Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Cancer Research

Måling af motoraspektet af kræftrelateret træthed ved hjælp af et håndholdt dynamometer

Published: February 20, 2020 doi: 10.3791/60814

Summary

Der blev udviklet enkle og tilgængelige metoder til at måle det motoriske aspekt af kræftrelateret træthed objektivt og kvantitativt. Vi beskriver i detaljer måder at administrere den fysiske træthed test ved hjælp af en simpel håndgreb enhed samt metoder til at beregne træthed indekser.

Abstract

Kræftrelateret træthed (CRF) rapporteres almindeligvis af patienter både under og efter at have modtaget behandling for kræft. De nuværende CRF-diagnoser er afhængige af selvrapporterende spørgeskemaer, som kan rapporteres og tilbagekaldes. Objektive målinger ved hjælp af et håndholdt dynamometer eller håndgrebsudstyr er i de seneste undersøgelser blevet påvist, at de er korrelerer betydeligt med subjektive selvrapporterede træthedsscorer. Men variationer af både håndgreb træthed test og træthed indeks beregninger findes i litteraturen. Manglen på standardiserede metoder begrænser udnyttelsen af håndgreb træthed test i de kliniske og forskning indstillinger. I denne undersøgelse, vi giver detaljerede metoder til administration af den fysiske træthed test og beregning af træthed indeks. Disse metoder bør supplere eksisterende selvrapporterede træthedsspørgeskemaer og hjælpe klinikere med at vurdere træthedssymptomsværhedsgraden på en objektiv og kvantitativ måde.

Introduction

Kræft-relateret træthed (CRF) er en udbredt og invaliderende symptom, der er rapporteret af op til 80% af kræftpatienter1. National Comprehensive Cancer Network (NCCN) definerer CRF som en vedvarende følelse af fysisk, følelsesmæssig og kognitiv udmattelse1. CrF's vigtigste differentierende egenskaber er den manglende proportionalitet med den seneste aktivitet og CRF 's manglende evne til at blive fritaget ved hvile1. Som følge heraf påvirker CRF i alvorlig grad patienternes deltagelse i daglige aktiviteter og deres sundhedsrelaterede livskvalitet1.

Den nuværende vurdering af CRF bygger primært på selvrapporterende spørgeskemaer2. Som følge heraf er symptomsværhedsgraden, som måles ved hjælp af selvrapporter, underlagt tilbagekaldelseog rapportering af skævheder og kan påvirkes af det specifikke spørgeskema og cutoff-scorer, der anvendes til at vurdere CRF3. Som en flerdimensional konstruktion har crf's fysiske dimension vist sig at korrelere med daglige aktivitetsændringer og et behov for dagtimerne4, mens CRF's indflydelse på den fysiske funktion er mindre udforsket. Til denne dato, CRF forbliver en underdiagnosticeret og underbehandlet symptom uden veldefinerede underliggende mekanisme eller behandlingsmulighed1. For bedre at forstå denne invaliderende tilstand er der et stigende behov for at måle CRF og dens dimensioner objektivt og kvantitativt.

Fysisk træthed henviser til manglende evne til at opretholde den krævede kraft under vedvarende kontraktilaktivitet5. Den efterfølgende kompromitterede daglige funktion som følge af ikke at være i stand til at udføre daglige opgaver (f.eks transporterer købmand poser, løft og holde et objekt) i høj grad påvirker sundhedsrelaterede livskvalitet, især hos ældre voksne, og bidrager til fremtidige skader6,7. Forskellige værktøjer er udviklet til at kvantificere fysisk svækkelse, herunder fysiske ydeevne test, såsom 6 min gang test (6MWT) og sit-to-stand test (STS), samt bærbare fysisk aktivitet skærme, såsom actigraphy enheder og fitness trackers8,9,10. Fysiske præstationstest såsom 6MWT og STS er nemme at administrere og kræver ikke specialudstyr10. Pålideligheden og succesen af sådanne test kræver imidlertid klinikeruddannelse og logistiske krav såsom en 30 m korridor10. Bærbare aktivitetsmonitorer giver mulighed for automatiseret dataindsamling og overvågning af længdesymptomer11. Disse aktivitetsskærme skal dog ofte bæres i flere dage, og patientoverholdelse kan være et problem11. Desuden kan den store mængde data, der indsamles ved hjælp af aktivitetsmonitorer, være udfordrende at behandle, hvilket gør det vanskeligt at udlede klinisk meningsfulde oplysninger11.

Det håndholdte dynamometer eller instrumentet håndgrebsenhed med computerassisteret dataindsamling er et bærbart apparat, der måler grebsstyrke. Håndholdt dynamometri er blevet brugt til at teste motorisk træthed og svækkelse i sygdomsforhold, der typisk involverer motorsystemet, herunder motoriske neuroner og muskelproblemer12. Det seneste arbejde har vist en sammenhæng mellem selvrapporterede subjektive CRF-scorer og motorisk træthed målt ved hjælp af en statisk udmattelsestest13. Håndgreb træthed test er særligt velegnet til klinisk brug på grund af deres pålidelighed og tid effektivitet, kræver et par minutter til at fuldføre14,15. Endvidere kan håndgrebsudmattelsestest forprogrammeres, hvilket sikrer datareproducerbarhed7. Administration af håndgrebstesten kræver minimal træning fra testadministratorens side og kan nemt implementeres i kliniske omgivelser i betragtning af en standardiseret protokol. Brug af selvrapporterede træthedsspørgeskemaer i forbindelse med håndgrebstræthedstesten bør give yderligere værktøjer, som klinikere kan screene, overvåge og håndtere træthedssymptomer hos kræftpatienter.

Manglen på standardiserede konsensusmetoder har begrænset vedtagelsen af håndgreb træthed test i klinikkerne 16. I dette nuværende arbejde skitserer vi tre forskellige metoder til at bruge det håndholdte dynamometer til objektivt at kvantificere motorisk træthed. Nytten af hver metode bør testes i hver kræftpopulation for at sikre, at den nøjagtigt skelner mellem trætte og ikke-trætte forsøgspersoner. Vi skitserer også metoder til beregning af udmattelsesindekset for hver håndgrebstræthedstest. Målet med dette arbejde er at give en omfattende værktøjskasse til at supplere selvrapporterede spørgeskemaer og standardisere CRF fysisk ydeevne måling præcist og objektivt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Den nuværende undersøgelse (NCT00852111) blev godkendt af Institutional Review Board (IRB) fra National Institutes of Health (NIH). Deltagere indskrevet i denne undersøgelse var 18 år eller ældre, diagnosticeret med ikke-metastatisk prostatakræft med eller uden forudgående prostatektomi, og planlagt til at modtage ekstern strålebehandling på Radiation Oncology Clinic af NIH Clinical Center. Potentielle deltagere blev udelukket, hvis de havde en progressiv sygdom, der kunne forårsage betydelig træthed, havde psykiatrisk sygdom inden for de seneste fem år, havde ukorrigeret hypothyroidism eller anæmi, eller havde en anden malignitet. Personer, der brugte beroligende midler, steroider, eller ikke-steroide anti-inflammatoriske midler blev også udelukket. Alle deltagere blev rekrutteret på Magnuson Clinical Research Center på NIH. Underskrevet skriftliginformeret samtykke blev indhentet forud for undersøgelsens deltagelse.

1. Håndgreb forberedelse og prøvning position

  1. I et roligt rum, oprette en stol med armlæn.
  2. Tænd for det håndholdte dynamometer.
    1. Softwaren vil bede kalibrering af dynamometeret. Sørg for, at enheden hviler på en flad overflade under kalibreringen.
  3. Placer motivet i opretstående stilling med fødderne i fuld kontakt med gulv og hofter så langt tilbage som stolen støtter.
    1. Sørg for, at motivets hofte- og knævinkler er tæt på 90°, og skuldrene er i neutral bortførelse/beundring og roteret neutralt. Sørg for, at motivets albue bøjes ved 90°, og håndleddet understøttes ikke, som anbefalet af American Society of Hand Therapists handbook17.
  4. Når dynamometeret er kalibreret, skal motivet gribe fat i dynamometeret, hvor rygfinnerne vender fremad.
    1. Juster grebspositionen til motivets håndstørrelse, og registrer den7.
    2. Bevar den samme håndgrebstestposition til alle efterfølgende test.
    3. Forud for hver test, give standardiserede scripts og bede emner til at udføre en mock forsøg på at demonstrere forståelse af instruktionerne.
    4. Informere de emner, ubehag er normalt, men testene kan afbrydes i nærvær af uventet svær stamme / smerte.
    5. Stop testen, hvis patienten rapporterer alvorligt ubehag, eller i tilfælde af uventede omstændigheder.
    6. Sørg for en 2 min hvileperiode mellem forsøg for at gøre det muligt for musklen at inddrive18.

2. Maksimal frivillig isometrisk sammentrækning (MVIC) test

  1. Giv emner med standardiserede instruktioner. For eksempel, "i testen, vil du klemme så hårdt som du kan for 5 s, begyndende med din ikke-dominerende hånd. Denne test vil blive udført tre gange for hver hånd. For hver test, vil jeg tælle ned 3, 2, 1 ... GO. Klem enheden på GO så hårdt som muligt."
  2. På "Go" skal du starte programmet ved at klikke på GO-knappen.
  3. Gentag MVIC-testen i alt tre gange med en pause på 30 s mellem forsøgene.
  4. Gennemsnittet for hver hånd fra de tre forsøg maksimale kraft er MVIC19.

