抽象的
对什么构成足以诱导慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者训练效果的训练负荷的理解仍在不断发展。本研究调查了间歇训练(IT)在诱导生理反应的可测量改善方面有效,并将其对运动耐受性(ET)和生活质量的影响与持续训练(CT)进行比较。
36个COPD患者,在一秒钟用力呼气量45±4%的预测值(平均±sem),被随机分配到CT(运动基线的50%峰值状态)或者(工作了30年代的100%峰值状态与30年代应承担的休息间隔交替)组织骑车40分钟·−1和2天·周−112周。
培训后,两组显示出明显改善等(它,57±6至71±8 W; CT,57±5至70±6 W)和慢性呼吸道疾病问卷的总生活质量分数(它,77±3至88±2; CT,78±3至93±2)。在相同的运动水平上,微小通风显着降低(它,35.8±2.5至31.7±2.5 L·min−1;CT,36.4±2.7至32.5±2.7 L·min−1).这些变量的改善程度在组间没有显著差异。
目前的数据扩展了慢性阻塞性肺疾病患者的运动处方原则,证明了间隔训练可以产生实质性的训练效果,其效果在量级上类似于在运动强度减半但运动时间加倍的连续训练所产生的效果。
这项研究得到了希腊研究与发展总秘书处的资助。
呼吸困难伴机械通气储备不足1和骨骼肌功能障碍2是限制慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者运动耐受的主要因素。目前,有大量令人信服的证据表明,运动训练可以产生相当大的生理效应,并提高运动耐力;因此,它代表了肺康复过程中COPD患者跨学科管理的基石3..
高强度持续运动训练(80%的基线峰值工作效率(WR) (PWR))已由Casaburi显示et al。4当两组以中度气流限制(一秒用力呼气量(FEV)为特征的患者完成相同的总工作量时,其效果优于低强度运动(50% PWR)1)预测值的56%)。进一步研究,由Maltaiset al。5和Casaburiet al。6但是,报告大多数患者以严重的气流限制为特征(FEV138%和36% pred)不能在整个持续时间内持续长时间高强度运动(80% PWR)5或者几周的康复计划6.
一种行之有效的替代策略是间歇训练(IT),它可以使高强度锻炼持续较长时间,即。最大强度或高强度运动的重复周期与相应的短休息间隔交替进行。早期对健康受试者的研究表明,有间隔的锻炼比连续进行同样的总工作量的锻炼更能使人在精疲力竭之前完成更多的工作7- - - - - -9.Gosselinket al。10和Coppoolseet al。11在COPD患者中检验了IT对运动耐量的影响,并将其与持续运动的疗效进行了比较。这些研究表明,两种训练方式在运动耐力方面没有显著差异。有趣的是,Coppoolse的研究et al。11报告称,在给定的运动水平下,IT并没有导致呼吸机需求的减少。此外,在Gosselink的非随机研究中et al。10,最严重的患者被分配到间隔组,而Coppoolse的随机试验et al。11在美国,分配到IT组的患者接受了高强度和低强度的联合治疗。因此,在这两项研究中,无论是从绝对值还是相对于持续锻炼而言,It的有效性可能都被低估了。因此,本研究的设计有两个目的:首先,调查由最大强度的间歇训练组成的训练计划是否能够有效地诱导生理反应的可测量的改善;第二,比较两种模式对中重度COPD患者运动耐量、呼吸强度和生活质量的影响。
方法
患者入选标准
36例根据美国胸科协会(American Thoracic Society)标准定义为中度至重度COPD的门诊患者由其主治胸科协会医生进行康复计划(表1)⇓).在进入该研究之前,患者在临床上稳定并达到以下标准:1)濒临困境的困境FEV1<60%pred和fev1/用力肺活量(FVC)<65%,无明显可逆性(初始FEV变化<15%)1);2)优化的医疗疗法;3)没有临床证据,用于锻炼血管血管或神经肌肉疾病。
研究设计
该研究被设计为一项随机对照平行两组研究。一旦证实患者符合选择标准,他们将被随机分配到两种训练模式之一:间歇训练或连续训练。采用分层随机化来达到重要特征的近似平衡(表1)⇓),包括FEV1(≤或>50% pred)和PWR(≤或>70 W),在连续组(CT)和IT组中通过斜坡增量循环功率计试验(见下文)评估。在每一层,病人被随机分配。所有患者均给予知情同意,Eugenidion医院机构研究审查小组就伦理、健康和安全问题批准了该方案。
