Эффекты физических тренировок у пациентов с тяжёлой сердечной недостаточностью

Основная цель Оценить, улучшает ли реабилитационный протокол функциональный статус и переносимость физических нагрузок у пациентов в листе ожидания трансплантации сердца, получающих внутривенную положительную инотропную поддержку во время госпитализации в кардиологическом стационаре третичного уровня в штате Сан-Паулу, Бразилия.

тяжелая сердечная недостаточность на фоне инотропной поддержки.

Конкретные цели Описать эпидемиологический профиль госпитализированных пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью, получающих внутривенную положительную инотропную поддержку.

Оценить эффективность тренировки дыхательных мышц у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью на фоне инотропной поддержки.

Проанализировать, влияет ли реабилитационная программа на толщину мышцы четырехглавой мышцы бедра с помощью ультразвуковых измерений и на функцию эндотелия с помощью оценки опосредованного потоком дилатации.

Оценить, влияет ли реабилитация на качество жизни и ощущение благополучия у госпитализированных пациентов с сердечной недостаточностью, получающих инотропную поддержку.

Методы Тип исследования Это нерандомизированное клиническое исследование.

Место проведения исследования Исследование будет проводиться в стационарном отделении Института кардиологии Данте Паццанезе, расположенного по адресу: проспект Доктора Данте Паццанезе, 500, Вила-Мариана, Сан-Паулу, штат Сан-Паулу, Бразилия.

Участники исследования Участниками будут пациенты с диагнозом сердечная недостаточность, включенные в лист ожидания трансплантации сердца, получающие внутривенную положительную инотропную поддержку и госпитализированные в стационарное отделение Института кардиологии Данте Паццанезе. Все участники будут проинформированы о целях исследования и процедурах, которые будут выполняться. Те, кто согласится участвовать, подпишут форму информированного согласия (Приложение I). Проект будет представлен на утверждение Комитету по этике исследований учреждения.

Критерии включения Пациенты старше 18 лет, любого пола Пациенты, согласившиеся участвовать и подписавшие форму информированного согласия Пациенты с диагнозом сердечная недостаточность, независимо от этиологии Пациенты, включенные в лист ожидания трансплантации сердца во время госпитализации в учреждение Пациенты, получающие внутривенную положительную инотропную поддержку, независимо от дозировки Пациенты с медицинским назначением на физиотерапию

Критерии исключения Пациенты младше 18 лет Пациенты, не согласные участвовать в исследовании Пациенты с предсердными или желудочковыми аритмиями, вызывающими гемодинамическую нестабильность Пациенты с физическими и/или когнитивными ограничениями, препятствующими выполнению физических нагрузок Пациенты, требующие неинвазивной респираторной поддержки для выполнения упражнений

Размер выборки Основная цель исследования — сравнить результаты теста 6-минутной ходьбы (6MWT) до и после вмешательства, используя дизайн с одной группой. Нулевая гипотеза предполагает отсутствие различий между до и после вмешательства. Альтернативная гипотеза будет проверять различия в 20, 25 или 30 метров для расчета возможных размеров выборки.

Анализ будет учитывать зависимость между измерениями до и после, представленную коэффициентом корреляции 0,5. Стандартное отклонение будет основано на исследовании Форестьери (2016), которое выявило значение 42,4. При допущении уровня ошибки I типа в 5%, оценки размера выборки будут рассчитаны в соответствии с ожидаемыми различиями и статистической мощностью, 22 пациента

Сбор данных Данные для этого исследования будут получены с помощью оценочной формы, включающей эпидемиологические данные, функциональные тесты, такие как тест 6-минутной ходьбы (6MWT) и тест «сидя-стоя» (TSL1), и оценки, включая мановакуометрию, динамометрию, биоимпеданс и индекс мобильности Де Мортона (DEMMI). Измерения толщины мышцы четырехглавой мышцы будут выполнены с помощью ультразвука. Функция эндотелия будет оценена путем измерения дилатации плечевой артерии после кратковременной ишемии предплечья, также оцениваемой с помощью ультразвука.

Дополнительные инструменты включают Миннесотский опросник качества жизни при сердечной недостаточности для оценки качества жизни, шкалу ощущений для измерения удовлетворенности во время физической активности и модифицированную шкалу Борга для оценки воспринимаемого напряжения. В качестве дополнительной оценки будет взят образец крови для оценки окислительного стресса.

