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.
Poniższy protokół i konfiguracja (Rycina 1) zostały zatwierdzone przez Szwedzki Urząd ds. Przeglądu Etycznego. Wszyscy uczestnicy otrzymali informacje w formie ustnej i pisemnej oraz wyrazili pisemną zgodę przed przystąpieniem do opisanych testów. Należy zapoznać się z załączonym protokołem (Plik uzupełniający 1) oraz skalą Borg RPE12 (Borg Rating of Perceived Exertion) (Plik uzupełniający 2), z której można korzystać podczas przeprowadzania testu 6-MFRT.

Rysunek 1: Graficzne przedstawienie protokołu 6-minutowego biegu w ramie. Skróty: 6-MFRT = 6-minutowy test biegu w ramie (6-Minute Frame Running Test); Borg RPE = skala odczuwanego wysiłku Borga (Borg Rating of Perceived Exertion). Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
1. Przygotowania na kilka tygodni przed dniem testu
| Podstawowy | Zaawansowany |
| · Częstość akcji serca | · Częstość akcji serca |
| · Skala RPE Borga | · Skala RPE Borga |
| · Czas | · Czas |
| · Odległość | · Odległość |
| · Czujnik prędkości do pomiaru odległości i prędkości | |
| · Stężenie mleczanów we krwi kapilarnej | |
| · Analiza wymiany gazowej |
Tabela 1: Parametry gromadzenia danych. Tabela określa parametry, które mogą zostać uwzględnione podczas podstawowego lub zaawansowanego gromadzenia danych w trakcie 6-minutowego testu biegu w ramie (6-Minute Frame Running Test). Skrót: Borg RPE = skala odczuwanego wysiłku Borga.
2. Dzień testowania
3. Próba wysiłkowa
UWAGA: Wszystkie pomiary, w tym tętno, pokonany dystans i odczuwalny wysiłek, należy dokumentować dokładnie w celu przeprowadzenia kompleksowej analizy i porównania. Zalecane materiały i sprzęt wymieniono w Tabeli materiałów.
4. Analiza krwi (opcjonalnie)
Jako wyniki reprezentatywne, trzy osoby z MP wykonały 6-MFRT na krytym torze wraz z pomiarami poziomu mleczanu. Charakterystyka uczestników została przedstawiona w Tabeli 2.
| Uczestnik nr 1 | Uczestnik nr 2 | Uczestnik nr 3 | |
| Płeć | Samiec | Kobieca | Samiec |
| Wiek (lata) | 26 | 21 | 21 |
| poziom GMFCS | 3 | 4 | 4 |
| typ silnika CP | Dyskinezyjny | Dyskinezyjny | Dyskinetyczny |
| SPGALS | 3 | 3 | 1 |
| Masa (kg) | 71.6 | 45.6 | 35.1 |
| Wzrost (cm) | 190 | 155 | 146 |
| BMI (kg/m2) | 19.8 | 19 | 16.5 |
| Doświadczenie w pracy z ramami (lata) | 12 | 8 | 13 |
Tabela 2: Charakterystyka uczestników. Tabela przedstawia charakterystykę każdego uczestnika. Skróty: BMI = wskaźnik masy ciała; CP = mózgowe porażenie dziecięce; GMFCS = system klasyfikacji funkcji motorycznych; SGPALS = skala poziomu aktywności fizycznej Saltina i Grimby.
Wszyscy uczestnicy wykonali 6-MFRT, a wyniki przedstawiono w Tabeli 3. Jednak aby test można było uznać za maksymalny, powinny zostać spełnione określone kryteria fizjologiczne. W niniejszym protokole zastosowano następujące kryteria, z których co najmniej 3 z 4 musiały zostać spełnione pod koniec testu: osiągnięcie określonej częstości akcji serca w zależności od wieku13,14, poziom mleczanów ≥ 6 mmol/L13, skala Borg RPE ≥ 1713 oraz obiektywne oznaki odczuwanego wysiłku określone w protokole13. Dla dzieci poniżej 18 roku życia kryterium częstości akcji serca jest zazwyczaj ustalane na poziomie ≥185 uderzeń na minutę (bpm) 13, natomiast dla osób powyżej 18 roku życia kryterium to wynosi HR ≥ 85% maksymalnej wartości przewidywanej dla wieku (220 - wiek)14. Kryteria te nie ograniczają się do wymienionych i mogą być dobierane w zależności od uczestników i/lub populacji wykonującej test. Jak pokazano w Tabeli 3, uczestnik nr 3 nie spełnił tych kryteriów, co ilustruje, że niektóre osoby z CP mają trudności z osiągnięciem poziomu maksymalnego. W związku z tym wyniki ich testów należy interpretować z uwzględnieniem tego faktu.
Rysunek 2 przedstawia reprezentatywne wyniki tętna i prędkości podczas testu 6-MFRT dla wszystkich trzech uczestników. Należy zauważyć, że prędkość była parametrem opcjonalnym i służyła głównie do pokazania, w jaki sposób uczestnicy strategicznie zaplanowali swój bieg. Ponadto podczas testów wysiłku maksymalnego reakcje tętna mogą znacznie różnić się u osób z CP.

Rysunek 2: Tętno i prędkość podczas 6-minutowego testu biegu w ramie. Reprezentatywne dane dotyczące tętna (lewa oś y) i prędkości (prawa oś y) mierzone za pomocą czujnika prędkości podczas 6-minutowego testu biegu w ramie u trzech osób z mózgowym porażeniem dzieci. Każdy wykres reprezentuje jedną osobę. Dane uczestników nr 1 i 2 stanowią przykład zaawansowanego gromadzenia danych, natomiast dane uczestnika nr 3 ilustrują podstawowe gromadzenie danych. Pokazuje to, że nie jest konieczne uwzględnianie wszystkich pomiarów; niektóre pomiary mogą być włączone lub wykluczone w zależności od kontekstu i celu oceny. Skróty: bpm = uderzenia na minutę; HR = tętno; km/h = kilometr na godzinę. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
| Uczestnik nr 1 | Uczestnik nr 2 | Uczestnik nr 3 | |
| HRpik, bpm | 184 | 181 | 131* |
| Prędkośćpiki, km/h | 15.9 | 9.7 | - |
| Poziomy mleczanów | |||
| Przed wysiłkiem fizycznym | 0.6 | 2.6 | 1.9 |
| Po wysiłku fizycznym | 13.2 | 5,1* | 3,0* |
| Skala RPE Borga | |||
| Przed wysiłkiem fizycznym | 9 | 7 | 9 |
| Po wysiłku fizycznym | 17 | 19 | 13* |
| Objawy odczuwanego wysiłku | Tak | Tak | Nie |
| dystans w teście 6-MFRT, m | 1193 | 800 | 395 |
Tabela 3: Reprezentatywne dane z 6-minutowego testu biegu w ramie (6-Minute Frame Running Test). Tabela przedstawia reprezentatywne dane z 6-minutowego testu biegu w ramie. *Oznacza niespełnione kryteria. Skróty: bpm = uderzenia na minutę; Borg RPE = skala odczuwanego wysiłku Borga; HR = tętno; km/h = kilometr na godzinę; 6-MFRT = 6-minutowy test biegu w ramie.
Plik uzupełniający 1: Protokół 6-minutowego testu biegu w ramie (6-Minute Frame Running Test). Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Plik uzupełniający 2: Skala RPE Borg. 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. |
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny