Ytrespiratoriska elektromyografimätningar under löpbandsträning hos stabila patienter med KOL

Försökspersoner Denna självmatchande kliniska prövning inkluderade tjugo patienter med KOL (åldersintervall, 40-80 år) som behandlades på öppenvårdsavdelningar för andningsmedicin vid Guangzhous första anslutna sjukhus vid Guangzhou Medical University mellan juli 2016 och december 2016. Diagnosen KOL hos alla deltagare mättes med hjälp av lungspirometri, enligt Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD).1 Inklusionskriterier: 1) efter luftrörsvidgande forcerad utandningsvolym på 1 s [FEV1]/tvingad vitalkapacitet [ FVC] ,70 % och FEV1 ,50 % av det förutsagda värdet); 2) bronkial dilatationstest (BDT) negativt. Uteslutningskriterier: 1) akut exacerbation under de föregående 4 veckorna; 2) användning av orala kortikosteroider inom 4 veckor; och 3) röka mer än 10 cigaretter dagligen; (4) historia av andra respiratoriska, kardiovaskulära, neuromuskulära och muskuloskeletala sjukdomar som kan störa träningsprestanda och inspirationsmuskelaktiviteter.

Studiens design Denna studie har granskats och publicerats på ClinicalTrials.gov offentlig webbplats (identifierare: NCT03017300, registreringsdatum för klinisk prövning: 29 mars 2017). Studieprotokollet godkändes av den etiska kommittén vid det första anslutna sjukhuset vid Guangzhou Medical University. Informerat samtycke erhölls från KOL-patienter innan deltagande i denna studie. För att säkerställa att alla deltagares rättigheter skyddades, följde forskarna strikt Helsingforsdeklarationen och de etiska principerna vid utformning och genomförande av klinisk forskning.

Mätningar av transesofageal diafragmatisk EMG (EMGdi,es) EMGdi,es är det klassiska representativa indexet som beskriver aktiviteten hos diafragmatiska myoelektriska signaler, de elektriska manifestationerna av excitationsprocessen som framkallas av aktionspotentialer som fortplantar sig längs muskelfibermembran. EMG-signalen detekteras med flera elektroder och förstärks, filtreras och visas på en skärm eller digitaliseras för att underlätta ytterligare analys. Elektromyografi av andningsmuskler kan användas för att bedöma nivån och mönstret för deras aktivering för att detektera och diagnostisera neuromuskulär patologi och, i kombination med tester av mekanisk funktion, för att bedöma effektiviteten av muskelns kontraktila funktion. Neural andningsdrift, uttryckt som EMGdi, mättes med hjälp av en multipar esofaguselektrod bestående av nio på varandra följande spolar sammansatta av fem elektrodpar placerade i matstrupen och som korsar cardia. EMGdi-signaler förvärvade med digital sampling vid 2 kHz bandpassfiltrerades (10 Hz-3 kHz) och förstärktes. RMS-topp per andningscykel beräknades och medelvärdet beräknades under 1 min. RMS för EMGdi-signalen är kvantifieringen av den totala EMGdi-effekten. Teoretiskt reflekterar EMGdi:s RMS kraftuttaget från hjärnstammens andningscentrum till de perifera andningsmusklerna och reflekterar även känslan av dyspné.

Mätningar av ytinspiratoriska EMG EMG-elektroder Den elektriska aktiviteten hos ytinspiratorisk EMG härleddes transkutant från par av engångselektroder (Neotrode, Conmed Corporation, New York, USA). För den vanliga eller jordade elektroden användes samma engångselektrod. Elektrisk aktivitet hos sternocleidomastoidmusklerna och interkostalmusklerna härleddes transkutant från återanvändbara bipolära elektroder bildade av två smala kantelektrodhöljen, vardera innehållande en 4 mm Ag-AgCl sintrad elektrodpall (InVivo Metrics, Healdsburg, USA), sammankopplade med en plastklämma, (hemgjord UMCG), Groningen, Nederländerna) på ett avstånd av 14 mm. Efter att ha fyllt elektrodhålrummet med elektrodgel fixerades enheten på huden med hjälp av dubbelsidiga lim. Alla EMG-signaler som upptäckts av elektroder överfördes till det biologiska signalupptagnings- och analyssystemet (Powerlab 16/35; ADInstruments) med skärmade kablar med låg brus.

Elektrodplacering Ytdiafragmatisk EMG (EMGdi,sur): Det ytdetekterande elektrodparet placerades separat vid skärningspunkten för det sjätte och åtta interkostala utrymmet och främre axillärlinjen, på ett avstånd av 5 cm.10 Ytparasternal EMG (EMGpara): Ytdetekteringselektroderna placerades bilateralt i det andra interkostala utrymmet, ca 3 cm parasternal, en referensjordelektrod placerades i bröstbenets bröstbensvinkel.

Ytsternocleidomastoid EMG (EMGsc): Ytdetekterande elektroder placerades på 1/3 och 2/3 av den totala längden av sternocleidomastoid, en referensjordelektrod placerades vid den suprasternala fossa.

Träningstestning Alla försökspersoner utförde ett maximalt inkrementellt cykelergometritest i sittande ställning för att minimera effekterna av muskelaktivitet som är nödvändig för kroppsstabilisering (Ergoselect 200 K; Cosmed, Rom, Italien). Dessutom, för att minimera muskelaktivitet för huvudpositionering, instruerades försökspersonerna att titta rakt fram under mätningarna. Testet bestod av en steady-state viloperiod på 3 minuter följt av 1 minuts obelastad trampning med 60 cykler/min för varje individ; träningsbelastningen ökades med 10 W varje minut tills testet måste avbrytas eftersom symtom förhindrade ytterligare träning. Efter att testresultaten registrerats analyserades EMGdi,es och varje ytinspiratorisk EMG med maximal träningskapacitet.