3. Maksimal kraft statisk træthedtest

  1. Instruks emner til at udøve fuld indsats for at opnå maksimal sammentrækning under den statiske træthedstest.
  2. På "Go" skal du starte programmet ved at klikke på GO-knappen. Brug standardiseret opmuntring script såsom klemme hårdt gentagne gange, indtil testen slutter.
  3. Fortsæt den statiske udmattelsestest i 35 s, så der kan opnås op til 5 s for at opnå Fmax (maksimal håndgrebsstyrke).
  4. Statisk træthedsindeks (SFI)12,20,21
    1. Beregn SFI ved hjælp af følgende ligning:
      Equation 1
    2. BeregnAUC-pladsen ved at beregne forsøgsområdet under kurven fra det tidspunkt, hvor Fmax blev opnået (Tmax)til 30 s efter Tmax.
    3. Beregn den hypotetiske AUC (AUChypotetisk)i mangel af træthed ved at gange Fmax med 30 s.
      BEMÆRK: Højere SFI-værdier indikerer øget afvigelse fra den forventede værdi og dermed højere træthed.
    4. Beregn SFI version 2 som forholdet mellem den maksimale kraft i løbet af de sidste 5 s (Fmax 25-30s)til den maksimale kraft i de første 5 sekunder (Fmax 0-5s)ved hjælp af ligningen:
      Equation 2
      BEMÆRK: Højere værdier for SFI indikerer højere træthed.

4. Statisk udmattelsesprøvning med sub maksimal kraft

  1. Angiv værdien af 50 % af MVIC for deltagerens ikke-dominerende hånd ved at tegne en vandret streg på en gennemsigtighedsoverlejring af skærmen.
  2. Tegn en anden linje på overlejringen i en anden farve for at angive et 10 % fald i målværdien.
  3. Sørg for, at deltageren nemt kan se skærmen og 50% MVIC linje.
  4. Instruer emnet for at opretholde en målværdi på 50 % af MVIC så længe som muligt.
  5. Tæl ned. På "Go" skal du starte programmet ved at klikke på GO-knappen.
  6. Stop testen, når styrken falder med 10 % af målværdien for mere end 5 s som angivet med den anden linje om gennemsigtigheden.
  7. Beregn det samlede udførte arbejde7 som kraft-versus-tid-området under kurven i den periode, hvor målkraften (T50% MVIC) opretholdes:
    Samlet arbejde = AUC under T50% MVIC
    BEMÆRK: Udholdenhed kan måles som tid til opgaveafslutning22. Højere værdier for det samlede arbejde indikerer lavere træthed.

5. Dynamisk udmattelsestest

  1. Instruks emner til at udføre en maksimal klemme hvert sekund i en varighed af 30 s. Brug en metronom til at give rytme vejledning20.
  2. Start metronom, som er sat til 1 bip per sekund.
  3. Start nedtællingen. På "Go" skal du starte testen ved at klikke på GO-knappen. Sørg for, at nedtællingen svarer til metronomets hastighed.
  4. Informer deltageren, når du passerer halvvejs, og når der er 5 s tilbage.
  5. Stop test efter 30 s er afsluttet.
  6. Dynamisk udmattelsesindeks
    1. Beregn Dynamic Fatigue Index20 ved hjælp af den maksimale kraft (Fmax)af de sidste 5 s og Fmax af de første 5 s.
      Equation 4
      BEMÆRK: Højere værdier for det dynamiske træthedsindeks (DFI) indikerer højere træthed.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Repræsentativ kraft (kg) i forhold til tid (r) spor er vist i figur 1. Under den statiske træthedstest når forsøgspersonerne typisk maksimal styrke (Fmax)inden for 2-3 s23. Selvrapporteret træthed hos forsøgspersoner blev målt ud fra tidligere undersøgelser3. Fraværet af Fmax (±10% MVIC) inden for 3 s indikerer utilstrækkelig indsats23. For at forhindre dette spørgsmål bør der gives verbal opmuntring. Begge forsøgspersoner, der rapporterede træthed (sort linje), og ingen træthed (grå linje) nåede Fmax inden for 5 s, og kraften faldt gradvist i løbet af den statiske træthedstest (figur 1A). Under den submaximal træthed test, emner er instrueret om at nå og vedligeholde 50% af den tidligere bestemte MVIC og er forsynet med visuel vejledning under testen. Når 50% MVIC blev nået, både ikke-trætte og trætte emner opretholdt stabil kraft output i en længere periode (figur 1B). Til den dynamiske udmattelsestest blev forsøgspersonerne instrueret i at udøve maksimal kraft ved 1 sammentrækning/s. Både de ikke-trætte og trætte forsøgspersoner opretholdt en stabil ydelse indtil testens afslutning (figur 1C). Forsøgspersoner rapporterer typisk de højeste sværhedsgrader under den statiske udmattelsestest, mens både den submaximale udmattelsestest og den dynamiske udmattelsestest var veltolereret.

