Intervention Review

Oxygen therapy during exercise training in chronic obstructive pulmonary disease

  1. Mika Nonoyama1,*,
  2. Dina Brooks2,
  3. Yves Lacasse3,
  4. Gordon H Guyatt4,
  5. Roger Goldstein5

Editorial Group: Cochrane Airways Group

Published Online: 18 APR 2007

Assessed as up-to-date: 4 JUN 2009

DOI: 10.1002/14651858.CD005372.pub2


How to Cite

Nonoyama M, Brooks D, Lacasse Y, Guyatt GH, Goldstein R. Oxygen therapy during exercise training in chronic obstructive pulmonary disease. Cochrane Database of Systematic Reviews 2007, Issue 2. Art. No.: CD005372. DOI: 10.1002/14651858.CD005372.pub2.

Author Information

  1. 1

    West Park Healthcare Centre, Graduate Department of Rehabilitation Science, Toronto, Ontario, Canada

  2. 2

    University of Toronto, Department of Physical Therapy, Toronto, Ontario, Canada

  3. 3

    Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec(Hospital Laval), Québec,, Quebec,, Canada

  4. 4

    McMaster University, Health Sciences Centre, Hamilton, Ontario, Canada

  5. 5

    West Park Hospital, Division of Respiratory Medicine, Toronto, Ontario, Canada

*Mika Nonoyama, Graduate Department of Rehabilitation Science, West Park Healthcare Centre, 82 Buttonwood Avenue, Toronto, Ontario, M6M 2J5, Canada. mika.nonoyama@utoronto.ca.

Publication History

  1. Publication Status: New search for studies and content updated (no change to conclusions)
  2. Published Online: 18 APR 2007

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Abstract

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Background

Exercise training within the context of pulmonary rehabilitation improves outcomes of exercise capacity, dyspnea and health-related quality of life in individuals with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Supplemental oxygen in comparison to placebo increases exercise capacity in patients performing single-assessment exercise tests. The addition of supplemental oxygen during exercise training may enable individuals with COPD to tolerate higher levels of activity with less exertional symptoms, ultimately improving quality of life.

Objectives

To determine how supplemental oxygen in comparison to control (compressed air or room air) during the exercise-training component of a pulmonary rehabilitation program affects exercise capacity, dyspnea and health-related quality of life in individuals with COPD.

Search methods

All records in the Cochrane Airways Group Specialized Register of trials coded as 'COPD' were searched using the following terms: (oxygen* or O2*) AND (exercis* or train* or rehabilitat* or fitness* or physical* or activ* or endur* or exert* or walk* or cycle*). Searching the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL, The Cochrane Library), MEDLINE, EMBASE and CINAHL databases identified studies. The last search was carried out in June 2009.

Selection criteria

Only randomized controlled trials (RCTs) comparing oxygen-supplemented exercise training to non-supplemented exercise training (control group) were considered for inclusion. Participants were 18 years or older, diagnosed with COPD and did not meet criteria for long-term oxygen therapy. No studies with mixed populations (pulmonary fibrosis, cystic fibrosis, etc) were included. Exercise training was greater than or equal to three weeks in duration and included a minimum of two sessions a week.

Data collection and analysis

Two review authors independently selected trials for inclusion in the review and extracted data. Weighted mean differences (WMD) with 95% confidence intervals (CI) were calculated using a random-effects model. Missing data were requested from authors of primary studies.

Main results

Five RCTs met the inclusion criteria. The maximum number of studies compared in the meta-analysis was three (31 on oxygen versus 32 control participants), because all included studies did not measure the same outcomes. When two studies were pooled, statistically significant improvements of oxygen-supplemented exercise training were found in constant power exercise time, WMD 2.68 minutes (95% CI 0.07 to 5.28 minutes). Supplemental oxygen increased the average exercise time from 6 to 14 minutes; the control intervention increased average exercise time from 6 to 12 minutes. Constant power exercise end-of-test Borg score (on a scale from 1 to 10) also showed statistically significant improvements with oxygen-supplemented exercise training, WMD -1.22 units (95% CI -2.39 to -0.06). One study showed a significant improvement in the change of Borg score after the shuttle walk test, by -1.46 units (95% CI -2.72 to -0.19). There were no significant differences in maximal exercise outcomes, functional exercise outcomes (six-minute walk test), shuttle walk distance, health-related quality of life or oxygenation status. According to the GRADE system most outcomes were rated as low quality because they were limited by study quality.

Authors' conclusions

This review provides little support for oxygen supplementation during exercise training for individuals with COPD, but the evidence is very limited. Studies with larger number of participants and strong design are required to permit strong conclusions, especially for functional outcomes such as symptom alleviation, health-related quality of life and ambulation.

 

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Oxygen therapy during exercise training in chronic obstructive pulmonary disease (COPD)

People with COPD often have severe shortness of breath that prevents them from performing their everyday activities. Formal rehabilitation programs that include exercise training improve stamina, decrease breathlessness and enhance quality of life. Use of oxygen during exercise may provide additional benefit. We conducted a review to determine the effectiveness of adding oxygen to exercise training in comparison to exercise training without oxygen supplementation in people with COPD. Five studies addressed the question although, because of measurement of different outcomes, the maximum number available for looking at any individual outcome was three (31 patients receiving oxygen versus 32 not). People with COPD may exercise longer and have less shortness of breath when using oxygen during an exercise-training program. These studies did not look at the effect of oxygen on shortness of breath in daily life. From the evidence to date, it is not possible to determine whether individuals with COPD should use oxygen during exercise training. Stronger studies with more participants are required in order to understand how oxygen-supplemented exercise training for people with COPD will affect their shortness of breath, activity and quality of life.

 

Résumé

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Oxygénothérapie pendant l'exercice physique dans la bronchopneumopathie chronique obstructive

Contexte

L'activité physique dans le contexte d'une réhabilitation pulmonaire améliore les critères de jugement de la capacité d'exercice, de la dyspnée et de la qualité de vie liée à la santé chez les individus souffrant de bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO). Le supplément d’oxygène, par rapport au placebo, augmente la capacité d'exercice des patients soumis à des épreuves d’effort à évaluation unique. Le supplément d’oxygène pendant l'exercice physique pourrait permettre aux personnes souffrant de BPCO de tolérer des niveaux d'activité plus élevés avec moins de symptômes induits par l’effort, ce qui pourrait améliorer leur qualité de vie.

Objectifs

Déterminer dans quelle mesure le supplément d’oxygène au cours d’exercices physiques intégrés à un programme de réhabilitation pulmonaire affecte la capacité d'exercice, la dyspnée, et la qualité de vie liée à la santé des individus souffrant de BPCO par rapport au contrôle (air comprimé ou air ambiant).

Stratégie de recherche documentaire

Tous les essais du registre spécialisé du groupe Cochrane sur les voies respiratoires associés au code « BPCO » ont été recherchés en utilisant les termes suivants : (oxygène* ou O2*) ET (exercic* ou entraîn* ou rééducat* ou fitness* ou physiqu* ou activ* ou endur* ou effort* ou marche*ou vélo*). Des études ont été identifiées en consultant le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL, Bibliothèque Cochrane), ainsi que les bases de données MEDLINE, EMBASE et CINAHL. La dernière recherche a été effectuée en juin 2009.

Critères de sélection

Seuls les essais contrôlés randomisés (ECR) comparant des exercices physiques avec supplément d’oxygène à des exercices physiques sans supplément d’oxygène (groupe témoin) ont été pris en compte pour l'inclusion. Les participants étaient âgés d'au moins 18 ans, présentaient un diagnostic de BPCO et n’étaient pas éligibles pour une oxygénothérapie à long terme. Aucune étude portant sur des populations mixtes (fibrose pulmonaire, fibrose kystique, etc.) n'a été incluse. Le programme d’exercices physiques présentait une durée supérieure ou égale à trois semaines et incluait au moins deux séances par semaine.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de revue ont sélectionné les essais à inclure et extrait les données de manière indépendante. Les différences moyennes pondérées (DMP) avec des intervalles de confiance (IC) à 95 % ont été calculés en utilisant un modèle à effets aléatoires. Les données manquantes ont été sollicitées aux auteurs des principales études.

