Inspanningstesten in de kinderrevalidatie Annet Dallmeijer, Astrid Balemans Annemieke Buizer, Merel...

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 of verminderde fitheid?

FatigueLimited walking

distance

Inactivity

Muscle weaknessFitness↓

Fitness in CP?

CP

Onderzoek en behandeling

Patient needs (reported problems)Fatigue, Walking distance ↓

TreatmentSpasticity, orthotics, SEML, training

AssessmentPhysical examination, gait analysis, GMFM, PRO

exercise physiology lab

EvaluationPhysical examination, gait analysis, activities, GMFM, PRO

exercise physiology lab

Lab based fitness meting

• Hoge mate van standaardisatie• Onderdeel van beweginglab in gespecialiseerd

revalidatiecentrum

• Labtour 2010: (CAM Doorenbosch)

– 12 Looplabs in NL/B– 5 x inspanningstest

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 2 3

GMFCS niveau

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

ener

gy

cost

(J/

kg/m

)

1. Energy cost lopen in CP

Bron:• Brehm et al, 2007, 2008• Scholtes et al 2006

ref

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

Energy cost vs GMFM66

GMFM 66 score (5) t1

100908070605040

Gro

ss E

ne

rgy

Co

st (

j/kg

/m)

t118

16

14

12

10

8

6

4

GMFCS 3

GMFCS 2

GMFCS 1

Total Population

Rsq = 0.8380

2. Aerobe capaciteit CP

VO2max in CP: ≈ 80% of TD children

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

Age: 7-13 yrs

Fysieke belasting (strain)

↑

VO2

Time

VO2max (control)

VO2max (CP)

rust

lopen

0

20

40

60

80

100

speed

sp

ee

d (

m/m

in)

CP (n=7) Control (n=10)

Belasting (%VO2 max)

0

10

20

30

40

50

60

VO2walking VO2peak

ml/k

g/m

in

CP (n=7) Control (n=10)

0

10

20

30

40

50

60

70

%VO2peak

%

CP (n=7) Control (n=10)40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

Peak heart rate

HR

pe

ak

(b

/min

)

CP (n=7) Controle (n=10)

3. Anaerobe capaciteit CP

20s Wingate sprintFietsergometer

POmean 56% of TD

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

Significant between all groups

CP: GMFCS I (n=61), II (n=38), III (n=16)TD: n=52

Age: 6-13 yrs

Functionele associaties

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

P20 (W/kg)

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

1-m

in w

alkt

est

(m)

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

P20 (W/kg)

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

GM

FM

-66

R=0.72 R=0.70

1-minuut looptest Grof motorisch functioneren

Betrouwbaarheid

Anaerobic capacity (n=22)

• Mean PO: 3.2 (1.6) W/kgICC = 0.97, SEM = 7%

• Peak PO (W/kg): 4.3 (3.2)

ICC = 0.94, SEM = 13%

Aerobic capacity (n=8)

• VO2max: 40.0 (8.5) ml/kg/minICC = 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 (VO2, VCO2, VE)– Cortex, Cosmed, Oxycon Mobile

• 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 02 ≈ 21 KJ (steady state required)

• 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)

Tijd

VO2max(ml/kg/min)

rust submax max

1-min

POmax(W/kg)

↑

Power output(PO in Watt)

2. Criteria maximale inspanning

1) Hart frequentie> 180 bpm2) RER (VCO2/VO2) > 1.03) Subjectieve tekenen van uitputting

• VO2max 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

28

CasusCasus

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

29

Casus Casus

• Meisje, 13 jaar oudMeisje, 13 jaar oud

• Bilaterale spastische CP, GMFCS IIIBilaterale spastische CP, GMFCS III

• Patiëntvraag: Patiëntvraag: – Snel vermoeid, loopafstand is +/- 50m. Vermoeidheid is een Snel vermoeid, loopafstand is +/- 50m. Vermoeidheid is een

beperking voor haar loopafstand. Gebruikt een rolstoel voor beperking voor haar loopafstand. Gebruikt een rolstoel voor afstanden > 50 m.afstanden > 50 m.

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

30

Extra informatieExtra informatie

• Fysiotherapie: 45 min/ week, waarbij leren fietsen op een Fysiotherapie: 45 min/ week, waarbij leren fietsen op een tweewieler (m.n. op-en afstappen), uithoudingsvermogen en tweewieler (m.n. op-en afstappen), uithoudingsvermogen en krachttrainingkrachttraining

• 1 keer per week: Therapeutisch paardrijden. 1 keer per week: Therapeutisch paardrijden.

• 1 keer per week: zwemmen1 keer per week: zwemmen

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

31

InspanningslabInspanningslab

• Vraag aan het inspanningslab: Vraag aan het inspanningslab:

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

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

32

Resultaten: Loop testResultaten: Loop test

• Loopsnelheid: 40,5 Loopsnelheid: 40,5 m/min (-45%)m/min (-45%)

• Bruto oxygen cost (loop Bruto oxygen cost (loop efficientie): 0,48 ml/kg/m efficientie): 0,48 ml/kg/m (+169%)(+169%)

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

33

FitnessFitness

• Aerobe capaciteit:Aerobe capaciteit:

VO2max: 34,5 ml/kg/min VO2max: 34,5 ml/kg/min

(- 22%)(- 22%)

• Anaerobe capaciteit:Anaerobe capaciteit:

Mean Power:Mean Power:

2.8 W/kg (-53%)2.8 W/kg (-53%)

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

34

% VO2max% VO2max

• Referentie tijdens lopen op Referentie tijdens lopen op comfortabele snelheid: comfortabele snelheid: 30% van VO2max30% van VO2max

• Dit meisje: 57% van haar Dit meisje: 57% van haar maximale VO2 opnamemaximale VO2 opname

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

35

Conclusie inspanningslabConclusie inspanningslab

• Inspanningslab: Inspanningslab:

-- De loop efficiëntie is aanzienlijk verminderd bij een lage De loop efficiëntie is aanzienlijk verminderd bij een lage loopsnelheidloopsnelheid

-- een verminderde aerobe capaciteit < een verminderde een verminderde aerobe capaciteit < een verminderde anaerobe capaciteitanaerobe capaciteit

Aeroob Aeroob trainen: fietsen, rennen, zwemmen etc.trainen: fietsen, rennen, zwemmen etc.• OverloadOverload: : -- Frequentie: 2-4x/ week Frequentie: 2-4x/ week

-- Duur (30-45min) minstens 5 min Duur (30-45min) minstens 5 min per sessieper sessie

- Intensiteit (60-80% maximale HR)Intensiteit (60-80% maximale HR)

AnaeroobAnaeroob trainen: sprinten, spellen incl. steppen, draaien, opstaan etc. trainen: sprinten, spellen incl. steppen, draaien, opstaan etc.• Overload: Overload: -- Frequentie: 2-3x/weekFrequentie: 2-3x/week

-- Intensiteit: maximaalIntensiteit: maximaal

-- Sessies of 20-30 sec.Sessies of 20-30 sec.

center of excellencefor pediatric rehabilitation

medicine

36

Conclusie / plan revalidatie arts

-- De loop efficiëntie is verminderd en is de De loop efficiëntie is verminderd en is de voornaamste oorzaak voornaamste oorzaak van de verminderde loop van de verminderde loop afstand. SEML operatie is afstand. SEML operatie is voorgesteld (EC + 169%!) voorgesteld (EC + 169%!) indien ze voldoende gemotiveerd is indien ze voldoende gemotiveerd is voor revalidatie voor revalidatie (op dat moment was ze dat niet)(op dat moment was ze dat niet)

-- Aerobic training continueren (22% verminderd) Aerobic training continueren (22% verminderd)

-- Anaerobe training zoals interval en sprinttraining Anaerobe training zoals interval en sprinttraining dient te dient te worden toegevoegd aan worden toegevoegd aan fysiotherapie/training (53% fysiotherapie/training (53% verminderd, nodig voor lopen verminderd, nodig voor lopen op korte afstanden)op korte afstanden)