Waiting
Login processing...

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

Cancer Research

Het meten van het motorische aspect van kankergerelateerde vermoeidheid met behulp van een handheld dynamometer

Published: February 20, 2020 doi: 10.3791/60814
Automatic Translation
1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1
1National Institute of Nursing Research, National Institutes of Health, 2Clinical Center Rehabilitation Medicine, National Institutes of Health

Summary

Eenvoudige en toegankelijke methoden werden ontwikkeld om het motorische aspect van kankergerelateerde vermoeidheid objectief en kwantitatief te meten. We beschrijven, in detail, manieren om de fysieke vermoeidheidstest toe te dienen met behulp van een eenvoudig handgreepapparaat en methoden om vermoeidheidsindexen te berekenen.

Abstract

Kankergerelateerde vermoeidheid (CRF) wordt vaak gemeld door patiënten, zowel tijdens als na behandeling voor kanker. De huidige CRF-diagnoses zijn afhankelijk van zelfrapportagevragenlijsten die onderhevig zijn aan rapport- en terugroepende vooroordelen. Objectieve metingen met behulp van een handheld dynamometer, of handgreep apparaat, zijn aangetoond in recente studies aanzienlijk correleren met subjectieve zelf-gerapporteerde vermoeidheid scores. Echter, variaties van zowel de handgreep vermoeidheid test en vermoeidheid index berekeningen bestaan in de literatuur. Het ontbreken van gestandaardiseerde methoden beperkt het gebruik van de handgreep vermoeidheidstest in de klinische en onderzoeksinstellingen. In deze studie bieden we gedetailleerde methoden voor het toedienen van de fysieke vermoeidheidstest en het berekenen van de vermoeidheidsindex. Deze methoden moeten bestaande zelfgerapporteerde vermoeidheidsvragenlijsten aanvullen en clinici helpen de ernst van vermoeidheidssymptomen op een objectieve en kwantitatieve manier te beoordelen.

Introduction

Kankergerelateerde vermoeidheid (CRF) is een overwegend en slopend symptoom dat wordt gemeld door maximaal 80% van de kankerpatiënten1. Het National Comprehensive Cancer Network (NCCN) definieert CRF als een hardnekkig gevoel van fysieke, emotionele en cognitieve uitputting1. De belangrijkste onderscheidende kenmerken van CRF zijn de disproportionaliteit met recente activiteit en het onvermogen van CRF om door rust te worden verlicht1. Als gevolg hiervan heeft CRF een ernstige invloed op de deelname van patiënten aan dagelijkse activiteiten en hun gezondheidsgerelateerde levenskwaliteit1.

De huidige beoordeling van crf is voornamelijk gebaseerd op vragenlijsten voor zelfrapportage2. Als gevolg hiervan is de ernst van de symptomen die wordt gemeten aan de hand van zelfrapporten onderhevig aan terugroepen en rapporteren van vooroordelen en kan worden beïnvloed door de specifieke vragenlijst en cutoff scores die worden gebruikt om CRF3te beoordelen . Als multidimensionale constructie is aangetoond dat de fysieke dimensie van CRF correleert met dagelijkse activiteitsveranderingen en een behoefte aan dutjes per dag4,terwijl de invloed van CRF op het fysieke functioneren minder wordt onderzocht. Tot op heden blijft CRF een ondergediagnosticeerd en onderbehandeld symptoom zonder een duidelijk onderliggend mechanisme of behandelingsoptie1. Om deze slopende aandoening beter te begrijpen, is er een toenemende behoefte om CRF en zijn afmetingen objectief en kwantitatief te meten.