Инструменты сбора данных

Оценочная форма Будут собраны следующие переменные:

Полное имя Регистрационный номер стационара Возраст (в годах) Пол (женский, мужской, другой) Раса/этническая принадлежность (чернокожий, коричневый, белый, коренной народ, азиат) Религия Уровень образования Сопутствующие заболевания (системная артериальная гипертензия — САГ, дислипидемия — ДЛП, сахарный диабет — СД, хроническая болезнь почек — ХБП, инсульт — с последствиями или без) Этиология сердечной недостаточности Привычки образа жизни и их частота (курение, употребление алкоголя, физическая активность до госпитализации) Вес (кг), рост (м), индекс массы тела (ИМТ в кг/м²) Компоненты физического обследования (частота сердечных сокращений, частота дыхания, сатурация периферического кислорода, артериальное давление, модифицированная шкала Борга) Используемая дозировка инотропного препарата

Данные, связанные с госпитализацией, будут включать:

Продолжительность пребывания в стационаре Использование и продолжительность кислородотерапии Необходимость и продолжительность инвазивной и/или неинвазивной механической вентиляции Использование внутриаортальной баллонной контрпульсации (ВАБК) Значения лабораторных тестов во время госпитализации (мочевина, креатинин, мозговой натрийуретический пептид — BNP) Фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ) и систолическое давление в легочной артерии (СДЛА) по данным эхокардиографии при поступлении Данные манометрии, кардиопульмонального нагрузочного тестирования и МРТ сердца при наличии

Тест 6-минутной ходьбы (6MWT) Этот субмаксимальный тест используется для оценки функциональных возможностей. Участник будет сопровождаться физиотерапевтом, который объяснит процедуру и ее значимость для кардиопульмональных исходов (заявление ATS, 2002). Пациент будет ходить в течение 6 минут по коридору длиной 30 метров в отделении.

Следующие параметры будут измерены до, во время и после теста:

Артериальное давление Частота сердечных сокращений Сатурация периферического кислорода Воспринимаемая одышка и усталость с использованием шкалы Борга (Cahalin et al., 1996)

Основным результатом будет пройденное расстояние в метрах. Для оценки производительности прогнозируемое расстояние будет рассчитано с использованием уравнений Энрайта и Шеррилла:

Мужчины и женщины

Уровни производительности будут классифицированы следующим образом:

Уровень I: >450 метров

Уровень II: 300-450 метров

Уровень III: <300 метров (заявление ATS, 2002)

Инструменты функциональной и физиологической оценки Тест «сидя-стоя» за одну минуту (TSL1): Этот тест используется для оценки функциональных возможностей. Он был адаптирован из исследования Озалевли и др. (2007). По сигналу исследователя участник должен встать и сесть на стул, не используя руки, повторяя движение как можно безопаснее и быстрее. Цель — выполнить максимальное количество повторений в течение одной минуты.

Мановакуометрия: Этот тест измеряет силу дыхательных мышц через максимальное инспираторное давление (МИД) и максимальное экспираторное давление (МЭД), с результатами, скорректированными по полу и возрасту. Оценка проводится с пациентом в сидячем положении, колени под углом 90°, позвоночник прямой.

Для МИД пациенту дается указание полностью выдохнуть, а затем выполнить устойчивый максимальный вдох.

Для МЭД пациент делает максимальный вдох, а затем выполняет устойчивый максимальный выдох.

Выполняется не менее трех попыток или до тех пор, пока не будет наблюдаться снижение измеряемого значения. Выбирается наивысшее значение и сравнивается с референсными значениями. Прогнозируемые значения рассчитываются с использованием уравнений Недера и др. (1999):

Мужчины:

МИД = -0,80 × возраст + 155,3

МЭД = -0,81 × возраст + 165,3

Женщины:

МИД = -0,49 × возраст + 110,4

МЭД = -0,61 × возраст + 115,6

Устройство, используемое в этом исследовании, — цифровой мановакуометр MVD300-U от Homed.

Сила хвата (ручная динамометрия): Сила хвата — это изометрическое измерение силы, связанное с приложением усилия к объекту. Она оценивается с помощью цифрового динамометра хвата (Camry Digital Handgrip Dynamometer), который будет калиброваться перед каждым сеансом тестирования для обеспечения точности.

Для теста пациент будет сидеть с коленями под углом 90°, позвоночник прямой, руки без опоры, плечо в приведении и нейтральной ротации, локоть согнут под углом 90°, предплечье в полупронации, а запястье в нейтральном положении на доминирующей руке. После получения инструкций пациент будет прикладывать усилие в течение 3 секунд. Будут проведены три попытки, и окончательное значение будет средним из трех попыток.