Beregninger af udmattelsesindeks er illustreret i figur 2. Statisk træthedsindeks (SFI) version 1 (figur 2A) repræsenterer forskellen mellem den faktiske kraft, der genereres (AUC-ekst) og den hypotetiske tilstand i mangel af træthed (Fmax ganget med 30 s). Da forskellige emner når Fmax på forskellige tidspunkter, denne metode finder det tidspunkt, hvor Fmax er opnået (Tmax)og tager kun hensyn til den kraft genereret fra Tmax til 30'erne bagefter. En alternativ statisk beregning af statisk træthedsindeks vises i figur 2B. Denne metode repræsenterer faldet i kraft fra de første 5 s af testen (Fmax 0-5s)til de sidste 5 s af testen (Fmax 25-30s). Højere værdier for begge statiske træthedsindeks er højere niveauer af træthed. Ydeevnen på den submaximale udmattelsestest evalueres ved hjælp af totalt arbejde, der beregnes som den kumulative kraft, der genereres (AUC) i målintervallet ved 50 % MVIC (Figur 2C). Højere værdier for det samlede arbejde repræsenterer lavere træthed. Den dynamiske træthed indeks repræsenterer faldet i intermitterende kontraktile kraft fra de første 5 s (Fmax 0-5s)til de sidste 5 s (Fmax 25-30s)(Figur 2D). Højere værdier af det dynamiske træthedsindeks repræsenterer højere niveauer af træthed.

Ved hjælp af de samme statiske udmattelsestestkraft-versus-time-spor (vist i figur 1)fandt vi ud af, at statisk beregning af træthedsindeks version 1 resulterede i en bedre dissociation mellem ikke-trætte (SFI = 26,65 %) og trætte (SFI = 29,14%) forsøgspersoner (figur 3A). I modsætning hertil, mens statisk træthed indeks version 2 også opdaget forskelle mellem ikke-trætte (SFI = 33,56%) og trætte (SFI = 35,02%) forsøgspersoner var forskellen mellem de to grupper mindre sammenlignet med statisk træthedsindeks version 1 (figur 3B). Ved hjælp af den submaximale træthedstest udviste det ikke-trætte motiv højere udholdenhed (69,75 s) og det samlede arbejde udført på et målniveau på 50% MVIC (1.244,45 kg·s) sammenlignet med det trætte emne både med hensyn til udholdenhed (67,36 s) og det samlede udførte arbejde (931,252 kg·s) (figur 3C). Det dynamiske træthedsindeks fangede også forskellen mellem ikke-trætte (SFI = 10,94 %) og trætte (SFI = 13,84%) (Figur 3D). Vi har dog observeret forskelle i forsøgspersoners evne til at holde sig til en ensartet rytme, selv når den styres med et metronom, som indfører variation i den samlede kraft, der udøves under hver intermitterende sammentrækning.

Figure 1
Figur 1: Prøvekraft-tid spor. Repræsentative spor af (A) statisk udmattelsesprøve,b) submaximal træthedstest, og (C)dynamisk træthedstest afbildes som kraft (kg) i forhold til tidsdiagrammer. Ikke-træthed emne spor er vist i grå, træthed emne spor er vist i sort. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Illustrationer af beregninger af udmattelsesindeks. (A) Statisk beregning af udmattelsesindeks version 1. (B) Statisk beregning af udmattelsesindeks version 2. C) Submaximal træthed test samlede arbejde beregning. (D) Dynamisk beregning af kalkulationsindeks. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Repræsentative data indsamlet ved hjælp af metoder, der er beskrevet i protokollen. (A) Statisk beregning af udmattelsesindeks version 1. (B) Statisk beregning af udmattelsesindeks version 2. C) Submaximal træthed test samlede arbejde beregning. (D) Dynamisk beregning af kalkulationsindeks. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her tilbyder vi tre forskellige metoder til måling af CRF's fysiske dimension. Motortræthedstest ved hjælp af håndholdte dynamometre er enkle og let tilpasselige til klinisk brug. Da mange variationer af testen findes i litteraturen, vores mål var at give standardiserede metoder til at administrere disse tests og mindske behovet for omfattende in-person træninger for klinikere.