Fysieke vermoeidheid verwijst naar een onvermogen om de vereiste kracht te behouden tijdens aanhoudende contractiele activiteit5. Het daaropvolgende gecompromitteerde dagelijkse functioneren als gevolg van het niet kunnen uitvoeren van dagelijkse taken (bijvoorbeeld het dragen van boodschappentassen, hijsen en vasthouden van een voorwerp) heeft een grote invloed op de gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven, vooral bij oudere volwassenen, en draagt bij aan toekomstige verwondingen6,7. Er zijn verschillende tools ontwikkeld om fysieke beperkingen te kwantificeren, waaronder fysieke prestatietests, zoals de 6 min-looptest (6MWT) en sit-to-stand test (STS), evenals draagbare fysieke activiteitsmonitoren, zoals actigrafieapparaten en fitnesstrackers8,9,10. Fysieke prestatietests zoals 6MWT en STS zijn eenvoudig te beheren en vereisen geen speciale apparatuur10. De betrouwbaarheid en het succes van dergelijke tests vereisen echter training en logistieke vereisten van artsen, zoals een corridor van 30 m10. Draagbare activiteitmonitoren zorgen voor geautomatiseerde gegevensverzameling en longitudinale symptoommonitoring11. Deze activiteitenmonitoren moeten echter vaak meerdere dagen worden gedragen en naleving van de patiënt kan een probleem zijn11. Bovendien kan de grote hoeveelheid gegevens die worden verzameld met behulp van activiteitsmonitoren een uitdaging zijn om te verwerken, waardoor het moeilijk is om klinisch zinvolle informatie af te leiden11.

De handheld dynamometer, of instrumented handgreep apparaat met computer-ondersteunde data-acquisitie, is een draagbaar apparaat dat grip sterkte meet. Handheld dynamometrie is gebruikt om motorische vermoeidheid en stoornissen te testen in ziekteomstandigheden die meestal betrekking hebben op het motorsysteem, waaronder motorneuronen en spierproblemen12. Recent werk heeft aangetoond dat er een verband bestaat tussen zelfgerapporteerde subjectieve CRF-scores en motorische vermoeidheid die wordt gemeten met behulp van een handgreepstatische vermoeidheidstest13. Handgreep vermoeidheidtests zijn bijzonder geschikt voor klinisch gebruik vanwege hun betrouwbaarheid en tijdefficiëntie, die een paar minuten nodig hebben om14,15te voltooien. Bovendien kunnen handgreepvermoeidheidstests vooraf worden geprogrammeerd, waardoor de reproduceerbaarheid van gegevens7wordt gewaarborgd. Het toedienen van de handgreeptest vereist minimale training van de testbeheerder en kan eenvoudig worden geïmplementeerd in een klinische setting die een gestandaardiseerd protocol krijgt. Met behulp van zelfgerapporteerde vermoeidheidsvragenlijsten in combinatie met de handgreepvermoeidheidstest moeten clinici extra hulpmiddelen bieden om vermoeidheidssymptomen bij kankerpatiënten te screenen, te monitoren en te beheren.

Het ontbreken van gestandaardiseerde consensusmethoden heeft de goedkeuring van de handgreepvermoeidheidstest in de kliniekenbeperkt 16. In dit huidige werk schetsen we drie verschillende methoden om de handheld dynamometer te gebruiken om motorische vermoeidheid objectief te kwantificeren. Het nut van elke methode moet worden getest in elke kankerpopulatie om ervoor te zorgen dat het nauwkeurig onderscheid maakt tussen vermoeide en niet-vermoeide proefpersonen. We schetsen ook methoden om de vermoeidheidsindex voor elke handgreepvermoeidheidstest te berekenen. Het doel van dit werk is om een uitgebreide toolkit te bieden om zelfgerapporteerde vragenlijsten aan te vullen en crf-fysieke prestatiemeting nauwkeurig en objectief te standaardiseren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De huidige studie (NCT00852111) werd goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) van de National Institutes of Health (NIH). Deelnemers die deelnamen aan deze studie waren 18 jaar of ouder, gediagnosticeerd met niet-gemetastaseerde prostaatkanker met of zonder voorafgaande prostatectomie, en gepland om externe straal bestraling te ontvangen in de Radiation Oncology Clinic van de NIH Klinische Center. Potentiële deelnemers werden uitgesloten als ze een progressieve ziekte hadden die aanzienlijke vermoeidheid kon veroorzaken, psychiatrische ziekte had in de afgelopen vijf jaar, ongecorrigeerde hypothyreoïdie of bloedarmoede had, of een tweede maligniteit had. Personen die kalmerende middelen gebruikt, steroïden, of niet-steroïde ontstekingsremmende middelen werden ook uitgesloten. Alle deelnemers werden aangeworven in het Magnuson Clinical Research Center aan het NIH. Ondertekende schriftelijke geïnformeerde toestemmingen werden verkregen voorafgaand aan de deelname aan het onderzoek.

