Pomiar motorycznego aspektu zmęczenia związanego z rakiem za pomocą ręcznego dynamometru

Podsumowanie

Opracowano proste i dostępne metody, aby obiektywnie i ilościowo zmierzyć motoryczny aspekt zmęczenia związanego z rakiem. Szczegółowo opisujemy sposoby przeprowadzania testu zmęczenia fizycznego za pomocą prostego urządzenia do trzymania za rękę, a także metody obliczania wskaźników zmęczenia.

Streszczenie

Zmęczenie związane z rakiem (CRF) jest często zgłaszane przez pacjentów zarówno w trakcie, jak i po leczeniu raka. Obecne diagnozy CRF opierają się na kwestionariuszach samoopisowych, które podlegają błędom systematycznym związanym z raportowaniem i przypominaniem. W ostatnich badaniach wykazano, że obiektywne pomiary za pomocą ręcznego dynamometru lub urządzenia do trzymania w ręku istotnie korelują z subiektywnymi wynikami zmęczenia zgłaszanymi przez samych siebie. W literaturze istnieją jednak różnice zarówno w teście zmęczeniowym uchwytu, jak i w obliczeniach wskaźnika zmęczenia. Brak ustandaryzowanych metod ogranicza wykorzystanie testu zmęczenia dłoni w warunkach klinicznych i badawczych. W tym opracowaniu przedstawiamy szczegółowe metody przeprowadzania testu zmęczenia fizycznego i obliczania wskaźnika zmęczenia. Metody te powinny uzupełniać istniejące kwestionariusze zmęczenia zgłaszane przez samych pacjentów i pomóc klinicystom w ocenie nasilenia objawów zmęczenia w sposób obiektywny i ilościowy.

Wprowadzenie

Zmęczenie związane z rakiem (CRF) jest powszechnym i wyniszczającym objawem, który zgłasza do 80% pacjentów z rakiem¹. National Comprehensive Cancer Network (NCCN) definiuje CRF jako uporczywe poczucie wyczerpania fizycznego, emocjonalnego i poznawczego¹. Głównymi cechami odróżniającymi CRF są nieproporcjonalność do niedawnej aktywności oraz niezdolność CRF do odciążenia przez rest¹. W rezultacie, CRF ma poważny wpływ na udział pacjentów w codziennych czynnościach i jakość ich życia związaną ze zdrowiem¹.

Obecna ocena CRF opiera się głównie na kwestionariuszach samoopisowych². W rezultacie, nasilenie objawów, które jest mierzone za pomocą samoopisów, podlega błędom zapamiętania i raportowania, a wpływ na nie może mieć konkretny kwestionariusz i punkty odcięcia używane do oceny CRF³. Wykazano, że fizyczny wymiar CRF jako konstrukt wielowymiarowy koreluje ze zmianami codziennej aktywności i potrzebą drzemek w ciągu dnia⁴, podczas gdy wpływ CRF na funkcjonowanie fizyczne jest mniej zbadany. Do dnia dzisiejszego CRF pozostaje niedostatecznie zdiagnozowanym i niedostatecznie leczonym objawem, bez dobrze zdefiniowanego mechanizmu leżącego u podstaw lub opcji leczenia¹. Aby lepiej zrozumieć ten wyniszczający stan, istnieje coraz większa potrzeba obiektywnego i ilościowego pomiaru CRF i jego wymiarów.

Zmęczenie fizyczne odnosi się do niezdolności do utrzymania wymaganej siły podczas długotrwałej aktywności skurczowej⁵. Późniejsze pogorszenie codziennego funkcjonowania w wyniku niemożności wykonywania codziennych zadań (np. noszenia toreb z zakupami, podnoszenia i trzymania przedmiotów) ma ogromny wpływ na jakość życia związaną ze zdrowiem, zwłaszcza u osób starszych, i przyczynia się do przyszłych urazów^6,7. Opracowano różne narzędzia do ilościowego określania upośledzenia fizycznego, w tym testy sprawności fizycznej, takie jak test 6-minutowego marszu (6MWT) i test z pozycji siedzącej na stojąco (STS), a także monitory aktywności fizycznej do noszenia, takie jak urządzenia do aktygrafii i monitory fitness^8,9,10. Testy sprawności fizycznej, takie jak 6MWT i STS, są łatwe do przeprowadzenia i nie wymagają specjalnego sprzętu¹⁰. Jednak wiarygodność i powodzenie takich testów wymaga przeszkolenia klinicystów i wymagań logistycznych, takich jak 30-metrowy korytarz¹⁰. Monitory aktywności do noszenia na ciele pozwalają na automatyczne gromadzenie danych i monitorowanie objawów w trendzie podłużnym¹¹. Jednak te monitory aktywności często muszą być noszone przez wiele dni, a przestrzeganie zaleceń przez pacjenta może stanowić problem¹¹. Ponadto duża ilość danych zebranych za pomocą monitorów aktywności może być trudna do przetworzenia, co utrudnia uzyskanie klinicznie istotnych informacji¹¹.

