Effekter av exergame hos patienter med hög kardiovaskulär risk.

Inledning Kardiovaskulär (CV) sjukdom är en viktig orsak till för tidig död och sjuklighet över hela världen. Det är allmänt känt att ålder, kön, högt blodtryck, dyslipidemi, diabetes och rökning är de främsta riskfaktorerna som kan orsaka hjärt-kärlsjukdom[1]. Många andra CV-riskfaktorer och deras markörer har identifierats i nya studier. Bland dessa är kardiorespiratorisk kondition (CRF) och endoteldysfunktion starka prediktorer för risken att utveckla CV-sjukdom[2, 3]. Dessutom är epikardiell fettvävnad ett visceralt fett som ackumuleras i hjärtats epikardium och har nyligen betraktats som ett nytt index för CV-risk[4, 5].

Det är väl etablerat att regelbunden träning (fysisk aktivitet) är effektivt för att förebygga och behandla CV-riskfaktorer genom att förbättra hälsorelaterad kondition[6]. Trots hälsofördelarna med regelbunden träning deltar många patienter med CV-riskfaktorer ofta inte i regelbunden träning av skäl som brist på tid, motivation eller intresse.

Under de senaste åren har ett nytt träningsprogram kallat exergame utvecklats som ett resultat av de tekniska framstegen inom spel och virtual reality-program. Exergames är interaktiva videospel som ger möjlighet att öka fysisk aktivitet genom att kräva rörelse av hela kroppen[7] och som visar sig vara en alternativ träningsmodalitet. Dessutom används träningsspel för att bekämpa pediatrisk fetma[8], förbättra äldres fysiska prestation[9] och underlätta motorisk rehabilitering efter stroke[10]. Men endast ett fåtal studier har undersökt effekterna av träning på CV eller kroniska sjukdomsrelaterade riskfaktorer. Dessutom, för att träningsspel ska utvecklas som ett rehabiliteringsprogram för förebyggande och behandling av CV-sjukdom i framtiden, är det nödvändigt att jämföra det med traditionella aeroba träningar.

Därför var syftet med denna studie att jämföra effekterna av träning mot löpbandsövningar på kardiorespiratorisk kondition (CRF), endotelfunktion, epikardiellt fett, kardiometaboliska och antropometriska parametrar hos patienter med hög CV-risk.

Metoder, deltagare och studiedesign. Denna studie med ett enda center godkändes av Institutional Review Board vid Kosin University Gospel Hospital (Protokoll nr. KUGH 2016-06-029). Sextiofyra kvinnliga patienter med en Framingham CV-sjukdom 10-års riskpoäng över 20 % inkluderades i denna studie[11, 12]. Alla deltagare deltog frivilligt i studien och undertecknade ett samtyckesformulär som samtyckte till studieprocessen. För att minska felmarginalen på grund av könsskillnader och fysiologiska svar i största möjliga utsträckning rekryterades endast postmenopausala kvinnor med tanke på de hormonella förändringar som sker under menstruationen. Inklusionskriterierna var postmenopausala kvinnor i åldern ≤80 år som inte tidigare har deltagit i regelbunden träning under de senaste 3 månaderna. Uteslutningskriterierna var resistent hypertoni, någon systemisk sjukdom inklusive signifikant leversjukdom, neurologiska störningar, malign sjukdom, njursvikt, kronisk obstruktiv lungsjukdom, valvulär hjärtsjukdom, ett positivt löpbandstest, en historia av akut kranskärlssyndrom, hjärtinfarkt eller någon revaskularisering ingrepp, eller muskuloskeletala patienter för vilka träning var omöjlig. Patienterna randomiserades till exergame (EG: n=22), löpband (TM: n=22) eller kontroll (n=20) grupper.

Alla ämnen testades under en tvådagarsperiod före och efter 3 månaders träning. Vid det första besöket erhölls patientens längd, vikt, midjeomkrets (WC), blodprovstagning och blodtryck (BP) efter 8 timmars fasta. Vid det andra besöket utfördes brachial artärflödesmedierad dilatation (FMD), epikardiell fetttjocklek (EFT) mätt med ekokardiografi och CRF-tester efter 4 timmars fasta. Dessutom ombads försökspersonerna att avstå från överdriven träning, överätande och koffeinkonsumtion i 24 timmar före alla tester.

Cardiorespiratory Fitness CRF bedömdes med hjälp av ett löpbandstestprotokoll [13]. Testet utfördes på ett programmerbart löpband (GE CASE T2100; GE Medical Systems, Milwaukee, WI, USA) med användning av ett Ramp-protokoll fram till utmattning i ett temperaturkontrollerat rum (21-23°C). Hjärtrytmen övervakades kontinuerligt med ett elektrokardiogramsystem med 12 avledningar. BP-övervakning utfördes med hjälp av en automatiserad enhet (Suntech Tango; Suntech Medical, Morrisville, NC, USA). Ventilation (VE), syreupptag (VO2) och koldioxidutsläpp (VCO2) mättes med hjälp av ett datoriserat system (Cosmed K4b2, Cosmed Ltd., Rom, Italien). Avbrytandet av testet inträffade när försökspersonens uppskattade upplevda ansträngning (RPE) var större än 17, andningsutbytesförhållandet var större än 1,05, syreintaget hade platåerats trots ökad arbetsbelastning eller försökspersonen begärde testavbrott. Det högsta registrerade syreintaget definierades som VO2-toppen för varje person.

