文摘
本研究的目的是确定的相对价值增量和恒定负载测试检测吸气肌肉耐力的变化后高强度吸气肌肉训练(H-IMT)在慢性阻塞性肺疾病。
总共16个主题(11男性;一秒钟用力呼气容积(FEV1接受H-IMT) 37.4±12.5%)。此外,17个主题(11男性;FEV136.5±11.5%)接受虚假的吸气肌训练(S-IMT)。训练8周的每周进行三次。基线和岗位培训测量得到的最大阈值压力持续增量负载测试期间(Pth,马克斯呼吸对恒定负载)和时间(tlim)。呼吸模式是不受限制。
H-IMT增加Pth,马克斯和tlim相对于基线和S-IMT后看到任何变化。的效果Pth,马克斯是大于tlim。岗位培训测试是伴随着呼吸模式的变化,包括减少工作周期,这可能降低吸气工作,从而促进增长Pth,马克斯和tlim在两组。
当评估吸气肌肉功能在慢性阻塞性肺疾病通过测试中,呼吸是不受限制的模式,当前作者推荐增量负载测试中使用偏好恒定负载测试。然而,在这些测试属性的变化改善吸气肌肉耐力,应该控制呼吸模式。
吸气肌肉功能经常被描述的最大力量发电能力(即。强度)和能力随着时间的推移保持特定肌肉任务(即。耐力)1。最大吸气压力的测量(P我,马克斯)是广泛接受和常用的作为一个简单的评估全球吸气肌肉力量1,2。然而,生理的相关性P我,马克斯还不清楚,因为最大吸气压力很少在日常生活活动中生成健康个体或呼吸道疾病。轻快的吸气肌肉需要执行高频的收缩,它是可能的,评估它们的耐久力可能功能相关性大于测量他们的力量。与测量P我,马克斯不同,不存在这样的公认方法测量全球吸气肌肉耐力1,3期间,尽管最大阈值压力持续增量载荷试验(Pth,马克斯)和时间的疲劳而鼓舞人心的轻快与一个常数高频负载(tlim)通常用于此目的2,4,5。
吸气肌训练后(IMT)许多研究报道增量或恒定负载测试的性能的改善吸气肌肉耐力相对于基线值6- - - - - -15。然而,这样的改进是不太常见的报告更改时比较与观察对照组9,11- - - - - -13。这种差异表明,这些测试可能有限的特异性检测的训练反应IMT项目。
在最近的一次分析8周计划的高强度的影响IMT吸气肌肉功能,当前作者展示了耐力增加56%作为评估增量加载(Pth,马克斯)16。在目前的研究中,这一分析一直延伸到比较这一措施的耐力和耐力的评估一个恒定的负载测试。这样做的目的是确定:1)它们的价值在检测肌肉性能相对于基线的变化值;和2)的能力区分治疗,对照组。这些分析的结果可能有助于确定哪些类型的测试是在调查呼吸道肌肉耐力和更大的价值反应训练在临床和研究设置。
方法
主题
本研究的受试者招募已经详细描述了其他地方16。简而言之,受试者招募在一秒用力呼气量(FEV1)15 - 70%的预测正常价值17医学诊断的慢性阻塞性肺疾病(COPD)和吸烟史> 10 pack-yrs。排除标准是长期的使用氧气治疗,逐渐减少剂量的糖皮质激素或methylxanthines肺手术史或自发性气胸,任何并发症认为影响测试性能。
研究设计
前瞻性双盲随机对照试验进行比较高强度的影响,基于间隔IMT (H-IMT)和虚假的IMT (S-IMT)。所有受试者进入了帷幕,“筛查和熟悉一些”阶段,在此期间所有基线测量收集。考虑到由于测试熟悉任何改进18增量和恒定的负载测试的吸气肌肉耐力进行四次(> 24小时)开始之前的训练。受试者被随机接受8周H-IMT或S-IMT。在培训期间,完成测量重复。测量静息肺功能的具体细节,吸气肌肉力量,运动能力、呼吸困难和健康相关的生活质量和变化在这些测量H-IMT和S-IMT前面描述的16。从人类获得批准这项研究是研究伦理委员会的查尔斯爵士Gairdner医院(Nedlands、澳大利亚)和科廷科技大学(宾利,澳大利亚)和书面知情同意之前就获得每个主体的参与。
测量
吸气肌肉耐力
吸气肌耐力是评估使用增量4和一个恒定的负载测试5。评估过程的细节描述了其他地方16。短暂,受试者坐在,穿一个鼻夹和接收标准化指导和鼓励促进最大性能。两个测试都使用修改后的阈值执行加载阀19,20.和测量吸气口的压力(压差传感器;霍尼韦尔,非常顺利,新泽西,美国),吸气流和潮汐卷(Fleisch没有。2 pneumotachograph和压差传感器;美国CA Validyne工程,北岭)连续记录在电子带图表记录系统(PowerLab / 16 s;ADInstruments企业有限公司、城堡山、澳大利亚)。受试者被允许选择他们自己的呼吸模式在两个测试。吸气时间被定义为毕业典礼的时间延长吸气压力的增加吸气流的结束21。呼气时间被定义为剩余的总呼吸周期时间21。pressure-time指数(PTI)计算吸气工作周期的乘积和的比例P我,马克斯每次吸气努力生成1,22,23。
增量载荷试验
增量载荷试验必修科目对吸入呼吸阈值加载,每分钟增加了10%的基线P我,马克斯直到自愿任务失败。定义为吸气肌肉耐力Pth,马克斯持续至少30年代18。最高的Pth,马克斯实现了在“筛选和熟悉一些”阶段基线测量记录。负载增量基线和岗位之间保持相同的测试。呼吸模式变量平均值的最后20年代时代取得的最大负载(Pth,马克斯在基线和岗位培训测试)。任何呼吸受到人工制品(如。吞咽)被排除在分析之外。
恒定的负载测试
持续≥15分钟执行负载测试完成后的增量载荷试验。受试者被要求轻快呼吸对高频的阈值加载到任务失败,与吸气肌肉耐力定义为能呼吸的时间对负载(tlim)。一个吸气负载选择这样tlim是5 - 10分钟24。载荷的确定在“筛选和熟悉一些”阶段进行增加吸气加载tlim> 15分钟和减少他们如果tlim< 1分钟。一旦确定,这个负载使用在所有的预处理和岗位评估。当负载不同个体间的绝对星等,这是相当于∼80%的基线Pth,马克斯在所有科目,被Ramirez-Sarmiento类似级使用et al。14在一群相似的主题。最长的tlim实现对负载在“筛选和熟悉一些”阶段被选中作为基线值。如果一个主题持续吸气努力在恒定负载15分钟的任何测试场合,调查员终止测试和记录tlim15分钟。呼吸模式变量在最后一分钟平均每个基线和岗位培训的测试。任何呼吸受到人工制品(如。从这些分析吞咽)被排除在外。
吸气肌训练
培训是监督和8周的每周进行三次。一种新颖的基于间隔H-IMT计划使用修改后的阈值训练设备(IMT阈值;Respironics,杉木林积肥场,新泽西,美国)应用,它由七个周期的2分钟加载呼吸(休息紧随其后25。主题开始熟悉手持训练设备,低吸气负荷(45%的训练P我,马克斯)是应用在第一次训练。负载增加,第三次会议后,受试者产生吸气压力相当于∼60%的训练P我,马克斯每一次呼吸。受试者被允许选择他们自己的呼吸模式。负载进一步增加8周期间的滴定到受试者只能够完成最后的2分钟间隔。对象分配到接受S-IMT接受培训在负载相当于以前的10%确定P我,马克斯在整个培训计划,这是不变的。进一步的细节H-IMT和S-IMT计划描述了其他地方16。
数据管理和统计分析
一个α(p值< 0.05)被认为是显著的。所有数据都表示为±sd,除非另有说明。
分析
组间基线测量比较使用未配对t(连续变量)或卡方测试(分类变量)。明显偏离正态分布的数据转换。之间的差异和群体内部分析使用独立和配对t,分别。
科恩的d尺度效应计算差异变化的大小除以每个池测量两组之间sd每组的变化。每个测量的能力区别个人参加了H-IMT或S-IMT评估的敏感性和特异性,提出在接受者操作特征(ROC)曲线。为每个ROC曲线下的面积图和相关的95%置信区间进行比较来评估每个措施的能力区分个人H-IMT和S-IMT团体,因此,培训的效果。
结果
主题
总共16个主题(FEV137.4±12.5% pred;年龄为69.4±7.2岁;11男性)完成了H-IMT计划和17个科目(FEV136.5±11.5% pred;年龄为66.6±9.8岁;11男性)S-IMT计划完成。更多细节主题特征描述16。开始训练之前,没有观察到显著差异在任何测量静息肺功能,吸气肌肉力量和耐力,运动能力、呼吸困难或健康相关的生活质量之间H-IMT和S-IMT组16。