1. Voorbereidings- en testpositie van handgreep

  1. In een rustige kamer, het opzetten van een stoel met armleuningen.
  2. Zet de handheld dynamometer aan.
    1. De software zal vragen om kalibratie van de dynamometer. Zorg ervoor dat het apparaat tijdens de kalibratie op een vlak oppervlak rust.
  3. Plaats het onderwerp rechtop met hun voeten in volledig contact met de vloer en heupen zo ver terug als de stoel ondersteunt.
    1. Zorg ervoor dat de heup- en kniehoeken van het onderwerp dicht bij 90° liggen en de schouders neutraal zijn en neutraal gedraaid. Zorg ervoor dat de elleboog van het onderwerp wordt gebogen op 90° en de pols wordt niet ondersteund, zoals aanbevolen door de American Society of Hand Therapeuten handboek17.
  4. Na het kalibreren van de dynamometer, instrueren het onderwerp om de dynamometer te grijpen, met de rugverkootjes naar voren gericht.
    1. Pas de grippositie aan op de handgrootte van het onderwerp en noteer deze7.
    2. Bewaar dezelfde handgreeptestpositie voor alle volgende tests.
    3. Voorafgaand aan elke test, bieden gestandaardiseerde scripts en vragen onderwerpen om een mock poging om het begrip van de instructies aan te tonen uit te voeren.
    4. Informeer de proefpersonen dat ongemak normaal is, maar de tests kunnen worden stopgezet in aanwezigheid van onverwacht ernstige stam / pijn.
    5. Stop de test als ernstig ongemak wordt gemeld door de patiënt of in het geval van onverwachte omstandigheden.
    6. Zorg voor een rustperiode van 2 min tussen de proeven om de spier te laten herstellen18.

2. Maximale vrijwillige isometrische contractie (MVIC) test

  1. Geef onderwerpen gestandaardiseerde instructies. Bijvoorbeeld, in de test, zult u knijpen zo hard als je voor 5 s, te beginnen met uw niet-dominante hand. Deze test wordt drie keer voor elke hand uitgevoerd. Voor elke test zal ik 3, 2, 1...GO aftellen. Knijp het apparaat zo hard als je.
  2. Start het programma op "Go" door op de GO-knop te klikken.
  3. Herhaal de MVIC-test voor een totaal van drie keer met een 30 s rust tussen de proeven.
  4. Het gemiddelde voor elke hand van de drie proeven maximale kracht is de MVIC19.

3. Maximale kracht statische vermoeidheidtest

  1. Instrueren onderwerpen om volledige inspanning uit te oefenen om maximale contractie te bereiken tijdens de statische vermoeidheidstest.
  2. Start het programma op "Go" door op de GO-knop te klikken. Gebruik gestandaardiseerde aanmoediging script zoals knijp hard herhaaldelijk tot de test eindigt.
  3. Zet de statische vermoeidheidstest voor35 s voort, om tot 5 s te leveren om Fmax (maximale handgreepsterkte) te bereiken.
  4. Statische vermoeidheidsindex (SFI)12,20,21
    1. Bereken SFI met de volgende vergelijking:
      Equation 1
    2. Bereken AUCexpt door het experimentele gebied onder de curve te berekenen vanaf het moment dat Fmax werd bereikt (Tmax)tot 30 s na Tmax.
    3. Bereken de hypothetische AUC (AUChypothetisch)in de afwezigheid van vermoeidheid door het vermenigvuldigen van de Fmax met 30 s.
      OPMERKING: Hogere SFI-waarden wijzen op een verhoogde divergentie ten opzichte van de verwachte waarde, vandaar hogere vermoeidheid.
    4. Bereken SFI versie 2 als de verhouding van de maximale kracht tijdens de laatste 5 s (Fmax 25-30s)tot de maximale kracht in de eerste 5 seconden (Fmax 0-5s)met behulp van de vergelijking:
      Equation 2
      OPMERKING: Hogere waarden van SFI wijzen op hogere vermoeidheid.

