Mgr Marta Pietras Ocena zaburzeń równowagi statycznej i dynamicznej w grupie chorych z niewydolnością serca. Rozprawa na stopień naukowy doktora nauk o zdrowiu Promotor: Prof. dr hab. n. med. Marek J. Dąbrowski Promotor pomocniczy: Dr n. med. Łukasz Nagraba Klinika Kardiologii Oddziału Fizjoterapii II Wydział Lekarski Warszawski Uniwersytet Medyczny Obrona rozprawy doktorskiej przed Radą II Wydziału Lekarskiego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Warszawa 2019
Ocena zaburzeń równowagi statycznej i dynamicznej w grupie chorych z niewydolnością serca. 1. Wprowadzenie Niewydolność serca, której rozpowszechnienie wzrasta wraz z wiekiem, stanowi poważny problem medyczny. Schorzenie to jest główną przyczyną hospitalizacji u osób po 65 roku życia, a także jest jedną z przyczyn zgonów sercowo- naczyniowych. W niewydolności serca dochodzi do upośledzenia funkcji serca, nerek, wątroby, płuc i mięśni, co wpływa na życie codzienne chorego. Pacjenci z niewydolnością serca szczególnie w zaawansowanym stadium choroby często mają osłabioną siłę mięśniową kończyn dolnych, niską tolerancję wysiłku fizycznego, co może ograniczać ich mobilność, równowagę i zwiększać ryzyko upadku. Obecnie brak jest badań oceniających zależność między niewydolnością serca a zaburzeniami równowagi ocenianymi za pomocą testów funkcjonalnych i platform stabilometrycznych, umożliwiających dokładną analizę tego problemu. 2. Cel Określenie potencjalnych zaburzeń równowagi dynamicznej ocenianych za pomocą testów funkcjonalnych oraz równowagi statycznej badanych na platformie stabilometrycznej w grupie chorych z rozpoznaną niewydolnością serca przebiegającą z obniżoną frakcją wyrzutową. 3. Materiał i metody Do badania włączono 104 chorych (23 kobiety i 81 mężczyzn), w wieku od 50 o 85 lat, z niewydolnością serca klasy I, II i III wg NYHA i frakcją wyrzutową lewej komory 45%, hospitalizowanych w Klinice Kardiologii Oddziału Fizjoterapii II Wydziału Lekarskiego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Rozpoznanie niewydolności serca postawiono na podstawie oceny objawów przedmiotowych, podmiotowych, a także obniżonej frakcji wyrzutowej 45%. Na podstawie wyniku testu sześciominutowego podzielonego przez wartość jaką uzyskałby zdrowy pacjent charakteryzujący się określonym wzrostem, wiekiem i płcią obliczoną na podstawie wzoru Troostersa i współautorów uzyskano iloraz. Wartość mediany tego ilorazu w grupie chorych wynosiła 0,56 i na tej podstawie pacjentów zakwalifikowanych
do badania podzielono na dwie grupy. Grupę I tworzyli pacjenci z wynikiem ilorazu mniejszym niż 0,56, a grupę II chorzy z wynikiem równym lub większym od tej liczby. Do oceny wydolności chorego wykorzystano sześciominutowy test chodu realizowany zgodnie z zaleceniami Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego. Do oceny równowagi statycznej wykorzystano badania przeprowadzone za pomocą urządzenia Stability E firmy TecnoBody z oprogramowaniem Stability Easy Line. Dokonano pomiaru następujących parametrów: perymetru, pola elipsy oraz średniej prędkości przemieszczania się COP w płaszczyźnie czołowej i strzałkowej przy oczach otwartych i zamkniętych. Do oceny równowagi dynamicznej wykonano następujące testy funkcjonalne: test Timed Up and Go (TUG), czyli Wstań i idź, test stania na jednej nodze Single Leg Stance (SLS) oraz test Tandem. Lęk przed upadkiem określono za pomocą Międzynarodowej Skali Lęku przed Upadkiem (FES-I). 4. Wyniki Wyniki uzyskane w testach TUG i Tandem różniły się istotnie statystycznie pomiędzy chorymi z grupy I i II. Pacjenci z grupy pierwszej osiągnęli gorsze wyniki w teście Wstań i idź i w teście Tandem w porównaniu do pacjentów z grupy drugiej. Różnice zaobserwowane w wynikach testu SLS nie były istotne statystycznie. W badaniu parametrów równowagi statycznej z wykorzystaniem platformy stabilometrycznej nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic pomiędzy grupami. Podczas analizy czynników ryzyka rozwoju chorób układu krążenia w przypadku cukrzycy nie zaobserwowano istotnych statystycznie różnic w wynikach testów funkcjonalnych ani w grupie I ani w grupie II. W badaniu na platformie stabilometrycznej natomiast istniały istotne statystycznie różnice pomiędzy polem elipsy w badaniu z oczami zamkniętymi u chorych z cukrzycą i bez cukrzycy w grupie I. U chorych z zaburzeniami lipidowymi w grupie II zaobserwowano zaskakującą zależność - istotne statystycznie niższe wartości wyników średniego wychylenia w płaszczyźnie czołowej w próbie z oczami otwartymi oraz zamkniętymi w porównaniu do chorych bez zaburzeń lipidowych. Może mieć to związek z innymi czynnikami mającymi wpływ na równowagę, które nie były brane pod uwagę w moim badaniu przykładowo poziomem aktywności fizycznej chorego. W przypadku podziału grupy chorych ze względu na masę ciała na osoby o prawidłowej masie i osoby z nadwagą jedyne istotne statystycznie różnice zauważono w wynikach średniego wychylenia środka nacisku stóp na podłoże w płaszczyźnie strzałkowej wśród chorych z grupy I oraz w wartościach pomiarów średniej prędkości przemieszczania się
środka nacisku stóp na podłoże w płaszczyźnie czołowej w badaniu przy oczach otwartych w grupie II. W przypadku nadciśnienia tętniczego, migotania przedsionków u badanych nie zaobserwowano istotnych statystycznie różnic w wynikach badań na platformie stabilometrycznej i testów równowagi dynamicznej. Przy analizie wpływu czynników demograficznych na wyniki testów funkcjonalnych zaobserwowano, że wraz z wiekiem dochodzi do pogorszenia wyników testu Wstań i idź, zmiany te były silniej wyrażone w grupie z niższą wydolnością fizyczną. Różnice w testach SLS i Tandem nie były istotne statystycznie, wyniki tych testów zależą nie tylko od wieku, ale również od poziomu sprawności badanego. W przypadku testów na platformie stabilometrycznej nie zaobserwowano istotnych zależności wieku z wynikami testów statycznych. Jedynie w grupie I zaobserwowano ujemną korelację wieku i średniego wychylenia środka nacisku stóp na podłoże w płaszczyźnie czołowej podczas próby z oczami otwartymi. Kobiety charakteryzowały się gorszymi wynikami w teście Wstań i idź niż mężczyźni. Natomiast w badaniu równowagi statycznej na platformie wartości parametrów takich jak średnie wychylenie w płaszczyźnie strzałkowej przy oczach otwartych oraz perymetr i średnia prędkość w płaszczyźnie strzałkowej badana w próbie z oczami zamkniętymi w grupie żeńskiej przyjmowały niższe wartości niż w grupie męskiej. W badaniu zauważono, że w grupie I wyniki testu Tandem korelowały ujemnie z polem elipsy oraz ze średnią prędkością przemieszczania się środka nacisku stóp na podłoże w płaszczyźnie strzałkowej mierzonymi przy oczach otwartych. W grupie II zaś zaobserwowano istotną statystycznie ujemną korelację wyników testu TUG ze średnią prędkością przemieszczania się środka nacisku stóp na podłoże w płaszczyźnie strzałkowej badaną przy oczach zamkniętych. W pracy zaobserwowano następujące korelacje wyników uzyskanych w testach dynamicznych: ujemne korelacje wyników testu TUG z wynikami testu stania na jednej nodze i testu TUG z wynikami testu Tandem oraz dodatnią zależność pomiędzy wynikami testu SLS i Tandem w grupie I. W grupie II zaś występowała jedynie ujemna korelacja wyników testu TUG i Tandem. Ilość deklarowanych w wywiadzie upadków w ostatnim roku nie wykazywała związku liniowego z wynikami ankiety dotyczącej lęku przed upadkiem (FES I), ani z wynikami testów funkcjonalnych i parametrów mierzonych w badaniu na platformie stabilometrycznej. Może mieć to związek z małą liczebnością grupy chorych, którzy upadli w ostatnim roku.
5. Wnioski 1. Wartość frakcji wyrzucania nie jest wskaźnikiem ogólnie przyjętej sprawności. 2. Do oceny wydolności chorego przydane jest wykorzystanie współczynnika 6MWT chory/zdrowy. 3. Testy dynamiczne, poprzez swoje podobieństwo do sytuacji występujących w życiu codziennym i łatwość ich wykonywania, mają przewagę nad metodami posturograficznymi w ocenie zaburzeń równowagi u chorych z NS. 4. Poziom wydolności fizycznej nie wpływa na wyniki testów równowagi statycznej badanej na platformie stabilometrycznej. 5. Wraz z wiekiem dochodzi do pogorszenia wyników testów funkcjonalnych, zmiany te są silniej wyrażone w grupie z niższą wydolnością fizyczną. 6. Kontrolowane nadciśnienie tętnicze nie wpływa na pogorszenie równowagi statycznej ani dynamicznej. 7. Chorzy z cukrzycą z niską wydolnością fizyczną charakteryzują się znacznym upośledzeniem równowagi statycznej w warunkach wyłączenia zmysłu wzroku. 8. W przebadanej grupie kobiety charakteryzowały się gorszymi wynikami w teście Wstań i idź, natomiast lepszymi parametrami równowagi statycznej w porównaniu do grupy mężczyzn. Słowa kluczowe: niewydolność serca, równowaga, postrurografia, stabilometria, testy równoważne, upadki, środek nacisku stóp na podłoże
SUMMARY 1. Introduction Heart failure, the prevalence of which increases with age, is a serious medical problem. It is the main cause of hospitalization in people over 65, and is one of the causes of cardiovascular deaths. In this disease, the function of the heart, kidneys, liver, lungs and muscles is impaired, which affects the daily life of the patient. Patients with heart failure, especially in the advanced stage of the disease, often have weakened muscular strength of the lower limbs, low tolerance of physical exercise, which may limit their mobility, balance and increase the risk of falling. Currently, there is a lack of scientific studies assessing the relationship between heart failure and balance disorders evaluated using functional tests and stabilometric platforms, allowing the most thorough assessment of this problem. 2. Aim Identification of potential dynamic balance disorders assessed with functional tests and static balance disorders tested on the stabilometric platform in patients with diagnosed heart failure disease with reduced ejection fraction. 3. Material and Methods There were 104 HF patients (23 women and 81 men) enrolled for this study, from 50 to 85 years of age, with NYHA Class I, II and III heart failure and left ventricle ejection fraction 45%, hospitalized in the Department of Cardiology, Department of Physiotherapy, II Faculty of Medicine Warsaw Medical University. Diagnosis of heart failure was based on the assessment of signs and symptoms, as well as reduced ejection fraction 45%. Based on the result of a six-minute test divided by the value that would be obtained by a healthy patient characterized by a specific height, age and sex calculated on the basis of the Troosters and co-authors formula, the quotient was obtained. The median value of this quotient in the group of patients was 0.56 and on this basis the patients qualified for the study were divided into two groups. Group I consisted of patients with a score of less than 0.56, and group II of patients with a score equal to or greater than that number. Six-minute walk test carried out in accordance with the recommendations of the Polish Cardiac Society was used to evaluate the performance of the patient. To assess the static balance, research was carried out using the TecnoBody Stability E device with the Stability Easy Line software. The following parameters were measured: the perimeter, the ellipse area
and the average speed of COP movement in the frontal and sagittal plane with open and closed eyes. The following functional tests were performed to evaluate the dynamic balance: the "Timed Up and Go" test (TUG), "Single Leg Stance" (SLS) and the Tandem test. Fear of falls was determined by the International Falls Efficacy Scale International (FES-I). 4. Results The results obtained in the TUG and Tandem tests differed statistically significantly between the patients from group I and II. Patients from the first group achieved higher results in the Timed up and go test and lower in the Tandem test compared to patients in the second group. The differences observed in the results of Single Leg Stance were not statistically significant. In static balance parameters obtained on stabilometric platform, no statistically significant differences were found between the groups. During the analysis of risk factors for cardiovascular disease development in diabetes, there were no statistically significant differences in functional test results either in group I or in group II. In the study on the stabilometric platform there were statistically significant differences between the ellipse area in the eyes closed study in patients with diabetes and without diabetes in group I. In patients with lipid disorders in group II, statistically significant lower values of the mean amplitude in horizontal plane were observed in the open and closed eyes compared to patients without lipid disorders. In patients with lipid disorders in group II a surprising relationship was observed - statistically significant lower values of the mean amplitude in horizontal plane in open and closed eyes compared to patients without lipid disorders. It may be related to other factors affecting the balance, which were not taken into account in my study - for example, the level of physical activity of the patient. In case of dividing the group of patients due to their weight on persons of normal weight and overweight persons, the only statistically significant differences were observed in the results of the mean amplitude of COP in the sagittal plane among patients from group I and in the values of average velocity of COP in the frontal plane with eyes open in group II. In the case of hypertension, atrial fibrillation in the subjects, no statistically significant differences were found in the results of tests on the stabilometric platform nor dynamic balance tests. When analyzing the impact of demographic factors on the results of functional tests, it was observed that with age, the results of the test Timed up and go" deteriorated, these changes were more strongly expressed in the group with lower physical performance level. Differences in Single Leg Stance and Tandem were not statistically significant. In the case of tests on the stabilometric platform, no significant age relationships were observed with the
results of static tests. Only in group 1 there was a negative correlation between age and mean amplitude of COP in the frontal plane during the open eye test. Women were characterized by worse results in the test "Timed up and go" than men. In contrast, in the static balance test on the platform, the values of parameters such as the mean amplitude in sagittal plane with the eyes open and the perimeter and the mean velocity in sagittal plane with eyes closed in the female group were lower than in the male group. In the study, it was noticed that in group I the results of the Tandem test correlated negatively with the ellipse area and the mean velocity of COP in the sagittal plane measured with the eyes open. In group II, a statistically significant negative correlation of the TUG test results was observed with the average velocity of COP in the sagittal plane examined with the eyes closed. The following correlations of results obtained in dynamic tests were observed: negative correlations of TUG test results with Single Leg Stance Test and TUG test with Tandem test results and positive relationship between SLS and Tandem results in group I. In group II only negative correlation of TUG and Tandem test results was found. The number of falls declared in the last year in the interview did not show a linear relationship with the results of Falls Efficacy Scale International (FES I) questionnaire, neither with the results of functional tests or parameters measured on the stabilometric platform. It may be related to the small size of the group that fell in the last year. 5. Conclusion 1. The value of the ejection fraction is not an indicator of "generally accepted efficiency". 2. The use of 6MWD patient / 6MWD healthy ratio may be useful to assess patient performance. 3. Dynamic tests, due to their similarity to everyday life situations and ease of their performance, have an advantage over posturographic methods in assessment of balance disorders in patients with HF. 4. The level of physical performance is not reflected in the results of static balance tests carried on stabilometric platform. 5. With age, functional test results deteriorate, these changes are more strongly expressed in the group with lower physical performance. 6. Controlled hypertension does not affect static or dynamic balance. 7. Diabetes patients with low physical capacity have static balance impaired in no visual control conditions.
8. In the examined group, women had worse results in TUG test, while better parameters of static balance in comparison to the group of men. Key words: heart failure, balance, posturography, stabilometry, balance, falls, centre of foot pressure