运动期间 pCO2 振荡：与脑血流量和 COPD 认知功能障碍的关系
2019年2月26日 更新者：Klaus Kenn、Schön Klinik Berchtesgadener Land
运动期间的二氧化碳分压振荡：与脑血流调节和 COPD 认知功能障碍患病率的关系
研究人员希望确定二氧化碳分压 (pCO2) 的显着变化之间的关系，这种变化经常发生在从休息到运动的过渡期间（ΔpCO2 > 4 毫米汞柱 [mmHg] 从基线），以及认知功能障碍的患病率慢性阻塞性肺病。
特别是，预计将研究 pCO2 振荡对运动期间脑血流 (CBF) 调节的血管效应及其对慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 认知功能的影响。
此外，本研究旨在检查主要 pCO2 振荡是否对 6、12 和 18 个月的随访中的认知恶化具有预后价值。
此外，还将探讨 3 周肺康复 (PR) 对认知功能的急性影响。
认知功能的评估将通过使用标准化简易精神状态检查 (SMMSE)、Addenbrooke 认知检查 (ACE-R)、蒙特利尔认知评估 (MoCA) 和评估几个认知领域的认知状态电话访谈 (TICS) 来进行（认知分数）而 Stroop 测试 [颜色阅读干扰] 将用于测量认知表现（反应时间）。
研究概览
详细说明
脑血流量 (CBF) 调节对于向大脑提供充足的氧气和维持脑血管储备能力至关重要。 CBF 的基本生理调节器是二氧化碳分压 (pCO2)，它决定脑血管系统的扩张或收缩。 已发现 CBF 调节反应强烈依赖于 pCO2，但对动脉血氧饱和度变化的依赖性要小得多。 CBF 对 pCO2 变化高度敏感，pCO2 变化会导致显着的血管扩张（CBF 增加）或 pCO2 水平降低（CBF 减少）时的血管收缩。 在脑激活和新陈代谢增加期间，脑小动脉扩张有助于增加 CBF，但这一过程在运动过程中经常受到挑战，并对认知功能产生潜在影响。 CBF 与认知功能有关，而脑源性神经营养因子 (BDNF) 的血清水平已被证明是神经可塑性背后的关键驱动力，具有作为认知衰退生物标志物的潜在效用。
研究人员假设运动期间主要的 pCO2 振荡（ΔpCO2 > 4 毫米汞柱 [mmHg] 从基线）作为通气效率/驱动异常的反映，导致脑血流 (CBF) 的整体和局部紊乱，因此可以与慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 患者认知功能障碍患病率增加有关。 此外，研究人员假设，在 6、12 和 18 个月的随访中，与“等碳酸”患者相比，在运动期间出现主要 pCO2 振荡的患者可能在几个认知领域出现更严重的认知障碍和更严重的认知下降。 住院患者 PR 可以通过改善呼吸（减少 pCO2 振荡）从而改善 CBF 以及通过锻炼增加大脑神经激活来有益于认知功能。
关于与全因死亡率和残疾增加相关的认知功能障碍，研究人员希望：
(A) 检测运动期间主要 pCO2 振荡与 COPD 认知功能障碍患病率增加之间的关系； (B) 调查不同 pCO2 瞬态模式 (1. pCO2：下降/低碳酸血症，2. 稳定/等碳酸血症，3. 增加/高碳酸血症）对 CBF 调节和认知功能的影响； (C) 在 6、12 和 18 个月的随访中检查主要 pCO2 振荡是否是几个认知领域更严重认知恶化的决定因素，以及 (D) 探索 3 周 PR 对 pCO2 振荡的急性影响和CBF 对认知障碍 COPD 患者认知功能的影响。
认知功能的评估将通过使用标准化简易精神状态检查 (SMMSE)、Addenbrooke 认知检查 (ACE-R)、蒙特利尔认知评估 (MoCA) 和认知状态电话访谈 (TICS) 来评估几个认知领域 (认知分数），而 Stroop 测试将用于测量认知表现（反应时间）。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
91
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
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-
-
Schonau am Konigssee、德国、83471
- Klinikum Berchtesgadener Land der Schön-Kliniken
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
40年 至 80年 (成人、年长者)
接受健康志愿者
不
有资格学习的性别
全部
描述
纳入标准：
- 全球阻塞性肺病倡议 (GOLD) II 至 IV 期慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 患者
- 具有轻度至中度认知障碍（MCI 组：n=100）和无认知障碍（对照组：n=60）的 COPD 患者
- 血压正常（血压范围：101-143/62-91 毫米汞柱 [mmHg]）
排除标准：
- 静息动脉血氧分压 (paO2) <55 毫米汞柱 [mmHg]
- 动脉血中二氧化碳的静息分压 (paCO2) >45 毫米汞柱 [mmHg]
- 最后一次加重≤4周
- 严重的认知障碍/痴呆
- 其他神经精神症状
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础科学
- 分配：非随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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有源比较器：PR 对 MCI 组的影响
使用 SMMSE、ACE-R、MoCA、TICS 和 Stroop 测试临床仪器，参考 pCO2 振荡模式的潜在变化（post-公共关系）。
干预：肺康复计划； 12 节运动训练/呼吸技巧。
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患者将参加为期 3 周的全面 PR 计划（12 次/60 分钟·天），包括相当于 100% 峰值工作率 (WRpeak) 的高强度间歇运动，工作时间为 30 秒，中间穿插 30 秒休息时间，持续 30 分钟，以及轻度阻力训练（3muscle组/每组 4 组/10 次重复；~30 分钟）。
其他名称：
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安慰剂比较：PR对对照组的影响
使用 SMMSE、ACE-R、MoCA、TICS 和 Stroop 测试临床仪器参考 pCO2 振荡模式的潜在变化（后公共关系）。 干预：肺康复计划； 12 节运动训练/呼吸技巧。 |
患者将参加为期 3 周的全面 PR 计划（12 次/60 分钟·天），包括相当于 100% 峰值工作率 (WRpeak) 的高强度间歇运动，工作时间为 30 秒，中间穿插 30 秒休息时间，持续 30 分钟，以及轻度阻力训练（3muscle组/每组 4 组/10 次重复；~30 分钟）。
其他名称：
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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二氧化碳分压振荡 (ΔpCO2, mmHg)
大体时间：第 4-21 天
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在循环耐力测试 (CET) 期间，在峰值工作率 (WRpeak) 的 75% 下，经皮 pCO2 的变化（ΔpCO2，相对于基线值的 mmHg）。
pCO2 振荡将通过使用“SenTec”数字监测系统（前/后测量）进行经皮监测和连续记录：在参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（预-公关); PR 计划结束时（PR 后）的 CET 期间的第二次测量。
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第 4-21 天
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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认知功能障碍（是/否）
大体时间：第 1-3 天
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根据 Petersen 的标准筛查认知功能障碍：
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第 1-3 天
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认知障碍（标准化简易精神状态检查 [SMMSE，分数]）
大体时间：第 1-21 天
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使用标准化简易精神状态检查（SMMSE，分数）的临床仪器评估认知障碍（CI）；参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前的第一次测量； PR 计划结束时的第二次测量（PR 后）。
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第 1-21 天
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认知障碍（Addenbrooke 的认知检查 [ACE-R]）
大体时间：第 1-21 天
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使用 Addenbrooke 认知检查的临床仪器（ACE-R 分数）评估认知障碍 (CI)；参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前的第一次测量； PR 计划结束时的第二次测量（PR 后）。
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第 1-21 天
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认知障碍（蒙特利尔认知评估 [MoCA，分数]）
大体时间：第 1-21 天
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使用蒙特利尔认知评估临床仪器（MoCa 评分）评估认知障碍 (CI)；参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前的第一次测量； PR 计划结束时的第二次测量（PR 后）。
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第 1-21 天
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认知障碍（认知状态电话访谈 [TICS]）
大体时间：第 1-21 天
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使用认知状态电话访谈（TICS 分数）的临床仪器评估认知障碍 (CI)；参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前的第一次测量； PR 计划结束时的第二次测量（PR 后）。
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第 1-21 天
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认知表现（Stroop 测试 [反应时间，秒]）
大体时间：第 4-21 天
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在 75% 的 WRpeak 循环耐力测试 (CET) 之前和之后立即评估认知表现（Stroop 测试 - 反应时间，秒）。
认知表现将通过使用 Stroop 测试（前/后测量）来衡量：在参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前，CET 期间的第一次测量； PR 计划结束时（PR 后）的 CET 期间的第二次测量。
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第 4-21 天
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脑血流速度（CBFv，厘米/秒）
大体时间：第 4-21 天
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在 75% 的 WRpeak 下进行循环耐力测试 (CET) 之前和之后立即测量脑血流速度 (CBFv, cm/sec) 作为脑血流 (CBF) 的替代指标。
脑血流速度 (CBFv) 将通过使用经颅多普勒超声检查（前/后测量）进行测量：在参加为期 3 周（12 节）的肺康复计划（PR 前）之前，CET 期间的第一次测量; PR 计划结束时（PR 后）的 CET 期间的第二次测量。
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第 4-21 天
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额叶皮质脑血管氧饱和度（Tissue Oxygen Saturation [TOI, %]）
大体时间：第 4-21 天
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测量组织氧饱和度 (TOI, %) 作为周期耐力测试 (CET) 期间额叶皮质脑血管氧饱和度的指标，WRpeak 为 75%。
组织氧饱和度 (TOI, %) 将通过使用近红外光谱法（NIRS 方法；前/后测量）进行连续测量：在参加为期 3 周（12 节）的肺部训练之前，CET 期间的第一次测量康复计划（PR 前）； PR 计划结束时（PR 后）的 CET 期间的第二次测量。
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第 4-21 天
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额叶皮质脑血管血氧饱和度（脱氧血红蛋白的变化 [ΔHHb, μM/cm]）
大体时间：第 4-21 天
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测量脱氧血红蛋白 (ΔHHb) 的变化，以微米每厘米 (μM/cm) 为单位，作为循环耐力测试 (CET) 期间额叶皮质脑血管氧饱和度的指标，WRpeak 为 75%。
脱氧血红蛋白 (ΔHHb, μM/cm) 的变化将通过使用近红外光谱法（NIRS 方法；前/后测量）进行连续测量：参加为期 3 周（12疗程）肺康复计划（PR 前）； PR 计划结束时（PR 后）的 CET 期间的第二次测量。
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第 4-21 天
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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气流受限（1 秒用力呼气压力 [FEV1，预测百分比]）
大体时间：第 1-4 天
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1 秒内用力呼气压力的测量值（FEV1，预测百分比）。
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第 1-4 天
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运动能力（峰值工作率，[WRpeak watts]）
大体时间：第 1-6 天
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通过心肺运动测试 (CPET) 在自行车测力计上测量运动能力，使用增量协议达到容忍极限（峰值工作率，瓦特）），以根据 75% 的峰值（最大工作能力）建立对应的工作率国际准则。
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第 1-6 天
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血气分析（动脉血氧分压 [PaO2, mmHg]）
大体时间：第 1-6 天
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血样中动脉氧分压（PaO2，mmHg）的测量。
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第 1-6 天
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血气分析（动脉二氧化碳分压 [PaCO2, mmHg]）
大体时间：第 1-6 天
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血样中动脉二氧化碳分压（PaCO2，mmHg）的测量。
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第 1-6 天
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脑源性神经营养因子（BDNF 血清水平，ng/mL）。
大体时间：第 1-8 天
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血样中脑源性神经营养因子（BDNF，ng/mL）血清水平的测量。
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第 1-8 天
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心理状况/心理数据（医院焦虑抑郁量表[HADS，分数]）
大体时间：第 5-8 天
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心理因素将通过使用医院焦虑和抑郁量表 (HADS) 进行评估。
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第 5-8 天
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心理状况/心理数据（COPD评估测试[CAT，分数]）
大体时间：第 5-8 天
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心理因素将通过使用 COPD 评估测试 (CAT) 进行评估。
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第 5-8 天
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心理状况/心理数据（圣乔治呼吸问卷[SGRQ，分数]）
大体时间：第 5-8 天
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将使用圣乔治呼吸问卷 (SGRQ) 评估心理因素。
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第 5-8 天
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呼吸困难的感知（医学研究委员会呼吸困难量表，[MRC 评分]）
大体时间：第 5-8 天
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呼吸困难的感知将通过使用医学研究委员会 (MRC) 呼吸困难量表进行评估。
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第 5-8 天
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 学习椅：Klaus Kenn, Prof. med.、Schön Klinik Berchtesgadener Land
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Petersen RC, Smith GE, Waring SC, Ivnik RJ, Tangalos EG, Kokmen E. Mild cognitive impairment: clinical characterization and outcome. Arch Neurol. 1999 Mar;56(3):303-8. doi: 10.1001/archneur.56.3.303. Erratum In: Arch Neurol 1999 Jun;56(6):760.
- Vogiatzis I, Louvaris Z, Habazettl H, Andrianopoulos V, Wagner H, Roussos C, Wagner PD, Zakynthinos S. Cerebral cortex oxygen delivery and exercise limitation in patients with COPD. Eur Respir J. 2013 Feb;41(2):295-301. doi: 10.1183/09031936.00016312. Epub 2012 May 3.
- Payne SJ, Mohammad J, Tisdall MM, Tachtsidis I. Effects of arterial blood gas levels on cerebral blood flow and oxygen transport. Biomed Opt Express. 2011 Mar 25;2(4):966-79. doi: 10.1364/BOE.2.000979.
- Ogoh S, Tsukamoto H, Hirasawa A, Hasegawa H, Hirose N, Hashimoto T. The effect of changes in cerebral blood flow on cognitive function during exercise. Physiol Rep. 2014 Sep 28;2(9):e12163. doi: 10.14814/phy2.12163. Print 2014 Sep 1.
- Shimada H, Makizako H, Doi T, Yoshida D, Tsutsumimoto K, Anan Y, Uemura K, Lee S, Park H, Suzuki T. A large, cross-sectional observational study of serum BDNF, cognitive function, and mild cognitive impairment in the elderly. Front Aging Neurosci. 2014 Apr 15;6:69. doi: 10.3389/fnagi.2014.00069. eCollection 2014.
- Ito H, Ibaraki M, Kanno I, Fukuda H, Miura S. Changes in the arterial fraction of human cerebral blood volume during hypercapnia and hypocapnia measured by positron emission tomography. J Cereb Blood Flow Metab. 2005 Jul;25(7):852-7. doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600076.
- Van der Elst W, Van Boxtel MP, Van Breukelen GJ, Jolles J. The Stroop color-word test: influence of age, sex, and education; and normative data for a large sample across the adult age range. Assessment. 2006 Mar;13(1):62-79. doi: 10.1177/1073191105283427.
- Valdueza JM, Balzer JO, Villringer A, Vogl TJ, Kutter R, Einhaupl KM. Changes in blood flow velocity and diameter of the middle cerebral artery during hyperventilation: assessment with MR and transcranial Doppler sonography. AJNR Am J Neuroradiol. 1997 Nov-Dec;18(10):1929-34.
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2016年3月1日
初级完成 (实际的)
2018年3月1日
研究完成 (实际的)
2018年7月1日
研究注册日期
首次提交
2016年1月8日
首先提交符合 QC 标准的
2016年1月18日
首次发布 (估计)
2016年1月21日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2019年2月28日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2019年2月26日
最后验证
2019年2月1日
更多信息
与本研究相关的术语
关键字
其他研究编号
- RESPIRE2-8465
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)？
不
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