文摘
反复发作的轻快的高频运动大部分肺康复计划的一个重要组成部分。严重患者囊性纤维化(CF)经常展示轻快氧饱和度下降在高频运动,这可能限制他们参与这些项目的能力。本研究探讨动脉是否轻快稀释导致高频运动限制通过测试是否补充啊2轻快改善高频运动能力。
八个CF患者(平均在一秒钟用力呼气量预测41%)轻快每个接受两个高频运动测试自行车测力计最大工作量的80%。这两个测试都是相同的除了添加补充啊2(吸气O2分数39%)在一次的测试。
补充O锻炼持续时间明显延长2研究与控制(673±63年代与835±99年代)。动脉O2在补充O饱和度也更高2研究比控制运动试验(96±0.3%与86±1.5%)。无统计差异在结束O之间运动2消费、每分通气量和心率。有显著改善运动能力之间的关系和稀释在控制运动测试。
结果表明,补充氧气轻快改善高频严重囊性纤维化患者的运动能力。氧气疗法可能是一个重要干预改善参与和肺康复锻炼计划的好处最大化。
本研究支持的健康研究委员会和囊性纤维化研究信任。E.F. McKone支持爱尔兰肺脏协会研究奖学金。
肺康复计划已成为一个重要的工具在先进的呼吸道疾病患者的管理。定期锻炼是这些项目的一个重要组成部分,已被证明为呼吸道病人有明显的好处,包括提高生活质量和增加心血管健康1- - - - - -3。虽然大多数研究肺康复的好处检查对患者的影响慢性阻塞性肺疾病(COPD),有证据表明,有规律的锻炼对患者有很大的有利影响许多不同的呼吸系统疾病。
囊性纤维化患者(CF)往往减少了极限运动性能4- - - - - -8,这是与不良预后相关9,10和受损的生活质量11,12。近年来,经常锻炼的角色管理的CF患者检查13,14。这些研究表明,许多运动项目对CF患者有明显的好处,包括增加心血管健康和提高生活质量。
不幸的是,一些CF患者无法参加运动项目由于严重的运动限制。尤其如此持续高强度锻炼,这可能是与最大的生理上的好处1,15,16。研究的因素可能会限制最大CF患者的运动性能表明,呼吸功能的异常,包括异常的肺力学和气体交换,以及营养不良和外围肌肉功能障碍,可能是贡献者17- - - - - -20.。尽管广泛的知识因素限制极限运动性能CF患者很少受到关注的因素轻快限制高频运动能力。轻快的高频运动更相关的日常活动,是一个复杂的大多数的运动康复计划的一部分,轻快理解因素限制高频运动是为了发展一个重要目标疗法可能会提高性能。
目前轻快的作者提出,高频运动性能受限于动脉低氧血。这个假设是基于观察到严重CF患者经常展示在运动中动脉稀释。如果动脉轻快减饱和限制高频运动性能,然后补充氧气轻快应该改善高频的运动能力。研究了补充的作用2在极限运动显示一些改善运动能力21,尽管结果众说纷纭18,22。补充啊2轻快也被检查在高频运动吗22- - - - - -24。然而,它只有被用来防止O2稀释,尚不清楚是否补充啊2轻快改善高频运动能力。轻快的改善高频运动能力将是临床上重要的因为它可以应用到CF患者否则可能不被认为是适合运动康复计划,因为严重的运动限制。为了验证这一点,补充O的影响2轻快的高频运动能力的CF患者人群进行。
方法
患者选择
学科(7个男性和一个女性)是从全国成人门诊病人招募囊性纤维化单位,圣文森大学医院,都柏林,爱尔兰。所有受试者临床、放射学和生理CF肺部疾病的证据,被诊断为CF基于临床特征,出汗异常测试(汗/氯钠> 60更易·L−1)和基因分型。包含之前所有受试者评估医生和临床稳定。风湿病的患者没有证据,神经肌肉,心脏,外周血管,或任何可能损害的疾病除了CF锻炼耐力。
进行肺功能测试之前和之后每个病人运动测试。一秒钟用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)测量使用推荐技术,并预测正常价值25被用来计算比例预测值。
这项研究是通过圣文森大学医院的伦理委员会。所有受试者知情同意了程序。
锻炼协议
每次锻炼前学习,FEV1测量和FVC肺活量计(Pneumocheck-Welch阿林,Skaneateles下跌,纽约,美国)。至少三个协调最大努力获得最高的价值获得了每个变量被记录。受试者接受了三个运动测试在14天内与每个测试由≥48 h。最大的运动测试由测试轻快后跟两个高频运动测试在测试期间的最大工作负载达到峰值的80%。锻炼了在同一时间在每个场合。受试者被要求避免剧烈活动≥24小时锻炼之前测试以及食物或含咖啡因的饮料在前面2 h。所有患者的指示采取一切维护药物测试之前像往常一样。执行所有的测试在一个electrically-braked周期测力计(亚瑟王的神剑;荷兰格罗宁根,矿脉BV)。
极限运动测试,安装周期测力计之后,每个病人noseclip,插入附加到汉斯·鲁道夫的喉舌阀(堪萨斯城,密苏里州,美国)和呼吸室内空气舒适为≥2分钟。基线测量被接管2分钟。最初的运动负荷是15 w和增加了15 w·分钟−1坡道的方式,直到精疲力竭。速度计的使用反馈,每个主题选择了蹬车率在50 - 70 rpm范围内。所有受试者被要求以相同的方式,相同的所有运动研究的运营商。受试者们被告知,他们应该不再继续运动,直到他们可以锻炼。没有提供其他类型的鼓励,没有沟通由受试者在测试,以确保协议的一致性。
轻快的两个高频的研究,最初的热身工作率为15 w·分钟−12分钟之后,立即上升到80%的峰值工作负载达到最大的考验。控制进行研究而呼吸室内空气和O2进行研究而呼吸39% O2(O239%,平衡(BAL)氮(N2);中行气体,都柏林,爱尔兰)。控制和O2否则测试相同的锻炼。测试的顺序控制和O2为每个病人随机最小化任何可能的培训或学习效果。
心电图描记的领导在胸部启用连续监测心率(HR)和心电图。动脉氧饱和度(年代啊,一个2)被监测脉搏血氧仪(坐列车追踪脉搏血氧计;传感器医务人员,Yorba琳达,CA,美国)。non-rebreathing阀连接通过宽了油管的2.6 L混合室与加热wire-flow传感器在混合室的入口(质量流量传感器™;传感器医务人员)。气息奄奄的气体被迅速响应采样O2(顺)和二氧化碳(红外)分析器。呼吸道和通气的平均数据是一个20岁以上时间段给测量变量。所有设备是校准每次锻炼前研究使用精度校准注射器和O2和二氧化碳气体的混合物。所有信号都显示在电脑屏幕上实时在演习中测试。数据也存储在计算机硬盘供以后分析。
吸入气体
是啊2消费(V”O2)测量运动测试期间,许多措施被采取确保气息奄奄的气体测量准确测试期间补充啊2。运动与之前补充啊2、设备校准,以确保准确的测量气体浓度(O2N = 39,落下帷幕2;中行气体)。每个主题通过汉斯·鲁道夫穿上noseclip和呼吸阀与启发肢体连接到一个1000 L道格拉斯袋部分充满了湿润啊2。然后病人休息,轻松呼吸≥6分钟,以确保他们的肺完全空房间的空气。的V”O2使用混合室测量方法测量的问题V”O2当道格拉斯袋法在氧呼吸26。基线测量记录,直到有< 10%的重复测量之间的差异V”O2在2分钟内(即。稳定状态V”O2了)。吸入氧气分数(F阿,我2)是测量每一分钟在运动中通过抽样港口道格拉斯袋。
病人在每个研究蒙蔽吸入气体的内容,以确保一致性协议的,室内空气是湿润和管理控制研究以相同的方式补充啊2在补充啊2研究。主调查员没有蒙蔽吸入气体的内容在每个运动测试。
数据分析
每分通气量(V”E),潮汐卷(VT),呼吸频率(fR),人力资源,V”O2和二氧化碳生产(V”有限公司2)测量每20年代使用标准的公式27,28。End-tidal有限公司2紧张(P等,公司2)是测量每分钟通过采样端口在病人的嘴。V”E和VT在体温表示压力和饱和度,然后呢V”O2和V”有限公司2是表示在标准温度和干燥的压力。预测高峰V”O2在运动过程中计算28: 高度(ht)是米和S是一个因素考虑到性(0 1男性和女性)。预测人力资源峰值计算27: 最大的自愿通风使用方程(MVV)预测29日: 呼吸困难的大小是评估使用Borg30.为了应对问题”你喘不过气来的感觉?”,与主题指向适当的数量规模。腿部不适评估使用Borg如上所述,为了应对问题”有多少腿不舒服你感觉怎么样?“每个病人也问他们原因每个运动测试后立即停止运动。
统计分析
收集的数据在休息,结束锻炼,在匹配的运动时间被用于分析。
组意味着数据的统计学意义在锻炼结束的两天实验是由成对t测试。数据匹配练习时间比较用方差分析(方差分析)重复措施31日。分析Borg使用Wilcoxon签署执行规模等级测试。改善运动持续时间之间的关系和O2和O的下降2饱和控制研究期间,FEV1(% pred),身体质量指数,年代啊,一个2在休息和的变化率V”E在锻炼期间,由线性回归分析。一个p值< 0.05被认为是显著的。表示为均值±sem的结果。
结果
特征研究的人口极限运动结束休息,如表1所示⇓。对象完成了所有三个运动测试没有任何并发症,医生没有终止运动试验。
分析组平均运动前收集的数据显示,肺活量的基线值无显著差异,年代啊,一个2或人力资源之间的两个研究。意味着FEV1预测了41% (20 - 61%)。意味着FVC pred(范围30 - 83%)63%。所有患者耐受性降低极限运动的意思是最大的V”O253%的pred(35 - 69%范围)。意味着最大人力资源pred(范围85 - 102%)91%的极限运动测试。
表2⇓显示了控制和补充组均值±sem O2研究收集的轻快的高频运动。
运动持续时间明显不同补充啊2和控制研究(835±99年代与673±63 s, p < 0.05)。团体和个人锻炼持续时间是如图1所示⇓。Borg规模呼吸困难是相同的在轻快的两个高频结束运动的研究。年代啊,一个2明显高于在补充结束锻炼啊2研究与控制研究(96±0.3%与86±1.5%,p < 0.001)。图2⇓显示了Borg集团意味着和个人业绩呼吸困难和规模年代啊,一个2在运动结束。之间没有显著差异Borg规模腿部不适轻快的两个高频的研究。
没有显著差异V”O2,V”有限公司2,V”E,VT,fR和人力资源之间的两个测试在锻炼或运动结束。图3⇓显示组均值±semV”O2匹配和人力资源在结束锻炼和锻炼时间。没有差异V”O2和人力资源之间的两项研究在运动。
图4⇓显示组均值±semV”E,VT和fR在结束锻炼,在匹配的时候锻炼。有一个趋势降低通风在运动过程中,很大程度上由于下降fR但这并不显著。
图5⇓显示年代啊,一个2和P等,公司2对照研究和补充啊2研究在运动。有显著的差异2饱和度之间的控制研究和O2在所有阶段的学习锻炼。P等,公司2明显高于在补充结束锻炼啊2学习比对照研究。
图6⇓显示了一个嘿情节复合模式的所有科目在控制呼吸和补充啊2研究。最初的增加V”E主要是由于增加的吗fR和VT,而在锻炼,增加V”E主要是由于增加的吗fR为VT到达了一个高原。在这两项研究呼吸模式是类似的。表3⇓显示VT和fR为30%,50%和75%的峰值V”E在控制研究。之间没有显著差异VT和fR在匹配的通风水平运动。峰值的比值V”EMVV是106%在研究结束运动的控制和103%在结束锻炼补充啊2研究。
线性回归是用来预测患者将受益于使用补充啊2轻快在高频运动。发现O的下降2轻快饱和时控制高频运动变化的研究是唯一的预测运动持续时间与补充O2(右2= 0.45,p = 0.04),如图7中可以看到⇓。轻快的改善高频运动持续时间没有关系啊2和FEV1(% pred)、身体质量指数、休息室内空气O2饱和,end-exercise室内空气O2饱和或改变V”E与阿2。
讨论
本研究的主要发现是:轻快1)高频运动能力严重CF患者可能会在一定程度上限制了动脉低氧血,补充啊2在轻快锻炼提高高频的运动能力;和2)轻快的改善高频运动能力可以预测O的程度2稀释在轻快控制高频运动测试。
锻炼和囊性纤维化
极限运动测试CF患者已经成为一个重要的工具在评估疾病严重程度和预测总体的结果。最近的研究表明,减少最大的CF患者的运动能力与受损的生活质量11,12和不良预后9,10。这已导致增加的假设这些患者的运动能力可能导致改善生存。近年来经常锻炼的作用在管理的CF患者已被广泛研究。这些研究已经证明有规律的运动对CF患者有显著的好处,包括增加心血管健康,改善肺功能和运动能力和提高生活质量。运动的作用在CF全面回顾了其他地方13,14这里不讨论。
是很重要的,运动项目对CF患者是安全,耐受性良好。大多数研究显示运动项目的CF患者受益都涉及轻快的高频每周锻炼至少重复两到三次在较长一段时间。轻快严重CF患者通常不容忍高频运动,即使在非常低的工作负载,由于严重的运动限制。这些最贫困患者预后和大多数生活质量受损,设法提高他们的能力参与运动康复计划是很重要的。