4. Submaximale kracht statische vermoeidheidstest

  1. Geef de waarde van 50% van het MVIC van de niet-dominante hand van de deelnemer aan door een horizontale lijn te tekenen op een transparantieoverlay van het scherm.
  2. Teken een tweede regel op de overlay in een andere kleur om een daling van de doelwaarde van 10% aan te geven.
  3. Zorg ervoor dat de deelnemer gemakkelijk het scherm en de MVIC-lijn van 50% kan zien.
  4. Instrueer het onderwerp om zo lang mogelijk een streefwaarde van 50% van MVIC te behouden.
  5. Tel af. Start het programma op "Go" door op de GO-knop te klikken.
  6. Stop de test wanneer de sterkte daalt met 10% van de streefwaarde voor meer dan 5 s, zoals aangegeven door de tweede regel op de transparantie.
  7. Bereken het totale werkuitgevoerd 7 als de kracht-versus-tijd gebied onder de curve over de periode waarin de streefkracht (T50% MVIC)wordt volgehouden:
    Totaal werk = AUC tijdens T50% MVIC
    OPMERKING: Uithoudingsvermogen kan worden gemeten als tijd tot voltooiing van de taak22. Hogere waarden van het totale werk wijzen op lagere vermoeidheid.

5. Dynamische vermoeidheidstest

  1. Instrueren onderwerpen om een maximale squeeze elke seconde uit te voeren voor een duur van 30 s. Gebruik een metronoom om ritmebegeleiding te bieden20.
  2. Start de metronoom die is ingesteld op 1 pieptoon per seconde.
  3. Begin met aftellen. Start de test op 'Go' door op de GO-knop te klikken. Zorg ervoor dat het aftellen overeenkomt met de snelheid van de metronoom.
  4. Informeer de deelnemer bij het passeren van het halverwege punt en wanneer 5 s overblijven.
  5. Stop test na de jaren '30 zijn voltooid.
  6. Dynamische vermoeidheidsindex
    1. Bereken de Dynamic Fatigue Index20 met behulp van de maximale kracht (Fmax)van de laatste 5 s en de Fmax van de eerste 5 s.
      Equation 4
      OPMERKING: Hogere waarden van de dynamic fatigue index (DFI) wijzen op hogere vermoeidheid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Representatieve kracht (kg) versus tijd(en) sporen zijn weergegeven in figuur 1. Tijdens de statische vermoeidheidstest bereiken proefpersonen meestal maximale sterkte (Fmax)binnen 2-3 s23. Zelfgerapporteerde vermoeidheid bij proefpersonen werd gemeten op basis van eerdere studies3. De afwezigheid van Fmax (±10% MVIC) binnen 3 s duidt op onvoldoende inspanning23. Om dit probleem te voorkomen, moet verbale aanmoediging worden geboden. Beide proefpersonen die vermoeidheid (zwarte lijn) en geen vermoeidheid (grijze lijn) melden, bereikten Fmax binnen 5 s, en de kracht daalde geleidelijk in de loop van de statische vermoeidheidstest(figuur 1A). Tijdens de submaximale vermoeidheidstest worden proefpersonen geïnstrueerd om 50% van het eerder bepaalde MVIC te bereiken en te onderhouden en krijgen ze visuele begeleiding tijdens de test. Toen 50% MVIC eenmaal was bereikt, bleven zowel niet-vermoeide als vermoeide proefpersonen gedurende een langere periode stabiel (figuur 1B). Voor de dynamische vermoeidheidstest werden proefpersonen geïnstrueerd om maximale kracht uit te oefenen bij 1 contractie/s. Zowel de niet-vermoeide als vermoeide proefpersonen behielden een constante output tot het einde van de test(figuur 1C). Proefpersonen melden meestal de hoogste moeilijkheidsgraad tijdens de statische vermoeidheidstest, terwijl zowel de submaximale vermoeidheidstest als de dynamische vermoeidheidstest goed werden verdragen.

