摘要
股四头肌力量与慢性阻塞性肺疾病(COPD)的运动能力和预后相关。我们想量化COPD中四头肌无力的患病率,并假设它不会仅限于严重气流阻塞或呼吸困难的患者。
根据212名健康受试者的测量结果,使用回归方程(包括年龄、性别、身高和无脂体重)计算预测的股四头肌强度。在从英国(n=240)和荷兰(n=351)招募的两组稳定COPD门诊患者中,虚弱的患病率(定义为低于预测的观察值1.645标准化残差)与慢性阻塞性肺病全球倡议(GOLD)阶段和医学研究委员会(MRC)呼吸困难评分有关。
32%和33%的英国和荷兰COPD患者具有Quaddriceps的弱点。金阶段1和2中的患者或MRC呼吸困难评分为1或2的大部分患者,具有Quadriceps弱点(分别为28%和26%)。金阶段4的这些值升至38%,MRC得分为4或5的患者升至43%。
在参加医院呼吸门诊服务的COPD患者中,Quaddriceps的弱点是明显的。在没有严重的气流阻塞或呼吸困难的情况下存在Quadriceps的弱点。
慢性阻塞性肺病(COPD)的患者可能表现出恶性肿瘤或骨骼肌功能障碍1..股四头肌力量的减少会导致运动表现不佳2.并已与增加的医疗利用率相关联3.和死亡率4.. 虽然骨骼肌功能障碍和消瘦的病理生理学是多因素的,但不活动可能起到关键作用。下肢肌力下降更容易被证明5.,6.有人假设,慢性阻塞性肺病(COPD)患者的呼吸困难加剧会导致久坐的生活方式和运动肌肉的失调,从而导致进一步的不活动7..减少运动能力与医学研究委员会(MRC)呼吸困难规模衡量的呼吸困难增加有关8.在存在保存的全身无脂质量(FFM)指数的情况下9.改善了Quaddriceps肌肉力量和耐力被认为是在多学科肺部康复后观察到的运动能力增加了很多。10..获得这些方案仍然具有挑战性11.;国际指南建议仅对MRC呼吸困难评分≥3的患者进行肺康复治疗12..
等长四头肌最大自愿收缩强度(QMVC)通常用于量化四头肌强度,与年龄和性别匹配的健康受试者相比,中重度COPD患者的等长四头肌强度通常降低约30%5.,13..然而,在这些健康受试者中,股四头肌的力量差异很大;在QMVC测量的经典描述中,强度被归一化为体重14..预测方程已应用于慢性阻塞性肺病队列,但这些方程来自少数健康受试者15..本研究旨在鉴定跨年龄范围的人类测量因子的正常曲肌培训强度的下限,与通常在COPD中观察到的年龄范围,并估计两个独立患者群体中Quadriceps虚弱的患病率。我们希望量化COPD中Quaddriceps虚弱的患病率,并假设它不限于严重气流阻塞,呼吸困难或FFM损失的患者。
方法
患者和学习设计
在2002年10月和2008年7月期间,在212名健康志愿者(年龄为40-90岁)的212名健康志愿者(年龄为40-90岁)中衡量了212名健康志愿者(年龄为40-90岁)的肌肉实验室(伦敦·佛罗兰受试者有助于以前的工作5.,16.,17..研究对象由广告招募,或由英皇医院老年医学部在英皇医院校园内设立的健康老年志愿者名册招募。尽管健康志愿者在1秒内有强迫呼气量(FEV)1.) >80%预测和FEV1./强迫肺活量(FVC)比率>70%,包括从不吸烟者和戒烟者。所有患者均无呼吸系统症状,腿部无并发症。QMVC测量与年龄、性别、身高和FFM等人体测量变量相关,并推导出预测QMVC的回归方程。
回顾性分析了两个COPD队列;从健康回归方程计算预测的QMVC强度。与对照组一样,一些患者的原始数据以前曾被报道过5.,16.–18..第一个COPD队列有240名受试者,包括稳定的社区住院者,他们获得了医院门诊服务并参加了上述英国中心的生理学研究。第二个COPD队列由351名患者组成,他们在2005年12月至2007年10月期间在一家荷兰康复医院(Ciro,慢性器官衰竭专家中心,荷兰Horn)接受了第一次临床评估,由他们的治疗呼吸内科医生转诊。英国健康志愿者和患者包括所有QMVC和一套完整的人体测量变量被测量的人。荷兰患者是从另外进行了股四头肌力量非意志评估的患者中识别出来的。所有中心都得到了当地伦理委员会的批准,参与者也给予了书面知情同意。
根据全球慢性阻塞性肺疾病倡议(GOLD)分期,计算了英国和荷兰COPD队列中四头肌无力的患病率19..使用额外数据(MRC呼吸困难评分)探讨了运动性呼吸困难在四头肌无力病因学中的作用以及与其他预后变量的关系8.身体质量指数(BMI)、气流阻塞、呼吸困难、运动能力指数(BODE)20.)可用于荷兰COPD队列。
测量
两个临床中心都参与了2003-2006年ENIGMA项目(QLK6-CT-2002-02285),以研究COPD患者的肌肉功能18.,21.,并使用Edwards描述的装置在90°处用膝关节测量的仰卧等距QMVC。等等。14.; 在项目开始时,通过互访对测量技术进行标准化。QMVC是可维持1s以上的最高平均力。我们接受了至少三次可重复的努力中最大的一次,并注意固定髋关节。使用50 Hz生物电阻抗(Bodystat®1500;Bodystat®,道格拉斯,马恩岛)22.在非必要的状态。肺活量测定和肺功能测试(散差是一氧化碳的容量(DL,CO.根据欧洲呼吸学会(ERS)/美国胸科学会(ATS)的建议进行测量188bet官网地址23.–25..荷兰队列的其他测量包括全身和区域(下肢)精益质量双能x射线吸收仪(DEXA)身体还有德莎腿(分别为)26..超磁股神经刺激产生股四头肌抽搐反应(TwQ)的非意志力评估27..在与QMVC的相同装置上,使用70毫米的八个线圈(Magstim Co. Ltd,Whitland,UK)使用70毫米的八个线圈(Magstim Co. Ltd,Whitland Co. Ltd),获得了未透明的Quadriceps抽搐。最小5个可重复的抽搐的平均值用于分析。在练习步行后,根据公布的指南测量了6分钟的步行距离(6MWD)28..峰值循环功(W顶峰)采用症状限制循环测功法测定。空载循环1min后,再进行10w·min−1.增量。患者以60转·分钟的速度循环−1.直到疲惫29.. 采用圣乔治呼吸问卷(SGRQ)测量健康相关生活质量30..
统计分析
使用SPSS®版本16.0(美国伊利诺伊州芝加哥市SPSS公司)或GraphPad Prism®版本5.0(美国加利福尼亚州圣地亚哥市GraphPad软件公司)进行分析。组间比较采用方差分析,其中事后分析(Bonferonni)两组以上。相关性用皮尔逊系数描述,精确到小数点后两位。多元线性回归使用与QMVC强度相关的人体测量协变量的单一输入步骤,分析健康受试者QMVC对身高、FFM、年龄和性别的依赖性。在患者中,虚弱被定义为QMVC<1.645,与健康预测值的标准化残差。钒铁1.在所有COPD患者的类似分析中,将%PREG作为共变量加入。CHI方检验比较了COPD队列和性别之间的QMVC弱点的患病率;Logistic回归用于评估根据疾病严重程度的共变量存在的Quadriceps弱点的可能性(FEV1.或GOLD阶段)和/或呼吸困难(MRC呼吸困难量表)。如果统计的患者数量小于50例,则将GOLD或MRC分级与下一级严重程度相结合。p-值<0.05为有统计学意义。在荷兰队列中,对四头肌力量弱和正常的患者进行了额外的比较。软弱对6MWD和W的影响顶峰采用多元线性回归分析,并校正这些组间差异显著的人体测量和肺功能共变量。意志和非意志股四头肌力量正常化的腿部肌肉质量也进行了比较。
结果
健康受试者的股四头肌力量
参与者特征显示在表1.在健康受试者中,男性QMVC更大(13.3 kg, 95% CI 10.5-16.1 kg;P <0.001),且与年龄相关(r = 0.29;p < 0.001),高(0.56;p<0.001)和FFM (0.68;p < 0.001)。描述预测的QMVC力的回归方程(r2.= 0.51)为:
56.2−(0.30×age /年)+ (0.68×FFM /公斤)−(0.15×height /厘米)−(女性为3.42)
多元线性回归分析确定年龄和FFM为统计独立因素(表2).所有的协变量都有一个计算的公差> 0.1,表明在上述方程中没有冗余。与分析的残余标准偏差为8.58千克;因此,患有((观察预测的QMVC)/8.58)<-1.645的患者被认为是弱的。8%的健康受试者基于这种截止的曲线液体较弱。预测QMVC在COPD组中相似(英国74.8±20.5%,荷兰72.2±18.2%; p = 0.353)。允许Quadriceps强度对健康受试者报告的人类测量变量的依赖性,每一个百分点的FEV1.COPD患者的QMVC仅减少47 g (95% CI -13 - -82 g;p = 0.007;表2).
