Summary
Se desarrollaron métodos sencillos y accesibles para medir el aspecto motor de la fatiga relacionada con el cáncer de manera objetiva y cuantitativa. Describimos, en detalle, formas de administrar la prueba de fatiga física utilizando un dispositivo de agarre simple, así como métodos para calcular índices de fatiga.
Abstract
La fatiga relacionada con el cáncer (MrC) es comúnmente reportada por pacientes durante y después de recibir tratamiento para el cáncer. Los diagnósticos actuales del MRC se basan en cuestionarios de autoinforme que están sujetos a sesgos de informe y recuerdo. En estudios recientes se ha demostrado que las mediciones objetivas que utilizan un dinamómetro portátil, o dispositivo de agarre de la mano, se correlacionan significativamente con las puntuaciones subjetivas de fatiga autoinformadas. Sin embargo, existen variaciones tanto de la prueba de fatiga de la empuñadura como de los cálculos del índice de fatiga en la literatura. La falta de métodos estandarizados limita la utilización de la prueba de fatiga de la empuñadura en los entornos clínicos y de investigación. En este estudio, proporcionamos métodos detallados para administrar la prueba de fatiga física y calcular el índice de fatiga. Estos métodos deben complementar los cuestionarios de fatiga autoinformados existentes y ayudar a los médicos a evaluar la gravedad de los síntomas de fatiga de una manera objetiva y cuantitativa.
Introduction
La fatiga relacionada con el cáncer (MrC) es un síntoma prevalente y debilitante que se divulga hasta en el 80% de los pacientes con cáncer1. La Red Nacional Integral del Cáncer (NCCN) define el MRC como un sentido persistente de agotamiento físico, emocional y cognitivo1. Las principales características diferenciadoras del MRC son la desproporcionalidad a la actividad reciente y la incapacidad de la MRC para ser aliviada por el descanso1. Como resultado, el MRC afecta gravemente la participación de los pacientes en las actividades diarias y su calidad de vida relacionada con la salud1.
La evaluación actual del MRC se basa principalmente en cuestionarios de autoinforme2. Como resultado, la gravedad de los síntomas que se mide mediante autoinformes está sujeta a sesgos de retirada e informes y puede verse influenciada por el cuestionario específico y las puntuaciones de corte utilizadas para evaluar el MRC3. Como construcción multidimensional, se ha demostrado que la dimensión física del MRC se correlaciona con los cambios diarios de actividad y la necesidad de siestas diurnas4,mientras que la influencia del MRC en el funcionamiento físico es menos explorada. Hasta la fecha, el MRC sigue siendo un síntoma subdiagnosticado y subtratado sin un mecanismo subyacente bien definido ni una opción de tratamiento1. Para comprender mejor esta condición debilitante, existe una creciente necesidad de medir el MRC y sus dimensiones de manera objetiva y cuantitativa.
La fatiga física se refiere a la incapacidad de mantener la fuerza necesaria durante la actividad contráctilela sostenida5. El posterior funcionamiento diario comprometido como resultado de no poder llevar a cabo tareas diarias (por ejemplo, llevar bolsas de comestibles, levantar y sostener un objeto) afecta en gran medida a la calidad de vida relacionada con la salud, especialmente en los adultos mayores, y contribuye a futuras lesiones6,7. Se han desarrollado varias herramientas para cuantificar el deterioro físico, incluidas las pruebas de rendimiento físico, como la prueba de caminata de 6 minutos (6MWT) y la prueba de asiento a pie (STS), así como monitores de actividad física portátiles, como dispositivos de actigrafía y rastreadores de fitness8,9,10. Las pruebas de rendimiento físico como 6MWT y STS son fáciles de administrar y no requieren equipo especial10. Sin embargo, la fiabilidad y el éxito de estas pruebas requieren formación clínica y requisitos logísticos como un corredor de 30 m10. Los monitores de actividad portátiles permiten la recopilación automatizada de datos y la monitorización longitudinal de los síntomas11. Sin embargo, estos monitores de actividad a menudo necesitan ser usados durante varios días, y el cumplimiento del paciente puede ser un problema11. Además, la gran cantidad de datos recopilados mediante monitores de actividad puede ser difícil de procesar, lo que dificulta la obtención de información clínicamente significativa11.