Оценка состава тела (биоимпеданс): Биоимпеданс — это широко используемый и валидированный метод среди различных популяций. Он практичен, воспроизводим, неинвазивен и клинически значим, особенно для оценки перегрузки жидкостью у госпитализированных кардиологических пациентов.

Оценка будет выполнена с использованием устройства Biodynamics модели 450. Это оборудование излучает электрический ток низкой интенсивности, который проходит через тело пациента и предоставляет следующие параметры:

Сопротивление Реактанс Фазовый угол Тощая масса Жировая масса Внутриклеточная и внеклеточная вода

Для теста пациент будет лежать в удобном положении на спине, и будут размещены четыре электрода: два на правой стопе и два на правой руке, подключенные к монитору через кабель датчика. (Oliveira et al., 2023).

Ультразвук периферических мышц Оценка мышц с помощью ультразвука — это надежная и точная техника, неинвазивная и легко воспроизводимая, выполняемая у постели больного. Она позволяет количественно оценить как количество, так и качество мышечной группы. Оценка будет проводиться с помощью ультразвукового устройства с линейным датчиком в B-режиме. Пациент будет находиться в положении лежа на спине с вытянутыми и расслабленными коленями. Датчик будет размещаться продольно и поперечно на переднем крае бедра для измерения толщины мышцы, эхогенности мышцы, площади поперечного сечения и угла пеннации. Референсные точки будут между передней верхней подвздошной остью и верхним краем надколенника (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Опосредованная потоком дилатация (FMD) FMD — это неинвазивная оценка функции эндотелия с помощью ультразвука. Она измеряет дилатацию плечевой артерии после временной ишемии предплечья. FMD отражает эндотелий-зависимую дилатацию проводящих артерий, в значительной степени опосредованную оксидом азота (NO), в ответ на увеличение кровотока и напряжения сдвига. Пациент будет находиться в положении лежа на спине с отведенной левой верхней конечностью и супинированным предплечьем. Манжета будет размещена на предплечье дистальнее плечевой артерии. Артерия будет локализована с помощью ультразвука и контролироваться в течение 1 минуты. Затем манжета будет надута до 50 мм рт. ст. выше исходного систолического давления и поддерживаться в течение 5 минут. При быстром сдувании вазодилатация будет оцениваться в течение 3 минут. Напряжение сдвига активирует эндотелиальные клетки, запуская продукцию NO. Данные будут проанализированы с использованием программного обеспечения FMD Studio (Niemeyer, 2024).

Забор крови для анализа окислительного стресса Ферментативная система защиты включает ферменты, которые предотвращают или контролируют образование свободных радикалов и нерадикальных видов, высвобождаемых из-за окислительного повреждения. Эти ферменты необходимы для поддержания клеточной целостности и антиоксидантного баланса. Физическая активность увеличивает потребление кислорода, способствуя выработке окислителей, но также запускает адаптивные механизмы, которые минимизируют окислительное повреждение. Эта адаптивная реакция (повышенные уровни антиоксидантов в сыворотке) предполагает физиологическую адаптацию к физической нагрузке.

Будут взяты образцы крови для анализа во внешней лаборатории. Одна пробирка объемом 6 мл с гепарином будет использована для сбора плазмы. Образцы будут храниться при комнатной температуре, если обрабатываются немедленно, или в холодильнике до 48 часов. Подготовка включает промывание эритроцитов, приготовление гемолизата и обработку ферментного раствора. Забор крови будет происходить во время первоначальной оценки и будет выполнен одной исследовательской медсестрой. Образцы будут промаркированы и храниться в лаборатории больницы, затем отправлены в лабораторию Ассоциации фонда стимулирования исследований Федерального университета Сан-Паулу (UNIFESP). Плазма будет проанализирована на TBARS, карбонилы, FRAP и нитриты; эритроциты будут протестированы на SOD, CAT и FRAP (Barbosa et al., 2010).

Миннесотский опросник качества жизни при сердечной недостаточности (MLHFQ) Это специфическая для заболевания шкала качества жизни для пациентов с сердечной недостаточностью. Он состоит из 21 вопроса, охватывающих физические, эмоциональные и другие области, влияющие на качество жизни. Каждый пункт оценивается от 0 (нет ограничений) до 5 (максимальное ограничение). Общий балл отражает общее качество жизни, причем более низкие баллы указывают на худшие результаты. Опросник будет проводиться на исходном уровне и после восьми недель упражнений (Carvalho et al., 2009).

