摘要
本研究旨在测量慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的身体活动,以:1)确定身体活动受到限制的疾病阶段;2)研究临床特征与体育活动的关系;3)评估识别非常不爱活动患者的临床特征的预测能力;4)分析体育活动测量的可靠性。
共有163名COPD患者(全球慢性阻塞性肺疾病倡议(GOLD) I-IV期;BODE(身体质量指数、气道阻塞、呼吸困难、运动能力)指数评分0-10分)和29例慢性支气管炎患者(肺量测定正常;前GOLD阶段0)佩戴活动监测器,记录5天(3个工作日加上周六和周日)每天的步数、至少适度活动的分钟数和身体活动水平。
与慢性支气管炎患者相比,每日步数、中度以上活动分钟数和体力活动水平分别从GOLD II期/BODE评分1、GOLD III期/BODE评分3/4和GOLD III期/BODE评分1下降。体力活动测量的可靠性随着测量天数的增加和GOLD级别的提高而提高。临床特征与体力活动之间存在中度关系。GOLD III期和IV期最能预测非常不活跃的患者。
根据全球慢性阻塞性肺疾病倡议II期/体重指数、气道阻塞、呼吸困难、运动能力评分1分,慢性阻塞性肺疾病患者体力活动减少。慢性阻塞性肺疾病患者的临床特征不能完全反映其体力活动。
在许多慢性疾病中,体力活动是一个与发病率和死亡率相关的重要临床参数1.在慢性阻塞性肺病(COPD)中,患者报告的体力活动水平与肺功能下降有关2住院,3.和死亡率4.
体育活动的定义是由骨骼肌产生的任何身体运动,导致能量消耗超过休息时的能量消耗1.身体活动可以通过自我报告问卷进行量化5- - - - - -7运动传感器,如计步器或加速度计5,7以及评估自由生活能量消耗的方法,如双标签水技术6.自我报告的身体活动经常受到回忆偏差的影响7,与COPD患者客观量化的体力活动相关性较差8,9,并没有提供自由生活能量消耗的准确估计6.计步器和加速度计在一段时间内通过量化步数或身体运动来生成客观数据5.然而,从身体运动计数来估计每日总能量消耗已被证明是不准确的10,11.最近,一款多传感器臂带(SenseWear Pro臂带;BodyMedia, Inc., Pittsburgh, PA, USA)成为可用。它包含一个双轴加速度计,记录每天的步数,以及能量消耗的生理指标。对于慢性阻塞性肺病患者,SenseWear Pro臂章可在实验室环境中以慢速至中速行走时提供有效且可重复的能量消耗估算12每天走的步数和用另一种加速度计测量的运动次数之间存在高度相关性13.
研究表明,严重COPD患者的身体运动、行走时间和站立时间都有所减少14,15.然而,目前尚不清楚在疾病的哪个临床阶段首先表现出身体活动的限制。此外,体育活动与反映疾病严重程度的临床特征之间的关系,如气道阻塞程度、6分钟行走距离、呼吸困难的自我报告级别和COPD的临床分期,需要进行调查,因为迄今为止,数据尚不确定或从未评估过。例如,一些研究发现气道阻塞和体力活动之间存在实质性的相关性8,14,而其他人则没有16,17还是只松15的关系。先前的研究表明,6分钟的步行距离(6MWD)可能最能反映身体活动8,15而最近的一项研究发现,气道阻塞与体力活动的相关性优于6小时步行18.
众所周知,习惯性的体育活动变化很大19,20..因此,需要进一步研究COPD患者体力活动测量的可靠性,因为目前尚不清楚需要多少天的体力活动测量才能可靠地测量COPD患者的体力活动。
本研究旨在:1)测量大量COPD患者的体力活动;2)研究临床特征与体力活动之间的关系;3)评估识别非常不爱活动患者的临床特征的预测能力;4)分析体育活动测量的可靠性。一组具有正常肺功能和慢性支气管炎症状的患者作为对照,他们与社会和生活方式相关的体育活动混杂因素相匹配。
方法
研究人群
2006年2月至2006年11月期间,在德国Grosshansdorf医院肺研究所共招募了170名COPD患者(128名男性,42名女性)和30名慢性支气管炎患者(23名男性,7名女性)。该研究所COPD人群的详细情况以前已经发表过13.慢性阻塞性肺病患者必须至少在2个月内没有恶化。使用已建立的参考值进行支气管扩张剂后肺活量测定21.慢性支气管炎患者作为与社会和生活方式相关的体育活动混杂因素(如吸烟习惯、饮酒和教育状况)匹配的对照组22,23.根据全球慢性阻塞性肺疾病倡议(GOLD)的前分期系统,患者符合COPD“有风险”(0期)标准,即。慢性咳嗽和痰的产生,但肺功能正常24.该研究得到了石勒苏益格-荷尔斯泰因州(德国)当地伦理委员会的批准,参与者提供了书面知情同意。8例患者(7例COPD和1例慢性支气管炎)被排除在分析之外(图1)⇓).
体育活动
COPD患者的临床特点
所有COPD患者根据当前的GOLD标准进行分类25BODE(身体质量指数,气道阻塞,呼吸困难,运动能力)指数的标准26.
呼吸困难是由改进的医学研究委员会(MMRC)呼吸困难量表评估的,这是BODE指数的一部分26.此外,医学研究委员会(MRC)呼吸困难量表(与MMRC描述符相同)已被证明是根据残疾对COPD患者进行分类的简单方法27.呼吸困难的分级如下。0级:“只有剧烈运动才会喘不过气来”;1级:“在爬平或爬小山坡时,我感到呼吸急促”;二级:“由于呼吸困难,在平地上比同龄的人走得慢,或在平地上按自己的速度行走时必须停下来换气”;三年级:“走完100码或在平地上走几分钟后,我会停下来喘口气”;四年级:“我喘不过气来,出不了门。”
6分钟步行测试是根据现行指南在30米的走廊上进行的28.6分钟步行测试测量运动中涉及的所有器官系统的整体和综合反应28,已被证明是与COPD发病率和死亡率相关的重要参数29,30.,也是BODE指数的一部分26.
采用受试者工作特征曲线分析临床特征(GOLD分期、BODE评分、6MWD、气道阻塞(1秒用力呼气量;FEV1)和MMRC),可作为极不活跃的COPD患者的预测因子。并计算阳性预测值、阴性预测值和似然比。
参数及测量
体力活动参数如下:每天步数;至少适度运动几分钟(定义为任何身体活动,代谢当量为3);还有身体活动水平。身体活动是通过一个多传感器臂带(SenseWear Pro臂带)来测量的,它戴在右臂上臂的肱三头肌上。臂章之前在COPD患者的验证研究中描述过12.简单地说,它包含一个双轴加速度计,记录每天的步数和能量消耗的生理传感器。身体活动水平的计算方法是用每天的总能量消耗除以整晚的睡眠能量消耗13.身体活动水平≥1.70定义为活跃的人6, 1.40-1.69定义了一个主要久坐的人6, <1.40定义为非常不爱运动的人31.身体活动水平为1.2的人通常是坐在椅子上或床上31.
分析的日子
患者佩戴SenseWear臂章8天。为了获得臂带,患者在第一天前往肺部研究所,并在最后一天返回以归还设备。第一天和最后一天没有用于分析,因为当天的测量不完整,并且由于患者必须访问肺部研究所而存在偏差。因此,大多数患者可获得6天(4个工作日加上周六和周日)的测量数据。
嘱患者佩戴臂章24小时·天−1除了花在个人卫生上的时间。佩戴时间由臂章记录。对于有效的活动测量日,阈值设置为22.5小时的佩戴时间(每天94%的佩戴时间)。低于该阈值的天数被排除在分析之外。
其中一个目的是评估身体活动的日常可变性,包括工作日的身体活动量与不包括周末、法定假日和宗教假日(图1)⇑).
由于另一个目的是根据GOLD或BODE比较不同疾病阶段患者之间的身体活动,目前的作者试图使研究人群尽可能大。总共有8名患者被排除在分析之外,因为他们缺少一个周末或少于三个正常工作日。在其余192例患者中,有1114个测量日可用。在这些患者中,154名患者测量了4个工作日,周六和周日,38名患者测量了3个工作日,周六和周日。为了维持192例患者的研究人群,本文作者系统地排除了154例患者的第四个工作日(图1)⇑),将测量的天数分为工作日-1、工作日-2、工作日-3、周六和周日,并分析960天的活动监测。
测量的可变性和可靠性
采用重复测量方差分析方法分析各组间体力活动的变异性。首先,研究人员确定了在所有测量的日子里,每天的平均体育活动是否有所不同。在所有测量日之间存在显著差异的情况下,目前的作者分析了这是由于周六与工作日之间、周日与工作日之间的差异造成的,还是工作日本身之间的差异造成的。
通过类内相关系数评估体育活动测量的信度,计算公式如下:
类内系数= σb2/(σb2+(σw2/k)) (1)
在σb2主体间方差是σ吗w2主题内方差和k是测量天数。班级内相关系数≥0.8表明测量的体育活动至少捕获了该组体育活动变化的80%,并且是加速度计研究中普遍接受的多日班级内相关值32- - - - - -34.计算每种可能的天数组合的类内相关系数。为了确保排除154例患者的第四个工作日不会产生偏倚,对5天(3个工作日加上周六和周日)的身体活动参数进行了平均值评估。与6天(4个工作日加上周六和周日)进行比较。
一般的统计数据
一般统计采用线性趋势方差分析,差异不显著事后分析,参数和非参数相关性。
结果
根据GOLD或BODE,每天步数、至少适度活动的分钟数和身体活动水平随临床分期而降低(图2a-c)⇓a - c和3⇓).此外,体力活动随着呼吸困难程度的增加而减少(图4a-c)⇓).从慢性支气管炎患者到GOLD IV期患者,每天的步数、至少适度活动的分钟数和身体活动水平分别减少了69、69和61%(图2a-c⇓).与慢性支气管炎患者相比,在GOLD I期、BODE评分为0和仅在剧烈运动时呼吸急促的COPD患者中,久坐不动的比例明显增加(MMRC为0;图5 a - c⇓).在GOLD III期和IV期,BODE评分为2级或更高的患者,MMRC评分为2级或更高的患者中,非常不活动的患者比例显著增加(图5a-c)⇓).与慢性支气管炎患者相比,COPD患者从GOLD II期/BODE评分1、GOLD III期/BODE评分3/4(五分位数4)和GOLD III期/BODE评分1分别显著降低了每天步数、至少中等强度活动的分钟数和体力活动水平(图2a-c)⇓a - c和3⇓).报告MMRC分级1级或以上呼吸困难的患者体力活动减少(图4a-c)⇓).
与慢性支气管炎患者的6MWD相比,GOLD III期、BODE评分2和MMRC评分1级的COPD患者的6MWD显著降低(图2d⇑, 3 d⇑和4 d⇑).从慢性支气管炎患者到GOLD IV期患者,6MWD下降了40%(图2d⇑).
慢性支气管炎患者和GOLD I-III期COPD患者周日的每日步数和体力活动水平均减少。慢性支气管炎患者和GOLD I期和GOLD III期COPD患者在周日至少适度活动的分钟数减少(表E2A-E2C在线补充数据)。根据身体活动参数的不同,在GOLD IV期患者中,任何2-3天都足以可靠地测量身体活动,而在GOLD I期患者中,最多需要5天的测量(图6a-c⇓).