Selv om de træthedstest, der er skitseret i denne undersøgelse, viser god test-retest pålidelighed7,20, vil overholdelse af denne protokol sikre datareproducerbarhed. Et kritisk og ofte overset trin under testforberedelse er at gøre det muligt for håndgrebsenheden at kalibrere på en flad overflade. Dette trin opretter en faktisk oprindelig aflæsning. Selvom maksimal styrke ikke er en nøjagtig indikator for det fysiske aspekt af CRF13, vil opnåelseaf den sande MVIC-værdi i høj grad øge datafortolkningen. Det bruges til at afgøre , om motorsvaghed er til stede via normative datasammenligninger24. Nøjagtige MVIC-værdier sikrer også, at den statiske udmattelsestest er en faktisk maksimal præstationstest, der letter normative sammenligninger for udmattelsesindeks. Motortræthedstest er særligt nyttige i kliniske omgivelser, hvor den statiske udmattelsestest kan anvendes som screeningsværktøj ud over at foretage langsgående sammenligninger. Vi anbefaler, at Fmax inspiceres og være inden for 10% af MVIC for at sikre den maksimale statiske træthed test ikke bliver en de facto submaximal test. I overensstemmelse med tidligere undersøgelser konstaterede vi, at verbal opmuntring under håndgrebstræthedstest er nødvendig for at opnå reproducerbare data og et godtF-maks (± 10 % af MVIC)25,26. Fastholdelse af maksimal sammentrækning, især under den statiske træthedstest, kræver koncentration og motivation. I mangel af verbal opmuntring, emner til tider undlader at opnå den sande maksimal sammentrækning i løbet af de første 5 s eller under hele testen, som indfører variation i statisk træthed indeks (SFI) beregninger. I forbindelse med dette punkt, en standard script bør anvendes, når de giver instruktioner før testen og under verbal opmuntring, i overensstemmelse med tidligere undersøgelser25,26.

SFI version 1 (figur 2A) repræsenterer forskellen mellem kurverne for den faktiske kraft-versus-tid og den hypotetiske kraft-versus-tid i mangel af træthed. Der er udviklet flere variationer af beregningerne i tidligere undersøgelser20. Da forsøgspersonerne typisk når maksimal kraft inden for de første 5 s, kan følgende ændringer anvendes til at beregne det faktiske areal under kurven (AUC-ekst): (1) AUC fra 5 til 30 s af testen, 2) hele testens varighed fra 0-30 s og 3) det samlede AUC, fra når Fmax opnås (Tmax)til 30 s efter at12,20. Det tidsinterval , der anvendes til at beregne AUC-expt-værdien, anvendes derefter til at bestemme tidsintervallet for beregning af det hypotetiske AUC (AUChypotetiske) i mangel af træthed, som typisk beregnes som Fmax ganget med den tidsvarighed , der anvendes til at udlede AUC-expt . Det er vores erfaring, CRF korrelerer betydeligt med SFI beregnet ved hjælp af den metode, der er beskrevet i figur 2A13. I betragtning af variabiliteten af den tid, der er nødvendig for at nå Fmax især hos ældre patienter med kræft, SFI version 1 beskrevet i de metoder afsnit giver den mest følsomme foranstaltning til at fange den fysiske dimension af CRF uden tab af data, der viser tidlig trættende, som ville forekomme med at se kun på AUC fra 5-30 s13.

SFI-beregningsversion 2 (figur 2B) repræsenterer faldet i maksimal kraft, der genereres fra testens begyndelse til testens afslutning. Beregningsmetoden er meget enklere end SFI version 1 og giver en hurtig måde at vurdere niveauet af træthed. Men statisk træthed indeks beregning version 2 udstillet lav test-retest pålidelighed med en interclass korrelationskoefficient (ICC) på 0,46-0,77, mens statisk træthed indeks version 1 viste højere test-retest pålidelighed på 0,71-0,96 i multipel sklerose (MS) patienter21. Dette er i overensstemmelse med vores konstatering af, at kun statisk træthed test og SFI beregning version 1 korreleret betydeligt med selvrapporterede træthed hos patienter med prostatakræft13. Interessant, SFI version 1 udstillet lavere test-retest pålidelighed (ICC på 0,18-0,52) i sunde kontroller i forhold til deres MS kolleger21. Derfor anbefaler vi at bruge SFI beregning version 1 til måling af fysisk træthed hos patienter med kræft. SFI version 2 kan anvendes til at give et hurtigt skøn over træthedniveauer under testen.

Den submaximale træthedstest består af enten vedvarende (statiske) eller gentagne (dynamiske) sammentrækninger til en målværdi på 30-75% af MVIC. Mens denne test ikke typisk bruges til at beregne motorfedtigabilitet, vi medtaget denne metode i den nuværende protokol, fordi det ofte bruges til at fremkalde træthed under samtidige vurderinger såsom narkotika behandling effekter, blod biomarkør analyse, elektromyografi, og funktionelle magnetisk resonans imaging (fMRI)27,28,29. Submaximal træthed test forårsage mindre ubehag i forskningsemner30. Disse tests også bedre omtrentlige typiske daglige opgaver såsom greb og transporterer dagligvarer. Desuden kan den submaximale træthedstest være mere følsom over for yderligere behandlingsinducerede virkninger31. Ydeevnen på den submaximale udmattelsestest kan måles som det samlede udførte arbejde (figur 2C), hvilket har vist god testtestreproducerbarhed7. Alternativt, tid til opgave fiasko, eller udholdenhed, er også blevet brugt til at kvantificere submaximal træthed test ydeevne22.