Спирометрия Спирометрия — это тест функции легких, который измеряет объем и поток воздуха, поступающего в легкие и выходящего из них. Используемое устройство — модель EasyOne 2001, калибруемая перед каждым сеансом в соответствии со спецификациями производителя. Измерения будут включать объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1), форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ) и соотношение ОФВ1/ФЖЕЛ. Тест будет проводиться с пациентом в сидячем положении, согнутыми в локтях и с носовым зажимом для предотвращения утечки воздуха. Пациенту будет дано указание выполнить максимальный вдох, за которым следует максимальный форсированный выдох. Будут проведены три попытки по шесть секунд каждая, и будет записано наивысшее значение (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

Индекс мобильности Де Мортона (DEMMI) DEMMI — это шкала мобильности, разработанная специально для госпитализированных пациентов. Она оценивает 15 иерархических видов деятельности мобильности, разделенных на пять категорий: мобильность в кровати, мобильность в кресле, статический баланс, ходьба и динамический баланс. Баллы основаны на производительности и на том, требовалась ли помощь. Баллы варьируются от 0 (низкая мобильность) до 100 (высокая мобильность) (Tavares LS et al., 2020).

Шкала ощущений (FS) Шкала ощущений измеряет самооценку удовольствия или неудовольствия во время упражнений с использованием одного пункта. Участники отвечают по шкале от -5 (очень плохо) до +5 (очень хорошо), отражая воспринимаемую интенсивность и эмоциональную реакцию на активность (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Модифицированная шкала воспринимаемого напряжения Борга (BORG) Этот инструмент контролирует интенсивность физических усилий и широко используется как в элитном спорте, так и в физической реабилитации. Он оценивает и количественно определяет ощущения напряжения, также известные как RPE (Rate of Perceived Exertion). Он помогает отслеживать изменения, вызванные физической нагрузкой, в кардиореспираторной, метаболической и нервно-мышечной системах (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

Тест с одним повторным максимумом (1RM) Тест 1RM динамически оценивает мышечную силу. Участник выполняет движение с максимальной нагрузкой, которую он может поднять без помощи. Процент от значения 1RM используется для определения реабилитационного протокола и руководства прогрессией нагрузки. В этом исследовании нагрузка будет увеличиваться каждые две недели, начиная с 10% от 1RM и прогрессируя до 70% (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Реабилитационный протокол

Реабилитационный протокол будет проводиться с понедельника по пятницу, по одному сеансу в день. Он включает упражнения на сопротивление, аэробные тренировки и тренировку дыхательных мышц, распределенные в течение недели следующим образом:

Понедельник и четверг: Упражнения для верхних конечностей и тренировка дыхательных мышц

Вторник и пятница: Упражнения для нижних конечностей

Среда: Аэробная тренировка

Каждый сеанс упражнений на сопротивление будет состоять из 3 подходов по 15 повторений, с интервалами отдыха 1 минута между подходами.

Упражнения для верхних конечностей (выполняемые билатерально и в положении стоя) включают:

Сгибание локтя

Разгибание локтя

Сгибание плеча до 90°

Подъем плеча до 90°

Приведение и отведение плеча

Упражнения для нижних конечностей (выполняемые унилатерально) включают:

Тройное сгибание до 90° (сгибание бедра + сгибание колена + тыльное сгибание голеностопного сустава)

Отведение бедра

Разгибание колена в положении сидя

Подъемы на носки

Приседания (выполняемые в положении стоя)

Адаптированная шкала воспринимаемого напряжения Борга будет применяться до, во время и после каждого сеанса. Нагрузка и прогрессия упражнений будут корректироваться на основе сообщаемого пациентом балла по шкале Борга.

Протокол аэробной тренировки

Аэробные упражнения будут выполняться через функциональную схему, состоящую из четырех станций:

Бег на месте

Боковой шаг

Тренировка «сидя-стоя» на стуле

Тренировка на ступеньке (подъем и спуск)

Каждая станция будет длиться 1 минуту, и пациент выполнит два полных круга схемы, всего 10 минут упражнений, за которыми последует период отдыха.

Протокол тренировки дыхательных мышц

Тренировка дыхательных мышц будет проводиться два раза в неделю с использованием устройства POWERbreathe Classic. Тренировочная нагрузка будет основана на результатах мановакуометрии, установлена на:

30% максимального инспираторного давления (МИД) в течение первого месяца

50% МИД в течение второго месяца

Тренировка будет проводиться в сидячем положении с коленями под углом 90° и прямым позвоночником. Пациент будет быстро и сильно вдыхать через рот, затем медленно выдыхать через рот. Протокол включает 4 подхода по 15 повторений, с интервалами отдыха 30 секунд между подходами.