基于观察,一些CF患者在运动中稀释,轻快,提出高频运动CF患者动脉低氧血是有限的。为了验证这个假设,患者行使最大工作量的80% (W马克斯),而呼吸室内空气或补充啊2。80%的女马克斯被选中,是因为证据,反复发作的高级运动(无氧阈值以上)可能与生理慢性阻塞性肺病患者受益最大15,16。补充O的影响2已经检查了以前在极限运动在正常受试者和CF患者。在正常受试者,补充啊2并被证明改善最大运动能力32的,而在CF患者,研究补充啊2在运动中相互矛盾的,一项研究显示运动能力的改善21和其他显示没有明显的好处18,22。这些相互矛盾的结果的原因尚不清楚,可能与疾病严重程度的差异之间的组织研究,的CF患者受益于O2似乎有更多的严重疾病。O2轻快补充在高频运动也被检查之前CF患者22- - - - - -24,但只有被用于防止在运动中有潜在危险的稀释,和从来没有检查轻快可能成为治疗改善高频运动能力或测试是否动脉O2轻快减饱和限制高频运动能力。轻快如果动脉低氧血是一个重要的限制因素在高频运动阻止它通过使用补充啊2应该提高运动能力。当前作者发现补充啊2轻快的意思是高频的运动能力提高了平均26%,表明动脉稀释可能是一个重要的限制因素轻快在高频运动,补充啊2轻快是一个潜在的治疗改善高频运动能力严重CF患者。发现补充的好处啊2是最大的患者不饱最轻快中高频运动在室内空气测试。三个科目没有好处补充啊2(图1⇑)。所有三个患者严重的气流阻塞(FEV的证据120 - 41%范围pred);然而,没有一个不饱低于86%的病人在控制研究中,四,五,改善运动能力与补充2不饱低于86%。没有身体质量指数的差异,FEV1、FVC和休息年代啊,一个2急救员和nonresponders之间。
机制的改善运动持续时间
目前的研究没有专门研究这些机制但有很多方式补充啊2可以改善肺部疾病患者的运动能力。首先,通过防止通气的刺激与缺氧,补充啊2通气的患者可能会增加时间限制以达到最大通气能力,从而增加锻炼时间。这也可能导致减少主观在运动时呼吸困难的感觉,这可能会导致运动能力的提高。其次,补充啊2可以改善啊2交付的锻炼肌肉,导致增加肌肉耐力。
作者的研究结果表明,通气反应在运动中的变化以及提高氧输送运动肌肉可能导致轻快的改善高频的运动能力。研究中的患者达到相同的峰值水平通风在结束运动控制和补充啊2研究,有降低的趋势V”E在轻快与高频运动时间。增加病人数量可能更多的洞察锻炼提高的机制,尽管这一趋势变得显著,80名患者是必需的33(控制时间的50%:ΔV”E= 5 L·分钟−1sd = 16.12, = 0.8,α= 0.05)。本研究的主要目的是衡量是否补充啊2轻快改善高频运动能力、招聘仅限于病人足以确定这个数字。
改变通气反应的原因与补充2可能是由于防止缺氧或延迟发作的无氧阈值。在锻炼结束,病人在这个研究达到了一个高峰V”E> 100%的pred MVV,表明病人可能是在运动通气的限制因素。这减少了V”E与补充,O2,可能导致改善运动耐量增加病人所花费的时间达到最大通气能力。这是前面描述的COPD患者34,35和间质性肺疾病36,37。进一步的工作是必要的,以确定是否通气反应氧过多是一个因素在轻快的改善高频运动能力的CF患者在这个研究。
轻快改善高频的运动能力也可能是由于改善O2交付的锻炼肌肉。这可能是由于增加的浓度2血液中通过改善心输出量和/或在运动。可能发生的改善心输出量通过防止缺氧抑制心肌收缩性或防止右心室功能障碍减少缺氧性肺血管收缩。这些因素已被证明有助于O的好处2治疗慢性阻塞性肺病患者在运动38。增加啊2交付的运动肌肉已被证明导致乳酸酸中毒的延迟性39。代谢性酸中毒促进糖酵解的减少,可以提高锻炼肌肉的耐力能力。乳酸酸中毒的延迟发作可能会减少通气要求在运动,从而提高运动能力。不幸的是,乳酸水平没有测量病人在本研究目前尚不清楚这是否发挥了重要作用。
除了这两种机制,改变呼吸困难的感觉可能是导致增加锻炼时间。在锻炼结束,本研究中的患者有相同的感觉呼吸困难,尽管锻炼更长时间的补充啊2。这延迟出现呼吸困难可能是延迟的结果达到峰值V”E或预防呼吸困难的直接影响与低氧血有关40,41。需要进一步澄清轻快呼吸困难的角色限制高频的CF患者的运动能力。
总之,严重患者囊性纤维化,submaximal运动性能可能是有限的部分动脉低氧血,轻快显著提高高频的运动能力和补充氧气。轻快机制导致改善高频运动能力尚不清楚,可能与蚀变在通气反应练习,提高氧输送运动肌肉或呼吸困难的主观感觉的变化。这些机制需要进一步研究。当设计一个运动项目是严重囊性纤维化患者,补充氧气应该被视为一种治疗选择病人无法参与轻快,由于减少了高频运动能力与动脉减饱和有关。
- 收到了2001年4月11日。
- 接受2002年2月25日。
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