El dinamómetro portátil, o dispositivo de agarre instrumentado con adquisición de datos asistida por ordenador, es un aparato portátil que mide la resistencia al agarre. La dinametría de mano se ha utilizado para probar la fatiga motora y el deterioro en condiciones de enfermedad que normalmente involucran el sistema motor, incluidas las neuronas motoras y los problemas musculares12. Un trabajo reciente ha demostrado una asociación entre las puntuaciones subjetivas de RRF autoinformadas y la fatiga motora medida mediante una prueba de fatiga estática de la empuñadura13. Las pruebas de fatiga de la empuñadura son especialmente adecuadas para el uso clínico debido a su fiabilidad y eficiencia de tiempo, requiriendo unos minutos para completar14,15. Además, las pruebas de fatiga de la empuñadura se pueden preprogramar, lo que garantiza la reproducibilidad de los datos7. La administración de la prueba de empuñadura requiere un entrenamiento mínimo por parte del administrador de la prueba y se puede implementar fácilmente en un entorno clínico dado un protocolo estandarizado. El uso de cuestionarios de fatiga autoinformados junto con la prueba de fatiga de la empuñadura debe proporcionar herramientas adicionales para que los médicos examinen, supervisen y controlen los síntomas de fatiga en pacientes con cáncer.
La falta de métodos de consenso estandarizados ha limitado la adopción de la prueba de fatiga de la empuñadura en las clínicas16. En este trabajo actual, delineamos tres métodos diferentes para utilizar el dinamómetro portátil para cuantificar la fatiga del motor objetivamente. La utilidad de cada método debe probarse en cada población oncológica para asegurarse de que distingue con precisión entre sujetos fatigados y no fatigados. También esbozamos métodos para calcular el índice de fatiga para cada prueba de fatiga de la empuñadura. El objetivo de este trabajo es proporcionar un conjunto de herramientas completo para complementar los cuestionarios autoinformados y estandarizar la medición del rendimiento físico del MRC de manera precisa y objetiva.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
El estudio actual (NCT00852111) fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional (IRB) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH). Los participantes inscritos en este estudio tenían 18 años de edad o más, diagnosticados con cáncer de próstata no metastásico con o sin prostatectomía previa, y programados para recibir radioterapia de haz externo en la Clínica de Oncología Radioterápica del NIH Clinical Centro. Se excluyó a los participantes potenciales si tenían una enfermedad progresiva que pudiera causar fatiga significativa, teníaenfermedad psiquiátrica en los últimos cinco años, tenía hipotiroidismo o anemia no corregidos o tenían una segunda neoplasia maligna. Individuos que usaron sedantes, esteroides, o agentes antiinflamatorios no esteroideos también fueron excluidos. Todos los participantes fueron reclutados en el Magnuson Clinical Research Center en el NIH. Se obtuvieron consentimientos fundamentados firmados por escrito antes de la participación en el estudio.
1. Preparación de la empuñadura y posición de prueba
- En una habitación tranquila, coloque una silla con apoyabrazos.
- Encienda el dinamómetro de mano.
- El software le permitirá calibrar el dinamómetro. Asegúrese de que el dispositivo esté descansando sobre una superficie plana durante la calibración.
- Asiento el sujeto en posición vertical con los pies en pleno contacto con el suelo y las caderas hasta el punto de apoyo de la silla.
- Asegúrese de que los ángulos de la cadera y la rodilla del sujeto estén cerca de 90o y que los hombros estén en abducción/aducción neutral y girados de forma neutra. Asegúrese de que el codo del sujeto esté flexionado a 90o y que la muñeca no esté soportada, como recomienda el manual17de la Sociedad Americana de Terapeutas de Mano.