Критерии прерывания упражнений

Сеансы упражнений или функциональные тесты (например, тест 6-минутной ходьбы или тест «сидя-стоя») будут прерваны, если у пациента появятся признаки непереносимости физической нагрузки, такие как:

Низкий сердечный выброс (цианоз, бледность, холодные конечности, потливость, тошнота)

Брадикардия (падение на 20 уд/мин по сравнению с исходным уровнем) Падение систолического артериального давления >15 мм рт. ст. от исходного уровня Чрезмерное повышение систолического артериального давления (>200 мм рт. ст.) Повышение диастолического артериального давления во время упражнений (>110 мм рт. ст.)

Боль в груди Риски и преимущества Преимущества: Этот протокол направлен на улучшение переносимости физических нагрузок, функциональных возможностей и мышечной силы, помогая пациентам поддерживать адекватное физическое состояние для трансплантации сердца.

Риски: Пациенты могут испытывать мышечную или суставную боль, типичную для физических упражнений, а также усталость во время или после сеансов.

Процедура сбора данных Госпитализированные пациенты, находящиеся в листе ожидания трансплантации сердца, будут приглашены для участия в исследовании. При согласии участвовать исследователь предоставит форму информированного согласия (ИС). После подписания формы пациенты пройдут первоначальную оценку перед началом реабилитационного протокола.

Оценка будет разделена на два дня:

День 1: Заполнение оценочной формы, применение Миннесотского опросника качества жизни при сердечной недостаточности, DEMMI (индекс мобильности Де Мортона) и шкалы удовольствия (FE). Кроме того, будут проведены тест 6-минутной ходьбы (6MWT), спирометрия и мановакуометрия.

День 2: Тест «сидя-стоя» (TSL1), оценка мышечной силы с использованием динамометрии, анализ состава тела с помощью биоимпеданса, ультразвук четырехглавой мышцы и измерение опосредованной потоком дилатации (FMD).

После завершения оценок пациенты начнут реабилитационный протокол, который будет проводиться один раз в день в течение одного часа. Протокол включает упражнения на сопротивление и аэробные упражнения, распределенные в течение недели. Интенсивность упражнений будет умеренной, в диапазоне от 4 до 7 MET.

После восьми недель реабилитационной программы пациенты будут повторно оценены с использованием тех же инструментов, примененных во время первоначальной оценки.

Сбор и анализ данных Процедура сбора данных Госпитализированные пациенты в листе ожидания трансплантации сердца будут приглашены для участия в исследовании. При согласии участвовать исследователь предоставит форму информированного согласия (ИС). После подписания формы пациенты пройдут первоначальную оценку перед началом реабилитационного протокола.

Оценка будет разделена на два дня:

День 1: Заполнение оценочной формы, применение Миннесотского опросника качества жизни при сердечной недостаточности, DEMMI (индекс мобильности Де Мортона) и шкалы удовольствия (FE), затем тест 6-минутной ходьбы (6MWT), спирометрия и мановакуометрия.

День 2: Тест «сидя-стоя» (TSL1), оценка мышечной силы с использованием динамометрии, анализ состава тела с помощью биоимпеданса, ультразвук четырехглавой мышцы и измерение опосредованной потоком дилатации (FMD).

После оценок пациенты начнут реабилитационный протокол, выполняемый один раз в день в течение одного часа. Протокол включает упражнения на сопротивление и аэробные упражнения, распределенные в течение недели. Интенсивность упражнений будет умеренной, в диапазоне от 4 до 7 MET (см. Приложение VI). После восьми недель пациенты будут повторно оценены с использованием тех же инструментов.

Статистический анализ Статистический анализ будет выполнен с использованием SPSS Statistical Package for the Social Sciences для Windows®, версия 26.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Уровень статистической значимости будет установлен на 5% (p < 0,05).

Нормальность данных будет оценена с помощью теста Шапиро-Уилка с уровнем значимости α = 0,05. Эпидемиологические данные будут представлены в таблицах, со средним значением и стандартным отклонением для параметрических переменных, и медианой и межквартильным размахом (25-75%) для непараметрических переменных.

Для сравнения групп (до и после вмешательства) будет использоваться t-критерий Стьюдента для параметрических переменных и парный критерий Вилкоксона для непараметрических переменных, с уровнем значимости p < 0,05.

Этические соображения Все участники получат подробную информацию о процедурах, связанных с исследованием. Им будет предоставлено руководство по процессу подписания двух экземпляров формы информированного согласия, один из которых останется у участника.