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方法論記事

ハンドヘルドダイナモメーターを用いた癌関連疲労の運動面の測定

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DOI：

10.3791/60814

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2020年2月20日

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1National Institute of Nursing Research, National Institutes of Health, 2Clinical Center Rehabilitation Medicine, National Institutes of Health

この記事について

サマリー

がんに関連する疲労の運動面を客観的かつ定量的に測定するシンプルでアクセス可能な方法を開発しました。単純なハンドグリップ装置を用いた物理的疲労試験の管理方法と疲労指数の計算方法について詳しく説明します。

要約

癌関連疲労(CRF)は、癌の治療を受けた患者と治療後の両方で一般的に報告される。現在のCRF診断は、バイアスの報告とリコールの対象となる自己申告アンケートに依存しています。ハンドヘルドダイナモメーター(ハンドグリップデバイス)を用いた客観的測定は、最近の研究で主観的な自己報告疲労スコアと有意に相関することが示されている。しかし、ハンドグリップ疲労試験と疲労指数計算の両方のバリエーションが文献に存在する。標準化された方法の欠如は臨床および研究の設定の握りグリップ疲労テストの利用を制限する。本研究では,身体疲労試験の管理と疲労指数の計算に関する詳細な方法を提供する.これらの方法は、既存の自己報告疲労アンケートを補完し、臨床医が客観的かつ定量的な方法で疲労症状の重症度を評価するのに役立つ必要があります。

概要

がん関連疲労(CRF)は、癌患者の80%までによって報告される一般的で衰弱性の症状である1.全米総合がんネットワーク(NCCN)は、CRFを身体的、感情的、認知的疲労の永続的な感覚として定義します。CRFの主な差別化特性は、最近の活動との不均衡性と、CRFが休息1によって緩和されることのできないことである。その結果、CRFは日々の活動への患者の参加と健康関連の生活の質に深刻な影響を与えます。

CRFの現在の評価は、主に自己報告アンケート2に依存しています。その結果、自己申告を用いて測定される症状の重症度は、リコールおよび報告バイアスの影響を受け、CRF3を評価するために使用される特定のアンケートおよびカットオフスコアの影響を受ける可能性がある。多次元構造として、CRFの物理的な次元は、日々の活動変化および昼間の昼寝4の必要性と相関することが示されているが、CRFが身体機能に及ぼす影響はあまり探求されていない。この日まで、CRFは、明確に定義された根本的なメカニズムまたは治療オプション1を持たない未診断および未治療の症状のままである。この衰弱状態をよりよく理解するために、CRFとその寸法を客観的かつ定量的に測定する必要性が高まっています。

身体疲労とは、持続的収縮活動5の間に必要な力を維持することができないことである。その後の日々の機能が損なわれ、食料品袋の持ち上げ、物の持ち上げ、持ち上げなどの日常的な作業が行われなかった結果として機能が損なわれ、特に高齢者の健康関連の生活の質に大きく影響し、将来の怪我6,7に寄与する。6分歩行テスト(6MWT)や座り台テスト(STS)などの身体障害を定量化するツールや、アクチグラフィー装置やフィットネストラッカー8、9、10などのウェアラブル身体活動モニターを定量化するツールが開発されています。6MWTやSTSなどの物理性能試験は管理が容易で、特別な装置10は必要ありません。しかし、このようなテストの信頼性と成功には、30 m コリドー10などの臨床医のトレーニングと物流要件が必要です。ウェアラブルアクティビティモニタは、自動データ収集と縦症状監視11を可能にします。ただし、これらのアクティビティ モニタは、多くの場合、数日間着用する必要があり、患者のコンプライアンスは問題11になる可能性があります。また、活動モニタを使用して収集される大量のデータは処理が困難であり、臨床的に意味のある情報11を得るのが困難である。

ハンドヘルドダイナモメータ、またはコンピュータ支援データ取得を備えたハンドグリップ装置は、グリップ強度を測定するポータブル装置です。ハンドヘルドダイナモメトリーは、運動ニューロンおよび筋肉の問題を含む運動システムを典型的に伴う疾患状態における運動疲労および障害を試験するために使用されてきた。最近の研究は、ハンドグリップ静的疲労試験13を用いて測定された自己報告主観的CRFスコアと運動疲労との関連を実証した。ハンドグリップ疲労試験は、その信頼性と時間効率のために臨床使用のために特に適しており、14、15を完了するために数分を必要とする。さらに、ハンドグリップ疲労試験は事前にプログラムすることができ、データ再現性7を保証する。ハンドグリップテストの管理は、テスト管理者側の最小限のトレーニングを必要とし、標準化されたプロトコルを与えられた臨床設定で簡単に実装することができます。自己申告された疲労アンケートをハンドグリップ疲労テストと組み合わせて使用すると、臨床医ががん患者の疲労症状をスクリーニング、監視、管理するための追加ツールを提供する必要があります。

標準化されたコンセンサス法の欠如は、診療所16でのハンドグリップ疲労試験の採用を制限している。今回の研究では、手持ち型ダイナモメータを使用してモータの疲労を客観的に定量する3つの異なる方法を概説します。各方法の有用性は、疲労した被験者と疲労していない被験者を正確に区別するために、各癌集団で試験されるべきである。また、各ハンドグリップ疲労試験の疲労指数を計算する方法の概要も示します。この研究の目的は、自己申告したアンケートを補完し、CRFの物理的性能測定を正確かつ客観的に標準化するための包括的なツールキットを提供することです。

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プロトコル

現在の研究(NCT00852111)は、国立衛生研究所(NIH)の機関審査委員会(IRB)によって承認されました。この研究に登録された参加者は18歳以上で、前立腺切除術の有無にかかわらず非転移性前立腺癌と診断され、NIH臨床放射線科クリニックで外部放射線療法を受ける予定でした。センター。潜在的な参加者は、重大な疲労を引き起こす可能性のある進行性疾患を有する場合、過去5年以内に精神疾患を有していた場合、甲状腺機能低下症または貧血を矯正していない、または第二の悪性度を有する場合に除外された。鎮静剤を使用した個人, ステロイド, または非ステロイド性抗炎症剤も除外されました。.すべての参加者は、NIHのマグナソン臨床研究センターで募集されました。署名された書面によるインフォームド・コンセントは、研究参加前に得られました。

1. ハンドグリップの準備とテスト位置

  1. 静かな部屋で、アームレスト付きの椅子を設置してください。
  2. ハンドヘルドダイナモメーターをオンにします。
    1. ソフトウェアは、ダイナモメーターのキャリブレーションを促します。キャリブレーション中にデバイスが平らな面に置かれていることを確認します。
  3. 椅子が支える限り、床と腰に完全に接触して足で直立した位置に被写体を座らします。
    1. 被験者の股関節と膝の角度が90°に近く、肩が中立の拉致/誘導で、中立的に回転していることを確認してください。被写体の肘が90°で屈曲し、手首がサポートされていないことを確認してください。
  4. ダイナモメーターを較正した後、後面の中間ファランジュを前方に向けて、ダイナモメーターを把握するように被験者に指示する。
    1. 被験者の手のサイズに合わせてグリップ位置を調整し、それを記録7 .
    2. 後続のすべてのテストで同じハンドグリップテスト位置を維持します。
    3. 各テストに先立ち、標準化されたスクリプトを提供し、指示を理解するために模擬試みを行うよう被験者に依頼します。
    4. 不快感は正常ですが、試験は予想外に重度の緊張/痛みの存在下で中止することができることを被験者に知らせます。
    5. 患者によって重度の不快感が報告された場合、または予期しない状況が発生した場合は、テストを中止してください。
    6. 筋肉が18を回復できるように、試験の間に2分の休息期間を確保する。

2. 最大自主的な等角収縮(MVIC)試験

  1. 標準化された指示を教える。例えば、「テストでは、非支配的な手から始めて、5 sのためにできるだけ強く絞ります。このテストは、各手に対して3回行われます。各テストについて、私は3、2、1..GOをカウントダウンします。できるだけ強くGOでデバイスを絞る。
  2. 「移動」で、GOボタンをクリックしてプログラムを起動します。
  3. MVICテストを繰り返し、試験間で30回の休息を取ります。
  4. 最大力の3つの試験から各手の平均はMVIC19である。

3. 最大力静疲労試験

  1. 静的疲労試験中に最大収縮を達成するために全力を尽くすように被験者に指示する。
  2. 「移動」で、GOボタンをクリックしてプログラムを起動します。テストが終了するまで、厳しく絞るなどの標準化された励ましスクリプトを使用します。
  3. 最大Fmax(最大ハンドグリップ強度)を達成するために最大5 sを提供するように、35 sの静的疲労試験を継続します。
  4. 静電気疲労指数(SFI)12,20,21
    1. 次の式を使用して SFI を計算します。
      figure-protocol-1
    2. Fmaxが達成された時間 (Tmax) から Tmaxの後に 30 s までの曲線下の実験領域を計算して、AUCの exptを計算します。
    3. Fmaxに 30 s を掛けて、疲労がない場合の仮説 AUC (AUC仮説) を計算します。
      注: SFI 値が高いほど、期待値からの発散が増加し、したがって疲労が高いことを示します。
    4. SFI バージョン 2 を、方程式を使用して、最初の 5 秒 (F max 0-5s) の最大力に対する最後の 5 秒 (Fmax 25-30s)の最大力の比率として計算します。
      figure-protocol-2
      注: SFI の値が高いほど疲労が高いことを示します。

