Summary
Enkla och tillgängliga metoder har utvecklats för att mäta den motoriska aspekten av cancerrelaterad trötthet objektivt och kvantitativt. Vi beskriver i detalj sätt att administrera det fysiska utmattningstestet med hjälp av en enkel handgripenhet samt metoder för att beräkna utmattningsindex.
Abstract
Cancerrelaterad trötthet (CRF) rapporteras ofta av patienter både under och efter att ha fått behandling för cancer. Nuvarande CRF-diagnoser är beroende av självrapporterande frågeformulär som är föremål för rapport och återkallande fördomar. Objektiva mätningar med hjälp av en handhållen dynamometer, eller handgripanordning, har visats i de senaste studierna för att korrelera avsevärt med subjektiva självrapporterade utmattningspoäng. Men variationer av både handgrip utmattningstest och utmattningindex beräkningar finns i litteraturen. Bristen på standardiserade metoder begränsar utnyttjandet av handgriputmattningstestet i de kliniska och forskningsmiljöer. I denna studie tillhandahåller vi detaljerade metoder för att administrera det fysiska utmattningstestet och beräkna utmattningsindexet. Dessa metoder bör komplettera befintliga självrapporterade trötthet frågeformulär och hjälpa kliniker bedöma trötthet symtom svårighetsgrad på ett objektivt och kvantitativt sätt.
Introduction
Cancerrelaterad trötthet (CRF) är ett förhärskande och försvagande symptom som rapporteras av upp till 80% av cancerpatienter1. National Comprehensive Cancer Network (NCCN) definierar CRF som en ihållande känsla av fysisk, emotionell och kognitiv utmattning1. Crf:s viktigaste differentieringsegenskaper är den senaste tidens verksamhet och crf:s oförmåga att lindras av vila1. Som ett resultat av detta påverkar CRF patienternas deltagande i den dagliga verksamheten och deras hälsorelaterade livskvalitet1.
Den nuvarande bedömningen av crf bygger främst på frågeformulär för självrapport2. Som ett resultat, symptom svårighetsgrad som mäts med hjälp av självrapporter är föremål för återkallande och rapportering fördomar och kan påverkas av den specifika frågeformulär och cutoff poäng som används för att bedöma CRF3. Som en flerdimensionell konstruktion har crf:s fysiska dimension visat sig korrelera med dagliga aktivitetsförändringar och ett behov av dagtidtupplurar4, medan CRF:s inverkan på fysisk funktion är mindre utforskad. Hittills är CRF fortfarande ett underdiagnostiserat och underbehandlat symptom utan väldefinierad underliggande mekanism eller behandlingsalternativ1. För att bättre förstå detta försvagande tillstånd finns det ett ökande behov av att mäta CRF och dess dimensioner objektivt och kvantitativt.
Fysisk trötthet avser en oförmåga att upprätthålla den kraft som krävs under ihållande kontraktil aktivitet5. Den efterföljande äventyrade dagliga funktionen till följd av att inte kunna utföra dagliga uppgifter (t.ex. bära matkassar, lyft och hålla ett föremål) påverkar i hög grad den hälsorelaterade livskvaliteten, särskilt hos äldre vuxna, och bidrar till framtida skador6,7. Olika verktyg har utvecklats för att kvantifiera fysisk funktionsnedsättning inklusive fysiska prestanda tester, såsom 6 min promenad test (6MWT) och sit-to-stand test (STS), samt bärbara fysisk aktivitet monitorer, såsom aktigrafi enheter och fitness trackers8,9,10. Fysiska prestandatester som 6MWT och STS är lätta att administrera och kräver inte specialutrustning10. Tillförlitligheten och framgången för sådana tester kräver dock kliniker utbildning och logistiska krav såsom en 30 m korridor10. Bärbara aktivitetsmonitorer möjliggör automatisk datainsamling och longitudinell symptomövervakning11. Dessa aktivitetsövervakare måste dock ofta bäras i flera dagar, och patientefterlevnad kan vara ett problem11. Dessutom kan den stora mängden data som samlas in med aktivitetsövervakare vara utmanande att bearbeta, vilket gör det svårt att härleda kliniskt meningsfull information11.
Den handhållna dynamometern, eller instrumenterade handgripenheten med datorstödd datainsamling, är en bärbar apparat som mäter grepphållfasthet. Handhållen dynamometri har använts för att testa motortrötthet och försämring av sjukdomstillstånd som vanligtvis involverar motorsystemet inklusive motoriska nervceller och muskelproblem12. Senaste arbetet har visat ett samband mellan självrapporterade subjektiva CRF poäng och motor trötthet mätt med hjälp av ett handgrip statiska trötthettest13. Handgrip utmattningstester är särskilt lämpliga för klinisk användning på grund av deras tillförlitlighet och tidseffektivitet, som kräver några minuter för att slutföra14,15. Dessutom kan handgrip utmattningstester förprogrammeras, vilket säkerställer datareproducerbarhet7. Administrera handgrip testet kräver minimal utbildning från testadministratörenoch kan enkelt genomföras i en klinisk miljö med tanke på ett standardiserat protokoll. Använda självrapporterade utmattningsfrågeformulär i samband med handgriputmattningstestet bör ge ytterligare verktyg för kliniker att screena, övervaka och hantera utmattningssymtom hos cancerpatienter.
Bristen på standardiserade konsensusmetoder har begränsat antagandet av handgrip utmattningstestet på klinikerna16. I detta nuvarande arbete beskriver vi tre olika metoder för att använda handhållen dynamometer för att kvantifiera motortrötthet objektivt. Nyttan av varje metod bör testas i varje cancerpopulation för att säkerställa att den exakt skiljer mellan trötta och icke-trötta försökspersoner. Vi skisserar också metoder för att beräkna utmattningsindex för varje handgrip utmattningstest. Målet med detta arbete är att tillhandahålla en omfattande verktygslåda för att komplettera självrapporterade frågeformulär och att standardisera CRF fysisk prestanda mätning korrekt och objektivt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Den aktuella studien (NCT00852111) godkändes av Institutional Review Board (IRB) vid National Institutes of Health (NIH). Deltagarna inskrivna i denna studie var 18 år eller äldre, diagnostiseras med icke-metastaserande prostatacancer med eller utan tidigare prostatektomi, och planerad att få extern strålstrålbehandling vid Radiation Oncology Clinic of the NIH Clinical Centrum. Potentiella deltagare uteslöts om de hade en progressiv sjukdom som kan orsaka betydande trötthet, hade psykiatrisk sjukdom under de senaste fem åren, hade okorrigerad hypotyreos eller anemi, eller hade en andra malignitet. Individer som använde lugnande medel, steroider, eller icke-steroida antiinflammatoriska medel uteslöts också. Alla deltagare rekryterades vid Magnuson Clinical Research Center vid NIH. Undertecknade skriftliga skriftliga medgivande nand erhölls före studiedeltagandet.
1. Förberedelse och provningsposition för handgrepp
- I ett lugnt rum, inrätta en stol med armstöd.
- Slå på den handhållna dynamometern.
- Programvaran kommer att uppmana kalibrering av dynamometern. Se till att enheten vilar på en plan yta under kalibreringen.
- Placera motivet i upprätt läge med fötterna i full kontakt med golv och höfter så långt bak som stolen stöder.
- Se till att motivets höft- och knävinklar är nära 90° och axlarna är i neutralt bortförande/adduction och neutralt roteras. Se till att motivets armbåge är böjd vid 90 ° och handleden stöds inte, som rekommenderas av American Society of Hand Therapists handbok17.
- Efter kalibrering av dynamometern, instruera motivet att greppa dynamometern, med dorsala mellanliggande falanger framåt.
- Justera grepppositionen till motivets handstorlek och registrera den7.
- Behåll samma handgriptestposition för alla efterföljande tester.
- Före varje test, ge standardiserade skript och be försökspersoner att utföra ett hånfullt försök att visa förståelse för instruktionerna.
- Informera försökspersonerna om att obehag är normalt, men testerna kan avbrytas i närvaro av oväntat allvarlig stam / smärta.
