Högintensiv intervallträning och inspirerande muskelträning (training)

Metoder Studiedesign Denna studie utfördes som en randomiserad, kontrollerad studie under 8 veckor och inkluderade två grupper. Studiförfarandena genomfördes vid avdelningen för rehabilitering och hälsovetenskap, Prince Sattam bin Abdulaziz University, al-Kharj, Saudiarabien mellan juni 2024 och oktober 2024 Etiskt hänsyn Studieprotokollet godkändes av stående kommittén för bioetikforskning i Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Saudiarabien (ID: SCBR-359/2024). Studien genomfördes i linje med principerna för Helsingforsdeklarationen. Alla deltagare i studien har undertecknat ett skriftligt informerat samtyckesformulär. Syftet, förfarandena och potentiella riskerna för studien förklarades för studiepopulationen.

Randomisering En forskare, oinvolverad i någon annan aspekt av denna studie, genomförde randomisering genom att skapa ett blocks randomiseringsschema utan stratifieringar. Ursprungligen genererades randomiseringskoder med användning av Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). Tilldelningen döljdes sedan i sekventiellt numrerade, förseglade, icke-transparenta kuvert. Berättigade deltagare riktades därefter till en forskare som ansvarade för att övervaka behandlingen, som tilldelade dem slumpmässigt till antingen studie eller kontrollgrupp.

Ämnen:

Totalt 144 kliniskt stabila patienter med KOL rekryterades från lokala hälsoanläggningar och närliggande sjukhus och kliniker genom annonser för att delta i denna studie och 100 slutförde studien uppföljning.

Inkluderingskriterierna var: 1) Diagnos av mild-till-svår KOL enligt riktlinjer kriterier med milda eller allvarliga luftflödesobstruktion (Gold II och III) (20), 2) Ålder ≥40 men ≤70 år.

KOL definieras av icke-överförbart reversibelt luftflödesobstruktion FEV1-FVC-förhållande mindre än 70% av förutsagda, FEV1 lika eller mer än 30% av förutsagda efter bronkodilering. 3) Kroppsmassaindex mellan 18 kg/m2 och <30 kg/m2, uteslutningskriterier var: 1) alla muskuloskeletala, kardiovaskulära eller neurologiska sjukdomar som förbjudit att delta i HIIT, 2) förvärring av KOL, 3) deltagande i en pulmonarisk rehabilitering program eller organiserad träningsträning under de senaste 6 månaderna.

En specialiserad läkare undersökte alla deltagare för att utesluta dem som inte uppfyllde inkluderingskriterierna och för att säkerställa deras säkerhet för deltagande i ett högintensivt träningsprogram. Skriftligt informerat samtycke erhölls från varje deltagare efter en introduktionssession som förklarade de detaljerade utvärderings- och utbildningsförfarandena som användes i studien. Alla deltagare fick i uppdrag att upprätthålla sin regelbundna fysiska aktivitet och mediciner under hela studieperioden. Deltagarna bedömdes både vid baslinjen och efter träningsinsatsen. Baslinjedemografi presenteras i den vänstra panelen i tabell 1.

Berättigade ämnen tilldelades slumpmässigt till en av två grupper antingen träningsgruppen (EX-gruppen) praktiserade HIIT och IMT eller kontrollgruppen som fick ett program för terapeutisk utbildning och 30-minuters självbaserad cykling eller promenader på cykel ergometrar eller på löpband. Lungfunktionstester, inkrementella cykel ergometer-test, hjärt-lungmonära träningstester med gasutbytesanalys, 6 min promenadtester och inspirerande muskelstyrka utfördes och hälsorelaterad livskvalitet (HRQOL) bedömdes före och efter interventionsperioden.

Beräkning av provstorlek Provstorleken bestämdes baserat på en uppskattad effektstorlek (d = 0,65), härrörande från förändringar i PiMax som observerades i Larsons studie (21). För att avvisa nollhypotesen sattes sannolikheten till 0,05, med en analyskraft till 90%, beräknad med G*Power 3.1.9.7 -programvara (University of Dusseldorf, Dusseldorf, Tyskland). Totalt rekryterades 100 deltagare initialt. Provstorleken ökades emellertid till 120 för att stå för en förväntad bortfall på upp till 20%.

Antropometriska bedömningar:

Alla deltagare bedömdes för kroppsvikt och höjd. En vikt och höjdskala (detekto, tillverkad i USA) användes. Body Mass Index (BMI) beräknades med användning av följande formel:

Bmi = vikt (kg) / höjd (m) 2

Lungfunktionstest Lungfunktionstest utfördes av samma erfarna personal med användning av Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA). Testet upprepades tills tre acceptabla spirogram erhölls. Ett spirogram ansågs vara acceptabelt om det var artefaktfritt, visade adekvat utgång, hade en 6-sekunders platå i slutet av den tvingade expiratoriska fasen och visade korrekt patientens efterlevnad. Mätningar inkluderade FEV1, tvingad vital kapacitet, total lungkapacitet och restvolym (22).