De berekeningen van de vermoeidheidsindex worden geïllustreerd in figuur 2. Statische vermoeidheidsindex (SFI) versie 1 (figuur 2A) vertegenwoordigt het verschil tussen de werkelijke gegenereerde kracht (AUCexpt)en de hypothetische toestand bij afwezigheid van vermoeidheid (Fmax vermenigvuldigd met 30 s). Aangezien verschillende onderwerpen Fmax bereiken op verschillende tijdstippen, vindt deze methode het tijdstip waarop Fmax wordt bereikt (Tmax)en houdt alleen rekening met de kracht gegenereerd van Tmax tot 30s daarna. Een alternatieve statische vermoeidheidsindexberekening wordt weergegeven in figuur 2B. Deze methode vertegenwoordigt de daling van kracht van de eerste 5 s van de test (Fmax 0-5s) tot de laatste 5 s van de test (Fmax 25-30s). Hogere waarden van beide statische vermoeidheidsindexen vertegenwoordigen hogere niveaus van vermoeidheid. De prestaties op de submaximale vermoeidheidstest worden geëvalueerd aan de hand van het totale werk, dat wordt berekend als de cumulatieve kracht die tijdens het doelbereik wordt gegenereerd bij 50% MVIC (figuur 2C). Hogere waarden van het totale werk vertegenwoordigen lagere vermoeidheid. De dynamische vermoeidheidsindex vertegenwoordigt de daling van de intermitterende contractiele kracht van de eerste 5 s (Fmax 0-5s)tot de laatste 5 s (Fmax 25-30s)(figuur 2D). Hogere waarden van de dynamische vermoeidheidsindex vertegenwoordigen hogere niveaus van vermoeidheid.

Met behulp van dezelfde statische vermoeidheidstest kracht-versus-tijd sporen (weergegeven in figuur 1), vonden we dat statische vermoeidheid index berekening versie 1 resulteerde in een betere dissociatie tussen niet-vermoeide (SFI = 26,65%) en vermoeid (SFI = 29,14%) onderwerpen (figuur 3A). Terwijl statische vermoeidheidsindexversie 2 daarentegen ook verschillen ontdekte tussen niet-vermoeid (SFI = 33,56%) en vermoeid (SFI = 35,02%) onderwerpen was het verschil tussen de twee groepen kleiner in vergelijking met statische vermoeidheidsindex versie 1 (figuur 3B). Met behulp van de submaximale vermoeidheidstest vertoonde het niet-vermoeide onderwerp een hoger uithoudingsvermogen (69,75 s) en het totale werk dat werd uitgevoerd op een streefniveau van 50% MVIC (1.244,45 kg)(figuur 3C). De dynamische vermoeidheidsindex legde ook het verschil vast tussen niet-vermoeid (SFI = 10,94%) en vermoeid (SFI = 13,84%) (Figuur 3D). We hebben echter verschillen waargenomen in het vermogen van proefpersonen om zich aan een consistent ritme te houden, zelfs wanneer ze worden begeleid met een metronoom, die variabiliteit in de totale kracht introduceert die tijdens elke intermitterende samentrekking wordt uitgeoefend.

Figure 1
Figuur 1: Sporen van de krachttijd van het monster. Representatieve sporen van de (A) statische vermoeidheidstest, (B) submaximalvermoeidheidstest en (C)dynamische vermoeidheidstest worden uitgezet als kracht (kg) versus tijd (s) grafieken. Sporen van niet-vermoeidheidsonderwerpen worden grijs weergegeven, sporen van vermoeidheidsonderwerp worden in het zwart weergegeven. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Illustraties van berekeningen van vermoeidheidsindexen. (A) Statische vermoeidheidsindex berekening versie 1. (B) Statische vermoeidheidsindex berekening versie 2. (C) Submaximalvermoeidheidstest totale werkberekening. (D) Dynamische vermoeidheidsindexberekening. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Representatieve gegevens verzameld met behulp van methoden die in het protocol zijn beschreven. (A) Statische vermoeidheidsindex berekening versie 1. (B) Statische vermoeidheidsindex berekening versie 2. (C) Submaximalvermoeidheidstest totale werkberekening. (D) Dynamische vermoeidheidsindexberekening. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hier bieden we drie verschillende methoden voor het meten van de fysieke dimensie van CRF. Motorische vermoeidheidtests met handdynamometers zijn eenvoudig en eenvoudig aan te passen voor klinisch gebruik. Aangezien er veel variaties van de test bestaan in de literatuur, was ons doel om gestandaardiseerde methoden te bieden om deze tests toe te dienen en de behoefte aan uitgebreide persoonlijke trainingen voor clinici te verminderen.