结果测量
在培训方案结束前后的一周内,患者到实验室进行了半天的课程,并用循环功率计进行了肺功能和心肺运动测试。
肺功能测试
肺活量法测定FEV1使用肺活量计(Masterlab;Jaeger, Würzburg,德国)根据推荐的技术12.肺对一氧化碳的扩散能力(DL,有限公司)确定通过单呼吸方法。通过将FEV乘以最大自愿通风(MVV)1到4013.静息呼吸室内空气时穿刺桡动脉抽动脉血,分析动脉血氧张力(P啊,一个2),二氧化碳张力,氧饱和度(年代啊,一个2)和pH值(ABL330;辐射计,哥本哈根,丹麦)。
循环测力计测试
在休息2分钟,然后是2分钟的无负荷蹬车后,每个受试者在电磁制动的循环功率计(Ergoline 800;Sensor Medics, Anaheim, CA, USA)。PWR的定义是在蹬踏频率≥50转/分30秒时达到的最高工作水平。病人通过带鼻夹的吹口呼吸。肺气体交换和呼吸变量测量是由快速响应气体分析仪和质量流量传感器(Vmax 229;传感器医务人员)。每次呼吸记录以下变量:肺氧摄取(V”O2)、肺二氧化碳输出量(V”有限公司2),呼吸交换率,分钟通气量(V”E)、潮气量(VT)、呼吸频率(fR).心脏频率(fC)是通过12导联在线心电图的R‐R间隔来确定的年代啊,一个2脉搏血氧计(年代p O2).还要求受试者使用0-10Borg类别比例尺度每2分钟释放每2分钟的呼吸短促14.高峰V”O2并与Jones试验进行了比较15.另外,的斜率V”O2/ WR计算。采用V - slope技术检测了V”O2此时乳酸门槛(LT)发生16.两名观察员在训练前和训练后的训练数据集上盲目独立地识别LT。
生活质量
采用盖亚特制定的慢性呼吸系统疾病问卷(CRDQ)对生活质量进行测量et al。17. 在康复计划结束前和结束后1周内进行问卷调查。
康复计划
康复计划是多学科的,包括两种不同模式的监督训练(连续或间歇),呼吸控制和放松技术,清除肺部分泌物的方法(由物理治疗师执行),疾病教育和用药指导(由肺病医生实施),饮食建议(由营养师提供),以及与慢性残疾有关的心理支持(由精神病医生实施)。为了让患者在家中进行上半身和呼吸练习,还以小册子的形式向患者提供了具体的书面指导。
运动处方
锻炼处方旨在向患者展示相同的整体训练负荷。分配给CT组的患者被指示在电磁制动的循环计力计(Cateye Ergociser,EC1600;猫眼有限公司,大阪,日本)的强度上进行运动,其最初相当于基线PWR的50%左天−1和2天·周−112周。分配到IT组的患者按照与CT组相同的时间、每周频率和总时间进行锻炼,但最初的强度相当于基线PWR的100%,工作30秒,休息30秒。因此,在研究开始时,IT组的每个成员每次会议的总锻炼时间和工作量被设计成与这些患者被分配到CT组时的工作量相等。这是训练原则之一18要求运动强度应相对于最高运动能力最佳地保持,并应在整个运动计划中与身体状况的改善平行19- - - - - -21.因此,我们决定以每月为基础,以相等的幅度增加两组的训练强度,以便在第二和第三个月,CT组和it组的训练强度分别占基线PWR的60和70%,120和140%。运动期间的监督由物理治疗师进行,并参与测量fC,年代p O2以及呼吸困难,用博格量表。IT组2例,CT组4例,由于运动致氧饱和度降低,在训练期间使用补充氧(年代p O2<90%)。
统计分析
数据以平均值±sem表示。计算训练干预前后生理变量的差异百分比。组内和组间差异使用重复测量方差分析进行分析。在检验正态分布后,采用非配对t检验对基线特征进行组间比较。显著性水平为p<0.05。
结果
患者招聘
一开始共有45名患者被纳入研究。其中36人完成了康复计划,每组18人。9名患者因并发肺部感染或不遵守训练计划而未能完成计划。其中5人被分配到IT组,4人被分配到CT组。他们的特征与其余患者没有显著差异。
患者特征
两组在训练前的一般特征见表1⇓.综上所述,这些组均为中度气流受限(FEV)1~ 45% pred),中度低氧血症(P啊,一个2没有CO的9.4 KPA)2静息和适度降低的滞留DL,有限公司(〜55%pred)。随机化后休息肺功能特征在研究组之间没有显示出显着差异(表1⇓).此外,在任何一组的训练后,这些特征都没有观察到变化。