- Después de calibrar el dinamómetro, instruya al sujeto para que agarre el dinamómetro, con las falanges intermedias dorsales mirando hacia adelante.
- Ajuste la posición de agarre al tamaño de la mano del sujeto y regístrelo7.
- Mantenga la misma posición de prueba de la empuñadura para todas las pruebas posteriores.
- Antes de cada prueba, proporcione scripts estandarizados y pida a los sujetos que realicen un intento simulado de demostrar la comprensión de las instrucciones.
- Informe a los sujetos que el malestar es normal, pero las pruebas pueden interrumpirse en presencia de tensión/dolor inesperadamente severo.
- Detenga el examen si el paciente notifica molestias graves o en caso de circunstancias inesperadas.
- Asegurar un período de descanso de 2 minutos entre los ensayos para permitir que el músculo se recupere18.
2. Prueba de contracción isométrica voluntaria máxima (MVIC)
- Proporcione a los sujetos instrucciones estandarizadas. Por ejemplo, "en la prueba, apretarás tan fuerte como puedas durante 5 s, comenzando con tu mano no dominante. Esta prueba se realizará tres veces para cada mano. Para cada prueba, voy a contar hacia abajo 3, 2, 1...GO. Apriete el dispositivo en GO tan duro como pueda."
- En "Ir", inicie el programa haciendo clic en el botón GO.
- Repita la prueba MVIC para un total de tres veces con un descanso de 30 s entre ensayos.
- El promedio para cada mano de la fuerza máxima de tres ensayos es el MVIC19.
3. Prueba de fatiga estática de fuerza máxima
- Instruya a los sujetos para que ejerzan todo el esfuerzo para lograr la máxima contracción durante la prueba de fatiga estática.
- En "Ir", inicie el programa haciendo clic en el botón GO. Utilice un script de estímulo estandarizado, como apretar con fuerza repetidamente hasta que finalice la prueba.
- Continúe la prueba de fatiga estática durante 35 s, con el fin de proporcionar hasta 5 s para lograr Fmáx (resistencia máxima de la empuñadura).
- Indice de fatiga estática (FiSi)12,20,21
- Calcule SFI utilizando la siguiente ecuación:
- Calcular AUCexpt calculando el área experimental bajo la curva desde el momento en que se logró Fmax (Tmax) a 30 s después de Tmax.
- Calcular el AUC hipotético(hipótesisAUC) en ausencia de fatiga multiplicando el Fmáximo por 30 s.
NOTA: Los valores SFI más altos indican una mayor divergencia con el valor esperado, por lo tanto, una mayor fatiga. - Calcular sFI versión 2 como la relación de la fuerza máxima durante los últimos 5 s (Fmax 25-30s) a la fuerza máxima en los primeros 5 segundos (Fmax 0-5s) utilizando la ecuación:
NOTA: Los valores más altos de SFI indican una mayor fatiga.
- Calcule SFI utilizando la siguiente ecuación:
4. Prueba de fatiga estática de fuerza submáxima
- Indique el valor del 50% del MVIC de la mano no dominante del participante dibujando una línea horizontal en una superposición de transparencia de la pantalla.
- Dibuje una segunda línea en la superposición en un color diferente para indicar una disminución del 10% del valor de destino.
- Asegúrese de que el participante pueda ver fácilmente la pantalla y la línea 50% MVIC.
- Instruya al sujeto para que mantenga un valor objetivo del 50% de MVIC durante el mayor tiempo posible.
- Cuenta atrás. En "Ir", inicie el programa haciendo clic en el botón GO.
- Detenga la prueba cuando la fuerza disminuya en un 10% del valor objetivo durante más de 5 s, como indica la segunda línea de la transparencia.
- Calcular el trabajo total realizado7 como el área de fuerza frente al tiempo bajo la curva durante el período de tiempo durante el cual se mantiene la fuerza objetivo (T50% MVIC):
Total de trabajo - AUC durante T50% MVIC
NOTA: La resistencia se puede medir como tiempo hasta la finalización de la tarea22. Los valores más altos del trabajo total indican una menor fatiga.
5. Prueba de fatiga dinámica
- Instruir a los sujetos para realizar un apretón máximo cada segundo durante una duración de 30 s. Utilice un metrónomo para proporcionar orientación rítmica20.
- Inicie el metrónomo que se establece en 1 pitido por segundo.
- Empieza la cuenta regresiva. En "Ir", inicie la prueba haciendo clic en el botón GO. Asegúrese de que la cuenta regresiva coincida con la tasa del metrónomo.
- Informar al participante al pasar el punto intermedio y cuando quedan 5 s.
- Prueba de parada después de que se completen los 30 s.
- Indice de Fatiga Dinámica
- Calcule el índice de fatiga dinámica20 utilizando la fuerza máxima (Fmax) de los últimos 5 s y el Fmáx de los primeros 5 s.
NOTA: Los valores más altos del índice de fatiga dinámica (DFI) indican una mayor fatiga.
- Calcule el índice de fatiga dinámica20 utilizando la fuerza máxima (Fmax) de los últimos 5 s y el Fmáx de los primeros 5 s.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Las trazas representativas de la fuerza (kg) frente al tiempo (s) se muestran en la Figura 1. Durante la prueba de fatiga estática, los sujetos suelen alcanzar la máxima resistencia (Fmax)dentro de 2–3 s23. La fatiga autoinformada en sujetos se midió sobre la base de estudios anteriores3. La ausencia de Fmáx .10% MVIC) dentro de 3 s indica un esfuerzo insuficiente23. Para evitar este problema, se debe proporcionar un estímulo verbal. Ambos sujetos que reportaron fatiga (línea negra) y sin fatiga (línea gris) alcanzaron Fmáx dentro de 5 s, y la fuerza disminuyó gradualmente en el transcurso de la prueba de fatiga estática(Figura 1A). Durante la prueba de fatiga submáxima, se instruye a los sujetos a alcanzar y mantener el 50% del MVIC previamente determinado y se les proporciona orientación visual durante la prueba. Una vez alcanzado el 50% de MVIC, tanto los sujetos no fatigados como los fatigados mantuvieron una salida de fuerza constante durante un período prolongado de tiempo(Figura 1B). Para la prueba de fatiga dinámica, se instruyó a los sujetos a ejercer la fuerza máxima a 1 contracción/s. Tanto los sujetos no fatigados como los fatigados mantuvieron una salida constante hasta el final de la prueba(Figura 1C). Los sujetos suelen informar de los niveles más altos de dificultad durante la prueba de fatiga estática, mientras que tanto la prueba de fatiga submáxima como la prueba de fatiga dinámica fueron bien toleradas.
Los cálculos del índice de fatiga se ilustran en la Figura 2. El índice de fatiga estática (SFI) versión 1(Figura 2A) representa la diferencia entre la fuerza real generada (AUCexpt)y la condición hipotética en ausencia de fatiga (Fmax multiplicado por 30 s). Como diferentes sujetos alcanzan Fmáximo en diferentes momentos, este método encuentra el tiempo en que se alcanza Fmax (Tmax) y sólo tiene en cuenta la fuerza generada de Tmax a 30s después. En la Figura 2Bse muestra un cálculo alternativo del índice de fatiga estática. Este método representa la disminución de la fuerza desde las primeras 5 s de la prueba (Fmax 0-5s) hasta las últimas 5 s de la prueba (Fmax 25-30s). Los valores más altos de ambos índices de fatiga estática representan niveles más altos de fatiga. El rendimiento de la prueba de fatiga submáxima se evalúa utilizando el trabajo total, que se calcula como la fuerza acumulada generada (AUC) durante el rango objetivo en 50% MVIC(Figura 2C). Los valores más altos del trabajo total representan una fatiga menor. El índice de fatiga dinámica representa la disminución de la fuerza contráctilela intermitente desde los primeros 5 s (Fmax 0-5s) hasta los últimos 5 s (Fmax 25-30s)(Figura 2D). Los valores más altos del índice de fatiga dinámico representan niveles más altos de fatiga.
Usando las mismas trazas de fuerza-fuerza de prueba de fatiga estática contra tiempo (mostradas en la Figura 1), encontramos que la versión 1 del cálculo del índice de fatiga estática dio lugar a una mejor disociación entre no fatigados (SFI - 26,65%) y fatigado (SFI 29,14%) sujetos(Figura 3A). Por el contrario, mientras que el índice de fatiga estática versión 2 también detectó diferencias entre los no fatigados (SFI a 33,56%) y fatigado (SFI 35,02%) sujetos, la diferencia entre los dos grupos era menor en comparación con el índice de fatiga estática versión 1(Figura 3B). Utilizando la prueba de fatiga submáxima, el sujeto no fatigado mostró mayor resistencia (69,75 s) y el trabajo total realizado a un nivel objetivo de 50% MVIC (1.244,45 kg) en comparación con el sujeto fatigado tanto en términos de resistencia (67,36 s) como de trabajo total realizado (931.252 kg)(Figura 3C). El índice de fatiga dinámica también capturó la diferencia entre no fatigado (SFI - 10,94%) y fatigado (SFI 13,84%) (Figura 3D). Sin embargo, hemos observado diferencias en la capacidad de los sujetos para adherirse a un ritmo constante incluso cuando se guía con un metrónomo, que introduce variabilidad en la fuerza total ejercida durante cada contracción intermitente.
Figura 1: Ejemplo de trazas de tiempo de fuerza. Los rastros representativos de la prueba de fatiga estática (A), (B) prueba de fatiga submáxima y (C) prueba de fatiga dinámica se trazan como gráficos de fuerza (kg) frente a tiempo (s). Las trazas de sujeto sin fatiga se muestran en gris, las trazas del sujeto de fatiga se muestran en negro. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Ilustraciones de cálculos del índice de fatiga. (A) Cálculo del índice de fatiga estática versión 1. (B) Cálculo del índice de fatiga estática versión 2. (C) Cálculo del trabajo total de la prueba de fatiga submáxima. (D) Cálculo dinámico del índice de fatiga. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Datos representativos recopilados mediante los métodos descritos en el protocolo. (A) Cálculo del índice de fatiga estática versión 1. (B) Cálculo del índice de fatiga estática versión 2. (C) Cálculo del trabajo total de la prueba de fatiga submáxima. (D) Cálculo dinámico del índice de fatiga. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Aquí, proporcionamos tres métodos diferentes para medir la dimensión física del MRC. Las pruebas de fatiga del motor que utilizan dinamómetros portátiles son simples y fácilmente adaptables para uso clínico. Dado que existen muchas variaciones de la prueba en la literatura, nuestro objetivo era proporcionar métodos estandarizados para administrar estas pruebas y disminuir la necesidad de capacitaciones en persona extensas para los médicos.
Aunque las pruebas de fatiga descritas en este estudio demuestran una buena fiabilidad de prueba-retest7,20, la adherencia a este protocolo garantizará la reproducibilidad de los datos. Un paso crítico y a menudo pasado por alto durante la preparación de la prueba es permitir que el dispositivo de empuñadura se calibrar sobre una superficie plana. Este paso establecerá una lectura de línea base real. Aunque la resistencia máxima no es un indicador preciso para el aspecto físico del CRF13,la obtención del verdadero valor MVIC mejorará en gran medida la interpretación de los datos. Se utiliza para determinar si la debilidad motora está presente a través de comparaciones de datos normativos24. Los valores precisos de MVIC también garantizan que la prueba de fatiga estática sea una prueba de rendimiento máximo real, facilitando las comparaciones normativas de los índices de fatiga. Las pruebas de fatiga motora son particularmente útiles en un entorno clínico donde la prueba de fatiga estática se puede utilizar como una herramienta de cribado, además de hacer comparaciones longitudinales. Recomendamos que Fmax se inspeccione y esté dentro del 10% de MVIC para garantizar que la prueba de fatiga estática máxima no se convierta en una prueba submáxima de facto. De acuerdo con estudios previos, encontramos que el estímulo verbal durante las pruebas de fatiga de agarre de las manos es necesario para lograr datos reproducibles y un buen Fmáx (-10% de MVIC)25,26. Mantener la contracción máxima, particularmente durante la prueba de fatiga estática, requiere concentración y motivación. En ausencia de estímulo verbal, los sujetos a veces no logran la contracción máxima verdadera durante los primeros 5 s o durante toda la prueba, lo que introduce variabilidad en los cálculos del índice de fatiga estática (SFI). Relacionado con este punto, se debe utilizar un script estándar al proporcionar instrucciones antes de la prueba y durante el estímulo verbal, de acuerdo con estudios anteriores25,26.