Hoewel de vermoeidheidstests die in deze studie worden beschreven, een goede test-hertest betrouwbaarheid7,20aantonen, zal de naleving van dit protocol de reproduceerbaarheid van gegevens garanderen. Een kritische en vaak over het hoofd gezien stap tijdens de testvoorbereiding is om het handgreepapparaat te laten kalibreren op een vlak oppervlak. Deze stap zal een werkelijke basislijn meting tot stand brengen. Hoewel maximale sterkte geen nauwkeurige indicator is voor het fysieke aspect van CRF13,zal het verkrijgen van de werkelijke MVIC-waarde de interpretatie van gegevens sterk verbeteren. Het wordt gebruikt om te bepalen of motorische zwakte aanwezig is via normatieve gegevensvergelijkingen24. Nauwkeurige MVIC-waarden zorgen er ook voor dat de statische vermoeidheidstest een werkelijke maximale prestatietest is, waardoor normatieve vergelijkingen voor vermoeidheidsindexen worden vergemakkelijkt. Motorische vermoeidheidstests zijn bijzonder nuttig in een klinische omgeving waar de statische vermoeidheidstest kan worden gebruikt als een screening tool in aanvulling op het maken van longitudinale vergelijkingen. Wij raden Fmax worden geïnspecteerd en binnen 10% van MVIC om ervoor te zorgen dat de maximale statische vermoeidheidstest niet een de facto submaximale test wordt. In overeenstemming met eerdere studies, vonden we dat verbale aanmoediging tijdens handgreep vermoeidheid tests nodig is voor het bereiken van reproduceerbare gegevens en een goede Fmax (± 10% van MVIC)25,26. Het handhaven van maximale contractie, met name tijdens de statische vermoeidheidstest, vereist concentratie en motivatie. Bij afwezigheid van verbale aanmoediging slagen proefpersonen er soms niet in om de echte maximale contractie te bereiken tijdens de eerste 5 s of tijdens de hele test, die variabiliteit in statische vermoeidheidsindex (SFI) berekeningen introduceert. In verband met dit punt moet een standaardscript worden gebruikt bij het geven van instructies voor de test en tijdens verbale aanmoediging, in overeenstemming met eerdere studies25,26.

SFI versie 1 (Figuur 2A) vertegenwoordigt het verschil tussen de curven van de werkelijke kracht-versus-tijd en de hypothetische kracht-versus-tijd in de afwezigheid van vermoeidheid. In eerdere studieszijn meerderevariaties van de berekeningen ontwikkeld. Aangezien proefpersonen doorgaans binnen de eerste 5 s maximale kracht bereiken, kunnen de volgende wijzigingen worden gebruikt om het werkelijke gebied onder de curve te berekenen (AUCexpt):(1) AUC van 5 tot 30 s van de test, (2) de gehele duur van de test van 0-30 s en (3) het totale AUC vanaf het moment dat Fmax wordt bereikt (Tmax) tot 30 s na die12,20. Het tijdsinterval dat wordt gebruikt om deexpt-waarde van AUC te berekenen, wordt vervolgens gebruikt om het tijdsinterval te bepalen voor de berekening van de hypothetische AUC (AUChypothetisch)bij afwezigheid van vermoeidheid, die meestal wordt berekend alsF-max, vermenigvuldigd met de tijdsduur die wordt gebruikt om AUCexptaf te leiden . In onze ervaring correleert CRF aanzienlijk met het SFI berekend volgens de in figuur 2A13beschreven methode . Gezien de variabiliteit van de hoeveelheid tijd die nodig is om F max tebereiken, met name bij oudere patiënten met kanker, biedt SFI-versie 1 die in de sectie methoden wordt beschreven, de meest gevoelige maatregel om de fysieke dimensie van CRF vast te leggen zonder verlies van gegevens waaruit vroeg vermoeiend blijkt, zoals zou gebeuren bij het bekijken van AUC van 5-30 tot13.

