单方面的手臂曲柄运动测试评估心肺适能在个人Hemiparetic中风

文摘

心肺适能评估与腿运动测试周期也许是麻痹性下肢运动能力损伤的影响。因此,本研究调查了单方面的手臂曲柄运动检测方法的有效性评估心肺适能在中风患者,包括16个hemiparetic中风患者(平均±标准差的年龄, 年),12岁,sex-matched健康对照组。参与者进行单方面的手臂曲柄和腿部循环运动测试来测量耗氧量(O₂在高峰运动)和心率。的O₂在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试中风组显著低于对照组( )。中风组心率在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试没有明显与Brunnstrom恢复下肢的阶段( ),而有显著相关性在腿部循环运动测试(ρ= 0.775, )。单方面的手臂曲柄运动测试可以检测的恶化心肺适能独立于下肢运动障碍的严重程度与hemiparetic个人中风。本研究是注册UMIN000014733。

1。介绍

在中风患者心肺适能减少到26 - 87%的年龄和sex-matched健康的人1]。甚至独立ambulant和社区居住中风患者减少了心肺适能比nonstroke个人(2]。心肺适能减少潜在相关残疾(走3,4),限制在日常生活活动5- - - - - -7),和更多的心血管疾病的风险增加8在中风患者。此外,心肺适能与更好的认知能力有关,更多的灰质体积,和更大的白质的完整性在中风患者9]。因此,心肺适能的评估是至关重要的对于识别物理退化,预测预后,并评估治疗的效果在中风康复锻炼10,11]。

耗氧量(O₂)在高峰期间运动测量腿循环运动测试通常用于评估心肺适能在hemiparetic中风患者12- - - - - -16]。然而,使用这种方法,运动能力损伤的局部麻痹的下肢锻炼可能会限制测试性能(13- - - - - -15]。考虑到减少的可能性O₂在高峰在hemiparetic中风患者运动反映了麻痹性下肢运动障碍,发展心肺功能评估不影响运动能力损伤是必需的(17]。

一只手臂曲柄测力计可以用于评估心肺适能,特别是在个人与运动能力损伤轻瘫的下肢,比如在脊髓损伤(18]。然而,传统的双边手臂曲柄测力计不适合个人hemiparetic中风,由于局限性与轻偏瘫。这里,单方面的手臂曲柄运动测试是作为一个独特的策略19,20.]。单方面的手臂曲柄运动测试nonparetic手臂的中风患者可能是有用的评估心肺适能独立于下肢运动障碍的严重性。然而,没有报道,而患者中风和健康成人心肺适能使用单边手臂曲柄运动测试。此外,没有研究直接检查心率之间的关系在高峰期间锻炼单方面的手臂曲柄运动测试和运动能力损伤轻瘫的下肢。本研究旨在研究独特的运动测试执行的有效性评估心肺适能的nonparetic手臂hemiparetic患者中风。我们假设单边臂曲柄运动测试可以检测出恶化hemiparetic中风患者的心肺功能。我们也假设单边手臂曲柄运动测试与nonparetic手臂可以评估心肺适能独立于下肢运动障碍的严重程度与hemiparetic个人中风。

2。方法

2.1。研究设计

本研究使用一个横断面观察性设计。这项协议被适当的伦理委员会批准。所有参与者提供书面知情同意前入学学习。进行的研究是根据1964年的赫尔辛基宣言,就像2013年的修订。

2.2。参与者

16 hemiparetic中风患者参与了这项研究。一组12个健康志愿者年龄和性别匹配的参与控制。参与者与中风是从一个恢复期的康复医院招募2014年11月至2015年11月。控制参与者招募当地社区。参与者与中风的入选标准如下:40 - 80岁,是第一次中风后180天内,能够保持独立坐30分钟没有任何的支持,细微精神状态检查和评分(21的24个或更多。入选标准控制参与者如下:40 - 80岁,一个细微精神状态检查24分以上,也没有参与有规律的锻炼一周两次以上。排除标准的参与者与中风和控制参与者如下:有限的活动范围和/或疼痛可能影响运动测试,不稳定的医疗条件,如不稳定性心绞痛、不受控制的高血压,或心动过速,使用β-阻断剂以及任何共病神经障碍。

