FP 1 3; 1 3(1 ):8-1 ; nr 1 /1 3 (1 3) - - - - - Ocena wydatku energetycznego w teście 6MWT i ISWT Assessment of energy expenditure in 6MWT and ISWT Jan Szczegielniak 1,(A,D,C), Witold Pawełczyk 1 (A,B,C,D,E,F), Jacek Łuniewski 1,3(C,D), Anna Wdowiak 1 (B,C), Sebastian Rutkowski 1 (E,F), Marcin Krajczy 1,4(E,F), Katarzyna Bogacz 1,(B,D) 1 Politechnika Opolska - Wydział Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii Szpital Specjalistyczny MSW w Głuchołazach 3 Zespół Szpitali w KUP 4 Szpital Miejski w Nysie Streszczenie: Wstęp. Autorzy licznych publikacji wskazują na wysoką korelację wyników obliczanych wzorem Connor, Hilling w teście 6MWT oraz wzorem Singh i wsp. w teście ISWT. Brak jednak doniesień dotyczących zastosowania tych wzorów w ocenie wydatku energetycznego w kwalifilkacji do modeli fizjoterapii pulmonologicznej i możliwości obciążania chorych odpowiednim wysiłkiem fizycznym. Celem pracy jest ocena i porównanie wydatku energetycznego wyrażonego w MET u chorych na POChP w teście 6MWT i ISWT oraz możliwości stosowania określonych wzorów w ocenie rzeczywistego wydatku energetycznego tych chorych w kwalifikacji do fizjoterapii pulmunologicznej. Materiał i metody. Zbadano 44 chorych z łagodną, umiarkowaną i ciężką postacią POChP. U wszystkich badanych przeprowadzono 6MWT oraz ISWT. Na podstawie dystansu obliczono poziom wydatku energetycznego w 6 MWT wg wzorów opracowanych przez Connors, Hilling oraz przez Szczegielniak, Łuniewski, a w ISWT według wzoru Singh i wsp. Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej przy użyciu testu Wilcoxona (p<, 5) oraz współczynnika korelacji Pearsona. Wyniki. Wykazano wysoką korelację pomiędzy przebytym dystansem oraz wydatkiem energetycznym liczonym według różnych wzorów w 6MWT oraz ISWT. Wnioski. Stwierdzone w badaniach wysokie zależności dotyczące osiągniętego przez chorych wydatku energetycznego w testach ISWT oraz 6MWT wskazują na możliwość zamiennego stosowania tych testów. Wykazane w badaniach istotne różnice wartości określających wydatek energetyczny MET, liczony różnymi wzorami wskazują na konieczność stosowania wzorów dostosowanych do przebytego przez chorego dystansu. Słowa kluczowe: 6MWT, ISWT, POChP Abstract Introduction. Many authors point to the high correlation of results calculated with the use of Connors-Hilling formula in the 6MWT and Singh et al formula for ISWT. However, there are no reports on using these formulas in the process of qualifying patients for adequate pulmonary physiotherapy models and possible workload calculated in the basis of those formulas. The aim of this work was to evaluate and compare the energy expenditure, expressend in METs achieved in 6MWT and ISWT in patients with COPD, and the possibility to use specific formulas for energy expenditure evaluation in these patients in qualification for pulmonary physiotherapy. Material and methods. The research included 44 patients with mild, moderate and severe COPD. In all patients, 6MWT and ISWT were conducted. The level of energy expenditure was calculated, based on 6MWT, according to formulas developed by Connors Hilling and by Szczegielniak Luniewski and with the Wilcoxon test (p<. 