H-IMT和S-IMT吸气肌肉力量的措施
P我,马克斯增加了29%(从6.57±1.61,7.89±1.74 kPa(67.2±16.5, 80.7±17.8而言不啻2O);H-IMT后p < 0.001)和8%(从6.50±1.86,7.01±1.83 kPa(66.5±19.0, 71.7±18.7而言不啻2O);S-IMT后p < 0.05)16。增加的幅度P我,马克斯增加以下H-IMT大于看到后S-IMT (p = 0.002)16。
H-IMT和S-IMT吸气肌肉耐力的措施
H-IMT后,Pth,马克斯增加了56% (2.11±1.06 kPa而言不啻(21.6±10.82O);p < 0.001;图1一个⇓),tlim增加了162%(511±198年代;p < 0.001;图2一个⇓)。16(100%)科目取得了Pth,马克斯15(94%)大于其基线结果,实现了tlim大于其基线和12(75%)获得了结果tlim15分钟。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/30/3/479/F1.medium.gif)
一)差异最大阈值压力(Pth,马克斯)之间的基线(前)和岗位培训(post)增量为每个主题在高强度负载测试吸气肌训练(H-IMT)和虚假的吸气肌训练(S-IMT)组。组均值和sd所示。*:p < 0.05与前;#:p < 0.05与S-IMT后改变。1而言不啻2O = 0.0978 kPa。接受者操作特性曲线b)Pth,马克斯。
![图2 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/30/3/479/F2.medium.gif)
)不同时间疲惫(tlim)之间的基线(前)和岗位培训(post)为每个主题在高强度恒定负载测试吸气肌训练(H-IMT)和虚假的吸气肌训练(S-IMT)组。组均值和sd所示。*:p < 0.05与前;#:p < 0.05与S-IMT后改变。接受者操作特性曲线b)tlim。
S-IMT后,Pth,马克斯没有改变(图。1⇑),tlim增加了70%(237±343年代;p < 0.02;图2一个⇑)。6(35%)科目取得了Pth,马克斯大于其基线结果,11(65%)科目取得了tlim大于其基线和8(47%)科目取得了结果tlim15分钟。
使用ROC曲线确定的能力Pth,马克斯和tlim歧视的人参与H-IMT或S-IMT。截止值的最佳组合的敏感性和特异性区分两组增加了5.6%Pth,马克斯(敏感性为100%,特异性为70.6%),增加了44.3%tlim(敏感性为94%,特异性为65%)。ROC曲线下的面积比例的变化Pth,马克斯(0.87;图1 b⇑)超过ROC曲线下的面积比例的变化tlim(0.67;图2 b⇑;p < 0.05)。
的增加Pth,马克斯和tlim后H-IMT大于任何改变观察S-IMT组(p < 0.05;无花果1⇑和2⇑)。在每个测量的大小变化后的吸气肌肉功能H-IMT和S-IMT如图3所示⇓。也显示在图3⇓是95%置信区间与每个变化和关联效应大小的差异变化的大小在每个组之间的测量。
![图3 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/30/3/479/F3.medium.gif)
95%置信区间效应大小的基准岗位变化的测量吸气肌肉耐力。一)最大阈值压力实现增量负载测试期间(Pth,马克斯;效应值0.68),和b)时间疲惫在恒负载测试(tlim;效应值0.44)。•:高强度吸气肌训练(H-IMT);○:虚假的吸气肌训练(S-IMT)。1而言不啻2O = 0.0978 kPa。
H-IMT和S-IMT对呼吸的影响模式加载期间呼吸测试
增量载荷试验
而每分通气量Pth,马克斯类似以下H-IMT S-IMT,呼吸模式的差异观察两组在哪里Pth,马克斯在岗位培训测试(表1⇓)。具体来说,相对于基线测试,在岗位培训增量加载测试呼吸的吸气工作周期,减少主要是由于增加呼气时间。均值和吸气流量增加峰值只H-IMT组。PTI被训练在两组不变。
恒定的负载测试
每分通气量,tlim在恒负载测试后低S-IMT和不变H-IMT(表2所示⇓)。一般而言,增量测试期间的呼吸模式的变化观察也指出在恒负载测试。具体来说,吸入工作周期下降主要是由于呼气时间的增加。见增量载荷试验,平均值和峰值H-IMT但不是S-IMT后吸气流量增加。呼吸模式的变化导致减少PTI H-IMT和S-IMT之后。
H-IMT与S-IMT
而呼吸模式加载期间呼吸测试改变两组训练,比较两组之间的变化的大小显示,增量和恒定负载测试期间的增加意味着在吸气,吸气流量和峰值减少工作周期H-IMT后明显大于S-IMT (p < 0.05)。在恒负载测试期间,减少在PTI H-IMT大于下面看到S-IMT (p = 0.001)。
讨论
目前的研究是第一个比较级的变化和特异性措施的吸气肌肉耐力评估使用增量和常数负载测试的H-IMT和S-IMT计划。相对于任何改变S-IMT后,看到H-IMT显著增加Pth,马克斯和tlim。因此,增量和恒定负载测试能够区分个人参加了从那些经历了S-IMT H-IMT。值得注意的是,然而,特异性和尺度效应的大小变化Pth,马克斯大大超过了tlim,这表明增量加载测试可能更准确地辨别真正的训练反应。
吸气肌训练
任何生理训练反应的大小似乎与训练负荷的大小有关6,10,26。出于这个原因,本研究的受试者接受了H-IMT。这样一个计划包括频繁的休息时间,允许缓解呼吸困难和局部肌肉疲劳,从而允许更大的负载达到比可能continuous-based培训协议16。当前作者采用这样一个协议,以优化任何潜在的改善吸气肌肉耐力。
增加的幅度Pth,马克斯和tlim大于大多数以前的研究报告的IMT在慢性阻塞性肺病7,9,12,14,15。这最有可能反映了H-IMT项目的特点,如高强度,基于间隔,充分监督全身运动训练表现在短暂时间内已被证实能诱导健康受试者的耐力能力大幅增长的时期27。的确,最近示范在COPD受试者的i型纤维比例的增加外肋间肌肉在回答5周,基于间隔IMT项目执行强度远远低于那些实现在当前的研究中(40 - 50%的P我,马克斯)14反映了结构的速度适应可能发生这样的项目。
相比之下,S-IMT进行基线的10%P我,马克斯在培训期间,不变。这个负载被选为促进致盲的受试者28没有改善吸气肌肉功能9。最大化训练负荷的一组(H-IMT)和选择一个负载不能诱导其他生理变化(S-IMT)诱导的可能性可检测不同组间吸气肌肉功能后,培训期间被优化。
增量载荷试验与恒定的负载测试
8周计划的H-IMT导致显著增加Pth,马克斯和tlim相对于措施获得基线和任何变化S-IMT集团。这些发现表明,本研究中使用的样本大小(n = 33),增量和恒定负载测试能够区分个人参加了从那些经历了S-IMT H-IMT。
差的95%的置信区间和尺度效应大小的变化Pth,马克斯和tlim为了量化计算和比较的容量增量和恒定负载测试为了区分H-IMT和S-IMT组。的效果Pth,马克斯(0.68)被认为是中等偏大的效果tlim(0.44)被认为是中小29日。大变化的大小变化中观察到tlim后S-IMT(图3所示⇑)可能是导致较小的效果。这一发现与早期的研究一致30.,这表明更大的可变性在恒定负载的性能测试与增量负载测试时都表现在多个场合。
每个措施的能力区分个人参加了H-IMT从那些接受S-IMT也是评价的敏感性和特异性。这些分析表明,改变措施获得增量和恒定负载测试在正确地识别个人经历了H-IMT同样敏感。然而,tlim没有特定的能力区分个体经历了H-IMT比吗Pth,马克斯。这个发现是反映在更高的ROC曲线下面积的变化Pth,马克斯比的变化tlim。很可能实现大量的课程tlim15分钟导致了降低特异性和小面积的ROC恒定负载测试。另一种恒定负载测试协议旨在限制对象的数量能够达到tlim15分钟可能减少之间的ROC曲线下面积的差异这两个测试。
限制
潜在的限制在应用恒定负载测试以确定吸气肌肉耐力要求在15分钟终止测试。通过控制吸气负载,任务失败(tlim)在< 15分钟能够引起基线测试期间所有科目。但是,培训后,应用程序相同的吸气导致加载试验被终止在75年15分钟,47%的受试者H-IMT和S-IMT组,分别。因此,调整负载引出任务失败5 - 10分钟内基本恒定的负载测试结果未能获得有限的岗位测量大量的科目的耐力。同时增加的初始负载可能减少在岗位培训测试受试者达到15分钟,这样做很有可能减少最初的tlim在许多个人< 5分钟,减少它的价值作为耐力措施19。相反,对象被允许继续过去的15分钟,变化的大小tlim两组之间可能会增加。然而,测试的持续时间20或30分钟,甚至更长,可能是有限的临床实际应用。
这项研究的另一个潜在的限制是受试者的能力采取自己的增量和恒定负载测试期间的呼吸模式。有可能增加Pth,马克斯和tlim反映不仅改善吸气肌肉功能,而且任何培训与呼吸模式的变化。事实上,先前的研究已经表明,性能评估期间由吸气吸气肌肉耐力不仅影响负载31日而且呼吸模式的采用22,32。
值得注意的是,培训后,H-IMT组平均值和峰值增加吸气流在增量和恒定加载测试,而S-IMT组没有。这种策略是一种有效的方式来处理吸气阈值加载,一旦超过阈值的压力,流量变化独立于压力20.,33。虽然这些变化反映了更大的肌肉与肌肉缩短速度增加输出功率在吸气阶段的呼吸循环10,34在吸气,相应的减少工作周期(和呼吸频率)导致减少breath-by-breath吸气肌肉上的负载(即。PTI)的常数加载测试,没有变化的情况下增量加载测试。这些变化及其对吸气肌肉工作的影响与哈特的研究一致et al。5显示一个逆线性吸气工作周期和时间之间的关系对常数吸气负载疲惫而呼吸。因此,8周计划H-IMT增加吸气肌肉力量,力量和速度缩短,呼吸模式的变化采用常数和增量负载测试期间减少了总体上的负载吸气肌肉。因此,改善Pth,马克斯和tlim不一定代表改善肌肉耐力当呼吸模式不受限制。虽然有可能是培训与增加肌肉力量和权力是必要的先决条件对于呼吸的变化模式,这些发现表明,为了能够完全属性的变化Pth,马克斯和tlim在吸气肌肉功能,改善呼吸模式在这些测试应该被控制。
结论和建议
吸气肌肉耐力测试通过Pth,马克斯在增量加载测试或持续tlimH-IMT显著增加后8周。这种变化是临床相关的,因为它们是伴随着一个有意义的减少症状(呼吸困难在日常生活活动和疲劳)和6分钟步行试验的距离显著增加16。增加两个Pth,马克斯和tlim是大H-IMT S-IMT之后。增加的规模和特异性的影响Pth,马克斯是大大高于计算tlim。至少在一定程度上,这是由于实质性变化观察到变化的大小tlimS-IMT。虽然这些发现支持增量超过恒定加载测试的吸气肌肉耐力,它是可能的,他们仅仅适用于测试的吸气肌肉耐力个体可以自由采用自己的呼吸模式。
明显的呼吸模式的变化采用在每个测试观察,尤其是在组织接受高强度吸气肌训练。效应的大小呼吸模式的变化,总体上的负载吸气肌肉是不变或下降,尽管高强度吸气肌训练导致增加吸气肌肉力量,力量和速度缩短。这些数据表明,为了准确地解释在增量或恒定负载测试改进性能,增加呼吸道肌肉耐力,协议应采用呼吸模式的控制。
确认
作者欣然承认n . Cecins d .绿色,m·菲利普斯t·范德Touw g .坚固的r·古普塔e . Gabbay p . Winship呼吸系统药物和理疗的部门皇家珀斯医院(所有澳大利亚珀斯)和查尔斯爵士Gairdner医院(Nedlands、澳大利亚)的援助。
- 收到了2006年7月20日。
- 接受2007年4月28日。
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