2.3。运动测试

所有参与者进行单边臂曲柄和腿部循环运动测试在不同的日子,但7天内。两个测试的顺序为每个参与者随机确定消除偏见。测试都执行一个测力计(力量因此240,三菱电机工程有限公司东京)可以精确load-controlled(变异系数5%)在一个广泛的骑车阻力(0 - 400 W)。参与者被指示不要吃食物和3 h,避免咖啡因剧烈体育活动至少6 - 24小时,分别测试(前22]。

单方面的手臂曲柄运动测试,转动轴的测力计是参与者的肩膀的高度(23),在远处的参与者的手肘在微微弯曲的位置与最大达到(图1(一))。电阻是10 W的前3分钟练习测试,逐步增加了5 W·敏⁻¹在中风和对照组(23]。

腿循环运动测试,座位边踏板轴的距离调整,参与者的膝关节屈曲角度20°时最大限度地延长(图1 (b))。靠背是设定在20°下弯的垂直位置。参与者的中风,额外的捆扎在安全轻瘫的脚踏板。电阻是10 W第一3分钟的运动检测和逐渐增加了10 W·敏⁻¹在两组15]。

控制参与者被要求保持目标50 rpm的节奏运动在两个测试(15,23]。每个参与者与中风奉命保持速度,他们可以在10 W(执行测试舒适 单方面的手臂曲柄运动测试和rpm rpm的腿周期运动在每个测试测试),因为一些参与者不能保持50 rpm的节奏,即使在10 W。

要么终止运动试验标准包括以下之一:age-predicted的参与者达到85%最大心率(220减去年龄)24),参与者无法维持一个目标节奏,或参与者似乎在痛苦中定义的终止判据,建立了由美国运动医学学院(22]。

过期气体分析仪(Aerosonic - 1100,生命Corp .)、东京)和心率监测器(极地WearLink极电日本Inc .东京)被用来测量气体和心率,到期分别在运动测试。过期的气体和心率测量同时breath-by-breath基础上。过期的气体数据平滑与30年代移动平均减少breath-to-breath可变性决定O₂在高峰值运动(14,25]。的O₂、心率、呼吸交换率、每分通气量,氧气和二氧化碳的通气当量和end-tidal氧气和二氧化碳在高峰运动期间被定义为最高价值观实现运动检测(14]。心率在高峰锻炼是一个重要的决定因素O₂在高峰锻炼和努力程度的一项指标(24]。呼吸交换比率被定义为输出(二氧化碳之间的比率有限公司₂),O₂也是一个指标的运动的努力(24]。工作速度峰值运动定义为最高工作效率保持至少30年代(24]。感知运动的参与者提供它们的评级(6 =根本没有努力,20 =最大努力)(26最后的测试。参与者停止练习测试,因为他们无法维持一个目标节奏的原因(即被要求报告。一般的疲劳或肢体肌肉疲劳)。3-lead心电图(bsm - 2401,日本Kohden Corp .)、东京)是用于监测心脏活动在整个测试和在经济复苏阶段。血压得到每分钟从局部麻痹的手臂中风组和对照组的非惯用的手臂使用一个自动化系统(探戈,太阳科技医疗公司,NC)。

通气阈值确定使用以下条件的组合:(1)的氧的通气当量达到最小或开始增加,而增加通气当量二氧化碳;(2)点end-tidal氧气分数达到一个最低或开始增加,没有减少二氧化碳end-tidal分数;(3)点的挠度有限公司₂与O₂(V-slope方法)(27]。第一优先的标准有两个情况下不同的结果给出的三个标准28]。通气阈值确定的平均两个独立的评级机构(CO和DK)差异O₂对应点的值由两家评级机构还不到100毫升·分钟⁻¹(29日]。任何差异,第三个经验评定等级(KO)判断点,和通气阈值是两个最值的平均值(28]。的O₂轻快的通气阈值被用作高频运动能力指数(24]。

2.4。运动损伤的评估

Brunnstrom复苏阶段(30.包括六大类:I期,弛缓性;阶段II,协同模式发展以最小的随意运动;阶段III,自愿协同运动;第四阶段,一些运动偏离协同;第五阶段,独立运动除了基本的协同模式;第六阶段,孤立的自愿联合运动。

2.5。统计分析

参与者特征之间的中风和使用未配对对照组比较以及为连续变量和确切概率法二分变量,分别。的O₂中风和对照组之间的差异在每个测试使用未配对研究以及确定测试可以检测到O₂减少患者中风。斯皮尔曼等级相关系数是用于检查是否心率和O₂在高峰锻炼与运动能力损伤的局部麻痹的下肢。此外,心率、呼吸交换率、每分通气量,氧气和二氧化碳通气的等价物,end-tidal氧气和二氧化碳,工作效率,收缩期和舒张期血压,感知运动的评级,O₂中风之间的通气阈值比较,对照组使用未配对以及或Mann-Whitney测试中,根据变量的类型。确定最大努力实现在运动测试,我们设置以下标准24):(1)运动试验终止时实现age-predicted最大心率的85%,(2)呼吸道交换比率在高峰锻炼是1.10或更多。参与者的数量最大的努力遇到了一个标准比较组间使用确切概率法。统计分析使用社会科学统计软件包的软件版本21.0(国际商业机器公司(ibm),纽约)。任何值< 0.05被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

90人的入选标准,74被基于排除标准;因此,16个中风患者参与了这项研究。表1显示16个参与者的特征。没有明显差异在年龄、性别、身高、体重、身体质量指数之间的中风和对照组( )。

没有明显的不良事件发生期间或之后运动测试在中风和对照组。测量值在高峰锻炼在每组单边手臂曲柄和腿部循环运动测试如表所示2和3,分别。的意思是O₂在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试中风组显著降低到73.0%(平均差=−3.7;95%可信区间[CI] =−5.6−1.7; )的对照组。在腿部循环运动测试,的意思O₂在高峰锻炼中风组也降低到66.3%(平均差=−6.5;95% CI =−9.8−3.2; )的对照组。结果表明,单边臂曲柄运动测试,以及腿部循环运动测试,发现心肺适能的恶化在参与者hemiparetic中风与健康对照组相比。

心率和O₂在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试没有与Brunnstrom恢复阶段的下肢(ρ= 0.388,95% CI =−0.133, 0.741,和 ;ρ= 0.417,95% CI =−0.099, 0.756, 职责。)(图2),而那些在腿周期运动测试显著相关(ρ= 0.775,95% CI = 0.454, 0.918,和 ;ρ= 0.781,95% CI = 0.466, 0.920, 职责。)(图3)。

心率和呼吸交换比率在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试中风和对照组之间没有显著差异(平均差=−4,95% CI =−14日6日 ;平均差= 0.13,95% CI =−0.03, 0.30, 、职责)。六个参与者hemiparetic中风(37.5%)和5控制age-predicted的参与者(41.7%)达到85%最大心率在演习中测试( )。呼吸交换比率在高峰行使1.10或更多的14个参与者hemiparetic中风(87.5%)和7控制参与者(58.3%)( )。此外,工作效率在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动组之间也没有显著不同(平均差=−2.8;95% CI =−17.0, 11.3; )。这些结果表明,中风和对照组可以实现相同的运动强度水平在单边手臂曲柄运动测试。通气当量的氧气和二氧化碳在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试中风组明显高于对照组(平均差= 12.9,95% CI = 3.9, 21.9,和 ;平均差= 6.6,95% CI = 0.9, 12.2, 、职责)。end-tidal氧气分数在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试中风组也显著高于对照组(平均差= 1.0;95% CI = 0.3, 1.6; )。通气阈值在所有参与者的单边臂曲柄运动测试。的O₂在通气阈值显著降低中风组比对照组(平均差=−2.8;95% CI =−3.8−1.7; )。

