Inspanningstesten in de kinderrevalidatie

Annet Dallmeijer, Astrid Balemans Annemieke Buizer, Merel Brehm, Caroline Doorenbosch, Jules Becher A. Procee (BOSK) Afdeling Revalidatiegeneeskunde VU medisch centrum Amsterdam

CP - GMFCS

Gross Motor Classification System (GMFCS I-V)

I II III IV V

Cerebrale Parese

• CP: motorische stoornissen > fysieke beperkingen – Toegenomen energieverbruik tijdens lopen – Verminderde aerobe en/of anaerobe fitheid (deconditionering) • Zorgvraag (probleem patient) – Vermoeidheid bij lopen en dagelijkse activiteiten – Verminderde loopafstand en -snelheid • Objectieve meting

:

 Is klacht gevolg van een verhoogd energieverbruik fitheid ?

of verminderde

Fitness in CP?

CP Muscle weakness Fitness↓ Fatigue Limited walking distance Inactivity

Onderzoek en behandeling

Patient needs (reported problems)

Fatigue, Walking distance ↓

Assessment

Physical examination, gait analysis, GMFM, PRO exercise physiology lab

Treatment

Spasticity, orthotics, SEML, training

Evaluation

Physical examination, gait analysis, activities, GMFM, PRO exercise physiology lab

Lab based fitness meting

• Labtour 2010:

(CAM Doorenbosch)

– 12 Looplabs in NL/B – 5 x inspanningstest • Hoge mate van standaardisatie • Onderdeel van beweginglab in gespecialiseerd revalidatiecentrum

Energie systems

• ATP-PCr system >

immediate

– 15 - 20 seconden • Anaerobic glycolytic system >

short-term

– Glucose/ glycogen > lactid acid and energy – After 10 to 30 seconds < 2 min –

Anaerobic capacity/power

• Oxydative system (aerobic) >

long-term

– Requires presence of oxygen – After 2 - 3 minutes –

Aerobic capacity

1. Energy cost lopen in CP

20.00

15.00

10.00

 5.00

0.00

1 2

GMFCS niveau

3 ref Betrouwbaarheid CP (gross EC): GMFCS I-III (n=21) • ICC: 0.99 (n=13) • SEM : 0.17 (J/kg/m) Bron: • •

Brehm et al, 2007, 2008 Scholtes et al 2006

Energy cost vs GMFM66

18 16 14 12 10 8 6 4 40 50 60 70 80 GMFM 66 score (5) t1 90 100 GMFCS 3 GMFCS 2 GMFCS 1 Total Population Rsq = 0.8380

2. Aerobe capaciteit CP

CP: GMFCS I (n=32), II (n=15), III (n=7) TD: n=31 Age: 7-13 yrs

VO2max in CP: ≈ 80% of TD children

Fysieke belasting (strain)

↑ VO 2 rust lopen Time VO 2 max (control) VO 2 max (CP)

Belasting (%VO 2 max)

30 20 10 0 60 50 40 VO2walking VO2peak CP (n=7) Control (n=10) 100 80 20 0 60 40 speed CP (n=7) Control (n=10) 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 Peak heart rate CP (n=7) Controle (n=10) 30 20 10 0 70 60 50 40 %VO2peak CP (n=7) Control (n=10)

3. Anaerobe capaciteit CP

CP: GMFCS I (n=61), II (n=38), III (n=16) TD: n=52 Age: 6-13 yrs

20s Wingate sprint Fietsergometer POmean 56

%

of TD GMFCS I GMFCS II GMFCS III 68% 47% 25%

Significant between all groups

Functionele associaties

125.0

100.0

75.0



1-minuut looptest

                                                 50.0

 25.0

     R=0.72

1.00

2.00

3.00

4.00

P20 (W/kg)

5.00

6.00

90.00

80.00

70.00

Grof motorisch functioneren

                                   60.00

50.00

      1.00

 R=0.70

2.00

3.00

4.00

P20 (W/kg)

5.00

6.00

Betrouwbaarheid

Anaerobic capacity (n=22)

• Mean PO: 3.2 (1.6) W/kg ICC = 0.97, SEM = 7% • Peak PO (W/kg): 4.3 (3.2) ICC = 0.94, SEM = 13%

Aerobic capacity (n=8)

• VO 2 max: 40.0 (8.5) ml/kg/min ICC = 0.97, SEM = 4% • POmax (W/kg): 2.4 (0.9) ICC = 0.98, SEM = 6%

Kit4Fit: Implementatie-pilot

• Pilot implementatie van inspanningsfysiologische metingen in de kinderrevalidatie: • Verbeteren van indicatiestelling voor, en evaluatie van behandeling van loopproblemen van kinderen met niet-progressieve motorische aandoening • Bepalen van haalbaarheid en klinische meerwaarde voor behandeling van loopproblemen • Financiering: ZonMw Innovatieprogramma Revalidatie • Duur: 1 jaar

Kit4Fit - methode

• Kinderen en jongeren (7-18 jr) met loopproblemen agv een motorische beperking (n=30) • Klachten over vermoeidheid en/of verminderde loopduur/afstand – Verwijzing door de revalidatiearts naar inspanningslab • Metingen van loopefficiëntie en/of aerobe en anaerobe fitheid – Metingen en interpretatie van testresultaten > laborant – Behandelplan > arts • loopefficientie (spasticiteitsbehandeling, orthese, SEML etc) • fitheid (training, leefstijladvies)

Kit4Fit - evaluatie

• Haalbaarheid (belemmerende en bevorderende factoren) – Percentage geslaagde tests, reden voor niet slagen van een test – Praktische uitvoerbaarheid (mn tijdsduur) – Ervaring patiënten • Klinische meerwaarde (door revalidatiearts) – Voor en na testuitslag – Behandelvoorstel + in hoeverre loopefficientie of fitheid de klachten veroorzaakt – Na testuitslag: vaststellen definitieve behandeling en meerwaarde tests

Kit4Fit - eindproducten

• Klinisch protocol – Aanvraagcriteria en screening procedure – Aanbevelingen voor testprotocollen en uitkomstmaten – Interpretatie van resultaten (referentiewaarden) – Implicaties voorbehandeling • Richtlijnen voor implementatie – Belemmerde en bevorderende factoren – Logistieke aanbevelingen • Eindrapport met conclusies en aanbevelingen voor implementatie

Metingen ..

Astrid Balemans

Metingen 1. Loop efficiëntie

: 6 minuten lopen

2. Aerobe capaciteit

– maximale inspanningstest

3. Anaerobe capaciteit

– 20 sec Wingate test 4. Casus

1.

Loop efficiëntie

Protocol

• 6-min lopen over een (ovaal) parcours • Op comfortabele loopsnelheid • Afstand en tijd > loopsnelheid • Mobiele ademgas analyse (VO 2, – Cortex, Cosmed, Oxycon Mobile VCO 2, VE) • Steady state inspanningsniveau

Energie consumptie & cost

• Energy/oxygen consumption – J/kg/ min – ml/kg / min • Energy cost: normalized for walking speed – J/kg/ m – ml/kg/ m – NB: Energetic equivalent of oxygen: 1 L 0 2 required) ≈ 21 KJ (steady state • Gross versus net efficiency – Gross = rust + lopen

1.

Steady state

Steady state inspanningsniveau

2. Aerobe capaciteit

Protocol

– Maximale inspanningstest op een fiets ergometer • 1-min blokken tot uitputting • Continue meting van VO2 en Hartfrequentie

↑ VO2 (in L/min) rust submax max

1-min

Tijd



VO 2 max (ml/kg/min) POmax (W/kg) ↑ Power output (PO in Watt)

2. Criteria maximale inspanning

1) Hart frequentie> 180 bpm 2) RER (VCO 2 /VO 2 ) > 1.0

3) Subjectieve tekenen van uitputting • VO 2 max is afhankelijk van de manier van testen • POmax is beinvloed door mechanische efficiëntie – ME = (geleverde vermogen/ energie verbruik) x 100

3. 20s Wingate test

Protocol

– Warming up op sub-maximale belasting – Load: individueel aangepast • 3x 5s sprints adaptatie aan de procedure en de optimale instelling te bepalen – Vliegende start @60rpm – 20 sec zo hard mogelijk fietsen tegen constante weerstand – Power output (W) = M (Nm) * ω (rad/sec) – Anaerobe capaciteit (power): W/kg

Casus

28

Casus

• Meisje, 13 jaar oud • Bilaterale spastische CP, GMFCS III • Patiëntvraag: – Snel vermoeid, loopafstand is +/- 50m. Vermoeidheid is een beperking voor haar loopafstand. Gebruikt een rolstoel voor afstanden > 50 m.

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 29

Extra informatie

• Fysiotherapie: 45 min/ week, waarbij leren fietsen op een tweewieler (m.n. op-en afstappen), uithoudingsvermogen en krachttraining • 1 keer per week: Therapeutisch paardrijden. • 1 keer per week: zwemmen

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 30

Inspanningslab

• Vraag aan het inspanningslab: Ze heeft last van de snelle vermoeidheid tijdens het lopen waardoor haar loopafstand beperkt is. Wat is de oorzaak van de vermoeidheid? Is het met name een verminderde loop efficiëntie of een verminderde fysieke fitheid?

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 31

Resultaten: Loop test

• Loopsnelheid: 40,5 m/min (-45%) 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0

Loop snelheid

73,0 40,5 • Bruto oxygen cost (loop efficientie): 0,48 ml/kg/m (+169%) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

Bruto oxygen cost

0,00

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine

0,18 0,48 Reference value Patient value Reference value Patient value

32

Fitness

• Aerobe capaciteit: VO2max: 34,5 ml/kg/min (- 22%) 25 20 15 10 5 0 45 40 35 30 • Anaerobe capaciteit: Mean Power: 2.8 W/kg (-53%) 1 0 3 2 5 4 7 6

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine

Aerobe Capaciteit

42,8 34,5

Anaerobe capaciteit

6,03 2,8 Reference Value Patient value Reference value Patient value

33

% VO2max

• Referentie tijdens lopen op comfortabele snelheid: 30% van VO2max • Dit meisje: 57% van haar maximale VO2 opname

% VO2max

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 30 57 Reference value Patient value

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 34

Conclusie inspanningslab

• Inspanningslab: De loop efficiëntie is aanzienlijk verminderd bij een lage loopsnelheid een verminderde aerobe capaciteit < een verminderde anaerobe capaciteit

Aeroob

trainen: fietsen, rennen, zwemmen etc.

• Overload: Frequentie: 2-4x/ week Duur (30-45min) minstens 5 min per sessie Intensiteit (60-80% maximale HR)

Anaeroob

trainen: sprinten, spellen incl. steppen, draaien, opstaan etc.

• Overload: Frequentie: 2-3x/week Intensiteit: maximaal Sessies of 20-30 sec.

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 35

Conclusie / plan revalidatie arts

De loop efficiëntie is verminderd en is de voornaamste oorzaak van de verminderde loop afstand. SEML operatie is voorgesteld (EC + 169%!) indien ze voldoende gemotiveerd is voor revalidatie (op dat moment was ze dat niet) Aerobic training continueren (22% verminderd) Anaerobe training zoals interval en sprinttraining dient te worden toegevoegd aan fysiotherapie/training (53% verminderd, nodig voor lopen op korte afstanden)

center of excellence for pediatric rehabilitation medicine 36