Этот протокол дает полное представление о том, как провести 6-минутный тест на бег по раме для оценки аэробной способности у людей с церебральным параличом.
Методическая статья
Этот протокол дает полное представление о том, как провести 6-минутный тест на бег по раме для оценки аэробной способности у людей с церебральным параличом.
Церебральный паралич (ДЦП) — это разнообразная двигательная инвалидность с детским началом, которая значительно различается по тяжести и последствиям. Люди с более тяжелыми формами ДЦП, особенно с поражением всего тела, часто сталкиваются с существенными препятствиями для физической активности. Эти барьеры усугубляются ограниченным наличием вариантов упражнений, которые могут удовлетворить их конкретные потребности. Формы физической активности, которые могут быть доступны, обычно включают в себя низкий уровень аэробной нагрузки, который может быть недостаточным для поддержания и/или улучшения здоровья сердечно-сосудистой системы.
Тем не менее, бег на раме, параспорт, выполняемый на трехколесной беговой раме, позволяет людям с ДЦП участвовать в аэробных упражнениях с высокой интенсивностью. Беговая рама, разработанная специально для людей с двигательными нарушениями, такими как ДЦП, позволяет оценить аэробную способность в популяции, которая в противном случае была бы исключена из традиционных методов упражнений. 6-минутный тест на бег с рамой (6-MFRT) был валидирован как эффективный метод оценки максимальной аэробной способности у лиц с ДЦП. Он прост в выполнении и требует только беговой рамы, дорожки на 200-400 м, пульсометра, измерительной ленты или колеса, а также секундомера. Таким образом, 6-MFRT служит практичным и надежным показателем аэробной способности, который может быть использован для оценки физической формы, связанной со здоровьем, и оценки эффекта тренировочных вмешательств.
Церебральный паралич (ДЦП) является одним из наиболее распространенных видов инвалидности в детском возрасте, с распространенностью 1,6 на 1000 живорожденных1. Он возникает из-за повреждения развивающегося мозга в возрасте до 2 лет, что приводит к многогранным последствиям. Спектр двигательных нарушений у лиц с ДЦП колеблется от незначительных нарушений двигательного контроля до тяжелых физических недостатков и характеризуется ограничениями в движении, равновесии, координации и осанке2. Кроме того, люди с ДЦП имеют более тонкие, слабые и жесткие скелетные мышцы по сравнению с типично развитыми людьми3. Из-за таких факторов, как нарушение двигательного контроля и функции скелетных мышц, люди с ДЦП, как правило, менее физически активны и демонстрируют повышенный сидячий образ жизни 4,5,6, что, в свою очередь, способствует снижению аэробной способности. Сниженная аэробная способность предрасполагает к более высокому риску развития вторичных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые и метаболические заболевания7. Таким образом, понимание и оценка аэробной способности в этой популяции имеет решающее значение как для здравоохранения, так и для спорта, поскольку это дает ценную информацию об их сердечно-сосудистом здоровье, выносливости и общих физических возможностях.
Максимальное потребление кислорода (VO2max), ключевой показатель аэробной способности, служит предиктором в этих областях. Оценка VO2max может служить руководством для проведения мероприятий, направленных на улучшение физической формы, снижение риска вторичных заболеваний, связанных с ДЦП, и, в конечном итоге, улучшение качества жизни. Несмотря на важность оценки аэробной способности у лиц с ДЦП, существует заметная нехватка осуществимых и адаптированных аэробных тестов, особенно для лиц с более серьезными физическими нарушениями. Существующие золотые стандарты аэробных тестов, такие как протоколы на беговой дорожке или велоэргометре, представляют значительные трудности для людей с трудностями при беге, езде на велосипеде, поддержании определенных поз и/или выполнении определенных движений. Кроме того, эти тесты часто проводятся в лабораторных условиях, где для измерения поглощения кислорода требуется специализированное оборудование, такое как маска для лица. Это не только делает тесты непрактичными, но и менее доступными в реальных условиях, где цель состоит в том, чтобы оценить и улучшить повседневные функциональные способности.
