$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Volgens de Verklaring van Helsinki werd het studieprotocol goedgekeurd door de Ethische Institutionele Beoordelingscommissie van het Derde Volksziekenhuis van de provincie Fujian (#2020KS-5-1) en geregistreerd op de website van het Chinese Klinische Proefregister op 18 november 2020 (identificatienummer ChiCTR2000041115). Alle deelnemers leverden schriftelijke formulieren voor geïnformeerde toestemming om deel te nemen aan het onderzoek.
Deelnemers
Hier werden 29 deelnemers met knieartrose en 21 deelnemers met knieartrose en verhoogd risico op hart- en vaatziekten gerekruteerd uit het Derde Volksziekenhuis van de provincie Fujian en omliggende gemeenschappen. De inclusiecriteria voor de knie-OA-groep waren een klinische diagnose volgens de 2019 Diagnose en Behandeling van Artrose25, unilaterale of bilaterale Kellgren/Lawrence (K/L) graad ≥2, leeftijd 50-65 jaar, en laag of geen CVD-risico zoals gedefinieerd door de Voorspelling voor Atherosclerose Cardiovasculaire Ziekterisico in China (China-PAR)26. De groep met knie-OA met verhoogd CVD-risico had dezelfde leeftijd en knie-artrose-symptomen als de knie-OA-groep, maar had gemiddeld of hoog CVD-risico volgens China-PAR. Deelnemers in beide groepen werden uitgesloten als ze ernstige rugpijn, andere pijn in de onderste ledematen, reumatoïde artritis, fracturen, neurologische systeempathologie, een medische geschiedenis van hart- en vaatziekte en/of longziekte hadden.
Dataverzameling
Deze studie beoordeelde de lichamelijke activiteit, longfunctie, cardiopulmonale fitheid en spieractiviteit van de proefpersonen door gebruik te maken van de langlopende International Physical Activity Questionnaire (IPAQ)27, de longfunctietest, de cardiopulmonale inspanningstest en de oppervlakte-elektromyografie (sEMG; Figuur 1).
Beoordeling van lichamelijke activiteit
De dagelijkse activiteitsniveaus van de deelnemers werden beoordeeld met behulp van de Chinese versie van de Long Form International Physical Activity Questionnaire (IPAQ; waarbij de geldigheid en betrouwbaarheid van de Chinese versie van de International Physical Activity Questionnaire, long form (IPAQ-LC)27, werd onderzocht in een interviewvorm. Deze studie verzamelde en analyseerde gegevens over lichamelijke activiteit tijdens vrije tijd, huishoudelijk en tuinieren (tuin), werkgerelateerde en vervoersgerelateerde activiteiten in de afgelopen maand met behulp van de IPAQ. De scores werden gerapporteerd in metabolisch equivalent (MET)-min/week, die werden berekend door het aantal min per week aan uitgevoerde activiteiten te vermenigvuldigen met hun respectievelijke MET-waarden. Tot slot werden de scores ingedeeld in wandelen, gematigd, krachtig en totale lichamelijke activiteit. Gevallen werden uitgesloten van de analyse als reacties over tijd of frequentie werden gerapporteerd als 'niet weten', weigerden te antwoorden of ontbraken.
Longfunctietest
Voorafgaand aan de test voerden we een instrumentkalibratie uit. De kalibratie omvatte omgevingsvoorbereiding, volumekalibratie en kalibratie van flow/volumesensoren. Deelnemers kregen de instructie om twee uur voor het experiment geen eten te eten.
Er werd een neusclip aangebracht om exclusieve mondluchtstroom te garanderen. Het proefpersoon verzegelde vervolgens zijn lippen rond het mondstuk om lekkage te voorkomen. Gedurende de hele manoeuvre werd sterke verbale aanmoediging gegeven om maximale inspanning te genereren. Proefpersonen werden gecoacht door ervaren ademhalingstherapeuten volgens de richtlijnen van de American Thoracic Society over het Pulmonary Function Test System (230 V, 50/60 Hz, 508 VA, IP20). De spirometrie omvatte metingen van geforceerde vitale capaciteit (FVC), geforceerd uitademingsvolume in 1 s (FEV1), geforceerd uitademingsvolume in 1 s/geforceerde vitale capaciteit (FEV1/FVC) en maximale vrijwillige ventilatie (MVV). Elk subject genereerde minstens drie technisch acceptabele manoeuvres. Een scherpe uitademing is vereist voor FVC- en FEV1-metingen , en uitademing moet minstens 6 seconden duren, met minder dan 5% variatie tussen herhaalde manoeuvres. Tijdens de MVV-test wordt de proefpersoon opgedragen om de diepste en snelst mogelijke ademhalingsmanoeuvres uit te voeren gedurende 12 seconden. De beste testresultaten werden door de technicus gekozen als degenen met de hoogste FVC, FEV1, MVV-waarden en de beste debietvolumecurves.
Cardiopulmonale inspanningstest
Na minimaal 5 minuten de longfunctietest uit te voeren, werden een 12-kanaals elektrocardiograaf (ECG), een geautomatiseerde manchet, een ademhalingsmasker en een zuurstoffotometer bevestigd om de hartslag, elektrocardiograaf, bloeddruk, gasuitwisseling en zuurstofsaturatie te monitoren.
Deelnemers ondergingen een incrementele maximale CPET met behulp van de loopband en het aangepaste Bruce-protocol (zie Tabel 1). De basiswaarden van cardiopulmonale gegevens werden beoordeeld tijdens een rustperiode van 3 minuten terwijl ik in de stoel zat; Daarna werd een warming-up van 3 minuten uitgevoerd op een loopband met een snelheid van 2,7 km/u en nul helling. Na de warming-up werd de intensiteit van de inspanning elke 3 minuten verhoogd volgens het Modified Bruce-protocol, met opeenvolgende fasen als volgt: 2,7 km/u bij 0% helling, 2,7 km/u bij 5% helling, 2,7 km/u bij 10% helling, 4,0 km/u bij 12% helling, 5,4 km/u bij 14% helling, en 6,7 km/u bij 16% helling, gericht op het bereiken van een maximale inspanning. Het vasthouden aan de leuningen van de loopband werd ontmoedigd; Sommige patiënten hadden echter de handleuningen nodig om hun evenwicht te bewaren.
De hele test werd gecontroleerd door professionele cardiologen. Tijdens de rustfase werd de bloeddruk (BP) één keer gemeten en continu gemonitord met een 12-afleidings ECG, hartslag (HR) en oxyhemoglobinesaturatie. Tijdens de inspanningsfase werden ECG, hartslag en oxyhemoglobinesaturatie continu gemonitord, en werden de bloeddruk, symptomen en vermoeidheidsniveau elke 3 minuten gecontroleerd. De lichaamsbeweging werd gestopt wanneer deelnemers de maximale hartslag bereikten, of de zuurstofopname niet steeg terwijl de inspanningsbelasting toenam, of de waargenomen score (beoordelingen van waargenomen inspanning (RPE) van de Borg (6-20)28) hoger was dan 17. Tijdens het herstel werden ECG, hartslag en oxyhemoglobinesaturatie continu gemonitord, en werd de bloeddruk elke 2 minuten gemeten. De test werd voortijdig gestopt vanwege symptomen zoals aanzienlijke kortademigheid, borstvernauwing of duizeligheid, progressieve ventrikelectopie > 3 slagen, nieuwe boezemfibrilleren, aanhoudende daling van de systolische bloeddruk > 20 mmHg ten opzichte van het vorige stadium, of depressie van het ST-segment van meer dan 5 mm.
Het testpersoneel was bedreven in noodprocedures, met essentiële apparatuur (waaronder een defibrillator, zuurstof en ademhalingsmaskers) en medicijnen (bijv. adrenaline, atropine, lidocaïne, nitroglycerine en glucose) ter plaatse. In elk kritieke geval werd de test onmiddellijk beëindigd. Het beheer hield in het behouden van open luchtwegen, het toedienen van zuurstof en het tot stand brengen van intraveneuze toegang. Vervolgde reanimatie en farmacologische interventies volgden Advanced Cardiac Life Support (ACLS)-protocollen, gelijktijdig met de activering van het noodhulpteam voor patiëntoverdracht.
Adem-voor-ademmetingen werden uitgevoerd van zuurstofopname (VO2), kooldioxide-uitstoot (VCO2), minutenventilatie (VE), partiële druk van eindgetijde zuurstof (PETO2) en kooldioxide (PETCO2). De hartslag (HR) werd met intervallen van 1 seconde gemeten. De hoogste waarde in de laatste 60 seconden van beweging werd gedefinieerd als VO2 piek, VCO2 piek, VEpiek, hartslagpiek en de piek van zuurstofpuls (VO2 / HRpiek), PETO2 piek, PETCO2 piek. De anaerobe drempel (AT) werd gedefinieerd door de aangepaste V-helling benadering29. De hartslagreserve (HRR) werd gedefinieerd als 220 - a -Hartslag Max tijdens de inspanningsfase, waarbij een a staat voor leeftijd en de maximale hartslag.