Flödesmedierad dilatation FMD mättes i brachialartären enligt gällande riktlinjer[14]. Efter att patienten hade slappnat av tillräckligt under 10 till 20 minuter i ryggläge, mättes baslinjevärdet. Tvådimensionell ultraljud (Vivid 7; General Electric, Horten, Norge) utfördes med användning av en 10 MHz linjär array-omvandlarsond. Efter baslinjemätningen inducerades reaktiv hyperemi genom uppblåsning av en pneumatisk manschett till 180-200 mmHg (50 mmHg högre än SBP) under fem minuter på underarmen. För toppdiametern för brachialisartären registrerades diametern 40-60 sekunder efter plötslig tömning av manschetten. Procentandelen mul- och klövsjuka inducerad av reaktiv hyperemi uttrycktes som den relativa förändringen från baslinjen (%FMD = 100 x [diameter efter hyperemi-baslinjediameter]/baslinjediameter). Vid toppen av R-vågen i ytelektrokardiogrammet mättes varje diameter tre gånger under två hjärtslag och medelvärdena användes för den slutliga analysen.

Epikardiell fetttjocklek Epikardiell fettvävnad mättes genom att bedöma EFT genom ekokardiografi[15]. Ekokardiografisk bedömning av EFT definierades som det ekofria utrymmet mellan ytterväggen av myokardiet och det viscerala lagret av hjärtsäcken. Standard 2-dimensionell ekokardiografi utfördes med försökspersonen i vänster lateral decubitusposition med hjälp av en 3,5 MHz-givare (Philips iE33, Philips Medical Systems, Bothell, WA, USA). Det ekokardiografiska EFT-testet utfördes vertikalt från den fria väggen i höger kammare vid den slutsystoliska punkten i 3 hjärtcykler. Ett av de stora problemen med EFT-mätningar är inkonsekvensen av mätplatser. Därför, i denna studie, registrerades EFT-värdet genom att överväga medelvärdet av den parasternala långaxeln, parasternala kortaxeln och den apikala 4-kammarvyn. Dessutom, för att minimera observationsbias i a priori och post-hoc analyser, var forskaren blind för baslinjevärdet.

Träningsträning EG-gruppen utförde träning med hjälp av enheten Exer Heart (D&J Humancare, Seoul, Sydkorea), som bestod av en löp-/hoppbräda och en skärm kopplad till brädan (Figur 1). Träningsprogrammet "Alchemist's Treasure", ett löpbaserat träningsspel, flyttar avataren enligt användarens rörelser och användes för träningspasset. "Alchemist's Treasure" är ett spel där användaren lyssnar på stimulerande musik, springer med avataren, undviker hinder och vinner föremål med hjälp av sensorerna fram, bak, vänster och höger på träningsbrädan (Figur 2). Motivet kan kontrollera hastigheten på avatarrörelsen genom att justera gång- eller löphastigheten på brädan. Vidare skadar inte Exer Heart-spelet lederna, då aktiviteterna utförs på träningsbrädans mjuka material.

Exergamet kan inte kontinuerligt upprätthålla intensiteten genom att fixera hastigheten och lutningen som en löpbandsrörelse på grund av programmets egenskaper. Å andra sidan är den största fördelen med exergame njutning. Denna studie framtvingade inte träningsintensitet för att låta patienterna njuta av träningsspelet. Under träningsperioden tränade patienterna således i ett självvalt tempo i 40 minuter per dag. Istället övervakade vi individuell träningsintensitet genom att övervaka HR (Polar RS400sd; Madison Height, Michigan, USA) och registrerade vilo-, minimum-, maximum- och genomsnittlig HR under träningsperioden. Patienternas vilopuls var 79 ± 12 slag per minut (bpm), den lägsta HR var 98 ± 26 bpm, den maximala HR var 153 ± 28 slag per minut och medelpulsen var 120 ±19. Enligt riktlinjerna från American College of Sports Medicine (ACSM) är intervallet för träningsintensitet för träning mellan 42 % och 82 % av HR-reserven.

TM-gruppen bestod av 40 minuters promenad eller jogging med 60-80 % av pulsreserven (HR). Träningsintensiteten bestämdes med hjälp av Karvonen-metoden mål HR = [Träningsintensitet × (HRmax - vilopuls)] + vilopuls. HR registrerades under varje session med hjälp av en HR-monitor (Polar RS400sd; Madison Height, Michigan, USA). Kontrollgruppen ombads att behålla sin vanliga fysiska aktivitetsnivå i 12 veckor.

Träningsträning genomfördes på Kosin University Gospel Hospital U-Healthcare Center. Alla försökspersoner var engagerade i träningsträning under sakkunnig överinseende av en direktör och utbildades i att omedelbart meddela föreståndaren om eventuella onormala symtom under träningsträningen och att konsultera en läkare vid behov. För både EG- och TM-grupperna bestod träningsträningen av en 5 minuters uppvärmning, en 40 minuters huvudövning och en 5 minuters nedkylning. Efter en nödvändig 2 veckors initial anpassningsperiod genomfördes träningsträningen 3 gånger per vecka under 12 veckor. Försökspersoner som inte utförde mer än 80 % av det 12 veckor långa träningsprogrammet exkluderades från denna studie.

Statistisk analys Alla värden presenteras som medelvärde ± standardavvikelse (SD). Vi använde chi-kvadrattestet för kategoritypvariabler. Det parade t-testet användes för att jämföra baslinjen och data efter 12 veckors träningsintervention för varje grupp. Envägs ANOVA med upprepade mätningar (grupp × tid) användes för att jämföra data mellan grupper. Bonferroni post-hoc analys utfördes för att utvärdera skillnaderna mellan grupper. Pearsons korrelation användes för att utvärdera sambandet mellan variabler. Statistisk signifikans sattes till p<0,05. För statistisk analys användes SPSS 21.0 (SPSS, Chicago, IL, USA), ett statistiskt program för Windows.