雅诺什·坎比亚索-丹尼尔 1,2，*，埃里克·里瓦斯 1,3，*，约书亚·S·卡森 4，加布里埃尔·洪德沙根 1,5，奥马尔·努涅斯·洛佩兹 1，肖娜·Q·格洛弗 1，大卫·N·赫恩登 1，奥斯卡·E·苏曼 1
摘要
目标
比较烧伤后约4岁的烧伤儿童与健康健康的儿童的身体能力和体质。
研究设计
在这项回顾性病例对照研究中，我们分析了严重烧伤儿童（n=40）在出院、完成6至12周康复运动训练计划后以及烧伤后3至4年时的力量、有氧能力和体成分。数值以性别/年龄匹配儿童的相对百分比表示进行比较（出院和运动后n=40;烧伤后3.5年n=40）。
选举结果
出院时，瘦体重（LBM）为未烧伤儿童的89%，运动康复恢复至94%（P < 0.01）。烧伤后3.5年，LBM（94%）、骨矿物质含量（89%）和骨密度（93%;各p≤0.02）均保持下降，而总体脂肪增加（148%，p=0.01）。烧伤儿童的心肺健康在运动训练后依然较低（75%;p<0.0001）和3.5年后（87%;p<0.001）。放电后峰值扭矩（60%;p<0.0001）和平均功率输出（58%;p<0.0001）均较低。尽管运动训练有所改善，但未能达到非烧伤水平（83–84%;p<0.0001），但3.5年后分别维持在85%和82%（p<0.0001）。
结论
尽管康复性运动训练对力量和心肺能力的益处在烧伤后近4年仍能保持，但这些益处尚未完全恢复到健康儿童的水平。尽管这一现象的根本机制尚不明确，但这些发现表明，未来出院后持续运动康复干预措施的发展，可能会进一步缩小与健康青少年之间的差距。
关键词：身体成分、锻炼计划、肌肉力量、峰值有氧能力、康复情况、护理标准
过去几十年，现代烧伤护理的进步提高了生存率，尤其是在儿童中（1）。然而，这一进展也带来了烧伤幸存者的长期治疗和康复新挑战。患者在急性烧伤后期会出现与高代谢相关的并发症以及身体状况退化。这种退化因重症监护室的固定（2）以及对热损伤的全身反应加剧，后者表现为向分解代谢状态的剧烈转变（3,4）。这会导致明显的瘦体重流失、虚弱和疲劳（5）。
导致身体退化的病理过程在退役后依然存在。Jeschke等人显示，与年龄匹配对照组相比，儿童烧伤患者的基础代谢（以静息能量消耗衡量）在烧伤后长达2年内仍显著升高（6）。同样，Hart等人发现，受伤一年多后肌肉分解率仍高于正常水平（7）。持续性分解代谢在儿科患者中尤其令人担忧，因为他们正处于重要的发育和生长阶段。1990年进行的一项纵向研究显示，儿童烧伤幸存者生长速度会急剧下降，患者平均需要3年才能恢复到适龄的生长速度（8）。自这一发现以来，针对严重烧伤相关的分解代谢和体能退化，进行了广泛的干预措施的研究。早期手术切除、积极的营养支持以及多种药物治疗（如生长激素、氧安德龙和普萘洛尔）已被发现在调节代谢反应并改善急性期（9–13岁）的预后方面有效。此外，急性期后进行结构化康复锻炼计划，配合合成代谢疗法，对改善烧伤恢复非常重要（14–17）。
尽管现代烧伤护理和康复锻炼项目已充分证明短期结局的显著改善，但这些疗效（超过2年）的持久影响尚不明确。为了确定烧伤后2年后是否需要康复项目，我们比较了烧伤后3.5年严重烧伤儿童与健康年龄和性别匹配、未烧伤儿童的身体能力和体质。
