Progressiv motståndsträning av lårets extensormuskel hos KOL-patienter inlagda på sjukhus med en exacerbation

Bakgrund Kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) är en av de mest kostsamma kroniska sjukdomarna (1). I Danmark kan man uppskatta att cirka 400 000 människor lider av KOL, vilket motsvarar cirka 15 % av den vuxna befolkningen. KOL orsakar 10 000 besök på akuten, ca. 25 000 akuta sjukhusinläggningar och 3 500 dödsfall per år. Sjukdomen kostar cirka 2 miljarder danska croners (400 miljoner dollar) per år. Sjukhusinläggningar på grund av exacerbationer bidrar till den mest kostsamma delen av sjukdomsbördan för samhället. KOL är en av få kroniska sjukdomar som fortfarande ökar (1).

KOL kännetecknas av en accelererad nedgång i lungfunktionen. De flesta av patienterna med svår grad av KOL lider av återkommande akut försämring som kallas exacerbationer. En exacerbation definieras som en försämring av symtom inklusive andnöd och sputumproduktion som leder till en chans till medicinsk behandling. Frekventa exacerbationer är förknippade med en extra hög grad av försämrad lungfunktion och en starkt negativ inverkan på livskvaliteten. Sjukdomsprogressionen följs av en gradvis förlust av muskelmassa och styrka (3).

Inläggning på sjukhus har välkända effekter på maximal syreförbrukning och en minskning av det fysiska tillståndet leder till en svårare grad av andnöd vid fysisk aktivitet (4). Bara några dagar i sängen följs av en viktig förlust av muskelmassa och styrka. Immobilisering orsakar en minskning av ämnesomsättningen och en förlust av aktiva motoriska enheter och en minskad förmåga att aktivera de vilande motoriska enheterna. Detta har en större negativ inverkan på styrkan i de extensorer som är engagerade i att bibehålla den upprättstående positionen än andra muskelgrupper. I enlighet med detta sker förlusten av muskelstyrka med dubbelt så hög hastighet i musklerna i underbenen än i de i den övre extremiteten (5). Detta leder till en ökad produktion av mjölksyra och motsvarande muskeltrötthet (6). Muskler som är engagerade i knäförlängning tappar styrkan i högsta takt under immobilisering. Denna förlust har stor inverkan på aktiviteterna i det dagliga livet som att gå upp ur sängen, resa sig från en stol och gå i trappor. Även om patienterna återfår sin premorbida lungfunktion och deras symtom förbättras till den "normala" nivån vanligtvis inom 6 veckor, når de inte sin vanliga nivå av fysisk aktivitet som uttrycks av 6MWT (7). Inläggning på grund av exacerbationer följs av muskelförtvining och långvarig inaktivitet, vilket leder till en ökad risk för återkommande exacerbationer.

Fysisk träning av musklerna är den mest effektiva behandlingen för att bibehålla eller öka muskelstyrkan för att förhindra muskelförtvining under immobilisering. Eftersom det mesta av minskningen av muskelstyrka inträffar under de första dagarna av sängvilan - 3-4 % per dag - och mest uttalad i musklerna i underbenet, finns det goda skäl för tidig intervention med fysisk träning av extensorerna i nedre extremiteten, ju tidigare efter intagning, desto bättre.

Det finns solid evidens för en positiv effekt av träning av kliniskt stabila KOL-patienter. Endast två studier har undersökt effekten av träning vid intagning för en akut exacerbation (8) I studien av Troosters bestod träningen av 3 set med 8 repetitioner motsvarande 70% av 1 repetitionsmax (1RM: repetitioner max: maximal vikt som bara kan hanteras en gång). Försökspersonerna hade ett FEV1 på 40 ± 12 % av förutspått och tränades med hjälp av en knäförlängningsmaskin. Vi känner inte till studiens exakta uteslutningskriterier – inkluderade de patienter som inte kunde förflytta sig från sängen till knäförlängningsmaskinen? Hanterade sjukgymnasterna de svårast sjuka patienterna olika? Dessutom skulle det vara mer generellt tillämpligt om träningen kunde utföras med en mindre krävande och dyrbar utrustning än en knäförlängningsmaskin. Följaktligen finns det ett behov av att studera med en mer detaljerad beskrivning av träningsproceduren, med användning av en enkel, billig träningsanordning, som är tillämpbar på många centra och sjukhusenheter.

De flesta patienter som lider av en svår grad av KOL (GOLD III och IV) (3) kommer att uppleva svår andnöd som leder till utmattning även efter aktiviteter på mycket låg nivå. Unilateral motståndsträning av quadriceps genom användning av handledsvikter är låg kostnad, lågteknologi.

Pilotstudien på vår avdelning för lungmedicin, Frederikssunds sjukhus, inklusive 8 svårt sjuka KOL-patienter, tränade av handledsvikter i snitt under 5 dagar, visade att alla patienter förbättrade sin muskelstyrka – uppgående till i genomsnitt 50 %.

Studien visade att progressiv muskelträning i de nedre extremiteterna var möjlig även hos de mest allvarligt handikappade patienterna som fick syrgas i hemmet. Vi vet inte om den förvånansvärt höga förbättringsgraden ska tillskrivas träningen eller andra faktorer. Följaktligen vill vi utföra en randomiserad kontrollerad enkelblind studie för att klargöra om progressiv styrketräning med handledsvikter kan förbättra styrkan hos den stora extensormuskeln i underbenet i en grad som kommer att översättas till förbättrad fysisk förmåga efter utskrivning från sjukhus.

Randomisering Undersökningen är utformad som en randomiserad, kontrollerad, enkelblind studie. Patienter som uppfyller inklusionskriterierna och inget av uteslutningskriterierna inbjuds att delta i studien. Efter en första utvärdering och testning randomiseras patienterna till antingen standard lungfysioterapi och fysisk träning (interventionsgrupp) eller standard sjukgymnastik utan träning (kontrollgrupp). Listan över randomisering är baserad på ett datorprogram. Antalet randomiseringar förvaras i 70 stängda kuvert. Innehållet i kuvertet avslöjas först efter inkludering, initial utvärdering och testning. Kuverten är numrerade på utsidan (en rad med siffror i följd som skiljer sig från slumpmässiga siffror) och förvaras av en sekreterare och släpps i ordningen utifrån nummer.

Tester vid inklusion och efter 6 veckor kommer att utföras av sjukgymnaster som är blinda för randomiseringen. Det är omöjligt att blinda läkare, sjuksköterskor och sjukgymnaster på lungavdelningen.

Säkerhet och etik Baserat på aktuella bevis utsätts patienterna inte för någon form av risk, förutom att en liten grad av muskelömhet kan uppstå efter de första dagarna av fysisk träning. Studien är inte förblindad för de fysioterapeuter som utför träningen, och om något problem relaterat till träning skulle uppstå kommer det lätt att åtgärdas.

Föreliggande studie syftar till progressiv fysisk träning med billig utrustning som är lätt att hantera för både sjukgymnasterna och patienterna med minimal risk för patienterna. Detta ökar vikten av studien.

Kontrollgruppen kommer att behandlas enligt vanliga terapeutiska riktlinjer. Studien rapporteras till den lokala etiska kommittén. Patienterna omfattas av Frederikssunds sjukhus patientförsäkring.

Registrering av data och informerat samtycke Datautvärdering överensstämmer med de tekniska krav som ställs av Datatilsynet. Patienterna är bekanta med all insamlad data och information om detta ingår i det informerade samtycket.

Alla data från studien kommer att förvaras i en separat låst behållare i ett låst rum. Endast huvudutredaren har tillgång till lokalen och containern. Data kommer att lagras i excel, där varje patient har ett unikt nummer och alla datum från just den patienten lagras under detta nummer. Säkerhetsbehållaren erhålls för det specifika syftet med studien och är i enlighet med den lokala regionens rutiner för inloggning på internet.

Patienterna kommer att kontaktas av huvudutredaren eller annan personal som är tillräckligt utbildad för studien inom 24 timmar efter inläggningen på Frederikssunds sjukhus lungavdelning.

Patienterna kommer att få muntlig information och skriftlig information om studien dagen för antagningen, om sina rättigheter som frivilliga i en vetenskaplig studie inom det hälsovetenskapliga området. Patienten kommer att informeras om studiens karaktär i enlighet med riktlinjerna från det danska etiska rådet. Den muntliga informationen styrs av den skriftliga informationen, där varje aspekt av studien förklaras i detalj för patienten. Informerat samtycke inhämtas dagen efter information efter minst 24 timmars omprövning. Patienten kan när som helst under utredningen besluta sig för att dra sig ur studien. Utredarna kan också besluta att en patient ska dras ur studien och orsaken till uteslutningen ska dokumenteras i forskningsakterna.

Statistik Det primära syftet med studien är att jämföra styrkan hos lårets sträckare hos interventionsgruppen med styrkan hos kontrollgruppen genom ett isometriskt kontraktionstest.

Beräkningar har visat att behovet av 35 försökspersoner i varje grupp för att kunna avslöja en skillnad i styrka på minst 30 %, med en statistisk signifikansgräns på 5 % och en styrka på 80 %. Effektberäkningen baseras på den förväntade förändringen i förlängningsstyrka från studiestart till urladdning där det inte förväntas att kontrollgruppen kommer att förbättras i styrka. .

De tillämpade statistiska analyserna (av SPSS) kommer att vara upprepade åtgärder (ANOVA) för att fastställa en systematisk skillnad mellan muskelstyrka med eller utan quadricepsträning.

Mätningar Alla deltagare testas senast dag ett efter inläggning, vid utskrivning från sjukhus och polikliniskt 6 veckor senare. Dagen för inläggningen betecknas som dag 0. Uppföljningen på 6 veckor är vald på grund av tron ​​att de flesta KOL-patienter är kliniskt stabila 6 veckor efter en exacerbation.

Ekonomi och tidsplan Studien startas upp av de utredningsansvariga. Studien är ännu inte helt finansierad. Vi planerar att ansöka om ytterligare slutligt stöd. Ingen av stiftelserna kommer att ha någon koppling till läkemedelsindustrin och ingen av de möjliga supportrarna kommer att ha någon inverkan på resultaten, deras tolkning eller publicering.

Studien startar hösten 2012 och avslutas när alla 70 KOL-patienter ingår och följs upp, förhoppningsvis klar hösten 2013.

Resultaten av studien både positiva, negativa och ofullständiga kommer att rapporteras i en internationell tidskrift för lungmedicin. Resultaten kommer att presenteras på relevanta kongresser både i Danmark och utomlands

Referenser

(1) Juel K, Døssing M. KOL i Danmark: sygdommen der hver dag kostar 10 danskere livet. Kbh.: Statens Institut för Folkesundhed; 2003.

(3) GULD- Riktlinjer. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD, Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 2011. Tillgänglig på: www.goldcopd.org. Tillträde 26.06.12.

(4) Bernard S, LeBlanc P, Whittom F, Carrier G, Jobin J, Belleau R, et al. Perifer muskelsvaghet hos patienter med kronisk obstruktiv lungsjukdom. Am J Respir Crit Care Med 1998 Aug;158(2):629-634.

(5) Bloomfield SA. Förändringar i muskuloskeletala struktur och funktion med förlängt sängläge. Med Sci Sports Exerc 1997 feb;29(2):197-206.

(6) Steiner MC, Evans R, Deacon SJ, Singh SJ, Patel P, Fox J, et al. Adeninnukleotidförlust i skelettmusklerna under träning vid kronisk obstruktiv lungsjukdom. Thorax 2005 Nov;60(11):932-936.

(7) Pitta F, Troosters T, Probst VS, Spruit MA, Decramer M, Gosselink R. Fysisk aktivitet och sjukhusvistelse för exacerbation av KOL. Chest 2006 Mar;129(3):536-544.

(8) Troosters T, Probst VS, Crul T, Pitta F, Gayan-Ramirez G, Decramer M, et al. Motståndsträning förhindrar försämring av quadriceps muskelfunktion under akuta exacerbationer av kronisk obstruktiv lungsjukdom. Am J Respir Crit Care Med 2010 15 maj;181(10):1072-1077