- Stoppa testet om allvarligt obehag rapporteras av patienten eller i händelse av oväntade omständigheter.
- Se till att en 2 min viloperiod mellan försöken gör det möjligt för muskeln att återhämta sig18.
2. Maximal frivillig isometrisk sammandragning (MVIC) test
- Förse försökspersoner med standardiserade instruktioner. Till exempel , "i testet, kommer du att klämma så hårt du kan för 5 s, börjar med din icke-dominerande hand. Detta test kommer att göras tre gånger för varje hand. För varje test, kommer jag att räkna ner 3, 2, 1 ... GO. Pressa enheten på GO så hårt du kan."
- På "Gå" startar du programmet genom att klicka på GO-knappen.
- Upprepa MVIC-testet för totalt tre gånger med en 30 s vila mellan försök.
- Genomsnittet för varje hand från de tre försöken maximal kraft är MVIC19.
3. Statiskt utmattningstest för maximal kraft
- Instruera försökspersoner att utöva full ansträngning för att uppnå maximal kontraktion under statiskutmattningstest.
- På "Gå" startar du programmet genom att klicka på GO-knappen. Använd standardiserat uppmuntran skript såsom klämma hårt upprepade gånger tills testet slutar.
- Fortsätt det statiska utmattningstestet i 35 s, för att ge upp till 5 s för att uppnå Fmax (maximal handgripstyrka).
- Statiskt utmattningsindex (SFI)12,20,21
- Beräkna SFI med följande ekvation:
- Beräkna AUCexpt genom att beräkna det experimentella området under kurvan från den tidpunkt då Fmax uppnåddes (Tmax)till 30 s efter Tmax.
- Beräkna den hypotetiska AUC (AUChypotetiska)i avsaknad av trötthet genom att multiplicera Fmax med 30 s.
OBS: Högre SFI-värden indikerar ökade avvikelser från det förväntade värdet, därav högre trötthet. - Beräkna SFI version 2 som förhållandet mellan maximal kraft under de sista 5 s (Fmax 25-30s)till maximal kraft under de första 5 sekunderna (Fmax 0-5s)med ekvationen:
OBS: Högre värden för SFI indikerar högre trötthet.
- Beräkna SFI med följande ekvation:
4. Statiskt utmattningstest för submaximal kraft
- Ange värdet på 50 % av MVIC för deltagarens icke-dominerande hand genom att rita en horisontell linje på ett genomskinligt överlägg på skärmen.
- Rita en andra rad på överlägget i en annan färg för att indikera en 10% minskning av målvärdet.
- Se till att deltagaren enkelt kan se skärmen och 50% MVIC linje.
- Instruera ämnet att behålla ett målvärde på 50% av MVIC så länge som möjligt.
- Räkna ner. På "Gå" startar du programmet genom att klicka på GO-knappen.
- Stoppa testet när styrkan minskar med 10 % av målvärdet för mer än 5 s enligt den andra raden på genomskinligheten.
- Beräkna totalt utfört arbete7 som kraft-kontra-tidsområde under kurvan under den tidsperiod under vilken målstyrkan (T50% MVIC)upprätthålls:
Totalt arbete = AUC underT 50% MVIC
OBS: Uthållighet kan mätas som tid till aktivitetsavslutning22. Högre värden för totalt arbete indikerar lägre trötthet.
5. Dynamiskt utmattningstest
- Instruera försökspersoner att utföra en maximal klämma varje sekund under en varaktighet av 30 s. Använd en metronome för att ge rytm vägledning20.
- Starta metronomsom ligger på 1 pip per sekund.
- Starta nedräkningen. På "Gå" startar du testet genom att klicka på GO-knappen. Se till att nedräkningen matchar metronompriset.
- Informera deltagaren när du passerar halvvägs och när 5 s är kvar.
- Stoppprovning efter att 30-talet är klara.
- Dynamiskt trötthetsindex
- Beräkna dynamic fatigue index20 med maximal kraft (Fmax)av de senaste 5 s och Fmax av de första 5 s.
OBS: Högre värden för det dynamiska utmattningsindexet (DFI) indikerar högre trötthet.
- Beräkna dynamic fatigue index20 med maximal kraft (Fmax)av de senaste 5 s och Fmax av de första 5 s.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Representativa kraftspår (kg) kontra tid (s) spår visas i figur 1. Under det statiska utmattningstestet når försökspersonerna vanligtvis maximal styrka (Fmax) inom 2–3 s23. Självrapporterad trötthet hos försökspersoner mättes baserat på tidigare studier3. Frånvaron av Fmax (±10% MVIC) inom 3 s indikerar otillräcklig ansträngning23. För att förhindra denna fråga bör muntlig uppmuntran ges. Båda försökspersonerna som rapporterade trötthet (svart linje) och ingen trötthet (grå linje) nådde Fmax inom 5 s, och kraft minskade gradvis under loppet av statiskutmattningstest(figur 1A). Under submaximal trötthetstestet instrueras försökspersonerna att nå och underhålla 50% av det tidigare fastställda MVIC och är försedda med visuell vägledning under testet. När 50% MVIC uppnåddes, både icke-trött och trött försökspersoner upprätthålls stadig kraft produktion under en längre tid(figur 1B). För det dynamiska utmattningstestet instruerades försökspersonerna att utöva maximal kraft vid 1 kontraktion/s. Både de icke-trötta och trötta försökspersonerna bibehållna stadig utgång fram till slutet av testet(figur 1C). Försökspersoner rapporterar vanligtvis de högsta svårighetsgraderna under det statiska utmattningstestet, medan både submaximaltrötthetstestet och det dynamiska utmattningstestet tolererades väl.
Trötthetsindexberäkningar illustreras i figur 2. Statiskt utmattningsindex (SFI) version 1(figur 2A)representerar skillnaden mellan den faktiska kraft som genereras (AUCexpt)och det hypotetiska tillståndet i avsaknad av trötthet (Fmax multiplicerat med 30 s). Eftersom olika ämnen når Fmax vid olika tidpunkter, finner denna metod den tid då Fmax uppnås (Tmax)och tar bara hänsyn till den kraft som genereras från Tmax till 30s efteråt. En alternativ statisk utmattningsindexberäkning visas i figur 2B. Denna metod representerar den nedgång som gäller från de första 5 s av testet (Fmax 0-5s)till de sista 5 s av testet (Fmax 25-30s). Högre värden för båda statiska utmattningsindex representerar högre nivåer av trötthet. Prestanda på submaximal trötthetstestet utvärderas med hjälp av totalt arbete, som beräknas som den kumulativa kraft som genereras (AUC) under målintervallet på 50% MVIC(figur 2C). Högre värden för totalt arbete representerar lägre trötthet. Det dynamiska utmattningsindexet representerar nedgången i intermittent kontraktilkraft från de första 5 s (Fmax 0-5s)till de sista 5 s (Fmax 25-30s) (Figur 2D). Högre värden för det dynamiska utmattningsindexet representerar högre nivåer av trötthet.
Med samma statiska utmattningstest kraft-kontra-tid spår (visas i figur 1),fann vi att statiska trötthet index beräkning version 1 resulterade i en bättre dissociation mellan icke-trött (SFI = 26,65%) och trött (SFI = 29,14%) ämnen (figur 3A). Däremot, medan statiska trötthetindex version 2 också upptäckt skillnader mellan icke-trött (SFI = 33,56%) och trött (SFI = 35,02%) försökspersonerna var skillnaden mellan de två grupperna mindre jämfört med statiska utmattningsindex version 1 (figur 3B). Med hjälp av submaximal trötthetstestet uppvisade det icke-trötta ämnet högre uthållighet (69,75 s) och det totala arbete som utförts på en målnivå på 50 % MVIC (1 244,45 kg·s) jämfört med det trötta motivet både i fråga om uthållighet (67,36 s) och totalt utfört arbete (931,252 kg s·) (figur 3C). Det dynamiska utmattningsindexet fångade också skillnaden mellan icke-trött (SFI = 10,94%) och trött (SFI = 13,84%) (Figur 3D). Vi har dock observerat skillnader i försökspersoners förmåga att följa en konsekvent rytm även när de styrs med en metronomen, vilket introducerar variationer i den totala kraft som utövas under varje intermittent kontraktion.
Figur 1: Provkraftspår. Representativa spår av(A)statiska utmattningstest, (B) submaximal utmattningstest, och (C) dynamisk utmattningsprovning ritas som kraft (kg) kontra tid (s) diagram. Spår utan utmattning visas i grått, utmattningsföremålsspår visas i svart. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 2: Illustrationer av utmattningsindexberäkningar. (A)Beräkning av statiskt trötthetsindex version 1. (B)Beräkning av statiskt trötthetsindex version 2. (C)Totalarbetsberäkning för submaximalutmattningsprovning. (D)Beräkning av dynamiskt utmattningsindex. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Bild 3: Representativa data som samlas in med hjälp av metoder som beskrivs i protokollet. (A)Beräkning av statiskt trötthetsindex version 1. (B)Beräkning av statiskt trötthetsindex version 2. (C)Totalarbetsberäkning för submaximalutmattningsprovning. (D)Beräkning av dynamiskt utmattningsindex. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Här erbjuder vi tre olika metoder för att mäta den fysiska dimensionen av CRF. Motorutmattningstester med handhållna dynamometrar är enkla och lätt anpassningsbara för klinisk användning. Eftersom många varianter av testet finns i litteraturen, var vårt mål att tillhandahålla standardiserade metoder för att administrera dessa tester och minska behovet av omfattande personliga utbildningar för kliniker.
Även om utmattningstester som beskrivs i denna studie visar god test-retest tillförlitlighet7,20, följsamhet till detta protokoll kommer att säkerställa data reproducerbarhet. Ett kritiskt och ofta förbisett steg under testberedningen är att låta handgripenheten kalibrera på en plan yta. Det här steget kommer att upprätta en faktisk originalläsning. Även om maximal styrka inte är en korrekt indikator för den fysiska aspekten av CRF13, att få den sanna MVIC värdet kommer att kraftigt förbättra datatolkning. Det används för att avgöra om motorisk svaghet finns via normativa datajämförelser24. Exakta MVIC-värden säkerställer också att det statiska utmattningstestet är ett faktiskt maximalt prestandatest, vilket underlättar normativa jämförelser för utmattningsindex. Motorutmattningstester är särskilt användbara i en klinisk miljö där det statiska utmattningstestet kan användas som screeningverktyg förutom att göra longitudinella jämförelser. Vi rekommenderar att Fmax inspekteras och vara inom 10% av MVIC för att säkerställa maximal statisk utmattningsprovning inte blir en de facto submaximal test. I enlighet med tidigare studier fann vi att verbal uppmuntran under handgrip utmattningstester är nödvändig för att uppnå reproducerbara data och en bra Fmax (± 10% av MVIC)25,26. Upprätthålla maximal kontraktion, särskilt under statisk utmattningstest, kräver koncentration och motivation. I avsaknad av verbal uppmuntran, försökspersoner ibland misslyckas med att uppnå den verkliga maximal kontraktion under de första 5 s eller under hela testet, som introducerar variationer i statisk trötthet index (SFI) beräkningar. I samband med denna punkt bör ett standardskript användas när du tillhandahåller instruktioner före testet och under verbal uppmuntran, i överensstämmelse med tidigare studier25,26.
SFI version 1 (figur 2A) representerar skillnaden mellan kurvor av den faktiska kraft-kontra-tiden och hypotetiska kraft-kontra-tid i avsaknad av trötthet. Flera varianter av beräkningarna har utvecklats i tidigare studier20. Eftersom försökspersoner vanligtvis når maximal kraft inom de första 5 s, kan följande ändringar användas för att beräkna det faktiska området under kurvan (AUCexpt): (1) AUC från 5 till 30 s av testet, (2) hela varaktigheten av testet från 0-30 s, och (3) den totala AUC från när Fmax uppnås (Tmax) till 30 s efter att12,20. Det tidsintervall som används för att beräknaAUC-expt-värdet används sedan för att bestämma tidsintervallet för beräkning av hypotetiska AUC (AUChypotetiskt)i avsaknad av trötthet, som vanligtvis beräknas som Fmax multiplicerat med den tidstid som används för att härleda AUCexpt. Enligt vår erfarenhet korrelerar CRF avsevärt med SFI beräknas med hjälp av den metod som beskrivs i figur 2A13. Med tanke på variationen i den tid som krävs för att nå Fmax särskilt hos äldre patienter med cancer, SFI version 1 beskrivs i metoder avsnitt ger den mest känsliga åtgärden för att fånga den fysiska dimensionen av CRF utan förlust av data som visar tidig fatiguing, vilket skulle inträffa med att titta endast på AUC från 5-30 s13.
SFI-beräkningsversion 2 (figur 2B) representerar nedgången i maximal kraft som genereras från början av testet till slutet av testet. Beräkningsmetoden är mycket enklare än SFI version 1 och ger ett snabbt sätt att uppskatta graden av trötthet. Statisk utmattningsindexberäkning version 2 uppvisade dock låg testretesttillförlitlighet med en interklasskorkonefficient (ICC) på 0,46–0,77, medan statiska utmattningsindex version 1 visade högre test-retest tillförlitlighet på 0,71–0,96 i patienter med multipel skleros (MS)21. Detta är förenligt med vårt konstaterande att endast statiska trötthettest och SFI beräkningversion 1 korrelerade avsevärt med självrapporterad trötthet hos patienter med prostatacancer13. Intressant nog visade SFI version 1 lägre test-retest tillförlitlighet (ICC på 0,18-0,52) i friska kontroller jämfört med sina MS motsvarigheter21. Därför rekommenderar vi att du använder SFI beräkningversion 1 för mätning av fysisk trötthet hos patienter med cancer. SFI version 2 kan användas för att ge en snabb uppskattning av utmattningsnivåer under testet.
Submaximal trötthetstestet består av antingen ihållande (statiska) eller repetitiva (dynamiska) sammandragningar till ett målvärde på 30–75 % av MVIC. Även om detta test vanligtvis inte används för att beräkna motorisk fettigability, inkluderade vi denna metod i det aktuella protokollet eftersom det ofta används för att framkalla trötthet under samtidiga bedömningar såsom läkemedelsbehandling effekter, blod biomarkör analys, elektromyografi, och funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI)27,28,29. Submaximal trötthet tester orsaka mindre obehag i forskningsämnen30. Dessa tester också bättre ungefärliga typiska dagliga uppgifter såsom greppa och bära livsmedel. Dessutom kan submaximal utmattningstestet vara känsligare för ytterligare behandlingsinducerade effekter31. Prestanda på submaximal trötthetstestet kan mätas som totalt utfört arbete(figur 2C), som har visat god test-retest reproducerbarhet7. Alternativt, tid till uppgift svikt, eller uthållighet, har också använts för att kvantifiera submaximal trötthet testprestanda22.
Dynamiska utmattningstester består av återkommande upprepade maximal sammandragningar, vanligtvis vid en fast rytm guidad med en metronome7. Det dynamiska utmattningsindexet (DFI) beräknas som den maximala nedgången från början till slutet av testet(figur 2D). DFI-beräkningen som beskrivs i metoderna tar hänsyn till den maximala kraft (Fmax)som genereras under de första och sista 3 sammandragningarna. Denna metod kan ändras för att ta hänsyn till Fmax i de första 5 s (0-5s) och de sista 5 s (25-30 s)20. I likhet med submaximal trötthet test, den dynamiska trötthet testet orsakar mindre obehag och har bra test-testa tillförlitligt7. Det dynamiska utmattningstestet visade dock inte tillräcklig diskriminerande effekt i studier som jämförde trötta försökspersoner (t.ex. post-polio, multipel skleros) och friska kontroller20.
Motortrötthet mätt med hjälp av handgrip enheten kan komma från antingen minskad enhet från fallande sprudla motoriska nervceller, eller nedsatt kontraktil mekanismer inom muskelfibrer5. Intressant, submaximal sammandragningar kan vara mer påverkas av motorcortex, medan maximal trötthet tester kan ha en större muskulös komponent32. Detta kan vara relaterat till den långvariga ischemi som orsakas av högt intramuskulärt tryck (>50% MVIC) och minskat blodflöde i muskelvävnader29,33. Kontraktile krafter mätt med handhållna dynamometrar innebär adductor pollicis som innehåller dominerande typ 1 fibrer, samt underarm flexor digitorium muskler som består av både typ I och II fibrer34. På grund av den mycket oxidativa karaktären av typ I fibrer, maximal statisk trötthet tester är mer benägna att muskel ischemi och glykolys-inducerad trötthet35. Eftersom submaximal trötthet tester och dynamiska / intermittent tester möjliggör muskelfiber återhämtning, de kan vara mer användbara för att bedöma fysisk trötthet med ett centralt ursprung33. Framtida studier som syftar till att isolera bidrag av motoriska nervceller kontra muskelkomponenter kan också omfatta transkraniell magnetisk stimulering av motorcortex som används tillsammans med elektromyograminspelningar36.
En begränsning av det nuvarande protokollet är att bristen på ett väletablerat normativt värde för cancerbefolkningen med hjälp av dessa fysiska utmattningstester. Tidigare studier har mätt fysisk trötthet med hjälp av handgripenheten i populationer som är benägna att utveckla fysisk trötthet som polio och åldrande20,23. Sådana normativa värden har ännu inte fastställts i cancer trötthet forskning med hjälp av standardiserade metoder. Dessutom kan variabler som handstorlek, typ av handhållen dynamometer, förekomst av halkfria handskar eller ringar, handdominans, kön, ålder och baslinjekondition påverka handgriptester. Den oundvikliga heterogeniteten hos kliniska populationer kan begränsa generalizability av studieresultat från att använda handgriptestet. Därför bör strategier för kontroll av dessa potentiella störande variabler övervägas, såsom analys av kovarians eller MVIC-datanormalisering till kroppsvikt. Vidare fångar handgriptestet bara fatiguability av övre delen muskelvävnader, som inte kan korrelera med nedre delen fatigability26. Noggrann datatolkning och undvika övergeneralisering är därför motiverade när du använder handgriptestet för att mäta CRF:s fysiska dimension. Det kan vara bra att inkludera ytterligare prestanda fatigability tester som innebär lägre extremiteter, såsom 6 min eller 10 m promenad test, tillsammans med handgrip fatigability tester37. Slutligen representerar de metoder som beskrivs i den aktuella studien motortrötthet mätt vid en enda tidpunkt. Tidigare studier har visat att fatigability, som återspeglar förändringen i trötthet under en aktivitet, kan vara mer användbarkliniskt eftersom detta begrepp fångar patientens funktionella status38. Framtida studier kommer att undersöka sambandet mellan upplevd afettigability (förändring i självrapporterade trötthet betyg) och prestanda fatigability (förändring i handgrip utmattningindex) före och efter fysiska / kognitiva tester37,38,39.
Sammanfattningsvis ger de metoder som beskrivs i detta protokoll objektiva och kvantitativa åtgärder av ett försvagande symptom och är lätta att tillämpa i den kliniska miljön. Enligt vår erfarenhet är det statiska utmattningstestet kombinerat med SFI-beräkningversion 1 den känsligaste metoden för att fånga den fysiska aspekten av trötthet i cancer samt andra sjukdomstillstånd12,13. Förutom det statiska maximala utmattningstestet tillhandahöll vi ytterligare två handgriptester som är mindre tröttande och som bättre kan tolereras i allvarligt nedsatta patientpopulationer. Variabler som ålder, kön, sjukdom och baslinje konditionsnivå kan alla påverka fysiska utmattningsmätningar med hjälp av handgripenheten. Den specifika metod som används bör skräddarsys för varje sjukdomspopulation.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Denna studie stöds fullt ut av avdelningen för intramural forskning vid National Institute of Nursing Research of the 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).
