Ten protokół dostarcza wyczerpującego zarysu jak przeprowadzić 6-minutowy test biegowy w celu oszacowania wydolności tlenowej u osób z porażeniem mózgowym.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół dostarcza wyczerpującego zarysu jak przeprowadzić 6-minutowy test biegowy w celu oszacowania wydolności tlenowej u osób z porażeniem mózgowym.
Porażenie mózgowe (CP) jest zróżnicowaną niepełnosprawnością ruchową występującą w dzieciństwie, która różni się znacznie pod względem nasilenia i wpływu. Osoby z cięższymi postaciami MPD, szczególnie te z zaangażowaniem całego ciała, często napotykają znaczne bariery w aktywności fizycznej. Bariery te są potęgowane przez ograniczoną dostępność opcji ćwiczeń, które mogą zaspokoić ich specyficzne potrzeby. Formy aktywności fizycznej, które mogą być dostępne, zazwyczaj wiążą się z niskim poziomem zapotrzebowania tlenowego, co może nie być wystarczające do utrzymania i/lub poprawy zdrowia układu sercowo-naczyniowego.
Jednakże, Frame Running, parasport wykonywany na trójkołowym rowerze do biegania, pozwala osobom z CP uczestniczyć w ćwiczeniach aerobowych o wysokiej intensywności. Układ do biegania, zaprojektowany specjalnie dla osób z niepełnosprawnościami ruchowymi, takimi jak MPD, umożliwia ocenę wydolności tlenowej w populacji, która w przeciwnym razie byłaby wykluczona z tradycyjnych metod ćwiczeń. 6-minutowy test biegowy z ramką (6-MFRT) został zatwierdzony jako skuteczna miara szacowania maksymalnej wydolności tlenowej u osób z CP. Jest łatwy do wykonania i wymaga jedynie ramy do biegania, bieżni o długości 200-400 m, czujnika tętna, taśmy mierniczej lub koła oraz stopera. W ten sposób 6-MFRT służy jako praktyczna i wiarygodna miara wydolności tlenowej, którą można wykorzystać do oceny sprawności zdrowotnej i oceny efektu interwencji treningowych.
Porażenie mózgowe (CP) jest jedną z najczęstszych chorób występujących w dzieciństwie, z częstością występowania 1,6 na 1 000 żywych urodzeń1. Wynika z uszkodzenia rozwijającego się mózgu przed ukończeniem 2 roku życia, co ma wieloaspektowe konsekwencje. Spektrum upośledzeń motorycznych u osób z MPD waha się od niewielkich zaburzeń kontroli motorycznej do poważnych niepełnosprawności fizycznych i charakteryzuje się ograniczeniami w ruchu, równowadze, koordynacji i postawie2. Co więcej, osoby z MPD mają cieńsze, słabsze i sztywniejsze mięśnie szkieletowe w porównaniu z osobami normalnie rozwiniętymi3. Ze względu na takie czynniki, jak upośledzona kontrola motoryczna i funkcja mięśni szkieletowych, osoby z MPD są zwykle mniej aktywne fizycznie i wykazują zwiększony siedzący tryb życia4,5,6, co z kolei przyczynia się do zmniejszenia wydolności tlenowej. Zmniejszona wydolność tlenowa predysponuje do większego ryzyka rozwoju wtórnych schorzeń, takich jak choroby sercowo-naczyniowe i metaboliczne7. Dlatego zrozumienie i ocena wydolności tlenowej w tej populacji ma kluczowe znaczenie zarówno dla opieki zdrowotnej, jak i sportu, ponieważ dostarcza cennych informacji na temat ich zdrowia sercowo-naczyniowego, wytrzymałości i ogólnych możliwości fizycznych.
Maksymalny pobór tlenu (VO2max), kluczowa miara wydolności tlenowej, służy jako predyktor we wszystkich tych domenach. Ocena VO2max może pomóc w interwencjach mających na celu poprawę sprawności fizycznej, zmniejszenie ryzyka wtórnych schorzeń związanych z MPD i ostatecznie poprawę jakości życia. Pomimo znaczenia oceny wydolności tlenowej u osób z MPD, zauważalny jest brak wykonalnych i dostosowanych testów tlenowych, zwłaszcza dla osób z poważniejszą niepełnosprawnością fizyczną. Istniejące złote standardy testów aerobowych, takie jak protokoły oparte na bieżni lub ergometrze rowerowym, stanowią poważne wyzwanie dla osób z trudnościami w bieganiu, jeździe na rowerze, utrzymywaniu określonych pozycji i/lub wykonywaniu określonych ruchów. Co więcej, testy te są często ograniczone do warunków laboratoryjnych i wymagają specjalistycznego sprzętu, takiego jak maska na twarz do pomiaru poboru tlenu. To nie tylko sprawia, że testy są niepraktyczne, ale także mniej dostępne w rzeczywistych warunkach, gdzie celem jest ocena i poprawa codziennych zdolności funkcjonalnych.
W związku z tym istnieje potrzeba walidacji alternatywnych metod, które mogą być łatwo stosowane w różnych warunkach, w tym, ale nie tylko, w środowiskach klinicznych i obiektach sportowych. Frame Running, sport dostosowany do potrzeb osób z niepełnosprawnością ruchową, okazał się obiecującym rozwiązaniem umożliwiającym aktywność fizyczną o umiarkowanej lub wysokiej intensywności wśród osób z CP8,9,10. Ten sport wykorzystuje trójkołową ramę do podparcia podczas chodzenia i/lub biegania. W ciągu ostatnich 10 lat skupiliśmy się na opracowaniu i walidacji 6-minutowego testu biegowego (6-MFRT) jako praktycznej i inkluzywnej metody oceny wydolności tlenowej u osób z CP9,10,11. Podczas testu uczestnicy wykorzystują ramę do biegania, aby podtrzymać swoją wagę i pomóc w utrzymaniu równowagi, co pozwala im skupić się na pokonaniu jak największego dystansu w ciągu 6 minut. Nasze badania wykazały, że 6-MFRT jest wiarygodną i skuteczną metodą szacowania VO2max u osób z CP11. Porównując dane uzyskane podczas 6-MFRT z danymi zebranymi podczas tradycyjnego testu VO2peak na bieżni przeprowadzonego przez te same osoby przy użyciu ich ram do biegania, nie znaleźliśmy istotnych różnic w VO2peak. Co więcej, dłuższy dystans pokonany podczas 6-MFRT korelował z wyższymi pomiarami VO2peak10,11.
Zapewniając otwarty dostęp do metodologicznej standaryzacji 6-MFRT, mamy nadzieję ułatwić jej wdrożenie w badaniach, opiece zdrowotnej i sporcie. Ustandaryzowany protokół zapewnia spójność i niezawodność podczas wykonywania 6-MFRT i umożliwia porównania nie tylko w obrębie jednostki, ale także w różnych kohortach. Protokół zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące przeprowadzania i wykorzystywania 6-MFRT u osób z CP, w tym przygotowania, wykonania i ocen po teście w celu zapewnienia dokładności i odtwarzalności danych.
Następujący protokół i konfiguracja (Rysunek 1) zostały zatwierdzone przez Szwedzki Urząd ds. Oceny Etycznej. Wszyscy uczestnicy otrzymali ustne i pisemne informacje oraz wyrazili pisemną świadomą zgodę przed udziałem w opisanych testach. Patrz załączony protokół (Plik uzupełniający 1) i Borg Rating of Perception Exertion12 (Borg RPE) (Plik uzupełniający 2), które mogą być używane podczas wykonywania 6-MFRT.

Rysunek 1: Graficzna reprezentacja protokołu 6-Minute Frame Running. Skrót: 6-MFRT = 6-minutowy test biegowy w klatce; Borg RPE = Borg Ocena postrzeganego wysiłku. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
1. Przygotowania na kilka tygodni przed dniem testu
| podstawowy | zaawansowany |
| · Tętno | · Tętno |
| · Borg RPE | · Borg RPE |
| · Czas | · Czas |
| · Odległość | · Odległość |
| · Czujnik prędkości do pomiaru odległości i prędkości | |
| · Mleczan krwi włośniczkowej | |
| · Analiza wymiany gazowej |
Tabela 1: Parametry zbierania danych. Tabela określa, które parametry można uwzględnić podczas wykonywania podstawowego lub zaawansowanego zbierania danych podczas 6-minutowego testu biegowego klatek. Skrót: Borg RPE = Borg Rating of Perception Effort.
2. Dzień testów
3. Test wysiłkowy
UWAGA: Dokładnie dokumentuj wszystkie pomiary, w tym tętno, pokonany dystans i odczuwany wysiłek, aby uzyskać kompleksową analizę i porównanie. Zalecane materiały i wyposażenie są wymienione w Tabeli Materiałów.