这是一项回顾性病例对照研究，对照组按年龄和性别匹配。进入本院时，儿科患者接受了包括重建手术和皮肤移植在内的标准护理治疗。伤口愈合95%后，他们被出院。患者出院后6、9、12和24个月及此后每年均回访，接受进一步重建手术和持续治疗。研究分析基于大量先前及正在进行的研究数据（经机构审查委员会批准 [IRB 04-157]）。出院时，患者同意并接受体成分、运动力量和有氧能力的检测。随后，他们完成了为期6至12周的有氧和阻力训练康复训练。康复训练结束后，他们再次接受体质、运动力量和有氧运动的测试。如前所述，患者每年都会回访本机构进行持续评估。本研究中，我们比较了同一患者从出院到运动康复计划结束及烧伤后3至4年期间，身体组成、运动力量和有氧能力指标的变化，与健康对照组相比。 该回顾性病例对照研究已获得德克萨斯大学医学分校机构审查委员会（IRB 04-157和IRB 01-106）批准。研究患者于2005年8月至2014年1月间入院，数据收集时间为2005年9月至2017年1月。所有患者均符合以下纳入标准：>7岁，>30%的烧伤面积，并参与我们的康复运动训练计划（6周或12周）。排除标准包括非热损伤及任何肢体截肢。所有纳入患者在出院时、康复项目结束后以及烧伤后36至48个月时均接受体成分、力量和有氧能力测试。为控制性别及3.5年内的生长发育，我们将每个烧伤儿童按年龄和性别匹配到两个独立对照组：一个针对出院和运动后训练时间点（n=40），另一个对照组针对3至4年烧伤后时间点（n=40）。研究设计请见图1。健康体型的受试者通过公开张贴的传单和口碑从当地社区招募。数据从这些志愿者（n = 80）在单一时间点收集。要被视为健康体能，受试者的峰值氧气消耗量（VO2）必须至少达到38 mL O2·kg−1 min−1。此外，所有对照组均被认为为一般至优秀（男性：38–45 mL O2·kg−1 min−1;女性：39–42 mL O2·kg−1 min−1），根据库珀有氧研究所报告的13至19岁儿童标准（18）。每位健康健康的儿童都会根据性别和年龄与每位烧伤患者进行匹配。所有研究患者和对照组均获得父母或法定监护人的知情同意，并在参与研究前获得儿童同意（如适用）。 患者流程图。IRB：机构审查委员会;TBSA：全身表面积。 我们机构现已成为标准护理的康复项目，在其他地方已有详细描述（5）。简而言之，患者根据其全身燃烧面积（6周>30–59%，12周>60%）进行训练。训练计划包括交替进行阻力和有氧运动，每周最多进行5天，由受过训练的运动专家监督。出院后，伤口愈合至少95%后立即开始锻炼训练。康复计划的有氧部分包括每周至少3到5次有氧训练，使用跑步机或自行车测力仪，每天10到40分钟，强度为心率储备的50%至85%。力量训练计划每周至少进行3次8项基础阻力训练：卧推、腿推和肩推;腿部伸展;肱二头肌、腿部和肱三头肌弯举;还有脚尖抬起。所有动作均使用可变阻力器械或自由重量进行。更严重的烧伤和皮肤移植会限制活动能力和在跑步机或自行车仪表上锻炼的能力。在典型的日子里，主要锻炼开始时是10分钟的有氧热身，结束时是放松训练。在培训的第一周，患者熟悉了锻炼和设备，并接受了以最小负重和负荷进行正确技巧的指导。随后，重量/负重逐步从患者3次最大重复次数的50%增加到60%至65%，到第6周目标达到3次最大次数的80%至85%。 骨矿物质含量（BMC）、骨密度（BMD）、总体重、总体脂肪和总瘦体重（LBM）通过双能X射线吸收仪（Hologic型号QDR-4500-W，Hologic公司，马萨诸塞州马尔堡）测定，并用专用软件分析（19）。机器每天通过幻影进行校准。扫描时个体完全静止;否则，这些任务会被重复进行。 有氧能力通过采用改良版Bruce方案的标准化跑步机运动测试测量峰值VO2，同时持续监测心率和血氧饱和度。VO2 通过结合 VO2/CG 运动系统（明尼苏达州圣保罗Medgraphics CardioO 2）进行定量，并对吸入气体和呼气气体成分、流量及体积进行持续逐次呼吸分析。在每次测试前，使用已知气体和3升注射器校准了氧气和二氧化碳的气体及气流。受试者不断被鼓励完成3分钟的阶段，测试在达到最大主动努力时结束。