心率在高峰期间锻炼腿部循环运动测试中风组显著低于对照组(平均差=−21;32岁的95% CI =−−8; ),而没有显著差异在呼吸交换比率在高峰之间的运动组(平均差= 0.05;95% CI =−0.06, 0.18; )。六个参与者hemiparetic中风(37.5%)和所有控制参与者(100.0%)达到85%的age-predicted最大心率在演习中测试( )。只有3参与者与age-predicted hemiparetic中风达到85%最大心率的单边手臂曲柄和腿部循环运动测试。呼吸交换比率在高峰行使1.10以上9参与者hemiparetic中风(56.3%)和8控制参与者(66.7%)( )。9个参与者hemiparetic中风达到呼吸交换比率在高峰运动1.10或更多的运动测试。工作效率在高峰期间锻炼腿周期运动显著降低中风组比对照组(平均差=−37.4;95% CI =−60.4−14.5; )。氧气和二氧化碳的通气当量在高峰期间锻炼腿部循环运动测试中风组明显高于对照组(平均差= 6.8,95% CI = 1.8, 11.8,和 ;平均差= 6.1,95% CI = 1.4, 11.0, 、职责)。end-tidal氧气分数在高峰期间锻炼腿部循环运动测试中风组也显著高于对照组(平均差= 0.9;95% CI = 0.1, 1.7; )。通气阈值是可识别的所有参与者在腿部循环运动测试。的O₂在通气阈值显著降低中风组与对照组相比平均差=−5.2;95% CI =−7.1−3.4; )。

4所示。讨论

这是第一个研究来评估单侧胳膊曲柄运动测试的有效性评估心肺适能在个人hemiparetic中风。所有参与者完成了单方面的手臂曲柄运动测试使用他们nonparetic手臂没有任何不良事件。的O₂在高峰和锻炼O₂在单边臂曲柄运动测试期间通气阈值显著降低中风组与对照组相比。此外,心率在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动测试没有与Brunnstrom恢复下肢的阶段。这些结果表明,单边臂曲柄运动心肺适能独立测试可以检测出恶化患者下肢运动障碍的严重程度的hemiparetic中风。

唐et al。15)报道,运动能力损伤的局部麻痹的下肢可能限制锻炼腿部循环运动测试期间测试性能。在这项研究中,所有的控制参与者,只有37.5% ( )的参与者hemiparetic中风实现age-predicted最大心率的85%在腿部循环运动测试。除了心跳,有显著相关性O₂在高峰的锻炼和Brunnstrom复苏阶段下肢腿部循环运动测试。此外,心率和O₂在高峰期间锻炼腿部循环运动测试中风组明显低于对照组。这些结果表明,下肢的Brunnstrom复苏阶段分数可能是协变量探索个体之间的差异与中风和健康的成年人使用腿部循环运动测试。相反,之间没有明显的相关性O₂在高峰的锻炼和Brunnstrom复苏阶段在单侧下肢臂曲柄运动测试。这些发现表明,心肺适能的评估使用单边手臂曲柄运动测试可以应用于个人独立与中风的麻痹性下肢运动障碍严重程度。此外,与对照组相比,中风组表现出减少O₂在高峰期间锻炼单边手臂曲柄运动心率测试但没有区别。考虑到O₂心率、中风的是产品体积,和arterial-venous氧差(24),减少O₂在峰值运动参与者与中风期间观察到的单边手臂曲柄运动测试可能代表中风体积的下降和/或arterial-venous氧气差异在高峰锻炼。