SFI versión 1 (Figura 2A) representa la diferencia entre las curvas de la fuerza real frente al tiempo y la hipotética fuerza contra tiempo en ausencia de fatiga. Múltiples variaciones de los cálculos se han desarrollado en estudios anteriores20. Dado que los sujetos suelen alcanzar la fuerza máxima dentro de los primeros 5 s, se pueden utilizar las siguientes modificaciones para calcular el área real bajo la curva (AUCexpt):(1) AUC de 5 a 30 s de la prueba, (2) la duración total de la prueba de 0-30 s, y (3) el AUC total desde cuando se alcanza Fmax (Tmax)a 30 s después deese 12,20. El intervalo de tiempo utilizado para calcular el valorexpt aUC se utiliza entonces para determinar el intervalo de tiempo para calcular el AUC hipotético(hipótesisAUC) en ausencia de fatiga, que normalmente se calcula como Fmax multiplicado por la duración de tiempo utilizada para derivar AUCexpt. En nuestra experiencia, el MRC se correlaciona significativamente con el SFI calculado utilizando el método descrito en la Figura 2A13. Dada la variabilidad de la cantidad de tiempo necesaria para alcanzar Fmax particularmente en pacientes mayores con cáncer, la versión 1 de SFI descrita en la sección de métodos proporciona la medida más sensible para capturar la dimensión física del MRC sin pérdida de datos que muestren fatiga temprana, como ocurriría con mirar sólo a AUC de 5-30 s13.
La versión 2 del cálculo SFI(Figura 2B)representa la disminución de la fuerza máxima generada desde el comienzo de la prueba hasta el final de la prueba. El método de cálculo es mucho más simple que la versión 1 de SFI y proporciona una forma rápida de estimar el nivel de fatiga. Sin embargo, la versión 2 del cálculo del índice de fatiga estática mostró una baja fiabilidad de prueba-reprueba con un coeficiente de correlación entre clases (ICC) de 0,46–0,77, mientras que la versión 1 del índice de fatiga estática demostró una mayor fiabilidad de prueba-reprueba de 0,71–0,96 en pacientes con Esclerosis Múltiple (EM)21. Esto es consistente con nuestro hallazgo de que sólo la prueba de fatiga estática y la versión 1 del cálculo de SFI se correlacionan significativamente con la fatiga autoinformada en pacientes con cáncer de próstata13. Curiosamente, la versión 1 de SFI exhibió una menor fiabilidad de la prueba-reprueba (ICC de 0.18-0.52) en controles saludables en comparación con sus homólogos de MS21. Por lo tanto, recomendamos utilizar la versión 1 del cálculo SFI para medir la fatiga física en pacientes con cáncer. La versión 2 de SFI se puede utilizar para proporcionar una estimación rápida de los niveles de fatiga durante la prueba.
La prueba de fatiga submáxima consiste en contracciones sostenidas (estáticas) o repetitivas (dinámicas) a un valor objetivo de 30-75% de MVIC. Si bien esta prueba no se utiliza normalmente para calcular la fatigabilidad motora, incluimos este método en el protocolo actual porque a menudo se utiliza para inducir fatiga durante evaluaciones simultáneas como efectos de tratamiento de fármacos, análisis de biomarcadores de sangre, electromiografía e imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI)27,28,29. Las pruebas de fatiga submáxima causan menos molestias en los sujetos de investigación30. Estas pruebas también se aproximan mejor a las tareas diarias típicas, como agarrar y transportar comestibles. Además, la prueba de fatiga submáxima puede ser más sensible a los efectos adicionales inducidos por el tratamiento31. El rendimiento de la prueba de fatiga submáxima se puede medir como el trabajo total realizado(Figura 2C),lo que ha demostrado una buena reproducibilidad de prueba-reprueba7. Alternativamente, el tiempo hasta el fracaso de la tarea, o la resistencia, también se ha utilizado para cuantificar el rendimiento de la prueba de fatiga submáxima22.
Las pruebas dinámicas de fatiga consisten en contracciones máximas repetidas intermitentes, generalmente a un ritmo fijo guiado con un metrónomo7. El índice de fatiga dinámica (DFI) se calcula como la caída de la fuerza máxima desde el principio hasta el final de la prueba(Figura 2D). El cálculo DFI descrito en los métodos considera la fuerza máxima (Fmax) generada durante las 3 contracciones primera y última. Este método se puede modificar para tener en cuenta la Fmax en los primeros 5 s (0-5s) y los últimos 5 s (25–30 s)20. Al igual que la prueba de fatiga submáxima, la prueba de fatiga dinámica causa menos molestias y tiene una buena prueba-retest de forma fiable7. Sin embargo, la prueba dinámica de fatiga no demostró suficiente poder discriminatorio en estudios que compararon sujetos fatigados (por ejemplo, post-polio, esclerosis múltiple) y controles saludables20.
La fatiga motora medida con el dispositivo de empuñadura puede originarse a partir de una disminución de la unidad de las neuronas motoras eferentes, o de mecanismos contrácles deteriorados dentro de las fibras musculares5. Curiosamente, las contracciones submáximas pueden estar más influenciadas por la corteza motora, mientras que las pruebas de fatiga máxima pueden tener un componente muscular más grande32. Esto puede estar relacionado con la isquemia prolongada inducida por la presión intramuscular alta (>50% MVIC) y la disminución del flujo sanguíneo a los tejidos musculares29,33. Las fuerzas contrácticas medidas mediante dinamómetros portátiles involucran los polimicios aductores que contienen fibras predominantes de tipo 1, así como músculos del digitorium flexor del antebrazo compuestos por fibras de tipo I y II34. Debido a la naturaleza altamente oxidativa de las fibras de tipo I, las pruebas máximas de fatiga estática son más propensas a la isquemia muscular y la fatiga inducida por glucólisis35. Dado que las pruebas de fatiga submáxima y las pruebas dinámicas/intermitentes permiten la recuperación de la fibra muscular, pueden ser más útiles para evaluar la fatiga física con un origen central33. Los estudios futuros que tienen como objetivo aislar las contribuciones de las neuronas motoras frente a los componentes musculares también pueden incluir la estimulación magnética transcraneal de la corteza motora utilizada junto con las grabaciones de electromiograma36.
Una limitación del protocolo actual es que la falta de un valor normativo bien establecido para la población cancerosa utilizando estas pruebas de fatiga física. Estudios anteriores han medido la fatiga física utilizando el dispositivo de agarre en poblaciones propensas a desarrollar fatiga física como la poliomielitis y el envejecimiento20,23. Estos valores normativos aún no se han establecido en la investigación de la fatiga del cáncer utilizando métodos estandarizados. Además, variables como el tamaño de la mano, el tipo de dinamómetro de mano, la presencia de guantes o anillos antideslizantes, el dominio de las manos, el sexo, la edad y la aptitud basal pueden afectar las pruebas de agarre de las manos. La inevitable heterogeneidad de las poblaciones clínicas puede limitar la generalización de los resultados del estudio mediante la prueba de empuñadura. Por lo tanto, se deben considerar estrategias para controlar estas posibles variables de confunción, como el análisis de la covarianza o la normalización de datos MVIC con el peso corporal. Además, la prueba de agarre de la mano sólo captura la fatigadeza de las extremidades superiores, que no puede correlacionarse con la fatigabilidad de las extremidades inferiores26. Por lo tanto, la interpretación cuidadosa de los datos y evitar la sobregeneralización están justificados cuando se utiliza la prueba de empuñadura para medir la dimensión física del MRC. Puede ser útil incluir pruebas adicionales de fatigabilidad de rendimiento que impliquen extremidades más bajas, como la prueba de caminata de 6 min o 10 m, junto con las pruebas de fatigabilidad de la empuñadura37. Por último, los métodos descritos en el estudio actual representan la fatiga motora medida en un único punto de tiempo. Estudios anteriores han demostrado que la fatigabilidad, que refleja el cambio en la fatiga durante una actividad, puede ser más útil clínicamente ya que este concepto captura el estado funcional del paciente38. Estudios futuros explorarán la asociación entre la fatigabilidad percibida (cambio en las puntuaciones de fatiga autoinformadas) y la fatigabilidad del rendimiento (cambio en los índices de fatiga de las manos) antes y después de las pruebas físicas/cognitivas37,38,39.
En conclusión, los métodos descritos en este protocolo proporcionan medidas objetivas y cuantitativas de un síntoma debilitante y son fácilmente aplicables en el entorno clínico. En nuestra experiencia, la prueba de fatiga estática combinada con la versión 1 del cálculo SFI es el método más sensible para capturar el aspecto físico de la fatiga en el cáncer, así como otras condiciones de la enfermedad12,13. Además de la prueba estática de fatiga máxima, proporcionamos dos pruebas adicionales de empuñadura que son menos fatigosas y pueden ser mejor toleradas en poblaciones de pacientes gravemente deterioradas. Las variables como la edad, el sexo, la enfermedad y el nivel de aptitud basal pueden afectar las mediciones de fatiga física utilizando el dispositivo de empuñadura. El método específico utilizado debe adaptarse a cada población de la enfermedad.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Este estudio cuenta con el pleno apoyo de la División de Investigación Intramuros del Instituto Nacional de Investigación de Enfermería del 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 |
References
- Berger, A. M., et al. Cancer-Related Fatigue, Version 2.2015. Journal of the National Comprehensive Cancer Network : JNCCN. 13 (8), 1012-1039 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Feng, L. R., et al. Cognitive and motor aspects of cancer-related fatigue. Cancer Medicine. 8 (13), 5840-5849 (2019).
- Bohannon, R. W. Hand-Grip Dynamometry Predicts Future Outcomes in Aging Adults. Journal of Geriatric Physical Therapy. 31 (1), 3-10 (2008).
- 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).
- 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).
- American Society of Hand Therapists. Clinical Assessment Recommendations. 2nd edn. , (1992).
- 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).
- 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).
- 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).
- Schwid, S. R., et al. Quantitative assessment of motor fatigue and strength in MS. Neurology. 53, 743-743 (1999).
- 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).
- Karatrantou, K. Dynamic Handgrip Strength Endurance: A Reliable Measurement in Older Women. Journal of Geriatric Physical Therapy. 42 (3), 51-56 (2019).
- 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).
- 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).
- White, C., Dixon, K., Samuel, D., Stokes, M. Handgrip and quadriceps muscle endurance testing in young adults. SpringerPlus. 2 (1), 451 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- Matuszczak, Y., et al. Effects of N-acetylcysteine on glutathione oxidation and fatigue during handgrip exercise. Muscle & Nerve. 32 (5), 633-638 (2005).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Enoka, R. M., Duchateau, J. Translating Fatigue to Human Performance. Medicine and science in sports and exercise. 48 (11), 2228-2238 (2016).