在所有情况下，测试在意志疲劳（受试者提示停止运动）时被视为最大值，且至少满足以下一项标准：呼吸交换比≥1.05，VO2随着工作负荷增加趋于稳定（< 2 mL O2·kg−1分钟−1），或运动心率≥190次/分钟。关于间接量热方法的更多细节已由我们团队（20）发布。 强度通过等速动力计评估。使用Biodex System 3测功机测量了主导腿膝关节伸展150°时产生的峰值扭矩和平均功率（21）。 受试者在各时间点的身体和运动特征均采用了事后Bonferroni调整的单向重复测量分析，进行多重比较。每个烧伤的孩子都会根据年龄和性别与一名未烧伤的孩子匹配。为确定烧伤儿童与年龄和性别匹配的未烧伤儿童之间的绝对差异，我们进行了Holm-Sidak多重对照事后检验的单因子方位差分析。为控制生长和发育的影响，我们以年龄和性别匹配者的相对百分比表示数值，并使用单向重复方差分析（ANOVA）与Bonferroni事后检验进行比较，并对每个组对比进行适当的p值调整（p值=0.05÷4组比较=p<0.013）。数据分析并生成图表，使用GraphPad Prism（6.0版，加利福尼亚州拉荷亚），显著性设定为p<0.05。所有数据均以平均±标准差报告。 烧伤患者和对照组的人口统计数据汇总于表中。主要损伤机制为火焰烧伤（33/40;83%），其次是电击伤害（4/40;10%）和烫伤（3/40;7%）。患者在重症监护室停留27±17天，并参与8±2周的康复锻炼计划。所有患者同时参与其他临床试验，评估烧伤药物治疗。11人（27%）接受普萘洛尔治疗，10人（25%）接受氧安洛酮和普萘洛尔联合治疗，4人（10%）接受生长激素治疗，4人（10%）接受二甲双胍治疗，1人（3%）接受酮康唑治疗。其余10人（25%）未接受研究药物。这些药物研究的结果此前已有报道，包括本文中纳入的参与者（9,12,13）。长期随访检测在烧伤后3.5年±0.5年进行。出院时，烧伤儿童处于极差至极差（男性：<35 mL O2 kg−1 min−1;女性：<25 mL O2 kg−1 min−1），未烧伤儿童为良好类别（<男性：45.2–50.9 mL O2 kg−1 min−1;女性：35–38.9 mL O2 kg−1 min−1）（18).根据Eisenmann等人的说法，烧伤男孩和女孩的数值会低于第2百分位，而未烧伤的健康儿童则在第50到第75百分位之间（22）。 在体成分指标中，急性期（即出院时）后，烧伤影响最严重的是总瘦质量，达到年龄和性别匹配对照组的89%。运动训练部分恢复了瘦体重，但仍低于对照组儿童（94%;p < 0.01）。烧伤后3.5年，总瘦质量显著降低（94%;p = 0.01），BMC（89%，p = 0.02）和BMD（93%，p = 0.01）均为低。另一方面，总体脂率较年龄和性别匹配的对照组上升至148%（p = 0.01）。 如表和图2所示，出院时相对峰值VO2相较健康对照下降（51%，归一化为LBM时为57%;p < 0.0001）。运动训练部分恢复了峰值VO2至控制水平（70%，或75%正常化至LBM;p < 0.0001）。烧伤后3.5年，峰值VO2与年龄和性别匹配对照组的数值仍为减弱（82%，或87%归一化为LBM;p < 0.001）。烧伤患者出院时峰值心率也低于对照组（89%，p < 0.0001），运动训练将该心脏功能指数提升至94%（p < 0.05）。烧伤后3.5年，峰值心率仍低于年龄和性别匹配的对照值（94%，p < 0.01）。 心肺健康（A）代表峰值VO2，力量（B代表峰值扭矩）和C（平均功率）。所有这些都以非归一化和LBM归一化的数值提供。A/S匹配，年龄和性别匹配的未烧伤对照组;DC，放电;EX，运动（† p p 0.01 ≤ 年龄和性别匹配组，*p ≤ 0.001 对比 DC，‡ p ≤ 0.05 对比 EX 后训练）。 出院时，烧伤儿童峰值扭矩下降（53%，即60%归一化至LBM时;p < 0.0001）和平均功率输出降低（52%，即归一化至LBM的58%;p < 0.0001）（见表及图2）。训练后，峰值扭矩和功率输出均有所改善，但仍低于控制值（峰值扭矩：79%，即83%轻重力导弹归一化，p < 0.0001;功率：80%，即84%LBM归一化，p < 0.0001）。烧后3.5年，训练后峰值扭矩和功率输出的改善得以维持，尽管峰值扭矩和功率相比对照组仍较低（79%，即85%轻重弹距归一化，p < 0.0001;功率：77%，即82%的LBM归一化，p < 0.0001）。 本研究基于先前工作，报告了烧伤后3.5年患者的长期运动能力，以应对患者出院烧伤重症监护室时实施的锻炼计划。我们发现，退伍后参加6至12周的锻炼计划显著提升了他们的运动能力。更重要的是，我们的数据显示，烧伤后3.5年的力量和心肺功能与康复锻炼计划结束时相当。然而，这些身体能力仍低于性别和年龄匹配的健康儿童。 出院时观察到的较低LBM与其他严重烧伤儿童瘦质量下降的报告相符（23,24）。然而，我们发现LBM略高，这一效应可能与过去几年急性烧伤护理中营养和代谢支持的进步有关（25）。有趣的是，烧伤儿童与身体质量指数、年龄和性别相当的健康儿童在受伤后3.5年时的体成分差异保持不变。然而，烧伤儿童的体脂率持续上升，情况并非如此。这可能与受伤后几年身体活动减少有关，可能是由于创伤后抑郁（26,27）。这种不活跃可能会增加整体脂肪（主要是中心脂肪），这在烧伤后很常见（28,29）。这种久坐状态通过损伤后3.5年骨矿物质含量和骨密度的统计学降低得到确认，因为这可能增加这些年轻患者骨折的风险。然而，正如O'Halloran等人所展示的，这种效应也可能与烧伤后的炎症反应有关，因此骨密度的变化可能与烧伤损伤相关，而不仅仅是活动量降低（30）。 正如我们团队的这项及其他研究所示，退伍后立即开始的锻炼计划能提升力量和心肺功能（5,14,15,20,21,31）。尽管如此，烧伤患者出院时的力量和心肺功能仍比健康受试者低约20%。此外，在燃烧后3.5年，峰值VO2、峰值扭矩和平均功率（无论是否归一化至LBM）仍然降低。这表明严重烧伤会导致大约3到4年的生长延迟。Wurzer等人表明，退伍后的运动训练在烧伤后1年内仍有可测量的益处，而这种效果通常在烧后2年消失（32）。 我们的结果与这些发现一致，显示烧伤后3年半，运动训练结束后很久，VO2峰值仍然升高。这一增加与Jeschke等人报告的超代谢缓解以及心肺发育正常（6）相吻合。值得注意的是，Wurzer等人未分析烧伤儿童与年龄和性别匹配的健康非烧伤对照组之间的差异。采用此方法，我们发现可能需要在烧伤后2至4年间延长运动康复，以实现儿童身体能力的更全面恢复。我们的结果显示，心肺容量（峰值VO2）差距略低于20%，力量能力（峰值扭矩、平均功率）差距略高于20%。烧伤后3.5年时，这一间隔比完成6至12周运动康复时更小，可能归因于正常生长和发育（非正常化VO2从70%到82%，正常化LBM从75%到87%）。然而，这些数值仍比年龄和性别匹配的对照组低18%至13%。研究表明，尽管高代谢状态在烧伤后持续多年（27），但大部分炎症和代谢失调在烧伤后3年才结束（6）。因此，代谢健康的改善，结合正常的生长和发育，可能增强了有氧能力。另一方面，长期（烧伤后>5年）评估烧伤系统性后遗症的数据仍然稀少。正如Duke等人最近建议的，未来研究应重点关注心血管功能障碍，这可能对有氧能力产生负面影响（33）。与有氧能力相比，力量在烧伤后3年半前运动训练后才有所变化，且仍比健康未烧伤儿童低约20%。 研究表明，锻炼能改善心理结局（34），这一重要发现是因为大多数烧伤患者往往会变得不活跃，而烧伤可能与抑郁症相关。在此背景下，Pena等人证明，社区内进行的锻炼项目效果与专业烧伤中心的项目相当（35）。对于遭受严重烧伤的儿童，定期锻炼可能有助于弥补与健康儿童的差距，因为我们发现烧伤后，出院时开始的早期物理康复锻炼能提升功能性运动能力和瘦体重（5,14,15,20,21）。 本研究的一个局限是纳入了少数参与随机临床试验的患者，这些试验旨在研究合成代谢药物和运动的效果。然而，由于我们之前发现合成代谢药物在1年后对力量和心肺功能的影响并不显著高于单纯运动，因此我们认为该子样本对结果影响不大（23,36）。此外，我们未将完成6至12周锻炼训练的非烧伤组纳入对照组;然而，我们此前已证明，将运动纳入医院的护理标准，在改善瘦体重、力量和有氧运动能力方面优于单纯标准护理（5）。本研究的另一个局限是样本量较小，导致大多数患者未能在两年内进行非常长时间的随访，因此不符合参与研究的资格。长期检测的患者更可能对运动和健身有积极看法，这可能影响他们是否在3.5年后随访时回健身房。无论如何，回访进行长期随访检测的患者群体可能偏向于有更多长期并发症且更倾向/动机维持与本研究治疗机构关系的人群。此外，由于药物干预能改善烧伤幸存者的代谢反应，我们无法确定所用药物是否影响了这组烧伤儿童的结果。然而，我们之前已证明，单用或与奥桑德龙同时使用，都能改善瘦体重、力量和峰值氧气吸收（37）。我们还发现普萘洛尔不会损害肌肉量、力量或通过锻炼计划获得的VO2峰值（36）。同样，我们最近发现普萘洛尔服用并未影响对亚极限运动的心率反应，因此受试者在训练期间能够保持运动强度，并以心率评估（38）。最后，我们分析了青春期儿童，部分纳入患者在长期检测前可能未能完全发育。 总之，我们的数据显示，严重烧伤儿童出院时体力和心肺功能显著下降，这与非烧伤儿童相比可见;但完成6至12周的物理康复项目后，这些情况会有所改善。出院3年半后，患者仍与年龄和性别匹配的健康未烧伤儿童显著不同，凸显了他们成长发育到成年阶段的延迟。我们的数据强调，严重烧伤儿童出院后不仅应参加康复锻炼项目，还需在随后的几年内持续进行定期体育活动，直到完全发育。还需要进一步研究，以更全面地理解严重烧伤儿童与健康儿童之间这一差距的根源，目标是将其降到最低。 受试者的身体和运动特征（平均 ± SD）。 BSA，体表面积;骨矿物质含量为BMC;骨密度（BMD）;BMI，身体质量指数;BMI百分位数，身体质量指数百分位数（年龄）;例如，锻炼;LBM，瘦体重;呼吸交换比（RER）;TBM，总体重;TBSA，总表面积;VO2，氧气量。 数据分别针对两组年龄和性别匹配的对照组，分别用于出院与运动后比较（n=40）或3.5年烧伤后比较（n=40）。统计上不同于 出院时间; EX后训练时间和 3.5年烧伤后。材料与方法
研究对象
图1。
康复锻炼计划
统计分析
选举结果
图2。
讨论
表I。
特征 退伍 EX后训练 年龄-性别匹配 3.5 年 后烧 年龄-性别匹配 烧毁 烧毁 未烧伤§ p 值 烧毁 未烧伤§ p 值 N（男性/女性） 40 (14/26) 40 (14/26) 40 (14/26) 40 (14/26) 40 (14/26) Age (y) 13.2 ± 2.9 13.4 ± 3.0* 13.4 ± 2.7 ≥ 0.99 16.4 ± 2.9*‡ 16.5 ± 3.2 0.99 Time of testing (months postburn) 1.9 ± 0.9 3.6 ± 1.4* – – 42.0 ± 6.6*‡ – – TBSA burn (%) 49 ± 15 – – – – – – TBSA 3rd-degree burn (%) 35 ± 21 – – – – – – Body Morphology Height (cm) 156 ± 14.2 156.3 ± 14.1 157.5 ± 14.6 ≥ 0.99 163.4 ± 10.3*‡ 168.1 ± 8.8 0.40 Weight (kg) 48.9 ± 12.1 52.7 ± 13.4 57.7 ± 21.6*‡ ≤ 0.0001 64 ± 14.5*‡ 64.2 ± 12.8 0.99 BSA (m−2) 1.4 ± 0.2 1.5 ± 0.3* 1.6 ± 0.3 ≥ 0.99 1.7 ± 0.2*‡ 1.7 ± 0.2 0.99 BMI (kg·m−2) 19.9 ± 3.4 21.2 ± 3.4 22.7 ± 6.1* < 0.02 23.9 ± 4.8 22.6 ± 3.5 0.71 BMI (%tile) 55.8 ± 33.2 67.2 ± 27.3* 67.1 ± 26.8 ≥ 0.26 69 ± 25.6* 64.5 ± 21.9 0.99 Fat mass (kg) 12.9 ± 8.5 14.7 ± 6.6* 14.1 ± 8 ≥ 0.99 17.2 ± 9.1*‡ 12.6 ± 4.4 0.01 Lean mass (kg) 34.4 ± 8.5 36.5 ± 9.3* 41.6 ± 15.4* < 0.01 44.8 ± 9.1*‡ 49.2 ± 10.8 0.30 BMC (kg) 1.6 ± 0.5 1.6 ± 0.5 1.9 ± 0.9 ≥ 0.06 2.0 ± 0.4*‡ 2.4 ± 0.7† 0.02 BMD (g·cm2) 1.0 ± 0.2 0.9 ± 0.1 1 ± 0.2 ≥ 0.20 1.1 ± 0.1*‡ 1.2 ± 0.2† 0.01 Peak aerobic capacity VO2 (L O2·min−1) 1.1 ± 0.4 1.6 ± 0.5* 2.4 ± 1.0*‡ ≤ 0.0001 2.3 ± 0.7*‡ 3 ± 0.7† < 0.0001 VO2（mL O2·kgTBM·min−1) 23.1 ± 5.3 29.7 ± 5.9 42.2 ± 8.1*‡ ≤ 0.0001 42.2 ± 8.1*‡ 46.4 ± 5.2 < 0.0001 VO2（mL O2·kgLBM min−1) 32.6 ± 5.9 42.6 ± 6.6* 57.5 ± 6.2*‡ ≤ 0.0001 52.4 ± 11.3*‡ 60.6 ± 4.9† < 0.0001 RER 1.1 ± 0.2 1.2 ± 0.1 1.1 ± 0.1 0.99 1.1 ± 0.1 1.2 ± 0.1† < 0.05 峰值心率（每分钟心跳） 170 ± 20 178 ± 21 191 ± 14*‡ ≤ 0.01 177±18* 190±12† 0.007 峰值强度 峰值扭矩（N-M） 50.7 ± 23.9 73.1 ± 28.2* 99.3 ± 39.2*‡ ≤ 0.001 100.4 ± 26.1*‡ 134±40.6† < 0.0001 峰值扭矩（N-M·kg−1LBM) 1.4 ± 0.5 1.9 ± 0.4* 2.4 ± 0.3*‡ ≤ 0.0001 2.2 ± 0.4*‡ 2.7 ± 0.4† < 0.0001 平均功率（W） 62±31 94±39* 129 ± 60*‡ ≤ 0.004 130 ± 60*‡ 180±56† < 0.0001 平均功率（W·kg−1LBM) 1.7 ± 0.7 2.5 ± 0.7* 3 ± 0.5*‡ ≤ 0.0001 2.9 ± 0.6*‡ 3.6 ± 0.6† < 0.0001