sEMG-signalen van de onderste ledematen tijdens trapbeklimmen
Voorafgaand aan het plaatsen van elektroden droegen deelnemers uniform aangeschafte Anta-sportschoenen en voerden ze vijf traponderhandelingsproeven uit. Deze proeven werden uitgevoerd met een zelfgekozen dagelijkse loopsnelheid en zonder gebruik van een leuning. Elke trede was vastgezet op een breedte van 100 cm, een hoogte van 20 cm en een diepte van 30 cm. De snelheden van trapbeklimming en daling werden geregistreerd door infraroodtijdsystemen die zowel bij de eerste als de bovenste trede waren geplaatst. Het gemiddelde ±10% van de snelheden over de vijf traponderhandelingsproeven werd gedefinieerd als de normale snelheid. Officiële proeven met snelheden die afweken van de normale snelheid werden uitgesloten van de latere analyse.
De huid boven de doelspieren wordt vervolgens voorbereid door te scheren, lichte schuring met fijn schuurpapier en reiniging met 70% alcohol om de impedantie te verminderen en optimaal contact te garanderen. Na huidvoorbereiding werden oppervlakte-EMG-elektroden op de doelspierbuiken geplaatst. De studie gebruikte een draadloos sEMG-systeem om spieractiviteiten te meten tijdens de houdingsfase bij een bemonsteringsfrequentie van 2000 Hz. Hechte voorgegelde Ag/AgCl-elektroden (10 mm vaste afstand tussen elektroden) werden bilateraal geplaatst op de tibialis anterior (TA), mediale kop van de gastrocnemius musculus (MG), biceps femoris (BF), rectus femoris (RF), vastus medialis vastus (VM), vastus lateralis (VL), gluteus maximus (GMAX) en gluteus medius (GMED) spieren (zie Tabel 2). Deelnemers voerden vervolgens maximale vrijwillige isometrische contractie (MVIC) uit voor elke onderzochte spier, die werd gebruikt in amplitudenormalisatietests (zie Tabel 3). Deelnemers kregen de instructie om de testactie met maximale inspanning uit te voeren gedurende 4-5 seconden. Gedurende elke proef werd er sterke verbale aanmoediging gegeven. Deze procedure werd 3 keer herhaald met een rustinterval van 2 minuten tussen de proeven om vermoeidheid te voorkomen. Na de MVIC-test werden de deelnemers gevraagd vijf succesvolle proeven van trapklim en -daling op normale snelheid uit te voeren. De sEMG-gegevens tijdens de houdingsfase werden geselecteerd in de derde en vierde trede van de aangepaste achtstaps-laboratoriumtrap.
De sEMG-signalen van de stancefase van traptaken en MVIC werden verwerkt in de Visual3D-software. De ruwe data werden eerst banddoorlaatgefilterd (20-450 Hz), full-wave gelijkgerigt, gladgestoomd met een 50 ms root mean square (RMS) venster, en tenslotte laagdoorlaatgefilterd op 6 Hz om een lineaire envelope te creëren. De stancefase werd geïdentificeerd aan de hand van de verticale grondreactiekracht (>10 N drempel). De lineaire envelope voor elke standfase werd tijdgenormaliseerd tot 101 punten en amplitude-genormaliseerd naar de overeenkomstige maximale waarde van MVIC. Ten slotte werd de RMS van elke genormaliseerde sEMG-data tijdens de houdingsfase berekend om de omvang van de spieractiviteit weer te geven. De analyse richtte zich op de meer symptomatische knie bij proefpersonen van de twee groepen. Als de symptomen van beide knieën vergelijkbaar waren, werden gegevens geselecteerd voor het technologie-dominante ledemaat.
Statistische analyse
Alle statistische analyses zijn uitgevoerd met behulp van SPSS Statistics 25.0. Alle variabelen werden gepresenteerd als gemiddelde ±standaarddeviatie. De Shapiro-Wilk-test werd gebruikt om de normaliteit van alle kwantitatieve variabelen te testen. Het verschil in normaal verdeelde variabelen van twee onafhankelijke steekproeven in demografie, cardiopulmonale functieparameters en RMS werd beoordeeld met behulp van onafhankelijke steekproeven t-tests; het verschil in scheve verdelingsvariabelen werd beoordeeld met behulp van de Kruskal-Wallis-test. De IPAQ-scores en verschillen in K/L-cijfers werden beoordeeld met behulp van de Kruskal-Wallis-test. De chi-kwadraattest werd gebruikt om het verschil in geslacht te vergelijken. Correlaties tussen verschillende en krachtige parameters van cardiopulmonale functie (piek van zuurstofopname (VO2-piek), maximale vrijwillige ventilatie (MVV) en RMS (biceps femoris (BF)) in knie-OA met CVD-risicogroep werden vastgesteld met behulp van Spearman-correlaties.