Quadriceps力量和金阶段
股四头肌无力的总体患病率为32%,在男性和女性以及COPD队列之间具有统计学相似性(表3).根据GOLD阶段COPD虚弱患病率的说明见图1.在联合GOLD期1/2组中,28%的英国患者和34%的荷兰患者表现出股四头肌无力。不出所料,在气流阻塞最严重的人群中,虚弱的患病率最高(GOLD 4期38%);然而,在GOLD类别之间的患病率没有显著差异图1.
本研究不包括黄金阶段0受试者;然而,107(50%)健康受试者有吸烟历史> 1包。重新分析健康的受试者后HOC,将先前或当前的吸烟状态添加为组变量。除了QMVC对先前描述的变量的依赖性之外,吸烟病史与下QMVC(-3.4kg,95%CI -5.7 -1.0kg; p = 0.005)独立相关。QMVC与自我报告的包之间没有相关性;目前的吸烟状态不影响COPD患者的QMVC。
COPD四头肌无力与FFM指数低的关系
已经有人提出用性别特异性截断值来描述COPD中FFM指数较低的情况31.,32..尽管QMVC和FFM之间的关系在表3,这两项指标均未达到先前从一个大型描述良好的丹麦队列中报告的正常FFM指数(第10百分位)的拟议下限31.本研究中在健康受试者中观察到的结果也不能预测COPD患者的股四头肌无力。
荷兰患者患有呼吸困难和BODE得分的Quadriceps强度
26%的荷兰轻度呼吸困难患者(MRC呼吸困难评分1或2)表现为股四头肌无力(无花果。2.).在呼吸困难最严重的受试者(MRC呼吸困难评分为4或5)中,肱四头肌无力的患病率最高。MRC呼吸困难评分为4或5的受试者与评分为1、2或3的受试者相比,肱四头肌无力的比值比为2.46 (95% CI 1.54-3.94;p < 0.001)。当对气流阻塞的严重程度进行调整后,严重呼吸困难(MRC评分为4或5)在荷兰队列中仍然是股四头肌无力的独立预测因素(or 2.21, 95% CI 1.32-3.71;p = 0.003)。根据Celli先前报道的BODE四分位数,对荷兰人群中四头肌无力的患病率进行了划分等等。20.,如中所示图3.在与最佳预后(0-2的BODE得分为0-2)中,Quaddriceps弱点存在于患有最佳预后的患者中的五分之一
荷兰患者弱点与运动表现的关系
表4比较荷兰COPD患者,有和没有Quadriceps的弱点。两个组中的FFM索引相似。Quaddriceps弱点的患者具有更差的气流阻塞(下部FEV1.),降低的气体传递系数(DL,CO.),减少运动能力(按照6MWD判断)和有关的健康有关的生命质量(由SGRQ确定)。多种线性回归分析表明,Quadriceps的弱点与6 MWD的减少相关(95%CI 8-53 m; p = 0.008),或w顶峰6 W (95% CI 0.1-10 W;p = 0.047),独立于与这些试验相关的拟人化变量,FEV1.要么DL,CO..股四头肌无力的诊断与下肢精益质量减少(DEXA腿),但也减少了QMVC (无花果。4.每单位德克萨的TWQ腿.
讨论
使用从中年和老年人队列产生的预测值,没有气流阻塞的肌流动障碍的验证证据,在两个欧洲两个国家的COPD患者中约有三分之一的三分之一患者中观察到Quadriceps的弱点。在大约四分之一的患者中患者患者(由英国胸部社会定义为FEV),Quaddriceps弱点1.> 50%12.,相当于黄金阶段1或2)或轻度呼吸困难(MRC呼吸困难评分为1或2)。
对该方法的批评
该研究在设计上是回顾性的,使用健康数据得出的回归分析最好在前瞻性队列中得到验证。虽然参与研究的中心采用通用的测量方案,但他们没有使用极端的测量方法(如。作为生物控制的中心之间的患者运输到绝对排除技术或设备所产生的测量差异。然而,尽管年龄和性分布差异,但两国的两种大型COPD队列中发现了类似的弱点的患病率,这表明测量技术产生的差异很小。在预测患者的Quaddriceps强度时,考虑了年龄和性别,并且可能有助于观察到的相似性。
显然,还有其他因素可能决定股四头肌的力量。例如,选择健康受试者的年龄范围与COPD患者的典型年龄范围相似;然而,大多数女性可能是绝经后。同样的预测估计是否适用于绝经前女性或年轻男性尚不清楚。回顾性研究的另一个明显局限是现有数据的局限性。活动水平的客观测量(如。使用加速度)与较低的肢体强度相关但是未知。心血管合并症在COPD中常见,并且在所有患者中没有明确地排除左心室功能障碍或隐匿性周围血管疾病。这可能与荷兰临床人口更相关,而不是英国研究参与者,临床上的明显疾病被排除在外。应认识到患有弱点或低活性水平患者的招聘偏见,特别是在康复医院提到的患者中。然而,如前所述,观察到的弱点的患病率在社区居住的英国患者中具有相似,其中许多人已经受到肺部康复。来自以前医院医生的社区中未知的社区住宅COPD患者的预期数据是必不可少的,以估计在主要和医院护理中的Quadriceps弱点的患病率。
调查结果的意义
在没有严重减少的FEV的情况下缺乏的缺陷1.保证讨论,既然吸烟病史的观察结果也可能与没有呼吸困难或气流梗阻的明显健康受试者在显然健康受试者中与Quaddriceps无力相关。由于一般的身体活动降低了肌肉萎缩,因此我们建议一些COPD患者在发生显着气流阻塞或症状之前可能采用减少的活动状态。该命题由Watz的数据支持等等。33.谁利用客观活动监测证明,只有26%的队列被归类为黄金阶段1的队列在健康受试者中占“活跃”的身体活动水平。证据表明,患者未能采用高活动生活方式,可以通过最近的一项研究报告增加具有长期康复的较高的身体活性水平的研究,而无需进一步提升(后者通常在较短的时间内实现)34..
第二个假设是吸烟本身导致骨骼肌疾病,反过来导致身体活动降低。已经通过研究表明青少年吸烟者疲劳的研究提出了一种直接影响烟雾烟雾35.,36..没有COPD的吸烟者股外侧肌的肌肉活检也有异常的报道37..有趣的是,我们无法在本研究中检测当前吸烟状态对强度的额外效果。
大多数研究调查Quaddriceps强度的研究都集中在症状,中度至严重的COPD患者的群体上。虽然,如预期的那样,我们发现,随着黄金阶段的增加的气流梗阻与巨脂溢患者疲软的趋势较高,趋势不强。MRC规模描述了与一般活动水平相关的呼吸困难,其与QuadRiceps弱点的关系将倾向于支持患呼吸困难的次级患者的模型导致肌肉功能障碍。严重呼吸困难的贡献似乎比气流阻塞程度更加预测了Quadriceps虚弱。
重要的是,较低的FFM指数并不能确定有股四头肌无力风险的受试者,在有或无无力的COPD患者中观察到BMI或FFM指数的可比水平。关于什么构成中老年人口的低FFM指数以及国家之间任何差异的重要性,尚未达成共识。其他人报告说,下肢肌肉萎缩的患病率超过了全身瘦肉量的消耗26.,38.. 慢性阻塞性肺病患者股四头肌无力发生在无FFM消瘦的情况下,这一观察结果表明,与全身合成代谢疗法相比,直接股四头肌干预(如肺康复或神经肌肉电刺激)对此类患者的益处更大。
虽然最大肌力通常被认为是可用肌肉质量的函数,但荷兰队列提供的证据表明,典型的股四头肌无力比单纯的萎缩更复杂。下肢瘦体重(DEXA)的QMVC标准化腿)减少,表明肌肉质量和数量都可能发生改变。TwQ的类似发现也适用于DEXA腿表明股四头肌无力不仅仅是随意肌激活的缺陷。这一发现与较小的研究报告的肌肉体积和力量之间的密切关系不同17.,39.,但考虑到报道的更大样本,这或许并不令人惊讶。在其中一项研究中,受试者口服皮质激素后,经计算机断层扫描测量的大腿中部横断面面积的QMVC标准化降低39.. 在荷兰队列中,或者在我们小组之前报告的一项研究中,没有观察到口服类固醇的效果40.