4. Analiza krwi (opcjonalnie)
Jako reprezentatywne wyniki, trzy osoby z CP wykonały 6-MFRT na krytym torze z pomiarami mleczanu. Charakterystykę uczestników przedstawiono w tabeli 2.
pkt. pkt.| Uczestnik nr 1 | Uczestnik nr 2 | Uczestnik nr 3 | |
| płeć | mężczyzna | kobieta | mężczyzna |
| Wiek (lata) | 26 | 21 | 21 |
| Poziom GMFCS | 3 | 4 | 4 |
| Typ silnika CP | Dyskinetyczny | Dyskinetyczny | Dyskinetyczny |
| SPGALS (Pistolety Maszynowe) | 3 | 3 | 1 |
| Waga (kg) | 71,6 | 45,6 | Pytanie 35,1 |
| Wysokość (cm) | Rozdział 190 | Rozdział 155 | 146 Rozdział 146 |
| BMI (kg/m2) | Pytanie 19,8 | Rozdział 19 | Rozdział 16,5 |
| Doświadczenie w bieganiu po ramie (lata) | 12 | 8 | 13 |
Tabela 2: Charakterystyka uczestników. Tabela przedstawia charakterystykę każdego uczestnika. Skróty: BMI = Body Mass Index; CP = Porażenie mózgowe; GMFCS = System Klasyfikacji Funkcji Motoryki Dużej; SGPALS = Skala Poziomu Aktywności Fizycznej Saltin Grimby.
Wszyscy uczestnicy ukończyli 6-MFRT, a wyniki są przedstawione w Tabeli 3. Jednak, aby badanie można było uznać za maksymalne, powinny być spełnione określone kryteria fizjologiczne. W przypadku tego protokołu zastosowano następujące kryteria, w przypadku których ≥3 z 4 kryteriów musiało być spełnione na koniec testu; Osiągnięcie określonego tętna w zależności od wieku13,14, poziom mleczanu ≥ 6 mmol/L13, Borg RPE ≥ 1713, obiektywne oznaki odczuwanego wysiłku zgodnie z opisem w protokole13. Dla dzieci poniżej 18 roku życia kryterium tętna jest zwykle ustawione na ≥185 uderzeń na minutę (bpm) 13, podczas gdy dla osób powyżej 18 roku życia kryterium jest ustalane na ≥ 85% przewidywanego maksymalnego wieku (220 - wiek)14. Kryteria te nie ograniczają się do wymienionych kryteriów i mogą być wybrane w zależności od uczestników i/lub populacji wykonującej test. Jak pokazano w Tabeli 3, uczestnik nr 3 nie spełniał tych kryteriów, co ilustruje, że niektóre osoby z MPD mają trudności z osiągnięciem maksymalnego poziomu. Dlatego wyniki ich testów powinny być interpretowane z uwzględnieniem tych względów.
Rysunek 2 ilustruje reprezentatywne wyniki tętna i prędkości podczas 6-MFRT dla wszystkich trzech uczestników. Należy pamiętać, że prędkość jest opcjonalna i została wykorzystana głównie do pokazania, jak uczestnicy strategicznie zaplanowali swój wyścig. Co więcej, podczas maksymalnych testów wysiłkowych reakcje tętna mogą się znacznie różnić u osób z MPD.

Rysunek 2: Tętno i prędkość podczas 6-minutowego testu biegowego. Reprezentatywne dane dotyczące tętna (lewa oś y) i prędkości (prawa oś y) zmierzone za pomocą czujnika prędkości podczas 6-minutowego testu biegowego z ramką u trzech osób z porażeniem mózgowym. Każdy wykres przedstawia jedną osobę. Dane od uczestników nr 1 i 2 ilustrują zaawansowane gromadzenie danych, podczas gdy dane od uczestnika nr 3 ilustrują podstawowe zbieranie danych. Pokazuje to, że nie jest konieczne uwzględnianie wszystkich pomiarów; Niektóre pomiary mogą być uwzględniane lub wykluczane w zależności od kontekstu i celu oceny. Skróty: bpm = uderzenia na minutę; HR = tętno; km/h = kilometr na godzinę. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
| Uczestnik nr 1 | Uczestnik nr 2 | Uczestnik nr 3 | |
| Szczyt tętna, bpm | 184 Rozdział 184 | 181 | 131* |
| Prędkość szczytowa, km/h | Rozdział 15,9 | Pytanie 9,7 | - |
| Poziom mleczanu | |||
| Przed ćwiczeniem | 0,6 | 2.6 | Pytanie 1.9 |
| Po ćwiczeniach | Rozdział 13,2 | 5,1* | 3,0* |
| Borg RPE | |||
| Przed ćwiczeniem | 9 | 7 | 9 |
| Po ćwiczeniach | 17 | Rozdział 19 | 13* |
| Oznaki odczuwanego wysiłku | tak | tak | Nie* |
| Odległość 6-MFRT, m | 1193 | 800 | Okręg wyborczy 395 |
Tabela 3: Reprezentatywne dane z 6-minutowego testu biegowego klatek. Tabela przedstawia reprezentatywne dane z 6-minutowego testu biegowego w klatce. *Oznacza niespełnione kryteria. Skróty: bpm = uderzenia na minutę; Borg RPE = Borg Ocena postrzeganego wysiłku; HR = tętno; km/h = kilometr na godzinę; 6-MFRT = 6-minutowy test biegowy z klatką.
Plik uzupełniający 1: Protokół 6-minutowego testu biegowego w klatkach. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Plik uzupełniający 2: Skala Borg RPE. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Opisany tutaj test wysiłkowy może być wykorzystany do zbadania fizjologicznej reakcji na ćwiczenia u osób z zaburzeniami postawy, równowagi i/lub kontroli motorycznej. 6-MFRT jest wykonalny dla wszystkich osób z CP, pod warunkiem, że można je ustawić na ramie jezdnej. Osoby z mniej poważnymi upośledzeniami (System Klasyfikacji Funkcji Motorycznych Dużych (GMFCS) I i II) mogą odnieść korzyści, ponieważ rama do biegania może pomóc w utrzymaniu równowagi, gdy jest zmęczona, wspierając ich w ten sposób w ukończeniu 6-minutowego wysiłku. Dla osób na poziomach od III do V GMFCS rama do biegania jest niezbędna do wykonywania tego poziomu wysiłku tlenowego. Odpowiednio dopasowane podparcie klatki piersiowej i ułożenie siodełka pozwalają uczestnikowi skupić się na bieganiu.
Wcześniej zwalidowaliśmy tę metodologię jako wykonalny test wysiłkowy dla osób z MPD, porównując ją ze złotym standardem testu wysiłkowego wykonywanego na bieżni11. Podczas gdy badanie koncentrowało się na ostrej reakcji na pojedynczy atak wysiłkowy, nasze badanie treningu podłużnego wykazało zwiększony dystans pokonany podczas 6-minutowego testu po 12 tygodniach biegania w ramie, przy użyciu 6-MFRT jako narzędziaoceny wydolności 8. Oznacza to, że 6-MFRT jest skutecznym testem do śledzenia postępów danej osoby i/lub wykrywania zmian w wydolności wysiłkowej w czasie.
Zapoznanie się z protokołem testu wysiłkowego z uczestnikiem zapewnia zrozumienie każdego kroku i podkreśla znaczenie utrzymania maksymalnego wysiłku przez cały czas trwania testu. Uczestnik musi jednak strategicznie zaplanować swój wysiłek, aby utrzymać wydajność przez pełne 6 minut. Zachęta i motywacja ze strony administratora testu odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu, że uczestnicy w pełni się wysilą, zapewniając w ten sposób dobrze oszacowany pomiar wydolności tlenowej. Należy zwrócić uwagę na ujednolicenie zachęt między testami, aby zapewnić podobną sytuację testową między poszczególnymi osobami, na przykład przed i po okresie szkoleniowym. Dokładny pomiar odległości przebytej za pomocą koła tocznego pomiarowego jest również niezbędny do oceny wydajności i zapewnienia porównywalnych wyników w powtarzanych testach dla każdej osoby.
Pomimo swoich zalet, 6-MFRT ma pewne ograniczenia. Wymaga specjalistycznego sprzętu jako ramy jezdnej i wymaga znajomości zarówno ramy jezdnej, jak i samego testu, co potencjalnie ogranicza jej natychmiastową dostępność. Ponadto, mimo że 6-MFRT został opracowany dla osób z niepełnosprawnością ruchową, nadal może być trudnym testem do wykonania, w którym czynniki inne niż wydolność tlenowa mogą być głównym czynnikiem ograniczającym, czyli upośledzenie wzroku, funkcje poznawcze lub specyficzne ograniczenia nerwowo-mięśniowe nieodłącznie związane z CP (np. spastyczność, upośledzona kontrola motoryczna, osłabienie mięśni lub przedwczesne zmęczenie mięśni), które mogą utrudniać wydajność przed osiągnięciem centralnych limitów sercowo-naczyniowych. Co więcej, na zmienność wyników testu może mieć wpływ kondycja fizyczna uczestnika, w tym czynniki takie jak zmęczenie lub niedawna choroba, ale także motywacja lub funkcjonowanie poznawcze. Ograniczenie to jest jednak takie samo we wszystkich testach wydolnościowych, w tym przeprowadzanych u osób bez niepełnosprawności ruchowej. Skala Borg RPE, używana do oceny poziomu wysiłku, opiera się na subiektywnej ocenie, która może się różnić w zależności od uczestników i sesji. Zaobserwowaliśmy, że niektóre osoby z MPD mogą mieć trudności z interpretacją Borg RPE. Dlatego zalecamy uzupełnienie Borg RPE o obiektywne oznaki odczuwanego wysiłku, w tym oznaki braku tchu, pocenia się i/lub zmęczenia.
Opracowaliśmy ustandaryzowany protokół ćwiczeń, ale przed testowaniem można wdrożyć dodatkowe kroki, aby zwiększyć spójność i odtwarzalność wyników. Na przykład zapewnienie ciągłości poprzez posiadanie tych samych administratorów testów dla uczestników w wielu testach może zmniejszyć zmienność. Co więcej, ograniczenie forsownych ćwiczeń przed testem, upewnienie się, że uczestnik jest wypoczęty i unikanie przyjmowania pokarmu na 1-2 godziny przed może zminimalizować różnice w wydajności, poziomie mleczanu i wynikach wymiany gazowej, jeśli zostaną zebrane. Utrzymanie spójnych warunków testowania, w tym ustandaryzowanego sprzętu, kontrolowanej temperatury w pomieszczeniu, toru wyścigowego i pory dnia, jest niezbędne, zwłaszcza jeśli test będzie wykorzystywany do celów badawczych. Aby poprawić odtwarzalność, zalecana jest również sesja zapoznawcza z protokołem ćwiczeń. Jako część podstawowego protokołu gromadzenia danych do celów badawczych zalecamy uwzględnienie co najmniej przebytego dystansu, tętna i Borg RPE oraz oceny obiektywnych objawów wysiłku (np. obserwowanej duszności, pocenia się, zaczerwienienia twarzy). Ponadto najlepiej byłoby, gdyby badanie przeprowadzono na owalnym torze, najlepiej o długości 200 m lub 400 m.
W rehabilitacji klinicznej 6-MFRT może być używany do monitorowania efektów programu rehabilitacji, pomagając dostosować interwencje i śledzić poprawę wydolności tlenowej. Regularna ocena za pomocą tego testu może również przyczynić się do wczesnego wykrycia problemów sercowo-naczyniowych lub metabolicznych, umożliwiając szybkie interwencje. W programach sportowych i aktywności fizycznej 6-MFRT pomaga w projektowaniu i ocenie programów fitness dla osób z CP. Podsumowując, zapewniamy ustandaryzowany protokół pomiaru wydolności tlenowej u osób z CP za pomocą 6-MFRT. Ta metoda jest zarówno wykonalna, jak i praktyczna, promując bardziej aktywny tryb życia i ostatecznie poprawiając ogólny stan zdrowia.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.
Badanie było wspierane przez granty od Norrbacka-Eugenia Stiftelsen, Stiftelsen Sunnerdahls Handikappfond, The Elsass Foundation i Stiftelsen Promobilia dla F.v.W. (szwedzkiej drużyny) oraz Phelpsstichting i Johanny Kinderfonds oraz Kinderrevalidatie Fonds Adriaanstichting (holenderskiej drużyny). Żaden z wymienionych organów finansujących nie odegrał żadnej roli w projektowaniu badania ani w gromadzeniu, analizie i interpretacji danych oraz w pisaniu manuskryptu.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Licznik rowerowy | Garmin Edge 25 | 010-03709-30 | Służy do rejestracji tętna i prędkości. Wiele możliwych opcji/alternatyw. |
| Czujnik tętna z paskiem na klatkę piersiową | Garmin | 010-03709-30 | Służy do ciągłego pomiaru tętna. Zawarte w opcji pakietu z Garmin Edge 25. Wiele możliwych opcji/alternatyw. |
| Frame Runner | Opcjonalny | Wiele możliwych opcji/alternatyw; na przykład https://framerunning.org/about-frame-running/the-frame-runner-technical-drawing/ | |
| Lactate Scout 4 | EKF Diagnostics | 7023-0441-0568 | Nieobowiązkowe, jeśli pomiary uwzględniają poziomy mleczanu. |
| Koło pomiarowe | Nedo | 703113 | Wiele możliwych opcji/alternatyw. |
| Czujnik prędkości | Garmin | 010-12843-00 | Służy do ciągłego pomiaru prędkości. Wiele możliwych opcji/alternatyw. |
| Stoper | Opcjonalny | Wiele możliwych opcji/alternatyw. |
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie