Effekter av fysisk träning hos patienter med avancerad hjärtsvikt

Generellt syfte Att utvärdera om ett rehabiliteringsprotokoll förbättrar funktionell status och träningskapacitet hos patienter på väntelistan för hjärttransplantation som får intravenöst positiv inotrop stöd medan de är inlagda på ett tertiärt kardiologiskt sjukhus i delstaten São Paulo, Brasilien.

avancerad hjärtsvikt med inotrop stöd.

Specifika syften Att beskriva den epidemiologiska profilen för inlagda patienter med avancerad hjärtsvikt som får intravenöst positiv inotrop stöd.

Att bedöma effektiviteten av träning av andningsmuskulatur hos patienter med avancerad hjärtsvikt med inotrop stöd.

Att analysera om rehabiliteringsprogrammet påverkar tjockleken på quadriceps femoris-muskeln genom ultraljudsmätningar och endotelfunktion genom bedömningar av flödesmedierad dilatation.

Att utvärdera om rehabilitering påverkar livskvalitet och känslan av välbefinnande hos inlagda patienter med hjärtsvikt som får inotrop stöd.

Metoder Typ av studie Detta är en icke-randomiserad klinisk prövning.

Studieplats Studien kommer att genomföras på den inlagda avdelningen på Dante Pazzanese Institute of Cardiology, belägen på Avenida Doutor Dante Pazzanese 500, Vila Mariana, São Paulo, SP, Brasilien.

Studiedeltagare Deltagare kommer att vara patienter med diagnos hjärtsvikt, listade för hjärttransplantation, som får intravenöst positiv inotrop stöd och är inlagda på den inlagda avdelningen på Dante Pazzanese Institute of Cardiology. Alla deltagare kommer att informeras om studiens syften och de procedurer som ska utföras. De som samtycker till att delta kommer att underteckna informerat samtycke (bilaga I). Projektet kommer att skickas till institutionens forskningsetikkommitté för godkännande.

Inklusionskriterier Patienter över 18 år, av vilket kön som helst Patienter som samtycker till att delta och undertecknar informerat samtycke Patienter med diagnos hjärtsvikt, oavsett etiologi Patienter listade på väntelistan för hjärttransplantation medan de är inlagda på institutionen Patienter som får intravenöst positiv inotrop stöd, oavsett dos Patienter med medicinsk ordination för fysioterapi

Exklusionskriterier Patienter under 18 år Patienter som inte samtycker till att delta i studien Patienter med förmaks- eller ventrikulära arytmier som orsakar hemodynamisk instabilitet Patienter med fysiska och/eller kognitiva begränsningar som hindrar dem från att utföra fysiska aktiviteter Patienter som kräver icke-invasiv ventilationsstöd för att utföra träning

Urvalsstorlek Studiens primära syfte är att jämföra resultaten av 6-minuters gångtestet (6MWT) före och efter interventionen, med en enarmsdesign. Nollhypotesen antar ingen skillnad mellan före och efter intervention. Alternativhypotesen kommer att testa skillnader på 20, 25 eller 30 meter för att beräkna potentiella urvalsstorlekar. Analysen kommer att beakta beroendet mellan före- och eftermätningar, representerat av en korrelationskoefficient på 0,5. Standardavvikelsen kommer att baseras på studien av Forestieri (2016), som identifierade ett värde på 42,4. Med antagande om en typ I-felkvot på 5% kommer urvalsstorleksberäkningar att göras enligt förväntade skillnader och statistisk styrka, 22 patienter

Datainsamling Data för denna studie kommer att erhållas genom ett bedömningsformulär som inkluderar epidemiologiska data, funktionstester som 6-minuters gångtestet (6MWT) och Sit-to-Stand-testet (TSL1), och utvärderingar inklusive manovakuometri, dynamometri, bioimpedans och DEMMI (De Morton Mobility Index). Mätningar av quadriceps-muskeltjocklek kommer att utföras med ultraljud. Endotelfunktion kommer att bedömas genom att mäta braktialartärs dilatation efter en kort period av underarmsischemi, också utvärderad via ultraljud. Ytterligare instrument inkluderar Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire för att bedöma livskvalitet, Feeling Scale för att mäta tillfredsställelse under fysisk aktivitet, och Modified Borg Scale för att bedöma upplevd ansträngning. Som en ytterligare utvärdering kommer ett blodprov att tas för att bedöma oxidativ stress.

Datainsamlingsinstrument

Bedömningsformulär Följande variabler kommer att samlas in:

Fullständigt namn Sjukhusregistreringsnummer Ålder (i år) Kön (kvinna, man, annat) Ras/etnicitet (svart, brun, vit, ursprungsbefolkning, asiat) Religion Utbildningsnivå Komorbiditeter (systemiskt artärt hypertoni - SAH, dyslipidemi - DLP, diabetes mellitus - DM, kronisk njursjukdom - CKD, stroke - med eller utan sekveler) Etiologi för hjärtsvikt Livsstilsvanor och deras frekvens (rökning, alkoholkonsumtion, fysisk aktivitet före inläggning) Vikt (kg), längd (m), kroppsmassaindex (BMI i kg/m²) Komponenter av fysisk undersökning (hjärtfrekvens, andningsfrekvens, perifer syremättnad, blodtryck, Modified Borg Scale) Använd inotrop dos

Data relaterade till inläggning kommer att inkludera:

Längd på vistelse Användning och varaktighet av syrgasbehandling Behov och varaktighet av invasiv och/eller icke-invasiv mekanisk ventilation Användning av intraaortisk ballongpump (IABP) Laboratorieprovsvärden under inläggning (urea, kreatinin, brain natriuretic peptide - BNP) Vänsterkammarutstötningsfraktion (LVEF) och systoliskt tryck i lungartären (PASP) från upptagnings-ekokardiogram Data från manometri, kardiopulmonell träningstestning och hjärt-MR när tillgängligt

6-minuters gångtest (6MWT) Detta submaximala test används för att bedöma funktionell kapacitet. Deltagaren kommer att vägledas av en fysioterapeut, som kommer att förklara proceduren och dess relevans för kardiopulmonella utfall (ATS Statement, 2002). Patienterna kommer att gå i 6 minuter längs en 30-meters korridor på avdelningen. Följande parametrar kommer att mätas före, under och efter testet: Blodtryck Hjärtfrekvens Perifer syremättnad Upplevd andnöd och trötthet med Borg Scale (Cahalin et al., 1996) Det primära utfallet kommer att vara den gångna sträckan i meter. För att utvärdera prestation kommer den förväntade sträckan att beräknas med Enright & Sherrill-ekvationerna: Män och Kvinnor Prestationsnivåer kommer att kategoriseras enligt följande: Nivå I: >450 meter Nivå II: 300-450 meter Nivå III: <300 meter (ATS Statement, 2002)

Funktionella och fysiologiska bedömningsverktyg One-Minute Sit-to-Stand Test (TSL1): Detta test används för att bedöma funktionell kapacitet. Det anpassades från studien av Ozalevli et al. (2007). Vid examinatorns signal måste deltagaren ställa sig upp och sätta sig på en stol utan att använda armarna, och upprepa rörelsen så säkert och snabbt som möjligt. Målet är att utföra maximalt antal repetitioner inom en minut.

Manovakuometri: Detta test mäter andningsmuskelstyrka genom Maximal Inspiratoriskt Tryck (MIP) och Maximal Exspiratoriskt Tryck (MEP), med resultat justerade för kön och ålder. Utvärderingen utförs med patienten sittande, knän i 90°, och ryggrad upprätt. För MIP instrueras patienten att andas ut helt och sedan utföra en ihållande maximal inandning. För MEP andas patienten in maximalt och sedan utför en ihållande maximal utandning. Minst tre försök utförs eller tills en minskning i uppmätt värde observeras. Det högsta värdet väljs och jämförs med referensvärden. Förväntade värden beräknas med ekvationerna av Neder et al. (1999): Män: MIP = -0,80 × ålder + 155,3 MEP = -0,81 × ålder + 165,3 Kvinnor: MIP = -0,49 × ålder + 110,4 MEP = -0,61 × ålder + 115,6 Enheten som används i denna studie kommer att vara Digital Manovacuometer MVD300-U av Homed.

Handgreppsstyrka (Manuell dynamometri): Handgreppsstyrka är ett isometriskt styrkemått som involverar kraftutövning på ett objekt. Det bedöms med en digital handgreppsdynamometer (Camry Digital Handgrip Dynamometer), som kommer att kalibreras före varje testsession för att säkerställa noggrannhet. För testet kommer patienten att sitta med knän i 90°, ryggrad upprätt, armar ostödda, axel i adduktion och neutral rotation, armbåge böj i 90°, underarm i semi-pronation, och handled i neutral position på den dominerande handen. Efter instruktioner kommer patienten att applicera kraft i 3 sekunder. Tre försök kommer att genomföras, och slutvärdet kommer att vara genomsnittet av de tre försöken.

Kroppssammansättningsbedömning (Bioimpedans): Bioimpedans är en allmänt använd och validerad metod över olika populationer. Den är praktisk, reproducerbar, icke-invasiv och kliniskt relevant – särskilt för att utvärdera vätskeöverbelastning hos inlagda hjärtpatienter. Bedömningen kommer att utföras med Model 450 Biodynamics-enheten. Denna utrustning sänder ut en lågintensiv elektrisk ström som färdas genom patientens kropp och ger följande parametrar: Resistans Reaktans Fasvinkel Mager massa Fettmassa Intracellulärt och extracellulärt vatten För testet kommer patienten att ligga i en bekväm supinposition, och fyra elektroder kommer att placeras: två på höger fot och två på höger hand, och kopplas till monitorn via en sensorkabel. (Oliveira et al., 2023).

Perifer muskelultraljud Muskelförsäkring med ultraljud är en tillförlitlig och noggrann teknik, icke-invasiv och lätt reproducerbar, utförd vid sängen. Den möjliggör kvantifiering av både kvantitet och kvalitet på en muskelgrupp. Utvärderingen kommer att genomföras med en ultraljudsenhet med en linjär transducer i B-läge. Patientens kommer att positioneras supin med knän utsträckta och avslappnade. Transducern kommer att placeras longitudinellt och transversellt på den anteriora marginalen av låret för att mäta muskel tjocklek, muskel ekogenicitet, tvärsnittsarea och pennationsvinkel. Referenspunkter kommer att vara mellan spina iliaca anterior superior och den övre kanten av patella (Azevedo et al., 2024; Toledo et al., 2017; Lima et al., 2020).

Flödesmedierad dilatation (FMD) FMD är en icke-invasiv bedömning av endotelfunktion med ultraljud. Den mäter braktialartärs dilatation efter en tillfällig underarmsischemi. FMD reflekterar endotelberoende dilatation av ledningsartärer, i stor utsträckning medierad av kväveoxid (NO), som svar på ökad blodflöde och skjuvspänning. Patientens kommer att positioneras supin med vänster överarm abducerad och underarm supinerad. En manschett kommer att placeras på underarmen distal till braktialartären. Artären kommer att lokaliseras via ultraljud och övervakas i 1 minut. Manschetten kommer sedan att blåsas upp till 50 mmHg över baslinje systoliskt tryck och bibehållas i 5 minuter. Vid snabb deflation kommer vasodilatation att bedömas i 3 minuter. Skjuvspänning aktiverar endotelceller, vilket utlöser NO-produktion. Data kommer att analyseras med FMD Studio-programvara (Niemeyer, 2024).

Blodprovstagning för oxidativ stressanalys Det enzymatiska försvarssystemet inkluderar enzymer som förhindrar eller kontrollerar bildandet av fria radikaler och icke-radikala arter som släpps ut på grund av oxidativ skada. Dessa enzymer är väsentliga för att upprätthålla cellulär integritet och antioxidantbalans. Fysisk aktivitet ökar syreförbrukning, vilket främjar oxidantproduktion, men utlöser också adaptiva mekanismer som minimerar oxidativ skada. Detta adaptiva svar (förhöjda serumantioxidantnivåer) föreslår en fysiologisk anpassning till träning. Blodprover kommer att tas för analys i ett externt laboratorium. Ett 6 ml hepariniserat rör kommer att användas för plasmainhämtning. Prover kommer att hållas vid rumstemperatur om de bearbetas omedelbart eller kylskåpskyllda i upp till 48 timmar. Förberedelse inkluderar tvättning av röda blodkroppar, hemolysatpreparation och enzymlösningsbearbetning. Blodprovstagning kommer att ske under den initiala utvärderingen och utföras av en enda forskningssjuksköterska. Prover kommer att märkas och lagras på sjukhuslaboratoriet, sedan skickas till Laboratoriet för forskningsincitamentsfondsförening vid Federal University of São Paulo (UNIFESP). Plasma kommer att analyseras för TBARS, karbonyler, FRAP och nitriter; erytrocyter kommer att testas för SOD, CAT och FRAP (Barbosa et al., 2010).

Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire (MLHFQ) Detta är en sjukdomsspecifik livskvalitetsskala för hjärtsviktspatienter. Den består av 21 frågor som täcker fysiska, emotionella och andra domäner som påverkar livskvalitet. Varje objekt poängsätts från 0 (ingen begränsning) till 5 (maximal begränsning). Totalsumman reflekterar övergripande livskvalitet, med lägre poäng som indikerar sämre utfall. Frågeformuläret kommer att administreras vid baslinje och efter åtta veckors träning (Carvalho et al., 2009).

Spirometri Spirometri är ett lungfunktionstest som mäter volym och flöde av luft som kommer in och lämnar lungorna. Enheten som används kommer att vara EasyOne modell 2001, kalibrerad före varje session enligt tillverkarens specifikationer. Mätningar kommer att inkludera Forcerad Exspiratorisk Volym på en sekund (FEV1), Forcerad Vitalkapacitet (FVC) och FEV1/FVC-kvoten. Testet kommer att utföras med patienten sittande, armbågar böjda och med en näsklämma för att förhindra luftläckage. Patientens kommer att instrueras att utföra en maximal inandning följt av en maximal forcerad utandning. Tre försök på sex sekunder vardera kommer att genomföras, och det högsta värdet kommer att registreras (Di Naso et al., 2011; Forgiarini Jr et al., 2007).

De Morton Mobility Index (DEMMI) DEMMI är en mobilitetsskala utvecklad specifikt för inlagda patienter. Den bedömer 15 hierarkiska mobilitetsaktiviteter uppdelade i fem kategorier: sängmobilitet, stolsmobilitet, statisk balans, gång och dynamisk balans. Poängsättning baseras på prestation och om assistans krävdes. Poäng sträcker sig från 0 (låg mobilitet) till 100 (hög mobilitet) (Tavares LS et al., 2020).

Feeling Scale (FS) Feeling Scale mäter självuppfattningen av nöje eller missnöje under träning med ett enda objekt. Deltagare svarar på en skala från -5 (mycket dåligt) till +5 (mycket bra), vilket reflekterar deras upplevda intensitet och emotionella respons på aktiviteten (Brito et al., 2022; Prado, Raul et al., 2021).

Modified Borg Rating of Perceived Exertion (BORG) Detta verktyg övervakar fysisk ansträngningsintensitet och är allmänt använt i både elitidrott och fysisk rehabilitering. Det utvärderar och kvantifierar känslor av ansträngning, också känd som RPE (Rate of Perceived Exertion). Det hjälper till att spåra träningsinducerade förändringar i kardiorespiratoriska, metaboliska och neuromuskulära system (Zamunér et al., 2011; Williams, 2017).

One-Repetition Maximum Test (1RM) 1RM-testet bedömer dynamiskt muskelstyrka. Deltagaren utför en rörelse med den maximala belastning de kan lyfta utan assistans. En procentandel av 1RM-värdet används för att definiera rehabiliteringsprotokollet och vägleda belastningsprogression. I denna studie kommer belastning att öka varannan vecka, med start på 10% av 1RM och fram till 70% (Materko et al., 2007; Ramalho et al., 2011).

Rehabiliteringsprotokoll

Rehabiliteringsprotokollet kommer att genomföras från måndag till fredag, med en session per dag. Det inkluderar motståndsövningar, aerob träning och träning av andningsmuskulatur, fördelat över veckan enligt följande: Måndag och torsdag: Övre extremitetsövningar och träning av andningsmuskulatur Tisdag och fredag: Nedre extremitetsövningar Onsdag: Aerob träning Varje motståndsövningssession kommer att bestå av 3 set om 15 repetitioner, med 1-minuters vila mellan set. Övre extremitetsövningar (utförda bilateralt och i stående position) inkluderar: Armbågsflexion Armbågsextension Skulderflexion upp till 90° Skulderhöjning upp till 90° Skulderadduktion och abduktion Nedre extremitetsövningar (utförda unilateralt) inkluderar: Trippel flex upp till 90° (höftflexion + knäflexion + ankeldorsiflexion) Höftabduktion Knäextension i sittande position Vristlyft Squats (utförda i stående position) Den anpassade Borg Rating of Perceived Exertion Scale kommer att appliceras före, under och efter varje session. Träningsbelastning och progression kommer att justeras baserat på patientens rapporterade Borg-poäng.

Aerob träningsprotokoll

Aerob träning kommer att utföras genom en funktionell krets bestående av fyra stationer: Stationär löpning Sidomarsch Sit-to-stand stolsträning Stegträning (stega upp och ner) Varje station kommer att vara 1 minut, och patienten kommer att slutföra två fulla rundor av kretsen, totalt 10 minuters träning, följt av en viloperiod.

Träningsprotokoll för andningsmuskulatur

Träning av andningsmuskulatur kommer att genomföras två gånger per vecka med POWERbreathe Classic-enheten. Träningsbelastningen kommer att baseras på manovakuometriresultat, inställd på: 30% av maximalt inspiratoriskt tryck (MIP) under den första månaden 50% av MIP under den andra månaden Träning kommer att utföras i sittande position med knän i 90° och ryggrad upprätt. Patientens kommer att andas in snabbt och kraftfullt genom munnen, sedan andas ut långsamt genom munnen. Protokollet inkluderar 4 set om 15 repetitioner, med 30-sekunders vilopaus mellan set.

Övningsavbrottskriterier

Träningssessioner eller funktionstester (t.ex. 6-minuters gångtest eller sit-to-stand test) kommer att avbrytas om patienten visar tecken på träningsoförmåga, såsom: Lågt hjärtminutvolym (cyanos, blekhet, kalla extremiteter, svettning, illamående) Bradykardi (fall på 20 bpm jämfört med baslinje) Fall i systoliskt blodtryck >15 mmHg från baslinje Överdriven ökning i systoliskt blodtryck (>200 mmHg) Ökning i diastoliskt blodtryck under träning (>110 mmHg) Bröstsmärta Risker och fördelar Fördelar: Detta protokoll syftar till att förbättra träningskapacitet, funktionell kapacitet och muskelstyrka, vilket hjälper patienter att upprätthålla adekvat fysiskt tillstånd för hjärttransplantation. Risker: Patienter kan uppleva muskel- eller ledvärk typisk för fysisk träning, samt trötthet under eller efter sessioner.

Datainsamlingsprocedur Inlagda patienter som är på väntelistan för hjärttransplantation kommer att bjudas in att delta i studien. Vid samtycke till att delta kommer forskaren att tillhandahålla informerat samtycke (ICF). Efter undertecknande av formuläret kommer patienter att genomgå en initial utvärdering innan rehabiliteringsprotokollet påbörjas. Utvärderingen kommer att delas upp i två dagar: Dag 1: Fyllning av bedömningsformuläret, administrering av Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index) och Enjoyment Scale (FE). Dessutom kommer 6-minuters gångtestet (6MWT), spirometri och manovakuometri att utföras. Dag 2: Sit-to-Stand-testet (TSL1), muskelstyrkebedömning med dynamometri, kroppssammansättningsanalys via bioimpedans, quadriceps ultraljud och flödesmedierad dilatation (FMD) mätning. Efter slutförande av utvärderingarna kommer patienter att påbörja rehabiliteringsprotokollet, som kommer att genomföras en gång dagligen i en timme. Protokollet inkluderar motstånds- och aeroba övningar fördelade över veckan. Träningsintensiteten kommer att vara måttlig, mellan 4 och 7 METs. Efter åtta veckor av rehabiliteringsprogrammet kommer patienter att omvärderas med samma instrument som tillämpades under den initiala bedömningen.

Datainsamling och analys Datainsamlingsprocedur Inlagda patienter på väntelistan för hjärttransplantation kommer att bjudas in att delta i studien. Vid samtycke till att delta kommer forskaren att tillhandahålla informerat samtycke (ICF). Efter undertecknande av formuläret kommer patienter att genomgå en initial utvärdering innan rehabiliteringsprotokollet påbörjas. Utvärderingen kommer att delas upp i två dagar: Dag 1: Fyllning av bedömningsformuläret, administrering av Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire, DEMMI (De Morton Mobility Index) och Enjoyment Scale (FE), följt av 6-minuters gångtestet (6MWT), spirometri och manovakuometri. Dag 2: Sit-to-Stand-testet (TSL1), muskelstyrkebedömning med dynamometri, kroppssammansättningsanalys via bioimpedans, quadriceps ultraljud och flödesmedierad dilatation (FMD) mätning. Efter utvärderingarna kommer patienter att påbörja rehabiliteringsprotokollet, utfört en gång dagligen i en timme. Protokollet inkluderar motstånds- och aeroba övningar fördelade över veckan. Träningsintensiteten kommer att vara måttlig, mellan 4 och 7 METs (se bilaga VI). Efter åtta veckor kommer patienter att omvärderas med samma instrument.

Statistisk analys Statistisk analys kommer att utföras med SPSS Statistical Package for the Social Sciences för Windows®, version 26.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Nivån för statistisk signifikans kommer att sättas till 5% (p < 0,05). Datanormalitet kommer att bedömas med Shapiro-Wilk-testet, med en signifikansnivå på α = 0,05. Epidemiologiska data kommer att presenteras i tabeller, med medelvärde och standardavvikelse beräknad för parametriska variabler, och median och interkvartilintervall (25-75%) för icke-parametriska variabler. För att jämföra grupper (före och efter intervention) kommer Student's t-test att användas för parametriska variabler, och det parade Wilcoxon-testet för icke-parametriska variabler, med en signifikansnivå på p < 0,05.

Etiska överväganden Alla deltagare kommer att få detaljerad information om procedurerna involverade i studien. De kommer att vägledas genom processen att underteckna två kopior av informerat samtycke, varav en kommer att förbli hos deltagaren.