考虑到股四头肌强度可以传达COPD的预后信息,并不总是BMI或BMI低的直接替代反之亦然QMVC可改善BODE评分等指标的预后能力。在最初的描述中,BODE分数与广义的r相关2.预测COPD死亡的概率仅为0.21。在BODE四分之一与最佳预后相关的COPD患者中,有五分之一表现为股四头肌无力;目前尚不清楚这些患者是否有额外的风险。
慢性阻塞性肺病患者股四头肌力量降低与死亡率增加和运动能力降低有关。公开和未被发现的疾病是一个重大的公共卫生挑战。这项回顾性研究表明,根据预测的FEV判断,股四头肌无力在早期疾病中是可检测到的1.或MRC呼吸困难量表。未来需要对医院服务未知的社区患者和明显健康的戒烟者的股四头肌功能进行研究,以确定这一观察结果在二级护理之外的推广程度。理论上,虚弱的检测可以与肺活量测定筛查计划一起实现。肺功能康复可以改善COPD患者的骨骼肌强度,但传统上只适用于有症状的患者(MRC评分为≥3)12..似乎有股四头肌无力但只有轻微气流阻塞的患者可以从以运动为基础的训练中获益;尽管确定向仍在工作或照顾家庭成员的患者提供此类培训的最佳模式可能需要创新的方法。
总之,我们从健康受试者中得出了股四头肌力量的预测方程,该方程适合作为COPD患者的参考指南。通过将该方程应用于两个不同的COPD患者队列,我们发现大约四分之一的轻度COPD患者有股四头肌无力。我们认为,在一些COPD患者中,不活动和股四头肌力量可能是COPD的早期特征,并且可以进行康复治疗。
致谢
作者希望感谢J. pepeters和L.O. het Veld(均为Ciro,荷兰霍恩慢性器官衰竭专家中心)在收集荷兰队列数据方面的帮助。
脚注
支持声明
J.M. Seymour由英国肺脏基金会资助,英国伦敦皇家布鲁姆顿医院管理的葛兰素史克公司不受限制的教育补助金。N.S.霍普金森基金会由英国威康信托基金和慢性阻塞性肺病之谜项目(欧盟)资助。S.A.Natanek由英国威康信托基金(Wellcome Trust UK)和葛兰素史克(GlaxoSmithKline)提供的无限制教育补助金资助。华盛顿。Man由国家卫生研究所(英国)研究临床医生科学家计划资助。A.杰克逊是由摩尔顿基金会资助的。该项目的一部分是在皇家布鲁姆顿和哈里菲尔德NHS基金会信托基金会和帝国理工学院的NIHR生物医学研究单位进行的。M.I.Polkey的工资部分由NIHR生物医学研究单位资助计划资助。本出版物中表达的观点是作者的观点,不一定是NHS、国家卫生研究院或卫生部的观点。
感兴趣的语句
J.M.Seymour、S.A.Natanek和M.I.Polkey的利益声明可在www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.dtl
- 收到了2009年7月5日。
- 认可的2009年10月19日。
- ©ers 2010.