SFI-berekeningsversie 2 (figuur 2B) geeft de daling van de maximale kracht weer die wordt gegenereerd vanaf het begin van de test tot het einde van de test. De berekeningsmethode is veel eenvoudiger dan SFI versie 1 en biedt een snelle manier om het niveau van vermoeidheid te schatten. Statische vermoeidheidsindexberekeningsversie 2 vertoonde echter een lage testtestbetrouwbaarheid met een interklasse correlatiecoëfficiënt (ICC) van 0,46-0,77, terwijl statische vermoeidheidsindexversie 1 een hogere test-hertestbetrouwbaarheid van 0,71-0,96 bij multiple sclerose (MS) patiëntenaantoonde 21. Dit komt overeen met onze bevinding dat alleen statische vermoeidheidstest en SFI-berekeningsversie 1 aanzienlijk correleerden met zelfgerapporteerde vermoeidheid bij patiënten met prostaatkanker13. Interessant is dat SFI versie 1 vertoonde lagere test-retest betrouwbaarheid (ICC van 0,18-0,52) in gezonde controles in vergelijking met hun MS tegenhangers21. Daarom raden we aan om SFI-berekeningsversie 1 te gebruiken voor het meten van fysieke vermoeidheid bij patiënten met kanker. SFI versie 2 kan worden gebruikt voor het verstrekken van een snelle schatting van vermoeidheid niveaus tijdens de test.

De submaximale vermoeidheidstest bestaat uit aanhoudende (statische) of repetitieve (dynamische) weeën tegen een streefwaarde van 30-75% van MVIC. Hoewel deze test meestal niet wordt gebruikt om de motorfatigability te berekenen, hebben we deze methode opgenomen in het huidige protocol omdat het vaak wordt gebruikt om vermoeidheid te veroorzaken tijdens gelijktijdige beoordelingen zoals medicamenteuze effecten, bloedbiomarkeranalyse, elektromyografie en functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI)27,28,29. Submaximale vermoeidheidstests veroorzaken minder ongemak bij onderzoeksproefpersonen30. Deze tests ook beter benaderen typische dagelijkse taken zoals het grijpen en het dragen van kruidenierswaren. Bovendien kan de submaximale vermoeidheidstest gevoeliger zijn voor extra door de behandeling veroorzaakte effecten31. De prestaties op de submaximale vermoeidheidstest kunnen worden gemeten als totaal verricht werk(figuur 2C),dat een goede test-hertest reproduceerbaarheid7heeft aangetoond. Als alternatief is ook tijd tot taakfalen, of uithoudingsvermogen, gebruikt om submaximale vermoeidheidstestprestaties te kwantificeren22.

Dynamische vermoeidheidstests bestaan uit intermitterende herhaalde maximale contracties, meestal op een vast ritme geleid met een metronoom7. De dynamische vermoeidheidsindex (DFI) wordt berekend als de daling van de maximale kracht van het begin tot het einde van de test(figuur 2D). De In de in de methoden beschreven DFI-berekening is rekening gehouden met de maximale kracht (Fmax)die tijdens de eerste en laatste 3 weeën wordt gegenereerd. Deze methode kan worden gewijzigd om rekening te houden met de Fmax in de eerste 5 s (0-5s) en de laatste 5 s (25-30 s)20. Net als bij de submaximale vermoeidheidstest veroorzaakt de dynamische vermoeidheidstest minder ongemak en heeft een goede test-retest betrouwbaarheid7. De dynamische vermoeidheidstest toonde echter niet voldoende discriminatoir vermogen aan in studies waarbij vermoeide proefpersonen (bijvoorbeeld postpolio, multiple sclerose) en gezonde controles werden vergeleken20.

Motorische vermoeidheid gemeten met behulp van de handgreep apparaat kan afkomstig zijn van een verminderde aandrijving van de dalende efferent motor neuronen, of verminderde contractiele mechanismen binnen spiervezels5. Interessant is dat submaximale contracties meer kunnen worden beïnvloed door de motorische cortex, terwijl maximale vermoeidheidstests een grotere spiercomponent kunnen hebben32. Dit kan verband houden met de langdurige ischemie veroorzaakt door hoge intramusculaire druk (>50% MVIC) en verminderde bloedtoevoer naar spierweefsels29,33. Contractiele krachten gemeten met behulp van handheld dynamometers omvatten de adductor pollicis die overheersende Type 1 vezels, evenals onderarm flexor digitorium spieren bestaat uit zowel type I en II vezels34. Door het sterk oxidatieve karakter van type I vezels zijn maximale statische vermoeidheidstests gevoeliger voor spierischemie en glycolyse-geïnduceerde vermoeidheid35. Aangezien submaximale vermoeidheidstests en dynamische/intermitterende tests spiervezelherstel mogelijk maken, kunnen ze nuttiger zijn voor het beoordelen van fysieke vermoeidheid met een centrale oorsprong33. Toekomstige studies die gericht zijn op het isoleren van bijdragen van motorische neuronen ten opzichte van spiercomponenten kan ook transcraniële magnetische stimulatie van de motorische cortex gebruikt in combinatie met elektromyogram opnames36.