Ręczny dynamometr, czyli oprzyrządowane urządzenie do chwytania z komputerowo wspomaganą akwizycją danych, to przenośne urządzenie, które mierzy siłę chwytu. Ręczna dynamometria została wykorzystana do badania zmęczenia motorycznego i upośledzenia w stanach chorobowych, które zwykle obejmują układ ruchowy, w tym neurony ruchowe i problemy mięśniowe¹². Ostatnie prace wykazały związek między subiektywnymi wynikami CRF zgłaszanymi przez samych siebie a zmęczeniem motorycznym mierzonym za pomocą testu zmęczenia statycznego uchwytu dłoni¹³. Testy zmęczenia uchwytu są szczególnie przydatne do użytku klinicznego ze względu na ich niezawodność i oszczędność czasu, a ich ukończenie wymaga kilku minut^14,15. Co więcej, testy zmęczenia uchwytu można wstępnie zaprogramować, co zapewnia odtwarzalność danych⁷. Przeprowadzenie testu uścisku dłoni wymaga minimalnego przeszkolenia ze strony administratora testu i może być łatwo wdrożone w warunkach klinicznych, biorąc pod uwagę ustandaryzowany protokół. Korzystanie z kwestionariuszy zmęczenia zgłaszanych przez samych pacjentów w połączeniu z testem zmęczenia dłoni powinno zapewnić klinicystom dodatkowe narzędzia do badań przesiewowych, monitorowania i radzenia sobie z objawami zmęczenia u pacjentów z rakiem.

Brak ustandaryzowanych metod konsensusu ograniczył przyjęcie testu zmęczenia uchwytu w klinikach¹⁶. W niniejszej pracy przedstawiamy trzy różne metody wykorzystania ręcznego dynamometru do obiektywnego określenia zmęczenia motorycznego. Użyteczność każdej metody powinna być testowana w każdej populacji nowotworowej, aby upewnić się, że dokładnie rozróżnia osoby zmęczone i niezmęczone. Przedstawiamy również metody obliczania wskaźnika zmęczenia dla każdego testu zmęczenia uchwytu. Celem tej pracy jest dostarczenie kompleksowego zestawu narzędzi do uzupełnienia kwestionariuszy zgłaszanych przez samych użytkowników oraz dokładna i obiektywna standaryzacja pomiaru sprawności fizycznej CRF.

Protokół

Niniejsze badanie (NCT085211) zostało zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję Recenzencką (IRB) Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH). Do badania włączono uczestników w wieku 18 lat lub starszych, z diagnozą nieprzerzutowego raka prostaty, z przeprowadzoną lub bez wcześniejszej prostatektomii, których zaplanowano poddać zewnętrznej radioterapii wiązką w Klinice Onkologii Radiacyjnej Centrum Klinicznego NIH. Potencjalnych uczestników wykluczono, jeśli cierpieli na postępującą chorobę mogącą powodować znaczne zmęczenie, chorobę psychiatryczną w ciągu ostatnich pięciu lat, nieleczoną niedoczynność tarczycy lub anemię, bądź drugi nowotwór złośliwy. Wykluczono również osoby stosujące środki uspokajające, steroidy lub niesteroidowe leki przeciwzapalne. Wszyscy uczestnicy zostali zrekrutowani w Centrum Badań Klinicznych Magnuson w NIH. Przed przystąpieniem do badania uzyskano podpisane, pisemne zgody świadomej informacji.