Dynamiske udmattelsestest består af periodiske gentagne maksimale sammentrækninger, normalt ved en fast rytme styret med en metronom7. Det dynamiske udmattelsesindeks (DFI) beregnes som faldet i maksimal kraft fra begyndelsen til slutningen af testen (figur 2D). DFI beregning, der er beskrevet i metoderne tager hensyn til den maksimale kraft (Fmax)genereret i løbet af første og sidste 3 sammentrækninger. Denne metode kan ændres for at tage hensyn til Fmax i de første 5 s (0-5s) og de sidste 5 s (25-30 s)20. Svarende til den submaximal træthed test, den dynamiske træthed test forårsager mindre ubehag og har god test-retest pålideligitet7. Den dynamiske træthedstest viste imidlertid ikke tilstrækkelig diskriminerende kraft i undersøgelser, der sammenlignede trætte forsøgspersoner (f.eks. postpolio, multipel sklerose) og sunde kontroller20.

Motor træthed målt ved hjælp af håndgreb enhed kan stamme fra enten nedsat drev fra den faldende brusende motoriske neuroner, eller nedsat kontraktile mekanismer inden muskelfibre5. Interessant, submaximal sammentrækninger kan være mere påvirket af den motoriske cortex, mens maksimal træthed test kan have en større muskuløs komponent32. Dette kan være relateret til den langvarige iskæmi forårsaget af højt intramuskulært tryk (>50% MVIC) og nedsat blodgennemstrømning til muskelvæv29,33. Kontraktile kræfter målt ved hjælp af håndholdte dynamometre involverer adductor pollicis indeholder fremherskende Type 1 fibre, samt underarm flexor digitorium muskler består af både type I og II fibre34. På grund af den meget oxidative karakter af type I fibre, maksimal statisk træthed test er mere tilbøjelige til muskel iskæmi og glykolyse-induceret træthed35. Da submaximal træthed test og dynamiske / intermitterende tests giver mulighed for muskelfiber opsving, de kan være mere nyttige til vurdering af fysisk træthed med en central oprindelse33. Fremtidige undersøgelser, der har til formål at isolere bidrag fra motoriske neuroner versus muskulære komponenter kan også omfatte transkraniel magnetisk stimulation af den motoriske cortex anvendes i forbindelse med elektromyogram optagelser36.

En begrænsning af den nuværende protokol er, at manglen på en veletableret normativ værdi for kræftpopulationen ved hjælp af disse fysiske træthedstest. Tidligere undersøgelser har målt fysisk træthed ved hjælp af håndgreb enhed i populationer tilbøjelige til at udvikle fysisk træthed såsom polio og aldring20,23. Sådanne normative værdier er endnu ikke fastlagt i kræft træthed forskning ved hjælp af standardiserede metoder. Desuden kan variabler som håndstørrelse, den håndholdte dynamometertype, tilstedeværelsen af skridsikre handsker eller ringe, hånddominans, køn, alder og baseline fitness påvirke håndgrebstest. Den uundgåelige heterogenitet af kliniske populationer kan begrænse generaliserbarheden af undersøgelsesresultater ved hjælp af håndgrebstesten. Derfor bør strategier til kontrol for disse potentielle confounding variabler overvejes, såsom analyse af kovarians eller MVIC data normalisering til kropsvægt. Endvidere, håndgreb test kun fanger fatiguabilitet af overekstremiteten muskelvæv, som ikke kan korrelere med underekstremiteten fedtigabilitet26. Omhyggelig datafortolkning og undgåelse af overgeneralisering er derfor berettiget, når du bruger håndgrebstesten til at måle CRF's fysiske dimension. Det kan være nyttigt at medtage yderligere ydeevne fedtigabilitet test, der involverer lavere ekstremiteter, såsom 6 min eller 10 m gåtur test, i forbindelse med handgrip fedtigabilitet test37. Endelig repræsenterer de metoder, der er beskrevet i den aktuelle undersøgelse, motorisk træthed målt på et enkelt tidspunkt. Tidligere undersøgelser har vist, at fedtigabilitet, som afspejler ændringen i træthed under en aktivitet, kan være mere nyttigt klinisk, da dette begreb indfanger patientens funktionelle status38. Fremtidige undersøgelser vil undersøge sammenhængen mellem opfattet fedtigabilitet (ændring i selvrapporterede træthedsscorer) og præstationsfedtning (ændring i håndgrebstræthedsindeks) før og efter fysiske/kognitive test37,38,39.

Det kan konkluderes, at de metoder, der er skitseret i denne protokol, giver objektive og kvantitative foranstaltninger af et invaliderende symptom og er let anvendelige i den kliniske indstilling. Det er vores erfaring, den statiske træthed test kombineret med SFI beregning version 1 er den mest følsomme metode til at fange det fysiske aspekt af træthed i kræft samt andre sygdomstilstande12,13. Ud over den statiske maksimal træthed test, vi forudsat to yderligere håndgreb test, som er mindre trættende og kan være bedre tolereres i alvorligt nedsat patientpopulationer. Variabler som alder, køn, sygdom og baseline fitnessniveau kan alle påvirke fysiske udmattelsesmålinger ved hjælp af håndgrebsenheden. Den specifikke metode, der anvendes, bør skræddersys til hver sygdomspopulation.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Denne undersøgelse er fuldt understøttet af Division of Intramural Research af National Institute of Nursing Research of the NIH, Bethesda, Maryland.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Quantitative Muscle Assessment application (QMA) Aeverl Medical QMA 4.6 Data acquisition software. NOTE: other brands/models can be used as long as the software records force over time.
QMA distribution box Aeverl Medical DSTBX Software distribution box which connects the handgrip to the software.
Baseline hand dynamometer with analog output Aeverl Medical BHG Instrumented handgrip device with computer assisted data acquisition. NOTE: other brands/models can be used as long as the instrument measures force over time