Een beperking van het huidige protocol is dat het ontbreken van een gevestigde normatieve waarde voor de kankerbevolking met behulp van deze fysieke vermoeidheidtests. Eerdere studies hebben gemeten fysieke vermoeidheid met behulp van de handgreep apparaat in populaties gevoelig voor het ontwikkelen van fysieke vermoeidheid, zoals polio en veroudering20,23. Dergelijke normatieve waarden moeten nog worden vastgesteld in kanker vermoeidheid onderzoek met behulp van gestandaardiseerde methoden. Bovendien kunnen variabelen zoals handgrootte, het type handdynamometer, de aanwezigheid van antisliphandschoenen of -ringen, handdominantie, geslacht, leeftijd en uitgangsconditie invloed hebben op de handgreeptests. De onvermijdelijke heterogeniteit van klinische populaties kan de generaliteit van de onderzoeksresultaten van het gebruik van de handgreeptest beperken. Daarom moeten strategieën worden overwogen om deze potentiële verstorende variabelen te beheersen, zoals analyse van covariantie of MVIC-gegevensnormalisatie naar lichaamsgewicht. Verder, de handgreep test vangt alleen fatiguability van bovenste ledematen spierweefsels, die niet kunnen correleren met de onderste ledematen fatigability26. Zorgvuldige gegevensinterpretatie en het vermijden van overgeneralisatie zijn daarom gerechtvaardigd bij het gebruik van de handgreeptest om de fysieke dimensie van CRF te meten. Het kan nuttig zijn om extra prestatiefatigability tests die lagere ledematen, zoals de 6 min of 10 m lopen test, in combinatie met handgreep fatigability tests37omvatten. Ten slotte vertegenwoordigen de in de huidige studie beschreven methoden motormoeheid die op één moment worden gemeten. Eerdere studies hebben aangetoond dat fatigability, die de verandering in vermoeidheid tijdens een activiteit weerspiegelt, klinisch nuttiger kan zijn omdat dit concept de functionele status van de patiënt38vastlegt. Toekomstige studies zullen het verband onderzoeken tussen waargenomen fatigability (verandering in zelfgerapporteerde vermoeidheidsscores) en prestatiefaterbaarheid (verandering in handgreepvermoeidheidsindexen) voor en na fysieke/cognitieve tests37,38,39.

Tot slot bieden de in dit protocol beschreven methoden objectieve en kwantitatieve maatregelen van een slopend symptoom en zijn zij gemakkelijk toepasbaar in de klinische setting. In onze ervaring is de statische vermoeidheidstest in combinatie met SFI-berekeningsversie 1 de meest gevoelige methode voor het vastleggen van het fysieke aspect van vermoeidheid bij kanker en andere ziekteaandoeningen12,13. Naast de statische maximale vermoeidheidstest, hebben we twee extra handgreeptests geleverd die minder vermoeiend zijn en beter kunnen worden getolereerd bij ernstig gehandicapte patiëntenpopulaties. Variabelen zoals leeftijd, geslacht, ziekte en basisconditie kunnen allemaal van invloed zijn op fysieke vermoeidheidsmetingen met behulp van het handgreepapparaat. De specifieke methode die wordt gebruikt, moet worden afgestemd op elke ziektepopulatie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Deze studie wordt volledig ondersteund door de afdeling Intramural Evan Intramural Research van het National Institute of Nursing Research van het 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

Kankeronderzoek Probleem 156 vermoeidheid prostaatkanker motorische vermoeidheid fysieke vermoeidheid spiervermoeidheid handheld dynamometrie handgreep statische vermoeidheid statische vermoeidheidsindex
Het meten van het motorische aspect van kankergerelateerde vermoeidheid met behulp van een handheld 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