5) and the Pearson correlation test. Results. The research demonstrated a high correlation between distance and energy expenditure in 6MWT and ISWT calculated with the use of the formulas. Conclusions. 1. Observed high correlation between patients energy expenditure in ISWT and 6MWT indicate interchangeability of the use of these tests.. Demonstrated differences in values defining energy expenditure measured with the use of the formulas, indicate the need for the use of those formulas n accordance with distance covered by a patient. Key words: 6MWT, ISWT, COPD 1
nr 1 /1 3 (1 3); FP 1 3; 1 3(1 ):8-1 - - - - - Wstęp Odpowiednio dawkowany wysiłek fizyczny jest podstawą fizjoterapii pulmonologicznej, zwiększając tolerancję wysiłkową oraz wpływając na poprawę jakości życia chorych. W ocenie wydolności wysiłkowej wykorzystuje się proste próby czynnościowe w tym test 6-minutowego marszu (6MWT) oraz stopniowany test marszu wahadłowego (ISWT). Ocena przebytego dystansu umożliwia wyliczenie poniesionego wydatku energetycznego wyrażonego w jednostkach MET. Wynik próby wysiłkowej jest jednym z podstawowych kryteriów kwalifikacji do opracowanych modeli fizjoterapii pulmonologicznej [1,, 3]. Autorzy licznych publikacji wskazują na wysoką korelację wyników obliczanych wzorem opracowanym przez Connors, Hilling w teście 6MWT oraz wzorem ingh i wsp. W teście ISWT [4, 5]. Brak jednak doniesień dotyczących zastosowania tych wzorów w ocenie wydatku energetycznego w kwalifikacji do modeli fizjoterapii pulmonologicznej i możliwości obciążania chorych odpowiednim wysiłkiem fizycznym. Cel pracy Celem pracy jest ocena i porównanie wydatku energetycznego wyrażonego w jednostkach MET u chorych na POChP w teście 6MWT i ISWT oraz możliwości stosowania określonych wzorów w ocenie rzeczywistego wydatku energetycznego tych chorych w kwalifikacji do fizjoterapii pulmonologicznej. Materiał i metody Zbadano 44 chorych z łagodną, umiarkowaną i ciężką postacią POChP leczonych w Szpitalu Specjalistycznym MSW Tabela 1. Charakterystyka badanej grupy w Głuchołazach w okresie od stycznia do maja 1 roku (tab.1 ). U wszystkich badanych chorych przed przystąpieniem do fizjoterapii przeprowadzono test 6MWT, a następnego dnia test ISWT. Obie próby przeprowadzono według aktualnych standardów. Przed i po wykonanym teście mierzono tętno, ciśnienie tętnicze krwi, oceniano stopień duszności według zmodyfikowanej skali Borga, a także odnotowywano powód zakończenia testu. Przebyty przez badanych chorych dystans w teście 6MWT, określony w metrach, przeliczono na jednostki MET. U wszystkich badanych obliczono poziom wydatku energetycznego w teście 6MWT wg wzoru opracowanego przez Connors, Hilling [6] oraz wg nowego wzoru umożliwiającego oszacowanie wydatku energetycznego jaki zostałby poniesiony przez badanego w próbie wysiłkowej submaksymalnej [7]. W teście ISWT u wszystkich badanych obliczono szczytowe pochłanianie tlenu VOpeak [4, 8], a następnie przeliczono poziom wydatku energetycznego z VOpeak na jednostki MET dzieląc otrzymany wynik VOpeak przez 3,5 [tab. ]. Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej przy użyciu testu Wilcoxona przyjmując poziom istotności dla wszystkich testów a do obliczenia siły zależności użyto współczynnika korelacji Pearsona. Wyniki Wykazano, ze średni dystans przebyty przez badanych chorych w teście 6MWT wyniósł 498,5 metrów (+/-81,1 8), a w teście ISWT chorzy pokonali dystans 375,9 metrów (+/- 1 7,7). Wydatek energetyczny chorych w teście 6MWT liczony wg wzoru Szczegielniak i Łuniewski (X1 ) wyniósł 6,46 MET (+/- 1,79), a liczony wg wzoru Connors i Hilling (X) wyniósł 3,37 MET (+/-,39). Wydatek energetyczny Liczba badanych Liczba kobiet Liczba mężczyzn Wiek w latach Masa ciała w kg Wysokość ciała w m 44 x=68 S±(9,64) x=7,7 S±(1 5,49) x=1,68 S±(,9) Tabela. Zestawienie wzorów użytych do obliczenia wydatku energetycznego wyrażonego w jednostkach MET, w teście 6MWT oraz ISWT X1 X X3 ˆ f(v) =,971v 3 +1,51v - 5,376v + 7,953 MET= V x 1,667 +3,5 3,5 V - średnia prędkość marszu w teście 6-ciominutowym VO peak (ml/min/kg) = 4,1 9 + (,5 x dystans przebyty w ISWT) X1 - Wzór opracowany przez Szczegielniak i Łuniewski dla 6MWT X - Wzór opracowany przez Connors, Hilling dla 6MWT X3 - Wzór opracowany przez Singh i wsp. dla ISWT
FP 1 3; 1 3(1 ):8-1 ; nr 1 /1 3 (1 3) Tabela 3. Wartości średnie wydatku energetycznego oraz przebytego dystansu - - - - - Średni wydatek energetyczny w MET Odchylenie standardowe dla średniego wydatku energetycznego Śresni dystans w metrach Odchylenie standardowe dla średniego dystansu X1 - Średni wydatek energetyczny szacowany wg wzoru: Szczegielniak i Łuniewski X - Średni wydatek energetyczny szacowany wg wzoru: Connors, Hilling X3 - Średni wydatek energetyczny szacowany wg wzoru: Singh i wsp. w teście ISWT liczony wg wzoru Singh i wsp. (X3) wyniósł 3,9 MET (+/-,8) (tab. 3). W badaniach własnych wykazano bardzo wysoką korelację (r=,99) dotyczącą wartości określających wydatek energetyczny badanych chorych w teście 6MWT otrzymany ze wzorów X1 oraz X. Oceniając wartości określające wydatek energetyczny liczony tymi wzorami wykazano między nimi istotną statystycznie różnicę (). Porównując wartości otrzymane ze wzorów X oraz X3 wykazano wysoką korelację określającą wydatek energetyczny badanych w teście 6MWT i ISWT (r=). Podobna zależność dotyczyła przebytego w tych testach dystansu (r=). Oceniając wartości określające wydatek energetyczny wzorami X oraz X3 wykazano między nimi istotną statystycznie różnicę (). Analiza wyników wykazała także wysoką korelację (r=) X1 X X3 6,46 ±1,79 6MWT 498,5 ±81,1 8 3,37 ±,39 ISWT dotycząca wartości określających wydatek energetyczny otrzymany ze wzorów X3 W teście ISWT oraz X1 W teście 6MWT. Oceniając wartości określone wzorami X3 oraz X1 W tych testach stwierdzono między nimi istotna statystycznie różnicę () (tab. 4). Omówienie wyników W przeprowadzonych badaniach własnych wykazano wysoką korelację dotyczącą zarówno dystansu przebytego w badanych testach jak i wydatku energetycznego wyliczonego różnymi wzorami w teście 6MWT i ISWT. Badania innych autorów wykazały podobne zależności (r=,63-,91 ) dotyczące wartości dystansu w porównywanych testach [6, 9, 1, 11 ]. Brak jednak dotychczas kompleksowych opracowań dotyczących porównań wydatku energetycznego wyrażonego W MET u chorych pulmonologicznych w teście 6MWT i ISWT. 3,9 ±,8 375,9 ±1 7,7 3