1. Przygotowanie dynamometru i pozycja do testu

1. W cichym pomieszczeniu przygotuj krzesło z podłokietnikami.
2. Włącz dynamometr ręczny.
   1. Oprogramowanie poprosi o skalibrowanie dynamometru. Upewnij się, że urządzenie spoczywa na płaskiej powierzchni podczas kalibracji.
3. Osadź badanego w pozycji wyprostowanej, tak aby stopy w pełni stykały się z podłogą, a biodra były wysunięte tak daleko w tył, jak pozwala na to oparcie krzesła.
   1. Upewnij się, że kąty w biodrach i kolanach badanego wynoszą około 90°, a barki znajdują się w neutralnej pozycji odwodzenia/przywodzenia i są neutralnie zrotowane. Upewnij się, że łokieć badanego jest zgięty pod kątem 90°, a nadgarstek nie jest podparty, zgodnie z zaleceniami podręcznika American Society of Hand Therapists¹⁷.
4. Po skalibrowaniu dynamometru poleć badanemu chwycenie urządzenia w taki sposób, aby grzbiety paliczków środkowych były skierowane do przodu.
   1. Dostosuj pozycję chwytu do wielkości dłoni badanego i zanotuj ją⁷.
   2. Zachowaj tę samą pozycję testowania siły chwytu podczas wszystkich kolejnych prób.
   3. Przed każdym testem przedstaw ustandaryzowane instrukcje i poproś badanych o wykonanie próby pozorowanej w celu wykazania zrozumienia poleceń.
   4. Poinformuj badanych, że dyskomfort jest zjawiskiem normalnym, jednak testy można przerwać w przypadku wystąpienia nieoczekiwanie silnego napięcia lub bólu.
   5. Przerwij test, jeśli pacjent zgłosi silny dyskomfort lub w przypadku wystąpienia nieprzewidzianych okoliczności.
   6. Zapewnij 2 min przerwy między próbami, aby umożliwić regenerację mięśnia¹⁸.

2. Test maksymalnego dobrowolnego skurczu izometrycznego (MVIC)

1. Przekaż badanym zestandaryzowane instrukcje. Na przykład: „podczas testu należy ścisnąć urządzenie tak mocno, jak to możliwe, przez 5 s, zaczynając od ręki niedominującej. Test zostanie przeprowadzony trzykrotnie dla każdej ręki. Przed każdym próbą odliczę 3, 2, 1... START. Ściśnij urządzenie w momencie START tak mocno, jak potrafisz”.
2. W momencie START uruchom program, klikając przycisk GO.
3. Powtórz test MVIC łącznie trzy razy, zachowując 30 s przerwy między próbami.
4. Średnia z maksymalnej siły uzyskanej w trzech próbach dla każdej ręki stanowi wartość MVIC¹⁹.

3. Statyczny test zmęczeniowy maksymalnej siły

1. Poleć badanym wywieranie maksymalnego wysiłku w celu osiągnięcia pełnego skurczu podczas testu zmęczenia statycznego.
2. Po kliknięciu „Go” uruchom program, klikając w GO przycisk. Należy użyć ustandaryzowanego skryptu zachęty, takiego jak mocno ścisnąć wielokrotnie aż do zakończenia testu.
3. Kontynuuj próbę zmęczenia statycznego przez 35 s, aby zapewnić do 5 s na osiągnięcie wartości F_maks. (maksymalna siła uścisku dłoni).
4. Wskaźnik zmęczenia statycznego (SFI)^12,20,21
   1. Obliczyć SFI, korzystając z następującego równania:
      
   2. Oblicz AUC_eksperyment poprzez obliczenie eksperymentalnej powierzchni pod krzywą od momentu, w którym F_maksymalny osiągnięto (T_maksymalny) do 30 s po T_maksymalny.
   3. Oblicz hipotetyczną powierzchnię pod krzywą (AUC_hipotetyczny) w przypadku braku zmęczenia poprzez pomnożenie F_maksymalny o 30 s.
      UWAGA: Wyższe wartości SFI wskazują na większe odchylenie od wartości oczekiwanej, a tym samym na większe zmęczenie.
   4. Oblicz SFI w wersji 2 jako stosunek maksymalnej siły w ciągu ostatnich 5 s (F_{maks. 25–30 s}) do maksymalnej siły w pierwszych 5 sekundach (F_{maks. 0–5 s}) korzystając z równania:
      
      UWAGA: Wyższe wartości SFI wskazują na większe zmęczenie.

