Влияние портативной НИВЛ на операционные объемы грудной клетки при ХОБЛ

Дизайн исследования:

Это рандомизированное перекрестное исследование. Пациенты будут выполнять два идентичных теста с физической нагрузкой, и вмешательство (VitaBreath) будет сравниваться с контрольным состоянием (дыхание с поджатыми губами) у тех же пациентов. Порядок тестирования будет определяться простой рандомизацией (sealedenvelope.com).

Целью данного исследования является изучение влияния устройства VitaBreath на инспираторный и экспираторный объемы торакоабдоминальной стенки во время физической нагрузки у пациентов с ХОБЛ. Использование устройства VitaBreath будет сравниваться с нормальным дыханием (техника дыхания через сжатые губы). Пациенты в первую очередь будут набраны из тех, кто участвовал в нашем предыдущем исследовании (ссылка REC: 17/NE/0085 - идентификатор проекта IRAS: 221120) в больнице общего профиля Северного Тайнсайда и будут проходить два теста с физической нагрузкой на велоэргометре в один и тот же день, используя оба теста. устройство VitaBreath и технику дыхания с поджатыми губами во время восстановления после тренировки.

Вмешательства в исследование:

Исследование будет включать два визита. Во время первого визита пациенты будут проходить клиническую оценку, включая анамнез, физикальное обследование, ЭКГ и полную оценку функции легких, включая спирометрию, чтобы убедиться, что пациенты стабильны. Во время второго визита пациенты будут выполнять два прерывистых теста с физической нагрузкой продолжительностью 20 минут каждый и состоящих из 2-минутных рабочих подходов с 80% пиковой рабочей скоростью (пик WR), как определено в предыдущем исследовании (ссылка REC: 17/NE/0085 - ID проекта IRAS: 221120) с 2-минутными периодами восстановления между рабочими подходами с использованием либо устройства VitaBreath, либо техники дыхания через сжатые губы во время периодов восстановления. Пациентам будет предоставлена ​​письменная информация, объясняющая процедуру, и они предоставят письменное информированное согласие.

Процедуры оценки

Посетите 1

Базовая оценка

Во время первого визита пациенты проходят следующую базовую оценку: а) историю болезни и физикальное обследование, б) спирометрию и в) ЭКГ в покое для оценки функции сердца в покое.

Посетите 2

Подготовка пациентов

По прибытии в лабораторию и перед любым вмешательством клейкие кожные маркеры для записей оптико-электронной плетизмографии (ОЭП) (для оценки динамической гиперинфляции торакоабдоминальной стенки) и набор клейких оптодов для портативных записей кардиоимпеданса (для оценки сердечного выброса) , электромиография мышечной поверхности (для оценки моделей рекрутирования мышц) и спектроскопия ближнего диапазона (для оценки потребности дыхательных мышц в кислороде) будут прикреплены к коже. Все процедуры будут подробно объяснены перед каждым испытанием.

Операционные объемы грудной клетки

На исходном уровне пациенты будут проинструктированы после 3-4 регулярных дыхательных вдохов сделать два усилия максимальной емкости вдоха (IC) от объема стенки грудной клетки в конце выдоха (EECW) до общей емкости стенки грудной клетки (TLCCW), чтобы оценить объем грудной стенки при TLC. (TLCCW) и объем грудной стенки резерва вдоха (IRVcw) в состоянии покоя. Во время упражнений и восстановления кинематика грудной клетки будет измеряться OEP следующим образом: будет зарегистрировано движение 89 световозвращающих маркеров, размещенных спереди и сзади над грудной стенкой от ключиц до лобка. Каждый маркер будет отслеживаться восемью видеокамерами (Smart System BTS, Милан, Италия), четырьмя перед объектом и четырьмя сзади. Субъекты будут браться за ручки, расположенные на уровне середины грудины, которые будут поднимать руки от грудной клетки, чтобы можно было визуализировать боковые маркеры. Специальное программное обеспечение реконструирует трехмерные координаты маркеров в режиме реального времени с помощью стереофотограммы и вычисляет общий объем грудной клетки и объем грудной клетки, а также вариации объема с использованием теоремы Гаусса. Стенка грудной клетки моделируется состоящей из двух частей — грудной клетки и брюшной полости. Vcw представляет собой сумму объема грудной клетки (Vrc) и объема брюшной полости (Vab).

Неинвазивная оценка оксигенации дыхательных мышц

В дополнение к операционным объемам грудной клетки исследователи собираются оценить межреберную и абдоминальную локальную оксигенацию мышц с помощью спектроскопии ближнего инфракрасного излучения (NIRS). Два оптода NIRS, которые будут подключены к спектрофотометру NIRO 200 (Hamamatsu Photonics, Hamamatsu, Japan), будут помещены на кожу над седьмым межреберьем слева по средней подмышечной линии и над верхней прямой мышцей живота соответственно и будут закреплены. с помощью клейкой ленты. Левое межреберье будет использоваться, чтобы избежать возможного вклада крови в кровоток из печени на правой стороне тела.

Электромиография дыхательных мышц

Электромиография (ЭМГ) будет использоваться для оценки активации дыхательных мышц. Кожа будет очищена, а поверхностные электроды (Delsys Trigno, Delsys, Бостон, Массачусетс, США) будут размещены следующим образом: на поверхности над правым седьмым межреберьем (EMGic), на 2 см латеральнее пупка, над мышечной массой прямой мышце живота (EMGra), над грудино-ключично-сосцевидной мышцей (EMGster) и на лестничной мышце (EMGsca). Данные ЭМГ будут записываться с частотой 2000 Гц и фильтроваться на частоте 25–500 Гц во время каждого испытания (Spike 2, Cambridge Electronic Design, Кембридж, Великобритания).

Протокол упражнений

Пациенты проходят два протокола прерывистых упражнений на велоэргометре. Протокол упражнений будет состоять из повторяющихся 2-минутных упражнений, разделенных 2-минутными периодами восстановления между рабочими подходами, чтобы можно было использовать устройство VitaBreath. В течение 1-й минуты каждого восстановительного периода пациенты будут дышать либо через устройство VitaBreath, либо используя технику дыхания с поджатыми губами. В течение 2-й минуты каждого восстановительного периода пациенты дышат нормально. Пациенты также будут оценивать интенсивность ощущаемой ими одышки по шкале Борга от 1 до 10. Сердечный выброс и ударный объем будут измеряться неинвазивным методом с использованием кардиоимпедансного метода (физио-поток) на протяжении всего периода упражнений и восстановления. Активация дыхательных мышц (ЭМГ) и местная оксигенация тканей кислородом дыхательных мышц (NIRS) будут непрерывно записываться неинвазивно с использованием оптодов, размещаемых на коже в течение всего периода упражнений и восстановления. Кроме того, насыщение артериальной крови кислородом будет регистрироваться на протяжении всего периода упражнений и восстановления с помощью пульсоксиметра.

Оценка размера выборки

Оценка размера выборки для каждого режима дыхания основана на результатах исследования, сравнивающего использование устройства VitaBreath с дыханием через сжатые губы (PLB). Используя среднюю разницу в восстановлении объема вдоха по сравнению с концом упражнения (130 мл) между устройством VitaBreath и PLB, SD (110 мл), уровень значимости альфа 0,05 (2-сторонний) и мощность 80%, рассчитан минимальный общий размер выборки из 11 пациентов, достаточный для выявления существенных различий в величине изменения динамической гиперинфляции торакоабдоминальной стенки между испытаниями устройства VitaBreath и PLB. Для проведения испытаний в сбалансированной последовательности будут набраны 12 пациентов.