Résultats Principaux

Cinq ECR remplissaient les critères d'inclusion. Le nombre maximum d'études comparées dans la méta-analyse était de trois (31 participants sous oxygène versus 32 participants témoins), car toutes les études incluses ne mesuraient pas les mêmes critères de jugement. Lorsque deux études étaient combinées, des améliorations statistiquement significatives étaient associées à l'exercice physique avec supplément d’oxygène en termes de durée d’exercice à puissance constante, DMP de 2,68 minutes (IC à 95 %, entre 0,07 et 5,28 minutes). Le supplément d’oxygène entraînait une augmentation de la durée moyenne d’exercice de 6 à 14 minutes ; l'intervention témoin entraînait une augmentation de la durée moyenne d'exercice de 6 à 12 minutes. Le score de Borg à la fin de l’exercice à puissance constante (sur une échelle de 1 à 10) révélait également des améliorations statistiquement significatives associées à l'exercice physique avec supplément d’oxygène, DMP de -1,22 unité (IC à 95 %, entre -2,39 et -0,06). Une étude indiquait une amélioration significative du changement du score de Borg après le test de marche en navette de -1,46 unité (IC à 95 %, entre -2,72 et -0,19). Aucune différence significative n’était observée en termes de résultats de capacité maximale à l’exercice, de capacité fonctionnelle à l’exercice (test de marche pendant six minutes), de distance de marche « en navette », de qualité de vie liée à la santé ou de statut d'oxygénation. Selon le système GRADE, la plupart des résultats étaient considérés de mauvaise qualité car ils étaient limités par la qualité de l'étude.

Conclusions des auteurs

Cette revue n’apporte que des preuves très limitées de l’efficacité d’un supplément d’oxygène pendant l'exercice physique chez les individus souffrant de BPCO. Des études bien planifiées et portant sur un large effectif sont nécessaires afin de présenter des conclusions définitives, notamment en ce qui concerne des critères de jugement fonctionnels tels que le soulagement des symptômes, la qualité de vie liée à la santé et l'ambulation.

 

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Oxygénothérapie pendant l'exercice physique dans la bronchopneumopathie chronique obstructive

Oxygénothérapie pendant l'exercice physique dans la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO)

Les personnes souffrant de BPCO présentent souvent un essoufflement sévère qui les empêche de mener leurs activités quotidiennes. Les programmes de réhabilitation formelle incluant des exercices physiques améliorent la résistance, réduisent l'essoufflement et améliorent la qualité de vie. L'utilisation d'oxygène pendant l'exercice physique pourrait conférer un bénéfice supplémentaire. Nous avons mené une revue afin de déterminer l'efficacité de l’ajout d'oxygène pendant l'exercice physique par rapport à des exercices physiques sans supplément d'oxygène chez les personnes souffrant de BPCO. Cinq études étudiaient cette question mais mesuraient différents critères de jugement, de sorte que trois études seulement permettaient d’examiner des critères de jugement individuels (31 patients recevant de l'oxygène contre 32 n’en recevant pas). Les patients souffrant de BPCO pourraient présenter une résistance supérieure et être moins essoufflés lorsqu’ils utilisent de l'oxygène pendant un programme d'exercices physiques. Ces études n’examinaient pas l'effet de l'oxygène sur l'essoufflement au cours de la vie quotidienne. Les preuves actuelles ne permettent pas de déterminer si les individus souffrant de BPCO devraient utiliser de l'oxygène pendant l’exercice physique. Des études plus solides portant sur davantage de participants sont nécessaires afin de mieux comprendre dans quelle mesure l'apport d'oxygène pendant l'exercice physique affecte l’essoufflement, les activités et la qualité de vie des patients souffrant de BPCO.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st October, 2012
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

 

摘要

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背景

COPD病患運動訓練過程中使用氧氣療法

肺部復健中執行運動訓練可幫助COPD病患改善其運動能力、呼吸困難與健康有關生活品質等成果。病患進行單一評估之運動測試中,補充氧氣比使用安慰劑更能增加病患的運動能力。在運動訓練過程中額外補充的氧氣可能可以讓COPD病患減少費力耗竭的症狀而承受更大的活動量,甚至改善其生活品質。

目標

本研究比較COPD患者進行肺部復健的運動訓練過程中補充氧氣與對照組(提供壓縮空氣或室內空氣)是否會影響其運動能力、呼吸困難和健康相關生活品質。

搜尋策略

以下列關鍵字檢索所有在Cochrane Airways Group Specialized Register資料庫中有「COPD」編碼的試驗:(oxygen* or O2*) AND (exercis* or train* or rehabilitat* or fitness* or physical* or activ* or endur* or exert*or walk* or cycle*),同時也檢索Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL, The Cochrane Library), MEDLINE, EMBASE and CINAHL資料庫,檢索至2007年6月

選擇標準

僅納入比較提供氧氣的運動訓練與未提供氧氣的運動訓練(對照組)的隨機性對照試驗。所有受試者都年滿18歲,被診斷患有COPD且不符合需接受長期氧氣療法之條件。排除混合診斷別者(如肺部纖維化或囊腫纖維化等)的試驗。運動訓練至少須維持3星期以上且一星期至少進行兩次的訓練課程。

資料收集與分析

兩個審閱者獨立篩選納入此文獻回顧的是燕並萃取資料。以隨機效應模式計算加權平均差(WMD)及95%信賴區間。此外,向原始作者索取遺漏的數據資料。

主要結論

5個臨床隨機試驗符合納入標準。因為所有納入的試驗並未測量相同的成果,統合分析中比較的研究值為3(31位接受氧氣受試者與32位對照受試者)。將兩個試驗放在一起時,接受氧氣的受試者在運動訓練過程中進行固定肌力運動訓練時間達統計上的顯著改善,WMD值為2.68分鐘(95%信賴區間介於0.07至5.28分鐘間)。提供氧氣可將平均運動時間由6分鐘增加至14分鐘,對照的介入治療可將平均運動時間由6分鐘提升至12分鐘。補充氧氣的運動訓練組之持續肌力訓練結束休息時的費力量表(Borg量表, 1至10分)的得分也顯?改善,WMD值為−1.22單位(95%信賴區間介於−2.39至−0.06間)。有一個試驗顯示在來回走路試驗(Shuttlewalking test)後,費力量表的得分明顯改善−1.46單位(95%信賴區間介於−2.72至−0.19間)。但在最大運動成果、功能性運動成果(6分鐘走路試驗)、來回走路試驗、健康相關生活品質或氧合狀態等並沒有明顯的差異。因為研究品質的限制,GRADE系統分析得多數成果都是低品質的。

作者結論

本文獻回顧對COPD病患進行運動訓練中補充氧氣的效果提供一些支持證據,但這些證據的效力有限。建議以更多樣本與更嚴謹的研究設計以獲得更有力的結論,如症狀緩解、健康相關生活品質和步行的功能性成果。

翻譯人

此翻譯計畫由臺灣國家衛生研究院(National Health Research Institutes, Taiwan)統籌。

總結

對於COPD患者在運動訓練過程中進行氧氣治療。COPD患者通常會出現嚴重的呼吸短促症狀並影響其每天日常活動的表現,正規的復健過程包括了藉由進行運動訓練來提升耐力、減少無法喘氣的機率並且強化生活品質,在運動過程使用氧氣可能可以提供一些附加的效益,我們的藉由審閱的過程來決定在COPD患者進行運動訓練過程中添加氧氣的效益,並將其結果與在運動訓練過程中沒有提供氧氣的結果加以比較,有5個試驗研究滿足了這個疑問,雖然這些研究的試驗成果並不相同,察看任何個別試驗成果的最大可用數值為3(31名受試者接受補充氧氣,32名患者沒有接受補充氧氣),在運動訓練課程中使用氧氣可以使COPD患者接受更長時間的訓練並可以減少發生呼吸短促的機率,這個研究並沒有針對補充氧氣對於每天生活中發生呼吸短促的影響進行討論,由目前可得的證據並無法確定是否COPD患者應該在進行運動訓練的過程中使用氧氣,因此需要藉由針對較大數量受試者進行研究以取得較有力的研究結果,以瞭解補充氧氣對於進行運動訓練的COPD患者是否會對其呼吸短促現象、活動力和生活品質產生影響。