4. Statyczna próba zmęczeniowa przy sile poniżej maksymalnej

1. Wyznacz wartość odpowiadającą 50% MVIC niedominującej ręki uczestnika, rysując poziomą linię na przezroczystej nakładce ekranu.
2. Narysuj na nakładce drugą linię w innym kolorze, aby zaznaczyć 10-procentowy spadek wartości docelowej.
3. Należy upewnić się, że uczestnik widzi ekran oraz linię 50% MVIC.
4. Poleć badanej osobie utrzymanie wartości docelowej wynoszącej 50% MVIC przez jak najdłuższy czas.
5. Odliczanie. Na hasło „Start” uruchom program, klikając w GO przycisk
6. Przerwij test, gdy siła spadnie o 10% wartości docelowej na więcej niż 5 s, co zostanie wskazane przez drugą linię na folii.
7. Oblicz całkowitą wykonaną pracę⁷ jako pole pod krzywą siła–czas w przedziale czasowym, w którym siła docelowa (T_{50% maksymalnej dobrowolnej skurczu izometrycznego (MVIC)}) jest utrzymywany:
   Całkowita praca = AUC podczas T_{50% MVIC}
   UWAGA: Wytrzymałość można mierzyć jako czas do ukończenia zadania²²Wyższe wartości całkowitej pracy wskazują na mniejsze zmęczenie.

5. Dynamiczna próba zmęczeniowa

1. Poleć badanym maksymalny skurcz co sekundę przez 30 s. Użyj metronomu w celu nadania rytmu.²⁰.
2. Uruchom metronom ustawiony na 1 sygnał na sekundę.
3. Rozpocznij odliczanie. Po słowach „Start” rozpocznij test, klikając w GO przycisk. Należy upewnić się, że odliczanie jest zgodne z tempem metronomu.
4. Poinformuj uczestnika o osiągnięciu połowy czasu trwania oraz o pozostałych 5 s.
5. Zatrzymaj test po upływie 30 s.
6. Dynamiczny indeks zmęczeniowy
   1. Oblicz dynamiczny wskaźnik zmęczeniowy²⁰ stosując maksymalną siłę (F_maksymalny) z ostatnich 5 s oraz F_maksymalny z pierwszych 5 s.
      
      UWAGA: Wyższe wartości dynamicznego wskaźnika zmęczenia (DFI) wskazują na większe zmęczenie.

Wyniki

Reprezentatywne przebiegi siły (kg) w funkcji czasu (s) przedstawiono na Rysunku 1. Podczas testu zmęczenia statycznego badani zazwyczaj osiągają maksymalną siłę (F_max) w ciągu 2–3 s²³. Subiektywne odczucie zmęczenia u badanych mierzono w oparciu o wcześniejsze badania³. Brak osiągnięcia F_max (±10% MVIC) w ciągu 3 s wskazuje na niewystarczający wysiłek²³. Aby zapobiec temu problemowi, należy stosowa...

Dyskusja

W tym miejscu przedstawiamy trzy różne metody pomiaru fizycznego wymiaru CRF. Testy zmęczenia silnika przy użyciu ręcznych dynamometrów są proste i łatwe do dostosowania do użytku klinicznego. Ponieważ w literaturze istnieje wiele odmian testu, naszym celem było zapewnienie ustandaryzowanych metod przeprowadzania tych testów i zmniejszenie potrzeby obszernych szkoleń osobistych dla klinicystów.

Chociaż testy zmęczeniowe przedstawione w tym badaniu wykazują dobrą wiarygodność test-retest

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Aplikacja do ilościowej oceny mięśni (QMA)	Aeverl Medical	QMA 4.6	. UWAGA: inne marki/modele mogą być używane, o ile zapisy oprogramowania wymuszają z upływem czasu.
Skrzynka rozdzielcza QMA	Aeverl Medical	DSTBX	, która łączy uchwyt z oprogramowaniem.
Podstawowa dynamometr ręczny z wyjściem analogowym	Aeverl Medical	BHG	Oprzyrządowane urządzenie do chwytania dłoni z komputerowo wspomaganą akwizycją danych. UWAGA: inne marki/modele mogą być używane, o ile przyrząd mierzy siłę w czasie

Oprogramowanie do akwizycji danych Skrzynka rozdzielcza oprogramowania