Следовательно, существует потребность в валидации альтернативных методов, которые могут быть легко выполнены в различных условиях, включая, помимо прочего, клинические условия и спортивные сооружения. Бег на раме, адаптированный вид спорта для людей с нарушениями подвижности, стал многообещающим решением для обеспечения умеренной и высокой интенсивной физической активности среди людей с CP 8,9,10. В этом виде спорта используется трехколесная рама для поддержки во время ходьбы и/или бега. В течение последних 10 лет мы сосредоточились на разработке и валидации 6-минутного теста на бег с рамой (6-MFRT) в качестве практичного и инклюзивного метода оценки аэробной способности у лиц с CP 9,10,11. Во время теста участники используют беговую раму для поддержки своего веса и помогают сохранять равновесие, что позволяет им сосредоточиться на преодолении как можно большего расстояния за 6 минут. Наше исследование показало, что 6-MFRT является надежным и эффективным методом оценки VO2max у лиц с CP11. При сравнении данных, полученных во время 6-MFRT, с данными, собранными во время традиционного теста VO2peak на беговой дорожке, проведенного теми же лицами с использованием их беговых рам, мы не обнаружили существенных различий в VO2peak. Кроме того, большее расстояние, пройденное во время 6-MFRT, коррелировало с более высокими измерениями VO2peak 10,11.
Предоставляя в открытом доступе методологическую стандартизацию 6-MFRT, мы надеемся облегчить ее внедрение в науку, здравоохранение и спорт. Стандартизированный протокол обеспечивает согласованность и надежность при выполнении 6-MFRT и позволяет проводить сравнения не только внутри отдельного человека, но и между различными когортами. Протокол содержит подробные инструкции о том, как проводить и использовать 6-MFRT у лиц с ЦП, включая подготовку, выполнение и оценку после тестирования для обеспечения точности и воспроизводимости данных.
Следующий протокол и схема (Рисунок 1) были одобрены Шведским органом по этическому контролю. Всем участникам была предоставлена устная и письменная информация и предоставлено письменное информированное согласие перед участием в описанных тестах. Смотрите прилагаемый протокол (Дополнительный файл 1) и Рейтинг воспринимаемого напряженияБорга 12 (Borg RPE) (Дополнительный файл 2), которые можно использовать при выполнении 6-MFRT.

Рисунок 1: Графическое представление протокола 6-Minute Frame Running. Сокращение: 6-MFRT = 6-минутный тест на прохождении кадра; Borg RPE = рейтинг воспринимаемой нагрузки по шкале Борга. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
1. Подготовка за несколько недель до дня теста
| Основной | Продвинутый |
| · Частота сердечных сокращений | · Частота сердечных сокращений |
| · Борг РПЭ | · Борг РПЭ |
| · Время | · Время |
| · Расстояние | · Расстояние |
| · Датчик скорости для измерения расстояния и скорости | |
| · Лактат капиллярной крови | |
| · Анализ газообмена |
Таблица 1: Параметры для сбора данных. В таблице указано, какие параметры могут быть включены при выполнении базового или расширенного сбора данных во время 6-минутного теста на бег по кадрам. Аббревиатура: Borg RPE = Borg Rating of Воспринимаемая Нагрузка.
2. День тестирования
3. Тест с физической нагрузкой
ПРИМЕЧАНИЕ: Точно документируйте все измерения, включая частоту сердечных сокращений, пройденное расстояние и воспринимаемую нагрузку, для всестороннего анализа и сравнения. Рекомендуемые материалы и оборудование указаны в Таблице материалов.
4. Анализ крови (по желанию)
В качестве репрезентативных результатов три человека с ХП выполнили 6-MFRT на дорожке в помещении с измерением лактата. Характеристики участников представлены в таблице 2.
| Участник No1 | Участник No2 | Участник No3 | |
| Секс | Мужской | Женский | Мужской |
| Возраст (лет) | 26 | 21 | 21 |
| Уровень GMFCS | 3 | 4 | 4 |
| Тип двигателя CP | Дискинетический | Дискинетический | Дискинетический |
| СПГАЛС | 3 | 3 | 1 |
| Вес (кг) | 71.6 | 45.6 | 35.1 |
| Высота (см) | 190 | 155 | 146 |
| ИМТ (кг/м2) | 19.8 | 19 | 16.5 |
| Опыт работы с рамами (лет) | 12 | 8 | 13 |
Таблица 2: Характеристики участников. В таблице указаны характеристики каждого участника. Сокращения: ИМТ = индекс массы тела; ДЦП = детский церебральный паралич; GMFCS = система классификации валовой моторной функции; SGPALS = шкала уровня физической активности Салтина Гримби.
Все участники прошли 6-MFRT, а результаты представлены в таблице 3. Однако для того, чтобы тест был признан максимальным, должны быть соблюдены определенные физиологические критерии. Для этого протокола использовались следующие критерии, в которых ≥3 из 4 критериев должны были быть выполнены в конце испытания; достижение определенной частоты сердечных сокращений в зависимости от возраста13,14, уровня лактата ≥ 6 ммоль/л13, Borg RPE ≥ 1713, объективные признаки воспринимаемой нагрузки как указано в протоколе13. Для детей младше 18 лет критерий частоты сердечных сокращений обычно устанавливается на уровне ≥185 ударов в минуту (уд/мин)13, в то время как для лиц старше 18 лет критерий устанавливается на уровне ЧСС ≥ 85% от прогнозируемого по возрасту максимума (220 - возраст)14. Эти критерии не ограничиваются упомянутыми и могут быть выбраны в зависимости от участников и/или населения, проводящих тест. Как показано в таблице 3, участник No 3 не соответствовал этим критериям, что свидетельствует о том, что некоторые лица с ДЦП испытывают трудности с достижением максимального уровня. Поэтому результаты их испытаний следует интерпретировать с учетом этого соображения.
На рисунке 2 показаны репрезентативные результаты измерения частоты сердечных сокращений и скорости во время 6-MFRT для всех трех участников. Обратите внимание, что скорость не является обязательной и в основном использовалась для того, чтобы показать, как участники стратегически планировали свою гонку. Кроме того, во время тестов с максимальной нагрузкой реакция частоты сердечных сокращений может широко варьироваться у людей с ДЦП.

Рисунок 2: Частота сердечных сокращений и скорость во время 6-минутного теста на бег по кадру. Репрезентативные данные о частоте сердечных сокращений (левая ось Y) и скорости (правая ось Y) измерены с помощью датчика скорости во время 6-минутного теста на беговой период у трех человек с церебральным параличом. Каждый график представляет одного человека. Данные участников No 1 и 2 иллюстрируют расширенный сбор данных, в то время как данные участника No 3 иллюстрируют базовый сбор данных. Это показывает, что не обязательно включать все измерения; Определенные измерения могут быть включены или исключены в зависимости от контекста и цели оценки. Сокращения: уд/мин = ударов в минуту; ЧСС = частота сердечных сокращений; км/ч = километр в час. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
| Участник No1 | Участник No2 | Участник No3 | |
| Пиковая ЧСС, уд/мин | 184 | 181 | 131* |
| Скорость пиковая, км/ч | 15.9 | 9.7 | - |
| Уровень лактата | |||
| Перед тренировкой | 0.6 | 2.6 | 1.9 |
| После тренировки | 13.2 | 5,1* | 3,0* |
| Борг РПЭ | |||
| Перед тренировкой | 9 | 7 | 9 |
| После тренировки | 17 | 19 | 13* |
| Признаки воспринимаемой нагрузки | Да | Да | Нет* |
| Расстояние 6-MFRT, м | 1193 | 800 | 395 |
Таблица 3: Репрезентативные данные 6-минутного теста на бег по кадрам. В таблице приведены репрезентативные данные 6-минутного теста на бег по кадрам. * Указывает на невыполненные критерии. Сокращения: уд/мин = ударов в минуту; Borg RPE = рейтинг воспринимаемой нагрузки по шкале Борга; ЧСС = частота сердечных сокращений; км/ч = километр в час; 6-MFRT = 6-минутный тест на прохождении кадра.
Дополнительный файл 1: Протокол 6-минутного тестирования кадра. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Дополнительный файл 2: Шкала РПЭ Борга. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Описанный здесь тест с физической нагрузкой может быть использован для изучения физиологической реакции на физические упражнения у людей с нарушенной осанкой, равновесием и/или двигательным контролем. 6-MFRT подходит для всех людей с ДЦП, при условии, что их можно расположить на беговой раме. Люди с менее серьезными нарушениями (Система классификации крупной моторной функции (GMFCS) I и II) могут получить пользу, поскольку беговая рама может помочь сохранить равновесие при усталости, тем самым поддерживая их в выполнении 6-минутной нагрузки. Для людей с уровнями от III до V GMFCS беговая рама имеет важное значение для выполнения такого уровня аэробной нагрузки. Правильно отрегулированная опора для груди и положение седла позволяют участнику сосредоточиться на беге.
Ранее мы проверили эту методологию в качестве возможного теста с физической нагрузкой для людей с ДЦП, сравнив ее с золотым стандартом нагрузочного теста, выполняемого на беговой дорожке11. В то время как исследование было сосредоточено на острой реакции на одну тренировку, наше исследование продольной тренировки продемонстрировало увеличение расстояния, пройденного во время 6-минутного теста после 12 недель бега на раме, с использованием 6-MFRT в качестве инструментаоценки выносливости. Это указывает на то, что 6-MFRT является эффективным тестом для отслеживания прогресса человека и/или выявления изменений в способности к физической нагрузке с течением времени.
Просмотр протокола теста с физической нагрузкой вместе с участником обеспечивает понимание каждого шага и подчеркивает важность поддержания максимальных усилий на протяжении всего теста. Тем не менее, участник должен стратегически планировать свои усилия, чтобы поддерживать производительность в течение всех 6 минут. Поощрение и мотивация со стороны администратора теста играют решающую роль в обеспечении того, чтобы участники полностью выкладывались, тем самым обеспечивая точное измерение аэробной способности. Следует обратить внимание на стандартизацию поощрения между тестовыми мероприятиями, чтобы обеспечить аналогичную тестовую ситуацию между отдельными лицами и, например, до и после периода обучения. Точное измерение пройденного расстояния с помощью измерительного роликового колеса также имеет важное значение для оценки производительности и обеспечения сопоставимых результатов повторных испытаний для каждого человека.
Несмотря на свои преимущества, 6-MFRT имеет определенные ограничения. Он требует специализированного оборудования в качестве ходовой рамы и требует знакомства как с беговой рамой, так и с самим испытанием, что потенциально ограничивает его непосредственную доступность. Кроме того, несмотря на то, что 6-MFRT разработан для людей с двигательными нарушениями, он все еще может быть сложным для выполнения, где факторы, отличные от аэробной способности, могут быть основным ограничивающим фактором, то есть нарушение зрения, когнитивной функции или специфические нервно-мышечные ограничения, присущие ДЦП (например, спастичность, нарушение двигательного контроля, мышечная слабость или преждевременная мышечная усталость), которые могут препятствовать производительности до достижения центральных сердечно-сосудистых пределов. Кроме того, вариабельность результатов тестов может зависеть от физического состояния участника, включая такие факторы, как усталость или недавняя болезнь, а также от мотивации или когнитивного функционирования. Тем не менее, это ограничение одинаково для всех тестов на физическую нагрузку, включая те, которые проводятся у лиц без двигательных нарушений. Шкала РПЭ Борга, используемая для оценки уровня нагрузки, опирается на субъективную оценку, которая может варьироваться у разных участников и от сеанса к сеансу. Мы заметили, что некоторые люди с ДЦП могут испытывать трудности для интерпретации РПЭ Борга. Поэтому мы рекомендуем дополнять Borg RPE объективными признаками воспринимаемой нагрузки, включая признаки одышки, потливости и/или усталости.