表1还列出了对增量运动测试的基线响应⇓.正如预期的那样,运动宽容基本上受损。峰V”O2IT组的平均pred为54.8±3.4%,CT组为55.7±3.5%。峰V”E分别为IT和CT组的预测MVV的80±7和82±7%。
培训计划
两组患者都很好地坚持了他们的运动方案。IT组和CT组的运动出席率分别为90±4%和88±4%。对各组每周平均训练强度的检查显示,在两种类型的训练中所完成的工作总量大致相同(图1)⇓).IT组的平均程序强度(124±3% PWR)约为CT组(67±1% PWR)的两倍。此外,fC两组之间的反应相似,而呼吸困难的感觉在间隔训练显著降低(p<0.01)。
增量运动试验
在研究开始时,两组在平均峰值运动反应方面都很匹配(表1)⇓).在训练计划结束后,PWR分别在IT和CT组中显着增加14和13 W(25%和25%),而斜率V”O2/WR分别显著降低了12和9%(图2)⇓).此外,V”O2在LT发生时(两组18例患者中有14例在训练前后检测到),IT组和CT组显著增加了0.11和0.12 L·min−1(14和15%)分别。这些变化伴随着改善峰值的趋势V”O2,V”E,fR,fC(图2⇓).对于每个患者,在基线测功器测试中可耐受运动结束时的WR的峰值生理测量值与结果测试中相同WR的测量值进行了比较。显著的平均减少V”E(4.1 L·分钟−1(11%);CT, 3.9 L·分钟−1(11%)),V”O2(0.12 L·分钟−1(11%);CT, 0.13 L·分钟−1(12%)),V”有限公司2(0.10 L·分钟−1(11%);CT, 0.12 L·分钟−1(13%)),fR(它,5呼吸·分钟−1(16%);CT, 5次·分钟−1(15%)),呼吸困难评分(它,1.9(42%); CT,1.7(41%))和fC(13胜·敏−1(10%);CT, 10胜·分钟−1(8%))(图2⇓).这些参数的改善程度在两组之间没有显著差异。此外,鉴于这一转变V”O2/WR关系,训练前和训练后在相同代谢情况下的测量(V”O2)水平比较。训练后,训练前V”O2,在IT组和CT组中,除WR显著升高9 W和12 W(16和20%)外,记录的变量没有显著变化(图3)⇓).
讨论
目前的研究表明,作为肺康复的一部分,由最大强度间歇运动组成的训练计划在运动耐量和生活质量方面产生了实质性的改善。这些改善伴随着生理和运动水平的变化,包括呼吸需求和呼吸困难感的减少。此外,最大强度信息技术的效果比较与中等强度的CT运动耐量,呼吸急促感和生活质量显示,两种方式诱导的改善幅度非常相似。
研究IT有效性的必要性源于这样一个事实:呼吸反应动力学限制了中重度和重度COPD患者对高强度运动的耐受性1.对健康人的研究表明,重复的最大强度的运动,允许相应的短暂休息间隔,可以耐受很长一段时间7并产生与长时间高强度连续运动相似的生理效益22,23.此外,如健康个体所示24,对间隔运动的代谢反应与持续运动在WR的持续运动方面非常相似,这表明它在努力工作中的浮雕间隔具有特殊重视最大强度培训的成功应用。
IT组PWR的改善幅度(25%)与Gosselink所描述的相当et al。10和Coppoolseet al。11.此外,与他们和之前12个随机对照试验的结果一致3.记录峰心血管和呼吸反应缺乏显着改善。然而,目前的结果与斗浦那些有关et al。11在增量运动试验中,被分配到间隔组的患者在相同水平的运动后,呼吸需要和呼吸困难评分均有所下降(图2)⇓).通气需求的减少很可能是多因素的,与氧化能力的提高有关4,25,呼吸模式改变6和/或提高工作效率26.训练引起的LT显著增加可能表明外周肌氧提取效率的提高4,27.此外,不能排除呼吸模式更有效的呼吸模式和减少过度下降的可能性;意思fR显着降低和VT在相同的WR下,在增量斜坡试验中略微升高(图2)⇓).减少fR在IT组和CT组中分别减少16和15%,有望减少胸气困和呼气肌增张率,并导致呼吸功减少和劳力性呼吸困难26.It后呼吸需求的减少也可能与代谢需求的减少和活动肌肉量的补充有关20.因此,机械效率有所提高,这可以从斜率的减小中看出V”O2/ WR(图2⇓)26,28并且在给定的代谢水平下,生理变量没有显著变化(V”O2)水平(图3⇓).然而,训练后,两组患者均能在给定的代谢(V”O2)率,以更高的速率执行外部工作(图3⇓).