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Berger, A. M., et al. Cancer-Related Fatigue, Version 2.2015. Journal of the National Comprehensive Cancer Network : JNCCN. 13 (8), 1012-1039 (2015).
  2. Campos, M. P. O., Hassan, B. J., Riechelmann, R., Del Giglio, A. Cancer-related fatigue: a practical review. Annals of Oncology. 22 (6), 1273-1279 (2011).
  3. Feng, L. R., Dickinson, K., Kline, N., Saligan, L. N. Different phenotyping approaches lead to dissimilar biologic profiles in men with chronic fatigue following radiation therapy. Journal of Pain and Symptom Management. 52 (6), 832-840 (2016).
  4. Minton, O., Stone, P. C. A comparison of cognitive function, sleep and activity levels in disease-free breast cancer patients with or without cancer-related fatigue syndrome. BMJ Supportive & Palliative Care. 2, 231-238 (2012).
  5. Wan, J. J., Qin, Z., Wang, P. Y., Sun, Y., Liu, X. Muscle fatigue: general understanding and treatment. Experimental & Molecular Medicine. 49 (10), 384 (2017).
  6. Bautmans, I., Gorus, E., Njemini, R., Mets, T. Handgrip performance in relation to self-perceived fatigue, physical functioning and circulating IL-6 in elderly persons without inflammation. BMC geriatrics. 7, 5-5 (2007).
  7. Gerodimos, V., Karatrantou, K., Psychou, D., Vasilopoulou, T., Zafeiridis, A. Static and Dynamic Handgrip Strength Endurance: Test-Retest Reproducibility. The Journal of Hand Surgery. 42 (3), 175-184 (2017).
  8. van der Werf, S. P., Prins, J. B., Vercoulen, J. H. M. M., van der Meer, J. W. M., Bleijenberg, G. Identifying physical activity patterns in chronic fatigue syndrome using actigraphic assessment. Journal of Psychosomatic Research. 49 (5), 373-379 (2000).
  9. Connaughton, J., Patman, S., Pardoe, C. Are there associations among physical activity, fatigue, sleep quality and pain in people with mental illness? A pilot study. Journal of Psychiatric and Mental Health Nursing. 21 (8), 738-745 (2014).
  10. Gurses, H. N., Zeren, M., Denizoglu Kulli, H., Durgut, E. The relationship of sit-to-stand tests with 6-minute walk test in healthy young adults. Medicine. 97 (1), 9489 (2018).
  11. Beg, M. S., Gupta, A., Stewart, T., Rethorst, C. D. Promise of Wearable Physical Activity Monitors in Oncology Practice. Journal of Oncology Practice. 13 (2), 82-89 (2017).
  12. Severijns, D., Lamers, I., Kerkhofs, L., Feys, P. Hand grip fatigability in persons with multiple sclerosis according to hand dominance and disease progression. Journal of Rehabilitation Medicine. 47 (2), 154-160 (2015).
  13. Feng, L. R., et al. Cognitive and motor aspects of cancer-related fatigue. Cancer Medicine. 8 (13), 5840-5849 (2019).
  14. Bohannon, R. W. Hand-Grip Dynamometry Predicts Future Outcomes in Aging Adults. Journal of Geriatric Physical Therapy. 31 (1), 3-10 (2008).
  15. Reuter, S. E., Massy-Westropp, N., Evans, A. M. Reliability and validity of indices of hand-grip strength and endurance. Australian Occupational Therapy Journal. 58 (2), 82-87 (2011).
  16. Roberts, H. C., et al. A review of the measurement of grip strength in clinical and epidemiological studies: towards a standardised approach. Age and Ageing. 40 (4), 423-429 (2011).
  17. American Society of Hand Therapists. Clinical Assessment Recommendations. 2nd edn. , (1992).
  18. Bhuanantanondh, P., Nanta, P., Mekhora, K. Determining Sincerity of Effort Based on Grip Strength Test in Three Wrist Positions. Safety and Health at Work. 9 (1), 59-62 (2018).
  19. van Meeteren, J., van Rijn, R. M., Selles, R. W., Roebroeck, M. E., Stam, H. J. Grip strength parameters and functional activities in young adults with unilateral cerebral palsy compared with healthy subjects. Journal of Rehabilitation Medicine. 39 (8), 598-604 (2007).
  20. Meldrum, D., Cahalane, E., Conroy, R., Guthrie, R., Hardiman, O. Quantitative assessment of motor fatigue: normative values and comparison with prior-polio patients. Amyotrophic Lateral Sclerosis. 8 (3), 170-176 (2007).
  21. Schwid, S. R., et al. Quantitative assessment of motor fatigue and strength in MS. Neurology. 53, 743-743 (1999).
  22. Hunter, S. K., Critchlow, A., Shin, I. S., Enoka, R. M. Men are more fatigable than strength-matched women when performing intermittent submaximal contractions. Journal of Applied Physiology. 96 (6), 2125-2132 (2004).
  23. Karatrantou, K. Dynamic Handgrip Strength Endurance: A Reliable Measurement in Older Women. Journal of Geriatric Physical Therapy. 42 (3), 51-56 (2019).
  24. The National Isometric Muscle Strength Database. Muscular weakness assessment: Use of normal isometric strength data. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 77 (12), 1251-1255 (1996).
  25. Desrosiers, J., Bravo, G., Hébert, R. Isometric grip endurance of healthy elderly men and women. Archives of Gerontology and Geriatrics. 24 (1), 75-85 (1997).
  26. White, C., Dixon, K., Samuel, D., Stokes, M. Handgrip and quadriceps muscle endurance testing in young adults. SpringerPlus. 2 (1), 451 (2013).
  27. Trajano, G., Pinho, C., Costa, P., Oliveira, C. Static stretching increases muscle fatigue during submaximal sustained isometric contractions. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 55 (1-2), 43-50 (2015).
  28. Liu, J. Z., et al. Human Brain Activation During Sustained and Intermittent Submaximal Fatigue Muscle Contractions: An fMRI Study. Journal of Neurophysiology. 90 (1), 300-312 (2003).
  29. Demura, S., Yamaji, S. Influence of grip types and intensities on force-decreasing curves and physiological responses during sustained muscle contractions. Sport Sciences for Health. 3 (1), 33-40 (2008).
  30. Matuszczak, Y., et al. Effects of N-acetylcysteine on glutathione oxidation and fatigue during handgrip exercise. Muscle & Nerve. 32 (5), 633-638 (2005).
  31. Medved, I., et al. N-acetylcysteine infusion alters blood redox status but not time to fatigue during intense exercise in humans. Journal of Applied Physiology. 94 (4), 1572-1582 (2003).
  32. Löscher, W. N., Cresswell, A. G., Thorstensson, A. Excitatory drive to the alpha-motoneuron pool during a fatiguing submaximal contraction in man. The Journal of Physiology. 491 (1), 271-280 (1996).
  33. Taylor, J. L., Allen, G. M., Butler, J. E., Gandevia, S. C. Supraspinal fatigue during intermittent maximal voluntary contractions of the human elbow flexors. Journal of Applied Physiology. 89 (1), 305-313 (2000).
  34. Fulco, C. S., et al. Slower fatigue and faster recovery of the adductor pollicis muscle in women matched for strength with men. Acta Physiologica Scandinavica. 167 (3), 233-239 (1999).
  35. Gonzales, J. U., Scheuermann, B. W. Absence of gender differences in the fatigability of the forearm muscles during intermittent isometric handgrip exercise. Journal of Sports Science & Medicine. 6 (1), 98-105 (2007).
  36. Liepert, J., Mingers, D., Heesen, C., Bäumer, T., Weiller, C. Motor cortex excitability and fatigue in multiple sclerosis: a transcranial magnetic stimulation study. Multiple Sclerosis Journal. 11 (3), 316-321 (2005).
  37. Kim, J., Yim, J. Effects of an Exercise Protocol for Improving Handgrip Strength and Walking Speed on Cognitive Function in Patients with Chronic Stroke. Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research. 23, 5402-5409 (2017).
  38. Schnelle, J. F., et al. et al Evaluation of Two Fatigability Severity Measures in Elderly Adults. Journal of the American Geriatrics Society. 60 (8), 1527-1533 (2012).
  39. Enoka, R. M., Duchateau, J. Translating Fatigue to Human Performance. Medicine and science in sports and exercise. 48 (11), 2228-2238 (2016).

Tags

Cancer Research træthed prostatakræft motorisk træthed fysisk træthed muskeltræthed håndholdt dynamometri håndgreb statisk træthed statisk træthed indeks
Måling af motoraspektet af kræftrelateret træthed ved hjælp af et håndholdt dynamometer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Feng, L. R., Regan, J., Shrader, J., More

Feng, L. R., Regan, J., Shrader, J., Liwang, J., Alshawi, S., Joseph, J., Ross, A., Saligan, L. Measuring the Motor Aspect of Cancer-Related Fatigue using a Handheld Dynamometer. J. Vis. Exp. (156), e60814, doi:10.3791/60814 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter