению с нетренированной ногой в группе RMS и b) изменение функции четырехглавой мышцы бедра в группе RMS по сравнению с группой PR. Весь статистический анализ был выполнен с использованием SPSS (SPSS 15, Чикаго, США). U-критерий Манна-Уитни использовался для оценки различий между группами (пациенты и контрольная группа, тренированная и нетренированная нога, изменения в тренированной ноге и изменения в нетренированной ноге), коэффициент ранговой корреляции Спирмена был рассчитан для оценки корреляций, а критерий знаковых рангов Вилкоксона использовался. изучить различия между результатами до и после тренировки как на тренированной, так и на нетренированной ноге (данные не распределяются нормально). Для оценки влияния обострения во время исследования рассчитывали фактор взаимодействия. Двустороннее значение p ≤0,05 использовалось для определения статистической значимости.