4. サブ最大力静疲労試験

  1. 画面の透明度オーバーレイに水平線を描画して、参加者の非支配的な手のMVICの50%の値を示します。
  2. オーバーレイに別の色で 2 番目の線を描画して、目標値の 10% の減少を示します。
  3. 参加者が画面と50%のMVICラインを簡単に見ることができることを確認します。
  4. MVICの目標値50%をできるだけ長く維持するように被験者に指示する。
  5. カウントダウンします。「移動」で、GOボタンをクリックしてプログラムを起動します。
  6. 透明度の 2 行目で示されるように、5 秒を超える目標値の 10% の強度が低下した場合は、テストを停止します。
  7. 目標力(T50% MVIC)が持続する期間におけるカーブの下の力対時間領域として、実行された合計作業量を計算します。
    合計作業数 = T50% MVIC中の AUC
    注: 耐久性はタスク完了までの時間として測定することができます22.総作業の値が高いほど疲労が低いことを示します。

5. 動的疲労試験

  1. 30秒の間、毎秒最大の絞りを実行するように被験者に指示します。
  2. 1秒あたり1ビープ音に設定されているメトロノームを起動します。
  3. カウントダウンを開始します。「移動」で、GOボタンをクリックしてテストを開始します。カウントダウンがメトロノームのレートと一致することを確認します。
  4. 中間点を通過した場合と残り5sの参加者に通知します。
  5. 30 sが完了した後、テストを停止します。
  6. 動的疲労指数
    1. 最後の 5 s の最大力 (Fmax) と最初の 5 s の Fmaxを使用して、動的疲労指数20を計算します。
      figure-protocol-4
      注: 動的疲労指数(DFI)の値が高いほど、疲労が高いことを示します。

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結果

代表的な力(kg)と時間(s)のトレースを図1に示します。静的疲労試験の間、被験者は通常、2-3 s23以内で最大強度(Fmax)に達する。被験者の自己報告疲労は、以前の研究に基づいて測定した3.3s以内にFmax(±10%MVIC)がないことは、不十分な努力23を示す。この問題を防ぐために、口頭での励ましを提供する必要があります。疲労(黒線)と疲労なし(灰色の線)を報告する被験者はともに、5s以内でFmaxに達し、静的疲労試験の過程で力が徐々に低下した(図1A)。最大以下疲労試験中、被験者は以前に決定されたMVICの50%に達し、維持するように指示され、試験中に視覚的な指導を受ける。50%MVICに達すると、疲労でない被験者と疲労した被験者の両方が長期間にわたって安定した力の出...

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ディスカッション

ここでは、CRFの物理的寸法を測定するための3つの異なる方法を提供します。手持ち型のダイナモメーターを用いた運動疲労試験は、臨床使用に向けて簡単かつ容易に適応可能です。試験の多くのバリエーションが文献に存在するので、私たちの目標は、これらのテストを管理し、臨床医のための広範な対面トレーニングの必要性を減らすために標準化された方法を提供することでした。

本研究で概説されている疲労試験は、試験再テストの信頼性7,20に優れていることを示しているが、このプロトコルに準拠することでデータの再現性が保証される。テスト準備中に重要で見落とされがちなステップは、ハンドグリップ装置が平らな表面に較正できるようにすることです。この手順では、実際のベースラインの読み取りを確立します。最大強度はCRF13の物理的側面の正確な指標ではありませんが、真のMVIC値を得ることはデータ解釈を大幅に強化します。これは、運動の弱さがノルマデータ比較

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開示事項

著者たちは開示するものは何もない。

謝辞

この研究は、メリーランド州ベセッサダ国立看護研究所の壁内研究部門によって完全に支持されています。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
定量的筋肉評価アプリケーション(QMA)Aeverl MedicalQMA 4.6データ収集ソフトウェア。注:ソフトウェアが時間の経過とともに力を記録する限り、他のブランド/モデルを使用できます。
QMA配電ボックスAeverl MedicalDSTBXハンドグリップをソフトウェアに接続するソフトウェア配電ボックス。
アナログ出力付きベースラインハンドダイナモメーターAeverl MedicalBHGコンピュータ支援データ収集を備えた計装ハンドグリップデバイス。注:機器が時間の経過とともに力を測定する限り、他のブランド/モデルを使用できます

参考文献

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