Ocena wpływu fizjoterapii na wydolność fizyczną dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych wrodzonych wad serca za pomocą ergospirometrii

Transkrypt

1 Warszawski Uniwersytet Medyczny II Wydział Lekarski Anna Małgorzata Jaroń Ocena wpływu fizjoterapii na wydolność fizyczną dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych wrodzonych wad serca za pomocą ergospirometrii Promotor: prof. dr hab. n. med. Bożena Werner 1

2 STRESZCZENIE Choroby serca stanowią jeden z głównych problemów medycyny XXI wieku. Wrodzone wady serca należą do najczęstszych wrodzonych wad u dzieci. Częstość występowania wrodzonych wad serca szacuje się w granicach 0,8-1% żywo urodzonych noworodków. W Polsce, zaraz po chorobach okresu okołoporodowego, stanowią główną przyczynę zgonów nowo narodzonych dzieci. W ostatnich latach dokonał się znaczący postęp w leczeniu dzieci z chorobami serca. Dzieci z wadami serca leczone są kardiochirurgicznie lub metodami kardiologii interwencyjnej, a wyniki leczenia są bardzo dobre. Dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych rozwijają się prawidłowo, ale częstym problemem są pozostałości lub następstwa pooperacyjne takie jak: zniekształcenia klatki piersiowej czy wady postawy. Innym bardzo istotnym zagadnieniem jest obniżenie wydolności fizycznej w tej grupie pacjentów, często związane z obawami rodziców i opiekunów, ale także personelu medycznego o zdrowie dziecka. Niepotrzebne ograniczenia aktywności dziecka jest szkodliwe prowadząc do nieprawidłowego rozwoju motorycznego poprzez zmniejszenie siły mięśniowej, zaburzenia koordynacji ruchowej jak również obniżenie tolerancji wysiłku fizycznego. Ponadto prawidłowa aktywność fizyczna jest elementem profilaktyki schorzeń układu sercowo-naczyniowego, których prewencja wydaje się być szczególnie istotna u osób obciążonych wadą wrodzoną serca. Wysiłek fizyczny jest nieodzownym elementem naszego życia. Optymalna sprawność fizyczna uznawana jest za jeden z ważniejszych wykładników stanu zdrowia oraz jest czynnikiem warunkującym dobre samopoczucie. Na osobniczą sprawność fizyczną składają się: siła, szybkość, wytrzymałość, zręczność, koordynacja ruchowa oraz gibkość. Wydolność wysiłkowa jest szerszym pojęciem niż sprawność fizyczna i definiowana jest, jako zdolność organizmu do wykonywania ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych bez szybko narastającego zmęczenia. Warunkiem dobrej wydolności fizycznej jest prawidłowa wydolność układu sercowo-naczyniowego, oddechowego oraz mięśniowo-szkieletowego i współdziałanie z autonomicznym układem nerwowym i układem wydzielania wewnętrznego. U dzieci obserwuje się dobrą adaptację układu sercowo-naczyniowego do wysiłków submaksymalnych, 50% maksymalnej prędkości pobierania tlenu dzieci osiągają 4 razy szybciej niż dorośli. Wydolność fizyczna wzrasta systematycznie wraz z wiekiem, 2

3 a maksymalny jej poziom osiągany jest u człowieka w wieku ok. 25 lat. Po przekroczeniu 25 roku wydolność wysiłkowa zmniejsza się przeciętnie o 10% na 10 lat życia. Uzyskanie wysokiego poziomu wydolności w okresie dzieciństwa warunkuje dobrą adaptację do zmieniających się czynników środowiskowych w dalszych etapach życia. Najbardziej obiektywnym wyznacznikiem wydolności fizycznej jest pomiar maksymalnej prędkości pochłaniania tlenu (VO2max) w czasie sercowo-płucnego testu wysiłkowego ze stopniowo wzrastającym obciążeniem. Pośrednimi wskaźnikami wydolności wysiłkowej są: czas trwania testu wysiłkowego ze stopniowo wzrastającym obciążeniem do momentu osiągnięcia maksymalnego zmęczenia, maksymalna intensywność wysiłku (wielkość wykonanej pracy) w teście wysiłkowym wielokrotność spoczynkowego zużycia tlenu wyrażona w MET (ang. metabolic equivalent równoważnik metaboliczny). Wydolność fizyczną człowieka można oceniać za pomocą wielu metod. U dzieci sprawdza się ją za pomocą 6-minutowego testu marszowego, standardowej próby wysiłkowej lub spiroergometrycznej próby wysiłkowej (ang. cardiopulmonary exercise test CPET). Właściwa interpretacja wyników tych testów pozwala zaplanować aktywność fizyczną pacjentów z chorobami układu sercowo-naczyniowego. Celem pracy była: Ocena wydolności fizycznej dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych wrodzonych wad serca Ocena wpływu, odpowiednio dobranych, zabiegów fizjoterapeutycznych na wydolność fizyczną dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych Ocena wyników fizjoterapii w leczeniu wad postawy u dzieci po zabiegach kardiochirurgicznych Stworzenie algorytmu postępowania fizjoterapeutycznego u dzieci ze zmniejszoną wydolnością fizyczną po zabiegach kardiochirurgicznych Grupę badaną stanowiło 58 pacjentów (18 dziewcząt i 40 chłopców) w wieku 9-18 lat, przeciętnie 13,2 ± 3 lat, po leczeniu operacyjnym wrodzonej wady serca (wiek w chwili zabiegu od 1 m.ż. do 4 r..ż., przeciętnie 9 ± 16 miesięcy), pozostających pod opieką Kliniki 3

4 Kardiologii Wieku Dziecięcego i Pediatrii Ogólnej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Grupę kontrolną stanowiło 32 zdrowych dzieci, w tym 9 dziewczynek oraz 23 chłopców, w wieku 9-18 lat (średnio 13,4 lat ± 2,3 lat). Grupa kontrolna nie różniła się istotnie statystycznie pod względem płci i wieku od grupy badanej. Przyjęto następujące kryteria włączenia pacjenta do grupy badanej: wiek: 9-18 lat, przebyte leczenie kardiochirurgiczne wrodzonej wady serca w krążeniu pozaustrojowym, okres obserwacji po leczeniu kardiochirurgicznym: minimum 5 lat, brak współistniejących innych chorób przewlekłych, pisemna zgoda rodziców i opiekunów oraz dzieci w wieku powyżej 16 roku życia na udział w badaniu. Za kryteria wyłączenia z grupy badanej przyjęto: wiek poniżej 9 roku życia, niepełnosprawność ruchową, upośledzenie umysłowe, inną współistniejącą chorobę przewlekłą. W pierwszym etapie badania, w grupie badanej oraz w grupie kontrolnej, oceniano: postawę ciała za pomocą zmodyfikowanego kwestionariusza Szczegółowej Oceny Postawy SzOP. Polegał on na analizie 18 punktów na ciele pacjenta. Skala oceny była 5 stopniowa, przy czym 0 oznaczało prawidłowe ukształtowanie, a 5 utrwalone deformacje danego odcinka ciała. funkcjonalność ciała za pomocą testów funkcjonalnych: test Otta, test Schobera, test palce-podłoga, test Thomasa, test ścienny Degi, test zdolności do utrzymania postawy Matthiasa, test Krausa-Webera, test obwodu klatki piersiowej. wydolność fizyczną za pomocą spiroergometrycznej próby wysiłkowej. CPET wykonywano na cykloergometrze rowerowym, według protokołu RAMP 15. W czasie testu analizowano wentylację i skład powietrza wydychanego za pomocą analizatora przepływu powietrza. Pomiary ciśnienia tętniczego prowadzono metodą oscylometryczną za pomocą aparatu bramkowanego sygnałem EKG. W trakcie całego testu monitorowano następujące parametry i sygnały: 12-odprowadzeniowy zapis EKG, wentylację minutową metodą breath-to-breath (metoda polega na ciągłym próbkowaniu powietrza oddechowego przy stałej objętości próbki gazu), 4

5 stężenie tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu wydychanym metodą breath-to-breath, ciśnienie tętnicze mierzone metodą oscylometryczną w odstępach 2-minutowych. Po zakończonym sercowo-płucnym badaniu wysiłkowym analizowano następujące parametry: a) maksymalną VO2max / szczytową prędkość pochłaniania tlenu VO2peak, b) odsetek wartości maksymalnego/szczytowego pochłaniania tlenu w stosunku do normy dla wieku, wzrostu i masy ciała (%VO2max/ %VO2peak), c) powysiłkowy czas (T ½ VO2max lub ½ VO2peak) d) próg beztlenowy (AT) e) maksymalną częstość rytmu serca (HRmax) f) częstość rytmu serca w progu beztlenowym (HR/AT) g) puls tlenowy (O2 pulse) h) odsetek wartości pulsu tlenowego (% O2 pulse) i) moc tlenową (VO2/Work) j) maksymalne obciążenie k) czas wysiłku (T) l) wskaźnik wzmożonej wentylacji wysiłkowej (VE/VCO2) Każde dziecko z grupy badanej, po ocenie postawy ciała oraz przeprowadzeniu CPET otrzymywało autorski program fizjoterapeutyczny, który zawierał ćwiczenia krążeniowooddechowe, wzmacniające mięśnie posturalne oraz poprawiające wydolność fizyczną. Zadaniem pacjentów było wykonywanie w warunkach domowych zadanych ćwiczeń, trzy razy w tygodniu, w czasie 35 minut. Zalecony program fizjoterapeutyczny był przekazywany w formie papierowej oraz dodatkowo był omawiany z pacjentem i jego rodzicami lub opiekunami. W razie dodatkowych pytań, można było kontaktować się z osobą prowadzącą badanie drogą mailową. Następnie, po upływie 8-10 miesięcy pacjent zgłaszał się do Kliniki Wieku Dziecięcego i Pediatrii Ogólnej na powtórną ocenę postawy ciała oraz ponowne badanie spiroergometryczne. Wyniki oceny postawy ciała, testów i badania CPET uzyskane u pacjentów z grupy badanej porównywano z wynikami dzieci w grupie kontrolnej. Dodatkowo porównywano wyniki uzyskane u dzieci w badanej grupie przed i po wykonaniu ćwiczeń w ramach autorskiego programu. Zebrane dane poddano analizie statystycznej w programie SPSS Statistics

6 W zależności od rozkładu parametrów, porównania grup zależnych obliczono z zastosowaniem parametrycznego testu t-studenta lub nieparametrycznego testu Wilcoxona. Natomiast porównania grup niezależnych obliczono z wykorzystaniem parametrycznego testu t-studenta lub nieparametrycznego testu UManna-Whitney a. Na przeprowadzenie badania klinicznego według przedstawionego protokołu uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej przy Warszawskim Uniwersytecie Medycznym numer KB/112/2014. Oceniając wydolność fizyczną dzieci po operacjach wrodzonych wad serca przed zastosowaniem autorskiego programu fizjoterapeutycznego, w porównaniu do grupy kontrolnej, zaobserwowano istotne statystycznie różnice pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną w przypadku nastepujących parametrów: VO2max (ml/kg/min), % VO2max (ml/kg/min), T 1 2VO2 (s), VE/VCO2, % pulsu tlenowego (ml/beat), obciążenia (W), czasu wysiłku (s), AT (ml/kg/min), HR w AT (bpm), % HR w AT (bpm) i HR na szczycie wysiłku (bpm). Grupa badana przed rozpoczęciem programu fizjoterapeutycznego, w porównaniu do grupy kontrolnej, uzyskała statystycznie istotne niższe wartości VO2max (średnia wartość w grupie badanej wynosiła 35,58 ml/kg/min ± 8,87 ml/kg/min, a w grupie kontrolnej (45,69 ml/kg/min ± 8,85 ml/kg/min), p 0,001 oraz % VO2max (średnia wartość w grupie badanej wynosiła 71,47% ± 17,29 %, a w grupie kontrolnej 92,25% ± 14,02%), p 0,001. Kolejno wykazano statystycznie istotną różnice w odniesieniu do kinetyki prędkości pochłaniania tlenu po skończonym wysiłku w grupie badanej przed rozpoczęciem fizjoterapii (71,65s ± 9,91s) w stosunku do grupy kontrolnej (62,59s ± 10,06s). Czas, w którym VO2 obniżyła się do połowy wartości szczytowej, w grupie badanej był statystycznie istotnie dłuższy (p 0,001) w porównaniu do grupy kontrolnej. Statystycznie istotne różnice (p 0,01) uzyskano również w przypadku parametru VE/VCO2. Grupa badana uzyskała wyższe wartości (26,86 ± 4,00) przed zastosowaniem programu ćwiczeń w stosunku do grupy kontrolnej (24,88 ± 2,36). Stwierdzono także statystycznie istotne różnice (p 0,001) w czasie trwania wysiłku oraz dotyczące obciążenia. Dzieci z grupy badanej przed rozpoczęciem fizjoterapii uzyskały niższe wartości wykonanej pracy zewnętrznej (135,26W ± 42,38W) oraz krótszy czas wysiłku (508,50s ± 168,06s) w porównaniu z grupą kontrolną (165,00W ± 37,14W; 629,69s ± 146,77s). W przypadku progu beztlenowego uzyskano statystycznie istotne różnice (p 0,001) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem fizjoterapii i grupą kontrolną. Średnia wartość 6

7 dla dzieci z grupy badanej 20,03 ml/kg/min ± 6,53 ml/kg/min była statystycznie istotnie niższa w porównaniu do dzieci z grupy kontrolnej, dla której średnia wartość wynosiła 26,34 ml/kg/min ± 7,77 ml/kg/min. Zaobserwowano statystycznie istotne różnice (p 0,001) parametrów częstości rytmu serca na progu beztlenowym, odsetka wartości częstości rytmu serca na progu beztlenowym oraz częstości rytmu serca na szczycie wysiłku. Dzieci z grupy badanej uzyskały niższe wartości w stosunku do dzieci z grupy kontrolnej. W przypadku odsetka wartości pulsu tlenowego uzyskano statystycznie istotne różnice pomiędzy grupą badaną w I pomiarze (97,12 ml/beat ± 19,75 ml/beat) i grupą kontrolną (107,06 ml/beat ± 17,00 ml/beat). Dzieci z grupy badanej przez przystąpieniem do programu fizjoterapeutycznego uzyskały statystycznie istotne niższe wartości (p 0,02) w porównaniu do dzieci z grupy kontrolnej. Natomiast nie zaobserwowano statystycznie istotnych różnic (p 0,05) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną w przypadku trzech parametrów: pulsu tlenowego (ml/beat), mocy tlenowej (ml/min/w) oraz odsetka wartości progu beztlenowego (ml/kg/min). Oceniając wydolność fizyczną dzieci po operacjach wrodzonych wad serca po zastosowaniu autorskiego programu fizjoterapeutycznego, w porównaniu do grupy badanej przez rozpoczęciem ćwiczeń, zaobserwowano statystycznie istotne różnice w przypadku parametrów: maksymalnego pochłaniania tlenu (ml/kg/min), odsetka wartości maksymalnego pochłaniania tlenu, kinetyki prędkości pochłaniania tlenu po skończonym wysiłku, pulsu tlenowego, obciążenia, czasu wysiłku oraz częstości rytmu serca na szczycie wysiłku. Po zakończeniu zabiegów fizjoterapeutycznych wzrosły istotnie statystycznie wartości parametrów: maksymalnego pochłaniania tlenu VO2max z 35,58 ml/kg/min ± 8,87 ml/kg/min do 38,05 ml/kg/min ± 7,24ml/kg/min, (p 0,001), odsetka wartości maksymalnego pochłaniania tlenu % VO2max z 71,47% ± 17,29% do 77,10% ± 13,92%, (p 0,001), pulsu tlenowego z 11,14ml/beat ± 3,24ml/beat do 12,03ml/beat ± 3,35ml/beat (p 0,001), obciążenia z 135,26W ± 42,38W do 157,76W ± 39,76W (p 0,001), czasu wysiłku z 508,50s ± 168,06s do 600,97s ± 157,16s (p 0,001) oraz częstości rytmu serca na szczycie wysiłku z 171,88bpm ± 19,77bpm do 178,03bpm ± 11,02bpm (p 0,01). Spadły natomiast wartości parametru kinetyki prędkości pochłaniania tlenu po skończonym wysiłku z 71,65s ± 9,91s do 65,19s ± 8,53s (p 0,001). W przypadku pozostałych parametrów: równoważnika wentylacyjnego dla dwutlenku węgla (p = 0,60), odsetka wartości pulsu tlenowego (p = 0,41), progu beztlenowego 7

8 (p = 0,21), odsetka wartości progu beztlenowego (p = 0,60), częstości rytmu serca na progu beztlenowym (p = 0,40) oraz odsetka wartości częstości rytmu serca na progu beztlenowym (p = 0,44) w grupie badanej po zakończeniu programu fizjoterapeutycznego uzyskano wyższe wartości, ale różnica była statystycznie nieistotna. Natomiast w przypadku mocy tlenowej, wartości były niższe niż w grupie badanej przed zastosowaniem ćwiczeń, ale również różnica była statystycznie nieistotna. Na podstawie analizy wyników punktowych wizualnej oceny postawy ciała za pomocą kwestionariusza Szczegółowej Oceny Postawy zaobserwowano statystycznie istotne różnice (p 0,001) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną. Grupa badana przed stosowaniem ćwiczeń uzyskała istotnie wyższe (gorsze) wartości punktowe (19,78 ± 9,18) w porównaniu do grupy kontrolnej (12,09 ± 7,52). Natomiast porównując wyniki badań dzieci przed oraz po zastosowaniu zabiegów fizjoterapeutycznych grupa badana po zakończeniu fizjoterapii, w porównaniu grupy badanej przed zabiegami, uzyskała istotnie niższe (lepsze) wartości punktowe wizualnej oceny postawy ciała (16,71 ± 8,73), p 0,001. W przypadku testu Otta oraz Schobera zaobserwowano, że zarówno dzieci z grupy badanej jak i kontrolnej, miały prawidłową ruchomość odcinka piersiowego oraz lędźwiowego kręgosłupa. Na podstawie analizy wyników testu palce-podłoga zaobserwowano statystycznie istotne różnice (p 0,02) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną. Grupa badana w pomiarze I uzyskała statystycznie istotnie wyższe (gorsze) wartości punktowe parametru testu palce-podłoga. (1,64 ± 0,91), w porównaniu do grupy kontrolnej (1,16 ± 0,81). Natomiast porównując wyniki badań dzieci przed rozpoczęciem oraz po zakończeniu zabiegów fizjoterapeutycznych stwierdzono, że grupa badana po wykonywaniu programu ćwiczeń, w porównaniu do grupy badanej przed zastosowaniem fizjoterapii, uzyskała statystycznie istotnie niższe (p 0,001) wartości punktowe ( 1,12 ± 0,90) testu palce-podłoga.. W teście Thomasa grupa badana uzyskała statystycznie istotne wyższe (gorsze) wartości punktowe (0,52 ± 1,22) w porównaniu do grupy kontrolnej (0,0 ± 0,0) (p 0,01). Natomiast, po zakończeniu fizjoterapii grupa badana uzyskała istotnie niższe (lepsze) punktowo wartości (0,14 ± 0,63), w porównaniu do grupy badanej przed fizjoterapią. Oceniając ruchomość w stawach ramienno-barkowych za pomocą testu ściennego Degi nie zaobserwowano istotnych statystycznie różnic (p = 0,09) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną. Również porównując 8

9 wyniki badań dzieci przed rozpoczęciem oraz po zakończeniu zabiegów fizjoterapeutycznych nie stwierdzono różnic istotnych statystycznie (p = 0,18). Na podstawie analizy testu zdolności do utrzymania postawy Matthiasa zaobserwowano statystycznie istotne różnice (p 0,001) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną. Grupa badana uzyskała istotnie wyższe punktowo wartości (1,41 ± 1,12), w porównaniu do grupy kontrolnej (0,63 ± 0,94), natomiast po zakończeniu zabiegów fizjoterapeutycznych. grupa badana uzyskała istotnie niższe (lepsze) punktowo wartości (p 0,001), w porównaniu do grupy badanej przed zastosowaniem fizjoterapii (1,03 ± 1,08). Analizując wyniki testu Krausa-Webera zaobserwowano statystycznie istotne różnice (p 0,01) pomiędzy grupą badaną przed rozpoczęciem zabiegów fizjoterapeutycznych i grupą kontrolną. Grupa badana uzyskała statystycznie istotnie wyższe punktowo wartości (0,79 ± 1,54), w porównaniu do grupy kontrolnej (0,13 ± 0,49). po zakończeniu zabiegów fizjoterapeutycznych grupa badana, uzyskała istotnie niższe (lepsze) punktowo wartości (0,24 ± 0,66) w porównaniu do wyników uzyskanych przed rozpoczęciem ćwiczeń fizjoterapeutycznych, p 0,001. Oceniając wyniki testu obwodu klatki piersiowej zaobserwowano, że grupa badana przed przystąpieniem do programu fizjoterapeutycznego (0,48 ± 0,86), w porównaniu do grupy kontrolnej (0,19 ± 0,59), uzyskała wyższe (gorsze) wartości punktowe parametru testu obwodu klatki piersiowej, ale nie były one istotne statystycznie (p = 0,09). Po zastosowaniu programu ćwiczeń grupa badana (0,28 ± 0,70), w porównaniu do grupy badanej przed wykonywaniem zabiegów fizjoterapeutycznych, osiągnęła istotnie niższe (lepsze) wartości w tym teście. Na podstawie przeprowadzonych badań wyciągnięto następujące wnioski: 1. Wydolność fizyczna dzieci po operacjach wrodzonych wad serca jest obniżona oraz ich postawa ciała jest nieprawidłowa. 2. Wykonywanie ćwiczeń 3-4 razy w tygodniu po 35 min wpływa korzystnie na wydolność oraz sprawność fizyczną dzieci po korekcji wrodzonej wady serca. 3. Połączenie treningu dynamicznego, interwałowego oraz wzmacniającego znacząco wpływa na rozwój motoryki dzieci po operacjach wrodzonych wad serca. 4. Opracowany, autorski program fizjoterapeutyczny może być wykorzystywany w usprawnianiu dzieci po operacji wrodzonej wady serca. 5. Spiroergometria jest przydatnym i bezpiecznym badaniem oceniającym wydolność fizyczną dzieci i młodzieży po operacjach wrodzonych wad serca. 9

10 6. Odpowiednio dobrane testy funkcjonalne pozwalają na kompleksową ocenę nieprawidłowości postawy ciała. SUMMARY Heart disease is one of the main medical problems of the 21st century. Congenital heart defects belong to the most frequent inborn defects among children. The frequency of congenital heart defects is estimated at 0,8-1% of live births. Despite per parturient period diseases, it constitutes a major cause of childhood deaths in Poland. Considerable progress in the treatment of children with heart diseases has been made down the years. Children with heart defects are treated by cardiac surgeries or interventional cardiology procedures and the results of treatment are very good. Children after cardio surgical intervention develop properly but the common problems are post-operative residues or consequences such as thoracic deformities or postures defects. Another important issue in this group of patients is the decrease of physical performance often associated with the concerns of parents, guardians and medical personnel about the health of the child. Unnecessary restrictions on a child's activity are detrimental and contribute to abnormal motor development by the weakness of muscle strength, impaired motor coordination as well as lowering of physical exertion tolerance. Furthermore, appropriate physical activity is an element of prophylaxis for cardiovascular diseases, which prevention seems to be particularly relevant for people with the risk for the congenital heart defect. Physical exertion is an indispensable part of our lives. Optimal physical fitness is generally considered to be one of the most important positive indicators of the state of health and it is a factor determining well-being. Ontogenic physical fitness consists of strength, speed, endurance, dexterity, motor coordination and flexibility. Working capacity is a much broader concept than physical fitness and it is defined as an ability to perform hard and long-lasting physical exertion without quickly increasing fatigue. The prerequisite of good physical endurance is the proper efficiency of our cardiovascular, musculoskeletal systems and cooperation with the autonomic nervous and endocrine system. Among children, a good adaptation of the cardiovascular system to submaximal efforts is observed, 50% of the maximum oxygen uptake rate, children reach 4 times faster than adults. 10

11 Physical efficiency increases systematically with age, and its maximum level is reached in the 25th year of life. After exceeding 25 years, exercise capacity decreases on average by 10% for 10 years of life. Obtaining a high level of efficiency during childhood determines a good adaptation to changing environmental factors in further stages of life. The most objective determinant of physical performance is the measurement of the maximum oxygen absorption rate (VO2max) during cardiopulmonary exercise test with a gradually increasing load. Indirect indicators of exercise capacity are: duration of the cardiac stress test with gradually increasing load until maximum fatigue is reached, the maximum intensity of effort (the amount of work done) in the cardiac stress test multiple of resting oxygen consumption expressed in MET (metabolic equivalent). The physical capacity of a human can be assessed by means of many methods. In children, it is checked using a 6-minute walk test, a standard exercise test or a cardiopulmonary exercise test (CPET). Proper interpretation of the results of these tests allows planning the physical activity of patients with cardiovascular diseases The aim of the study was: 1. Assessment of physical efficiency of children after cardiac surgery in congenital heart defects 2. Assessment of the influence of appropriately selected physiotherapy treatments on the physical capacity of children after cardiac surgery 3. Evaluation of the results of physiotherapy in the treatment of faulty posture in children after cardiac surgery 4. Creating an algorithm of physiotherapeutic treatment in children with reduced physical capacity after cardiac surgery The study group consisted of 58 patients (18 girls and 40 boys) aged 9-18 years, average 13.2 ± 3 years, after surgical treatment of congenital heart disease (age at the time of surgery from 1 month to 4 years, average 9 ± 16 months), under the care of the Pediatric Cardiology and General Pediatrics Clinic of the Medical University of Warsaw. The control group consisted of 32 healthy children, including 9 girls and 23 boys, aged 9-18 years (on average 13.4 years ± 2.3 years). The control group did not significantly differ in terms of gender and age from the study group. The following criteria were adopted for including the patient in the study group: age: 9-18 years, 11

12 previous cardiac surgery for congenital heart disease in the extracorporeal circulation, follow-up period after cardiac surgery: a minimum of 5 years, lack of co-existing other chronic diseases, written consent of parents and guardians and children over 16 years of age to participate in the study. The criteria for exclusion from the study group include: age below 9 years old, physical disability, mental retardation, another co-existing chronic disease. In the first stage of the study, in the study group and in the control group, the following were assessed: the posture of the body using the modified questionnaire of the Detailed Posture Assessment "SzOP". It consisted of analyzing 18 points on the patient's body. The grading scale was 5 degrees, with 0 being the correct shape and 5 fixed deformities of a given body segment. body functionality with functional tests: Otta test, Schober test, fingers-to-floor test, Thomas test, Dega wall test, Matthias posture test, Kraus-Weber test, chest circumference test. physical fitness using a spiroergometric exercise test. CPET was carried out on a cycle ergometer, according to the RAMP 15. During the test, the ventilation and the composition of the air exhaled with the air flow analyzer were analyzed. Blood pressure measurements were made using the oscillometric method using an ECG gated device. The following parameters and signals were monitored throughout the test: 12-lead ECG recording, minute ventilation by breath-to-breath method (the method consists of a continuous sampling of the breathing air at a constant volume of the gas sample), the concentration of oxygen and carbon dioxide in the breath-to-breath method exhaled air, arterial pressure measured by the oscillometric method at 2-minute intervals. After the cardiopulmonary exercise test, the following parameters were analyzed: a) maximum VO2max / VO2peak peak oxygen absorption rate, b) percentage of maximal / peak oxygen absorption value in relation to the norm for age, height, and body weight (% VO2max /% VO2peak), c) post-workout time - (T ½ VO2max or ½ VO2peak) d) anaerobic threshold (AT) 12

13 e) maximum heart rate (HRmax) f) heart rate at the anaerobic threshold (HR / AT) g) oxygen pulse (O2 pulse) h) percentage of the oxygen heart rate (% O2 pulse) i) oxygen power (VO2 / Work) j) maximum load k) time of effort (T) l) indicator of increased exercise ventilation (VE / VCO2) Each child in the study group, after the assessment of body posture and CPET, received an original physiotherapeutic program, which included cardiorespiratory exercises, strengthening postural muscles and improving physical performance. The task of the patients was to perform home exercises at home, three times a week, in 35 minutes. The recommended physiotherapeutic program was provided in paper form and was additionally discussed with the patient and his parents or guardians. In the case of additional questions, there was a possibility to contact the person conducting the study by . Then, after 8-10 months, the patient entered the Children's and General Pediatrics Clinic for a second assessment of body posture and re-spiroergometric examination. The results of the postural assessment tests and CPET tests obtained in patients from the study group were compared with the results of children in the control group. In addition, the results obtained in children in the study group were compared before and after the exercises under the original program. The collected data were subjected to statistical analysis in SPSS Statistics Depending on the distribution of parameters, comparisons of the dependent groups were calculated using the parametric Student's t-test or the non-parametric Wilcoxon test. However, independent group comparisons were calculated using the parametric Student's t-test or the UManna-Whitney non-parametric test. The consent of the Bioethics Committee at the Medical University of Warsaw number KB / 112/2014 was obtained for conducting a clinical trial according to the presented protocol. When assessing the physical fitness of children after congenital heart disease surgeries, before using the original physiotherapeutic program, compared to the control group, statistically significant differences were found between the study group before physiotherapy and the control group in the following parameters: VO2max (ml/kg/min), % VO2max (ml/kg/min), T 1/2VO2 (s), VE / VCO2,% oxygen pulse (ml/beat), load (W), exercise time 13

14 (s), AT (ml/kg/min), HR in AT (bpm),% HR in AT (bpm) and HR at the peak of effort (bpm). The study group obtained statistically significant lower VO2max values before starting the physiotherapeutic program, compared to the control group (the mean value in the study group was 35.58ml/kg/min ± 8.87 ml/kg/min, and in the control group 45.69ml/kg/min ± 8.85 ml/kg/min), p and %VO2max (the mean value in the study group was 71.47% ± 17.21%, and in the control group 92.25% ± 14.02%), p Subsequently, statistically significant differences were found in relation to the kinetics of the oxygen absorption rate after the end of exercise in the study group before the start of physiotherapy (71.65 ± 9.91 s) in relation to the control group (62.59 ± s). The time at which VO2 peaked to half its peak was statistically significantly longer in the study group (p 0.001) compared to the control group. Statistically significant differences (p 0.01) were also obtained for the VE/VCO2 parameter. The study group obtained higher values (26.86 ± 4.00) before using the exercise program in relation to the control group (24.88 ± 2.36). There were also statistically significant differences (p 0.001) during the exercise and load. Children from the study group before the start of physiotherapy received lower values of external work (135.26W ± 42.38W) and shorter exercise time (508.50s ± ) compared to the control group (165.00W ± 37.14W, 629,69s ± s). In the case of the anaerobic threshold statistically, significant differences were obtained (p 0.001) between the study group before the start of physiotherapy and the control group. The mean value for children from the examined group 20.03ml/kg/min ± 6.53 ml/kg/min was statistically significantly lower compared to the children from the control group, whereas the average value was 26.34ml/kg/min ± 7.77 ml/kg/min. There were statistically significant differences (p 0.001) of the parameters of the heart rate at the anaerobic threshold, the percentage of the heart rate at the anaerobic threshold and the heart rate at the top of the effort. The children from the study group obtained lower values in relation to the children from the control group. There were obtained statistically significant differences in the case of the percentage of oxygen pulse rate between the test group in the I measurement (97.12ml/beat ± ml/beat) and the control group (107.06ml/beat ± ml/beat. The children from the study group before the physiotherapy program obtained statistically significant lower values (p 0.02) in comparison to the children from the control group. 14

15 However, no statistically significant differences were observed (p 0.05) between the study group before the start of physiotherapeutic procedures and the control group for three parameters: oxygen pulse (ml/beat), oxygen power (ml/min/w) and the anaerobic threshold percentage (ml/kg/min). Assessing the physical fitness of children after surgery of congenital heart defects after using the original physiotherapeutic program, compared to the study group before the start of exercise, statistically significant differences were observed in the parameters: maximum oxygen absorption (ml/kg/min), percentage of maximum oxygen absorption, kinetics speed of oxygen absorption after exercise, oxygen pulse, load, exercise time and heart rate at the top of the effort. After completion of physiotherapeutic procedures, the following parameters significantly increased: maximum oxygen absorption VO2maxz 35.58ml/kg/min ± 8.87 ml/kg/min to 38.05ml/kg/min ± 7.24ml/kg/min, (p 0.001), the percentage of maximum oxygen absorption % VO2max from 71.47% ± 17.21% to 77.10% ± 13.92%, (p 0.001), oxygen pulse from 11.14ml/beat ± 3.24ml/beat to 12.03ml/beat ± 3.35ml/beat ( p 0.001), loads from W ± 42.38W to W ± 39.76W (p 0.001), exercise time from s ± 168,06s to s ± s (p ) and heart rate at the peak of exercise from bpm ± 19.77bpm to bpm ± 11.02bpm (p 0.01). On the other hand, the values of the kinetic parameter of the oxygen absorption rate after finite effort decreased from s ± 9.91 to s ± 8.53 (p 0.001). For other parameters: ventilation equivalent for carbon dioxide (p = 0.60), percentage of oxygen pulse (p = 0.41), anaerobic threshold (p = 0.21), percentage of anaerobic threshold (p = 0.60) ), the heart rate at the anaerobic threshold (p = 0.40) and the percentage of heart rate at the anaerobic threshold (p = 0.44), higher values were obtained in the study group after the end of the physiotherapeutic program, but the difference was statistically insignificant. In the case of oxygen power, the values were lower than in the study group before the exercise, but also the difference was statistically insignificant. Based on the analysis of the results of the visual assessment of body posture using the Detailed Posture Evaluation questionnaire, statistically, significant differences (p 0.001) were observed between the study group before physiotherapeutic procedures and the control group. The test group obtained significantly higher (worse) point values (19.78 ± 9.18) in comparison to the control group (12.09 ± 7.52). However, when comparing the results of children's tests before and after the application of physiotherapeutic procedures, the study 15

16 group obtained significantly lower (better) point values of the visual assessment of body posture (16.71 ± 8.73), p after comparison of the treatments before the treatments. In the case of the Otto and Schober tests, it was observed that both children from the control and control groups had normal mobility of the thoracic and lumbar spine. On the basis of the analysis of the fingertip-to-floor test results, statistically, significant differences (p 0.02) were observed between the study group before physiotherapy and the control group. The test group in the measurement I obtained statistically significantly higher (worse) point values of the fingertip-to-floor test parameter. (1.64 ± 0.91), compared to the control group (1.16 ± 0.81). However, comparing the results of children's examinations before and after the physiotherapeutic procedures it was found that after the exercise program, the study group obtained statistically significantly lower (p 0.001) point values (1.12 ± 0.90) compared to the study group before using physiotherapy) of floor toes test. In the Thomas test, the test group obtained statistically significantly higher (worse) point values (0.52 ± 1.22) compared to the control group (0.0 ± 0.0) (p 0.01). However, after the end of physiotherapy, the test group obtained significantly lower (better) point values (0.14 ± 0.63), compared to the group examined before physiotherapy. When evaluating the mobility in the shoulder joints with the Dega wall test, no statistically significant differences (p = 0.09) were observed between the study group before physiotherapeutic procedures and the control group. Also, when comparing the results of the examination of children before and after the physiotherapeutic procedures, no statistically significant differences were found (p = 0.18). On the basis of the Matthias assay's ability to maintain posture, statistically, significant differences (p 0.001) were observed between the study group before the start of physiotherapeutic procedures and the control group. The study group obtained significantly higher point values (1.41 ± 1.12), compared to the control group (0.63 ± 0.94), and after the end of physiotherapeutic procedures. the test group obtained significantly lower (better) point values (p 0.001), compared to the study group before the application of physiotherapy (1.03 ± 1.08). Analyzing the results of the Kraus-Weber test, statistically, significant differences (p 0.01) were observed between the study group before the start of physiotherapeutic procedures and the control group. The test group obtained statistically significantly higher point values (0.79 ± 1.54), compared to the control group (0.13 ± 0.49). after completion of 16

17 physiotherapeutic procedures, the study group obtained significantly lower (better) point values (0.24 ± 0.66) compared to the results obtained before the beginning of physiotherapy exercises, p When assessing the results of the chest circumference test, it was observed that the test group before reaching the physiotherapeutic program (0.48 ± 0.86), compared to the control group (0.19 ± 0.59), achieved higher point values of the chest circumference test parameter but they were not statistically significant (p = 0.09). After applying for the exercise program, the test group (0.28 ± 0.70), compared to the study group before performing physiotherapy, achieved significantly lower (better) values in this test. The following conclusions were drawn from the conducted research: 1. Physical efficiency of children after surgery for congenital heart disease is reduced and their posture is incorrect. 2. Performing exercises 3-4 times a week for 35 minutes has a positive effect on the efficiency and physical fitness of children after correction of congenital heart disease. 3. The combination of dynamic, interval and strengthening training significantly influences the development of children's motor skills after congenital heart defects. 4. The developed, original physiotherapeutic program can be used to improve children after congenital heart disease. 5. Spiroergometry is a useful and safe test evaluating the physical fitness of children and adolescents after congenital heart disease. 6. Properly selected functional tests allow for a comprehensive evaluation of postural abnormalities. 17