本研究与Coppoolse的研究结果有一定的差异et al。11关于它在诱导生理变化中的疗效可能是由于间隔运动的处方。在他们的研究中,分配给间隔组的患者只接受了九个块的1分钟的高强度(90%PWR)锻炼,其与九个块2分钟的低强度(45%PWR)运动交替。此外,训练期间的总工作输出保持不变,而不会经常调整以平行物理健康的改进,从而保持相对训练强度常数19,20..在本研究中,每位患者的训练强度呈进行性增加。尽管如此,fC在训练期间没有显著增加(图1⇓),说明随着健康水平的提高和WR的增加,相对运动强度保持不变。
与Gosselink的研究结果一致et al。10和Coppoolseet al。11在慢性阻塞性肺病患者和其他健康人群中21,22是两个训练组之间缺乏显著差异。这两种培训方式对压水堆的改善百分率相似,属于CT通常报告的改善范围(15-30%)3.这项目10,11,21,22.在两组的训练中,LT均显著增加,这表明无论采用何种训练,肌肉氧化能力都得到了增强。在相同的WR增量测试中,在相同的WR测试中,CT和IT产生了几乎相同的响应,从而证实了PWR测试的结果。如图2所示⇓,V”E,fR,fC呼吸困难评分显著降低,并达到相当程度。上述变量减少的幅度证实了对马耳他人的研究结果et al。5和Casaburiet al。6中度使用(50-60%)5或高强度(80%)6连续的运动训练。
人们可能想知道,100%的It与达到80%的最大值而不是50%的最大值的培训相比会是怎样的。对健康受试者的早期研究表明,生理上对CT的反应为70%22或80%21当每次训练的总工作量相等时,峰值运动能力与IT的峰值工作能力没有显著差异。此外,中度气流阻塞(FEV)的患者146% pred),内德et al。1可以持续较长时间(20分钟)的最高水平的持续锻炼相当于PWR的82%。因此,提供病人分配到CT集团目前的研究能够维持高强度(80%的基线压水式反应堆)锻炼40分钟从一开始的计划,可以预见,在改进的大小无显著差异,CT模式将被发现。
由于康复后两组患者的CRDQ问卷总分均增加,因此运动耐受性指标的改善被外推至生活质量的改善(图4)⇓).最值得注意的是,患者的家庭功能得到客观改善,能够进行日常活动,呼吸困难减少,这一领域的评分显著变化证明了这一点。两组CRDQ总分的改善具有可评性,这一发现很重要,特别是考虑到两组经历了非常相似的生理训练效果,同时呼吸减少程度相似。
目前研究最有趣的特点是,在中度重度COPD患者中,两种不同训练方法的结果几乎完全相同。研究人员将此归因于试验中控制的以下变量:1)初始运动能力水平和疾病严重程度相等;2)各组的运动训练负荷逐渐增加,但两组均保持相当的可比性;3)训练负荷(即。训练课程的强度和持续时间)以及方案的总持续时间都在一些研究人员为确保适当而提倡的范围内3.- - - - - -6,28.然而,根据之前的研究结果29考虑到在进行康复计划时涉及的费用、资源努力和病人依从性问题,决定将训练频率限制在每周两次,以确保高出勤率。较高的每周训练频率很可能更有效地诱导生理反应的可测量的改善,不仅是对上述相同水平的锻炼的反应,而且在给定的代谢(V”O2)的水平。
慢性阻塞性肺疾病患者培训处方的潜在意义
间隔运动允许在呼吸困难感觉较低的情况下进行最大强度的工作(图1)⇓),适当地安排短时间的运动和休息。对于COPD患者如何进行肺康复,这个概念至少有两个重要的含义。首先,这可以解释为什么严重气流阻塞的病人,尽管工作能力下降,仍能继续从事繁重体力劳动的工作,或成功地参加运动康复计划。只要他们可以自由选择最佳的运动时间和休息时间,急性呼吸负荷就不会超过他们减少的呼吸能力的极限。其次,可以选择适当的负荷、运动和休息时间,使主要需求集中在肌肉力量和氧气输送器官上,而不需要显著的厌氧过程(通常≤30秒的运动周期)。30..
总而言之,本研究不仅为慢性阻塞性肺疾病患者的常规生理运动处方原则提供了一个新的视角,而且也认可了常用的训练策略的益处。由于对何种训练负荷足以引起生理训练效果的理解仍在不断发展,需要进一步的研究来评估不同基于间隔的运动方案的有效性和适用性。
致谢
作者谨感谢医生(V. Filathidaki, N. Rovina, M. Kastanakis, Ch. Kassiotis, D. Sakelariou, O. Papazahou, K. Karmaniolas和P. Mablekou)和理疗和饮食部门的工作人员(D. Sideri, M. Pentaraki, K. Komboti和F. Koumoutsou)对研究的宝贵贡献。作者希望感谢伦敦大学的B.J. Whipp,他关于间隔训练对慢性阻塞性肺疾病患者的潜在益处的观点启发了目前的研究。作者还要感谢格拉斯哥大学的s.a Ward对手稿提出的有益建议。
脚注
↵编辑评论见第4页。
- 收到了2001年7月31日。
- 接受2001年12月26日。
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