几个问题的单边手臂曲柄运动试验中被确认在这个研究。在中风和对照组,超过50.0% ( 中风组 在参与者的对照组)难以实现age-predicted最大心率的85%在单方面的手臂曲柄运动。五个参与者hemiparetic中风(31.3%)和4的12控制参与者(33.3%)停止单边臂曲柄运动因为手臂肌肉疲劳,这可能是由于大招聘的新陈代谢效率低下的II型肌纤维在单边臂起动(31日]。此外,一些参与者舒张压大于115毫米汞柱在单方面的手臂运动测试。di Blasio et al。32)建议小肌肉练习,如臂起动,生成肌内压增加,这可以减少肌肉灌注和血液循环阻力增加。因此,本研究的协议可能导致过载的手臂肌肉而不是心肺功能。尽管担心当地的疲劳,如上所述,呼吸交换比率在高峰行使1.10或更多的14个参与者hemiparetic中风(87.5%)和7控制参与者(58.3%)在单侧胳膊在本研究曲柄运动测试。之前就有报道称,呼吸交换比率为1.10或更一般的优秀的参与者努力在运动测试(24]。因此,结果可能支持考虑单方面的手臂曲柄运动测试可以检测出O₂反应最大的努力。虽然还需要进一步的研究来确定更合适的协议(例如,目标节奏,增加运动强度,或目标心率)单方面的手臂曲柄运动测试,应该注意的是,目前的可行性研究是第一个显示单方面的手臂曲柄运动测试的有效性评估心肺适能在个人hemiparetic中风,因为它可以独立检测心肺功能下降患者下肢运动障碍的严重程度的中风。

单方面的手臂曲柄和腿周期运动测试,没有显著差异在每分通气量峰值中风和对照组之间的运动,虽然O₂在高峰运动显著降低中风组比对照组。此外,通风的氧气和二氧化碳,氧气和end-tidal分数在高峰锻炼,中风组明显高于对照组。因此,通气效率可能会破坏在hemiparetic中风患者单方面手臂曲柄和腿部循环运动测试。此外,Sisante et al。33)报道,亚急性中风患者通气效率较低时使用一个伏卧步进心肺运动试验进行。单方面的手臂曲柄运动测试还提供了有用的信息对通气效率以及恶化在hemiparetic中风患者的心肺功能。

这项研究有一些局限性。首先,它包括一个相对比较小的样本的个人与亚急性中风;因此,泛化的结果应谨慎。第二,规范值心肺适能评估使用单边手臂曲柄运动测试仍不明朗。建立标准变量测量值和最小可检测的变化在单边手臂曲柄运动试验在健康成年人和中风患者是必要的。最后,先前的研究表明,一个全身伏卧步进运动试验(33- - - - - -35),nonparetic腿循环运动测试(36,37[],robotics-assisted倾斜运动检测28,38)可能有助于评估心肺适能在个人hemiparetic中风。在未来的研究中,评价的优点单方面手臂曲柄运动测试对这些运动测试评估hemiparetic中风患者心肺适能是必要的。

5。结论

这项研究表明,单边臂曲柄运动测试可以检测hemiparetic中风患者心肺功能恶化。测试也可以评估心肺适能独立于下肢运动障碍的严重程度与hemiparetic个人中风。因此,单方面的手臂曲柄运动对评估心肺功能测试可能是有用的在个人hemiparetic中风。

信息披露

提出了手稿的一部分作为一个抽象的国会2016年亚洲联盟物理治疗。资金来源没有参与研究设计、收集、分析和解释数据,写报告的,决定提交出版的文章。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。作者阅读和批准提交的手稿。

确认

作者感谢Tatsuki佐、RPT Kotoe木下光男,RPT, Seigo Inoue, RPT在东京湾康复医院的帮助和支持。这项工作是支持jsp KAKENHI批准号JP16J07949 Kazuaki Oyake和资助基金为年轻科学家补助金(B) (15 k16370) Tomofumi山口。

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