Lungens spridande kapacitet för kolmonoxid (DLCO) mättes med användning av en-andningssteknik med Master Screen Body® Jaeger-Carefusion Spirometer (22745 Savi Ranch Parkway, Yorba Linda, CA, USA) (23). Lungfunktionsparametrar bestämdes som procent av förutsagda enligt deltagarens höjd, ålder och kön baserat på sammanfattande ekvationer (24,25).

Träningskapacitet Ett inkrementellt cykel ergometertest på en upprätt cykel ergometer (Kettler Ergorace, Virginia Beach, VA)) med kontinuerlig EKG-registrering genomfördes för att mäta topparbetsbelastning (W PEAP). Patienter började trampa med en initial belastning på 20W, med motståndet ökade med 10W varje minut tills de nådde utmattning. Under träningens hjärtfrekvens och andningsfrekvens registrerades varje minut. Systoliskt blodtryck, upplevd ansträngning (Borg RPE-skala) och dyspné (Borg CR-10-skala) bedömdes varannan minut. Alla variabler mättes också före träning och vid 1, 2, 4 och 10 minuter efter träning.

Maximal incremental cardiopulmonary exercise testing (CPET) with continuous ECG monitoring was performed for the assessment of patients' exercise capacity using a Quark CPET metabolic cart (Cosmed, Rome, Italy) on a stationary cycle ergometer (800S, Ergoline, Bitz, Germany) according till ATS -riktlinjerna (26).

Testet började med en uppvärmningsperiod utan motstånd som varade 5 minuter genom att trampa vid 20W, sedan ökades lasten med 10W varje minut tills utmattning. CPET avslutades när patienterna indikerade att de hade nått maximal ansträngning på grund av muskeltrötthet eller dyspné. Kriterierna för testavslutning inkluderade en oförmåga att upprätthålla en trampadens (<60 rpm) i kombination med subjektiva tecken på trötthet, såsom svettning och hyperpnea och en eller flera av följande: topp VO2 större än 80% av det förutsagda värdet, maximalt Hjärtfrekvensen som överstiger 80% av det förutsagda hjärtfrekvensen, andningsförhållandet (RER) över 1,0, eller når en Vo₂ -platå (där syreupptag inte längre ökade Trots en kontinuerlig ökning av arbetsbelastningen) (27,28). De uppmätta kardiorespiratoriska parametrarna var hjärtfrekvens, andningsfrekvens, minut ventilation, topp O2 -konsumtion, minutventilation, lungsiktsupptag (VO2), koldioxidflöde avvisat av ventilationssystemet (VCO2), anaerob tröskel och respirationsutbyte (RER) . Systoliskt blodtryck, tillsammans med subjektiva betyg av upplevd ansträngning (med användning av Borg RPE-skalan) och dyspné (med Borg CR-10-skalan) registrerades varannan minut (29).

Funktionell träningskapacitet Funktionell träningskapacitet utvärderades med användning av 6MWT genomförd på en 30 m längs en platt korridor enligt de amerikanska thoraxföreningens riktlinjer (30). Hjärtfrekvens, andningsfrekvens, syremättnad och dyspné bedömdes före och efter testning. Varje patient fick standardiserade pre-testinstruktioner och muntlig uppmuntran varje minut under testet. Två tester genomfördes, med den första tjänsten som en bekanta studie och ingick inte i analysen (31).

Andningsmuskelstyrka Andningsmuskelstyrka utvärderades genom att mäta PIMAX med en digital muntrycksmätare (Micro RPM®, Micro Medical, Storbritannien). Det högsta värdet från tre försök-varje varierande med mindre än 10%registrerade, med minst 30 sekunders vila mellan varje försök. En pimax på 60 cm H2O sattes som den nedre gränsen för normal (32).

Hälsorelaterad livskvalitet Hälsorelaterad livskvalitet (HRQOL) utvärderades med hjälp av St. George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) (33), är ett standardiserat självadministrerat frågeformulär utformat för att mäta självupplevda hälsoförändringar och livskvalitet hos individer med luftvägssjukdomar. Den utvärderar tre domäner-symptom, aktivitetsbegränsningar och sjukdomseffekter med 50 artiklar med 76 viktade svar, inklusive symtom (åtta artiklar), aktivitet (16 artiklar) och effekter (26 artiklar). Den totala poängen för frågeformuläret är rankad från 0 till 100, där 0 representerar den bästa livskvaliteten och 100 representerar den fattigaste livskvaliteten.

KOL-bedömningstest Deltagarnas symtom kommer att dokumenteras med hjälp av COPD-bedömningstestet (CAT) (34), ett frågeformulär med åtta artiklar som täcker ämnen som hosta, sputumproduktion, brösttäthet, andfåddhet på kullar eller trappor, begränsningar i hemaktiviteter, sömn, sömn, sömn kvalitet och trötthet. En högre poäng återspeglar en större påverkan av KOL på deltagarens liv (35).