Мы разработали стандартизированный протокол упражнений, но перед тестированием могут быть реализованы дополнительные шаги для повышения согласованности и воспроизводимости результатов. Например, обеспечение преемственности за счет использования одних и тех же администраторов тестов для участников в нескольких тестах может снизить вариативность. Кроме того, ограничение интенсивных физических упражнений перед тестированием, обеспечение хорошего отдыха участника и отказ от приема пищи за 1-2 часа до может свести к минимуму колебания производительности, уровня лактата и результатов газообмена. Поддержание постоянных условий тестирования, включая стандартизированное оборудование, контролируемую температуру в помещении, гоночную трассу и время суток, имеет важное значение, особенно если тест будет использоваться в исследовательских целях. Для улучшения воспроизводимости также рекомендуется провести ознакомительный сеанс с протоколом упражнений. Как минимум, мы рекомендуем включить данные о пройденном расстоянии, частоте сердечных сокращений и Borg RPE, а также оценку объективных признаков нагрузки (например, наблюдаемую одышку, потливость, покраснение лица) в качестве части основного протокола сбора данных для исследовательских целей. Кроме того, в идеале испытание должно проводиться на овальной дорожке, предпочтительно длиной 200 м или 400 м.
В клинической реабилитации 6-MFRT может использоваться для мониторинга эффектов программы реабилитации, помогая адаптировать вмешательства и отслеживать улучшения аэробной способности. Регулярная оценка с использованием этого теста также может способствовать раннему выявлению сердечно-сосудистых или метаболических проблем, что позволяет своевременно принять меры. В программах спорта и физической активности 6-MFRT помогает в разработке и оценке фитнес-программ для людей с ДЦП. В заключение мы предоставляем стандартизированный протокол измерения аэробной способности у лиц с ДЦП с использованием 6-MFRT. Этот метод является как осуществимым, так и практичным, способствуя более активному образу жизни и, в конечном итоге, улучшая общее состояние здоровья.
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Исследование было поддержано грантами от Norrbacka-Eugenia Stiftelsen, Stiftelsen Sunnerdahls Handikappfond, The Elsass foundation и Stiftelsen Promobilia F.v.W. (шведская команда) и Phelpsstichting and Johanna Kinderfonds and Kinderrevalidatie Fonds Adriaanstichting (голландская команда). Ни один из перечисленных финансирующих органов не играл никакой роли в разработке исследования или в сборе, анализе и интерпретации данных, а также в написании рукописи.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Велокомпьютер | Garmin Edge 25 | 010-03709-30 | Используется для регистрации частоты сердечных сокращений и скорости. Множество возможных вариантов/альтернатив. |
| Нагрудный ремень пульсометра | Garmin | 010-03709-30 | Используется для непрерывного измерения частоты сердечных сокращений. Входит в комплектацию опция с Garmin Edge 25. Множество возможных вариантов/альтернатив. |
| Опционально | Множество возможных опций/альтернатив; например, https://framerunning.org/about-frame-running/the-frame-runner-technical-drawing/ | ||
| Lactate Scout 4 | EKF Diagnostics | 7023-0441-0568 | Необязательно, если уровень лактата включен в измеряемые показатели. |
| Измерительное колесо | Nedo | 703113 | Множество возможных опций/альтернатив. |
| Датчик скорости | Garmin | 010-12843-00 | Используется для непрерывного измерения скорости. Множество возможных вариантов/альтернатив. |
| Секундомер | Опционально | Многочисленные возможные варианты/альтернативы. |
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение