肺康复能改善慢阻肺患者的呼吸吗 (PR-COPD)

本研究的目的是确定 8 周的肺康复是否可以减少 COPD 患者的神经机械解偶联（呼吸的努力/驱动力与呼吸反应之间的差异），并确定这种减少是否与两者的改善有关运动期间呼吸困难的强度和定性维度。

肺康复是一种运动和教育干预，旨在帮助患者应对呼吸困难并进行有效运动。 结合运动训练的肺康复计划是减少 COPD 患者呼吸困难的最有效的非药物方法。 然而，运动训练后呼吸困难缓解的确切机制仍然未知。 了解这种使人衰弱的症状的病理生理学基础对于制定有效的基于症状的呼吸困难管理策略至关重要。

患有慢性阻塞性肺病的参与者将在 3 次单独的访问中向运动实验室报告。 访问 1 将作为初步筛选访问，参与者将在熟悉所有测试程序和症状量表之前提供书面知情同意，然后完成增量循环运动测试。 其余 2 次实验访问将在 8 周肺康复前后立即进行。 第 2 次和第 3 次访问将包括：与症状相关的问卷调查、肺功能测试、功能能力测试和以第 1 次访问期间达到的最大工作率的 75% 进行的恒定工作率 (CWR) 循环运动测试。 CWR 周期运动测试将使用食管导管仪器进行，并且将在两次访问中获得详细的生理和感官测量值。 比较第 2 次和第 3 次访问的数据将解决研究人员的假设。

研究参与者：该研究总共将包括 12 名 COPD 参与者。 肺康复：肺康复计划为慢性肺病患者提供教育和运动训练，以帮助他们进行症状管理并提高他们的日常功能。 为期 8 周的计划包括每周 3 次访问，每次访问 2 小时（1 小时教育和 1 小时运动训练）。 肺康复计划是本研究所有参与者的常规护理。

锻炼方案：根据推荐的指南，将使用电子制动自行车测力计在第 1 次就诊时进行症状限制的增量运动测试。 该测试将包括 10 分钟的稳态休息、1 分钟的 0 瓦热身，以及每分钟 10 瓦的工作率逐步增加，直到症状限制。 在访问 2 和 3 上执行的 CWR 测试将包括 1 分钟的热身，然后将工作率增加到最大增量工作率的 75%。

测量肺功能：根据标准建议，将在访问 1 时进行肺活量测定法、体积描记法、扩散能力和最大呼吸压。 第 2 次和第 3 次访问将包括肺活量测定、体积描记术和最大呼吸压力。 将使用市售的心肺测试系统（Vmax 229d with Autobox 6,200 DL；SensorMedics, Yorba Linda, CA），所有测量值都将表示为预测正常值的百分比。

呼吸困难评估：呼吸困难强度（定义为“呼吸吃力或困难的感觉”）和感知到的腿部不适将在休息时、运动期间的每一分钟和高峰运动时在所有测试访视中使用改良的 10 点 Borg 量表进行评估。 参与者将被要求使用以下 3 个描述符来描述他们在强度评级之前和运动结束时的呼吸困难：（1）“我的呼吸需要更多的工作和努力”（work and effort）； (2) "I cannot get enough air in"（不满足的灵感）； (3)“我不能得到足够的空气”(未满足的呼气)。 任何时候都不能选择所有 3 个描述符。 运动停止后，参与者将被要求说出他们停止运动的主要原因（即呼吸不适、腿部不适、呼吸和腿部的结合或其他一些原因），并使用既定的问卷选择呼吸困难的定性描述符. 呼吸困难干预前后的变化也将通过过渡性呼吸困难指数进行评估。

对运动的心肺反应：标准的心肺测量将在每次呼吸的基础上记录下来，并在 30 秒的时间段内取平均值，包括每分钟通气量 (V'E)、耗氧量 (VO2)、二氧化碳产生量 ( CO2）、呼气末 CO2 分压、（潮气量）VT 和呼吸频率（Vmax 229d，Autobox 6,200 DL；SensorMedics，Yorba Linda，CA）。 操作容积（即，呼气末和吸气末肺容积）将来自动态吸气量 (IC) 操作，如前所述 26。 出于安全目的，将使用 12 导联心电图 (ECG) 监测心电图，使用手动血压计测量血压，并使用脉搏血氧仪监测动脉血氧饱和度。 运动测试将根据美国运动医学学院指南的既定标准终止。

呼吸力学：膈肌肌电图 (EMGdi) 将使用多对电极导管进行测量，该导管结合了两个用于测量食道和胃压力的气囊。 利多卡因喷雾剂或凝胶（局部麻醉剂）将用于冷冻参与者的鼻子和喉咙后部。 之后，当参与者通过吸管喝水时，经验丰富的技术人员会将导管插入参与者的鼻子并通过食道进入他们的胃。 导管将根据自主呼吸期间 EMGdi 信号的强度进行定位。 原始 EMGdi 信号将转换为均方根 (RMS)。 每次吸气的最大 RMS 将在 QRS 复合波之间确定，以避免 ECG 伪影 30 的影响。 在 IC、吸气和最大吸气压力操作期间将获得最大 EMGdi (EMGdimax)。 EMGdi 与 EMGdimax 的比率将用作神经呼吸驱动的指标。 VT 与肺活量 (VC) 之间的比率将用于表示呼吸系统的机械反应。 EMGdimax 和 VC 的标准化允许刺激强度标准化并在个体之间进行比较。 因此，呼吸系统的神经机械解偶联将被确定为神经驱动与呼吸系统的机械反应之间的比率（或相互作用）（EMGdi/EMGdimax：VT/VC）。

呼吸的机械功 (WOB) 将使用先前使用的修改后的坎贝尔图来确定。 胸壁顺应性将从文献中获得并如前所述定位。 WOB 将被分成电阻和弹性组件。 该数据将与之前 COPD 研究中的 WOB 数据进行比较。

肌肉氧合和血液动力学：肌肉氧合将使用近红外光谱进行无创监测。 四通道连续波近红外光谱仪（Oxymon M III，Artinis Medical Systems，BV，荷兰）将用于通过测量 760 和 864 nm 波长的光衰减来确定氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白和总血红蛋白，并分析使用基于修改后的 Beer-Lambert 定律的算法。 该数据将用于描述性探索目的，因为关于 COPD 患者腿部（股外侧肌）和呼吸肌（胸锁乳突肌、胸骨旁肌和肋间肌）肌肉氧合的数据有限。

VT 和 V'E 关系的拐点：VT 数据将在 30 秒的时期内取平均值，并将针对每个参与者在休息时和所有运动强度中的 V'E 进行绘制。 VT 偏离线性并开始趋于平稳的点将定义为 VT 和 V'E 关系的拐点。 两个不同的观察者将通过检查各个 Hey 图来确定每个参与者在增量运动测试期间的拐点。

统计分析：除非另有说明，否则数据将以平均值±标准差表示。 肺康复前后的描述性特征、运动反应和标准化评估点（10 瓦增量、VT/V'E 拐点和峰值）的 Borg 评级将在适当时使用配对 t 检验和 Bonferroni 校正进行比较。 皮尔逊相关系数将用于检查测量变量之间的关联：神经机械解偶联、呼吸模式、操作肺容量、博格评级和运动变量。 停止运动的原因和呼吸困难的定性描述将作为频率统计进行分析，并使用 McNemar 的精确测试在工作率、VT/V'E 拐点和峰值运动的标准化 10 瓦增量下比较肺康复前后。 小于 0.05 的 P 值将被视为具有统计学意义。 将使用 Stata v11.2 (StataCorp, Texas, USA) 对数据进行统计分析。