在5天或6天的测量评估中,每天步数、适度活动分钟和身体活动水平的平均值几乎没有变化(r≥0.993,p<0.001;图E1a-c在线补充材料)。
COPD患者的临床特征与体力活动之间存在中度相关性(表3)⇓).当使用每个患者的个人最佳日(定义为每天最高步数、至少适度活动的分钟数和身体活动水平)而不是平均值时,临床特征和身体活动参数之间的相关性基本不变(表E3在线补充材料)。当慢性支气管炎患者被纳入分析时,6MWD与体育活动参数的中等相关性没有显著改变(图E2a-c在线补充材料)。在COPD患者中,GOLD分期系统(GOLD III期和IV期)是非常不活动患者的最佳预测因子(图7⇓表格4⇓).根据曲线下面积、预测值和似然比,GOLD分期系统优于BODE评分、FEV16MWD和MMRC在预测非常不活动患者中的作用(表4)⇓).
讨论
本研究的主要发现是,在GOLD II期/BODE评分为1的COPD患者中,体力活动存在显著限制,并且在广泛的疾病严重程度评估时,通常用于评估COPD严重程度的临床特征并不能完全反映体力活动。
以前的研究表明,与健康受试者相比,严重COPD患者的体力活动(由计步器或加速度计测量)有所减少14,15.Schonhoferet al。1425例重度COPD患者的每日运动次数降低了43%(平均FEV147%的人预测)比25名正常健康受试者的预测高。皮塔饼et al。15在50例重度COPD患者中,行走时间降低了46%,站立时间降低了35%(平均FEV143%),而坐着的时间多22%,躺着的时间多200%。然而,当将COPD患者与无肺功能限制的受试者进行比较时,尚不清楚在哪个临床阶段体力活动减少。在本研究中,比较肺功能正常但有慢性支气管炎症状的慢性阻塞性肺病患者,作者发现每日步数和体力活动水平分别从GOLD II期/BODE评分1和GOLD III期/BODE评分1显著降低。这表明,在GOLD II期/BODE评分为1的患者中,体力活动的限制首先可见,但该限制不影响该阶段的体力活动水平。本文作者推测,这种差异的一个可能解释可能是与健康受试者相比,COPD患者日常生活活动的代谢和通气需求增加35.另一种可能是,处于GOLD II期的COPD患者首先避免与步行相关的活动,而其他活动在该阶段不受影响。然而,这些推测显然还有待进一步研究。
在本研究中,肺功能正常但有慢性支气管炎症状的患者(平均年龄63岁,79%男性,55%退休)的体力活动水平为1.7。在对退休和老年受试者的体育活动水平进行的汇总分析中,体育活动水平从1.58(仅27名女性,平均年龄68岁)到1.68(仅20名男性,平均年龄69岁)不等。31.最近的一项研究调查了302名健康老年人(平均年龄75岁,50%男性)的体育活动对死亡率的影响,平均体育活动水平为1.76.这些数据表明,本队列中慢性支气管炎患者的身体活动水平在该年龄组常见的范围内。
另一个尚未被详细研究的问题是COPD不同临床阶段之间体力活动的差异。目前的研究中,处于GOLD I期和GOLD II期的患者具有相似的身体活动水平,而处于GOLD III期和IV期的患者与早期患者以及彼此之间存在显著差异。尽管与慢性支气管炎患者相比,GOLD I期和GOLD II期患者的身体活动水平的绝对值没有显著差异,但从活跃的患者到主要是久坐的患者有显著的转变。这种转变也发生在仅在运动时出现呼吸困难的COPD患者或BODE评分为0的COPD患者中。
美国疾病控制与预防中心和美国运动医学学院发布了一项健康建议36说明每个成年人应该在一周的大部分时间,最好是所有时间,进行30分钟中等强度的体育活动。事实上,这一建议意味着,除了通常久坐的人所做的活动外,30分钟的适度体育活动(例如快走)应该在至少10分钟的间歇中积累起来36.由于SenseWear Pro臂章无法识别特定类型的活动,本文作者无法就这一健康指南分析他们的数据。然而,如前所述,中度至重度COPD患者不太可能积累30分钟的快走,因为他们每天只有44分钟的慢走15.
身体活动的可变性与测量的可靠性密切相关,是加速度计研究中的一个重要问题。在目前的研究中,除了GOLD IV期的患者,几乎所有患者的身体活动都在周日减少。之前对健康志愿者的研究也发现,周日是身体活动减少的一天33,34,37.本文作者证明,加速度计结果的可靠性取决于疾病严重程度和用于分析的天数。假设天内的一致性最差,研究发现,在GOLD I期COPD患者中,需要长达5天的测量才能可靠地测量身体活动,这表明在较轻的COPD中,身体活动的变异性更高。另外两项加速度计研究之前引用了COPD患者一段时间内加速度计测量的类内相关系数。斯蒂尔et al。8重度COPD患者3天(周五、周六、周日)的类内相关系数为0.69。皮塔饼et al。15表明2天的测量(仅工作日)足以获得类内相关系数≥0.7。最近,可靠地测量健康人身体活动所需的天数是特罗斯特(Trost)一篇评论文章的主题et al。20.他建议需要进行3-5天的加速度计监测,以获得可靠的身体活动测量。目前关于慢性支气管炎患者和慢性阻塞性肺病患者的数据符合这一建议。
据目前作者所知,MMRC呼吸困难量表从未被评估为COPD患者体力活动的衡量标准。然而,MRC 4级和5级(相当于MMRC 3级和4级)已被证明可以根据残疾对COPD患者进行分类27.在目前的研究中,据报道喘不过气而不能出门的COPD患者(MMRC 4)的身体活动水平为1.26,仅略高于椅子或卧床的患者31.
对于照顾COPD患者的医生来说,通过肺功能、简单的运动测试或呼吸困难量表评估COPD相关临床特征,可靠地估计身体活动是理想的。然而,体育活动是一种复杂的多维行为,不仅受到身体属性的影响,还受到心理社会和环境因素的影响,这些因素超出了这些测试的范围38,39.总体而言,COPD患者的临床特征与其体力活动之间存在中度关系。正如先前报道的那样,6MWD与身体活动的关系比气道阻塞更密切8,15,40.然而,与本研究中使用的其他临床特征相比,差异非常小。在本研究中,6MWD在预测非常不活动的患者时,不及气道阻塞和临床分期系统。这一观察结果的一种可能性可能是,身体活动减少的程度比6分钟步行时间更大。此外,皮塔饼et al。15先前的研究表明,在步行400米的COPD患者中,6MWD仅作为身体活动的替代标志物具有有限的价值。目前所有研究患者的平均6MWD为439米。GOLD III期患者的平均6MWD仍为414米,这表明目前大多数研究患者行走了>400米。与皮塔的研究结果一致et al。15,可以得出结论,当疾病严重程度的整个范围被调查时,6MWD不太可能取代身体活动的客观测量。
在目前的研究中,GOLD III期和IV期被证明是非常不活跃患者的最佳预测指标。然而,在GOLD III期,只有一半的患者非常不活跃。因此,即使有最好的预测器,在识别非常不活跃的患者时,仍存在一定程度的不确定性。
有几个研究的局限性需要解决。首先,本研究是在对本研究项目感兴趣的患者中进行的单中心研究。这可能会限制不同中心和不同临床环境的适用性。其次,不包括从不吸烟的对照组。第三,目前的作者没有按季节进行体育活动分析,冬季没有出现在招募期。然而,这不应该影响研究的结论。
综上所述,本研究显示慢性阻塞性肺疾病全球倡议II期/体重指数、气道阻塞、呼吸困难、运动能力评分为1分的慢性阻塞性肺疾病患者体力活动减少,反映慢性阻塞性肺疾病严重程度的临床特征并不能完全反映慢性阻塞性肺疾病患者的体力活动。
支持声明
这项研究得到了阿斯利康公司和弗里茨·迈耶·斯特克曼博士基金会的无限制研究经费的支持。资金来源在研究设计、收集、分析或数据解释或论文发表的决定中没有任何作用。
权益声明书
这项研究的兴趣声明可以在www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.shtml
致谢
作者要感谢M. McKenney和O. Holz对手稿的严格审查。
脚注
这篇文章有可从www.www.qdcxjkg.com
编辑评论见227页。
- 收到了2008年2月16日。
- 接受2008年9月29日
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