Dyspné Det modifierade medicinska forskningsrådet DyspNea Scale (MMRC) användes för att utvärdera svårighetsgraden av dyspné. Det är en 0-4 skala utformad för att mäta påverkan av dyspné på fysisk aktivitet hos individer med andningsförhållanden. På denna skala indikerar en poäng på 0 dyspné endast under intensiv fysisk ansträngning, medan en poäng på 4 återspeglar svår andfåddhet som förhindrar att individen lämnar huset eller orsakar svårigheter under aktiviteter som klädsel eller avklädning. Ämnen är skyldiga att markera aktivitetsnivån där de upplever dyspné (36).

HIIT-protokoll Övningsträningen genomfördes på poliklinisk basis under 8 veckor, med varje session som startade och slutade med 10 minuters cykling på en ergometer med 30% -40% av baslinjens toppeffekt (WRPEAK) för uppvärmning och coola- ner. HIIT-protokollet med hög intensiv intervallträning (HIIT) involverade fyra intervaller, var och en varar 4 minuter, med början på 70% av maximal effekt (WRPEAK) och byggde till en målintensitet på minst 85% av maximal hjärtfrekvens (HRmax). Varje intervall följdes av en 3-minuters aktiv återhämtningsperiod vid 30% av WRPEAK. Hela intervallblocket varade 28 minuter och hela sessionen var 42 minuter. Hjärtfrekvensen övervakades kontinuerligt med en polär pulsmätare (Polar V800, Polar Electro Oy, Kempele, Finland). Alla träningssessioner övervakades, med muntlig uppmuntran som gavs under intervaller. Hjärtfrekvens- och Borg-skala betyg registrerades i slutet av varje intervall, med syftet för cirka 90% av maximal förutsagd hjärtfrekvens och en Borg-klassificering på 5-7 på den modifierade Borg-skalan. Under de 3-minuters aktiva vilofaserna reducerades intensiteten för att uppnå en mål hjärtfrekvens på 50-60% av det förutsagda maximumet. En andningsfysioterapeut övervakade varje session, vilket gav vägledning, uppmuntran och säkerställer säkerhet (29).

IMT Innan IMT började fick studiedeltagarna en översikt över IMT av en utbildad fysioterapeut. Det maximala inspirationstrycket (PIMAX) registrerades innan träningen startade. Alla sessioner hölls på samma plats och tid på dagen i ett väl ventilerat rum. Före varje session satt deltagarna bekvämt i en stol och flera parametrar inklusive hjärtfrekvens (HR), syremättnad (SPO2), systoliskt blodtryck (SBP), diastoliskt blodtryck (DBP) och Borg-skala poängmätt. När klinisk stabilitet bekräftades vilade försökspersonerna i minst fem minuter och började sessionen när de kände sig redo.

Deltagarna satt i ett avslappnat läge med deras övre bröst, axlar och armar stöds. Ett näsklämma applicerades, och de fick i uppdrag att ta munstycket, försegla läpparna hårt, andas in djupt och långsamt för att öka tidvattenvolymen och sedan andas ut helt med minimal ansträngning. De uppmanades att upprätthålla membran andning och att hålla axlarna och benen avslappnade hela tiden. Symtom som yrsel, trötthet och andnöd övervakades noggrant, och hjärtfrekvens och SPO2 spårades med en pulsoximeter. IMT-sessionerna använde tröskeln IMT®-enheten (Respironics New Jersey, Inc., USA) och inkluderade 2-3 uppsättningar med 30 andetag (totalt 60-90 andetag per session), med en två minuters vila mellan uppsättningarna, tre dagar per dag vecka. Ursprungligen började deltagarna med ett motstånd som krävde 30% av sin PiMAX för den första veckan. Denna belastning ökade gradvis med 10% varje vecka för att nå 60% av sin PiMAX i slutet av den första månaden. Veckovis PIMAX -bedömningar genomfördes för att säkerställa lämpliga belastningsjusteringar. IMT fortsatte sedan 60% av varje deltagares PiMAX, justerad varje vecka baserat på den senaste PiMAX -mätningen. Alla bedömningar av andningsmuskelstyrka utfördes av samma tränade fysioterapeut för att upprätthålla konsistens.

Kontrollgruppens deltagare genomförde ett övervakat program i 8 veckor, 3 dagar per vecka. Programmet inkluderade terapeutisk utbildning och 30-minuters självbaserad cykling eller promenader på cykel ergometrar och på löpband. Efter varje session mättes Borgs upplevda ansträngning.

Statistiska analys Statistiska analyser genomfördes med SPSS -programvaruversion 23 (Chicago, IL). All data uttrycktes som medelvärde ± SD. Shapiro-Wilk-testet användes för att kontrollera om de kontinuerliga variablerna följde en normalfördelning. Ett oberoende t-test utfördes för att bekräfta homogeniteten för grundläggande egenskaper hos parametriska data mellan de två grupperna. En tvåvägs blandad variansanalys (ANOVA) (2 x 2, grupp x tid) användes för att utforska skillnaderna före och efter behandling i variablerna av intresse mellan HIIT och kontrollgrupper. P-värdet sattes till P <0,05.