nr 1 /1 3 (1 3); FP 1 3; 1 3(1 ):8-1 - - - - - Tabela 4. Poziom istotności różnic oraz korelacji między przebytym dystansem oraz wydatkiem energetycznym w analizowanych tekstach Dystans Wydatek energetyczny Poziom istotności statystycznej (p) Poziom korelacji (r) Poziom istotności statystycznej (p) Poziom korelacji (r) X1 - Porównanie wyników ze wzorów: Szczegielniak i Łuniewski oraz Connors, Hilling X - Porównanie wyników ze wzorów: Connors, Hilling oraz Singh i wsp. X3 - Porównanie wyników ze wzorów: Singh i wsp. oraz Szczegielniak i Łuniewski Badania własne i wykazane zależności wskazują na możliwość zamiennego stosowania testów 6MWT i ISWT w ocenie tolerancji wysiłkowej chorych pulmonologicznych. Tym niemniej w analizowanych badaniach wydatek energetyczny uzyskany przez chorych w teście ISWT (X3) był istotnie wyższy od poniesionego w teście 6MWT, liczonego wg wzoru X. Wydaje się, że uzyskane wyższe wartości wydatku energetycznego w ISWT mogą być spowodowane większymi wymaganiami testu związanymi z narzuceniem tempa i brakiem możliwości jego zmiany [4, 1, 1 3]. Wydatek energetyczny liczony zarówno wg wzorów X jak i X3 jest prawie dwukrotnie niższy od otrzymanego ze wzoru X1. Wartość MET otrzymywana wzorem X1 to szacowana wartość wydatku energetycznego jaki zostałby poniesiony przez badanego chorego w próbie wysiłkowej submaksymalnej [7]. Dotychczasowe próby przeliczania opierały się na założeniu, że chorzy z POCHP raczej nie pokonują dłuższego dystansu niż 35 metrów. Opracowany wzór (X1 ) jest przeznaczony dla chorych, którzy przebyli dłuższy dystans w teście 6MWT. Uzyskane w badaniach własnych wartości dystansu w teście 6MWT wskazują na zasadność zastosowania nowego wzoru do wyliczenia faktycznego wydatku energetycznego MET u badanych chorych. Wykazane w badaniach własnych istotne X1 -X X-X3 X3-X1 x x,99 Tabela 5. Liczba osób zakwalifikowana do danego modelu fizjoterapii pulmonologicznej w zależności od zastosowanych kryteriów A B C D X X1 X X3 11 1 1 4 7 X - Liczba osób zakwalifikowana do określonego modelu fizjoterapii pulmonologicznej na podstawie wzoru Szczegielniak, Łuniewski oraz innych przyjętych kryteriów kwalifikacji X1 - Liczba osób zakwalifikowana do określonego modelu fizjoterapii pulmonologicznej na podstawie wzoru Szczegielniak, Łuniewski X - Liczba osób zakwalifikowana do określonego modelu fizjoterapii pulmonologicznej na podstawie wzoru Connors, Hilling X3 - Liczba osób zakwalifikowana do określonego modelu fizjoterapii pulmonologicznej na podstawie wzoru Singh i wsp. 1 7 1 4 1 3 37 7 różnice wydatku energetycznego obliczonego dwoma różnymi wzorami wskazują na brak możliwości stosowania tylko jednego, dotychczas używanego wzoru w teście 6MWT. Dlatego wydaje się, że wzór X1 może być stosowany w kwalifikacji chorych pulmonologicznych umożliwiając odpowiednie obciążanie wysiłkiem fizycznym chorych pokonujących dystans powyżej 35 metrów. Wydaje się konieczne opracowanie także nowego wzoru umożliwiającego przeliczenie wydatku energetycznego W teście ISWT. Dotychczasowy wzór może bowiem posiadać podobne ograniczenia uniemożliwiające prawidłowe wyliczenia MET u chorych z większą tolerancją wysiłkową. Należy przyjąć, że kwalifikacja chorych do opracowanych modeli fizjoterapii pulmonologicznej, przy użyciu wzorów X bądź X3, prowadziłaby do zaniżenia możliwości wysiłkowych chorych, a tym samym niewłaściwego obciążania wysiłkiem fizycznym. Wynikiem takiej kwalifikacji byłoby przyporządkowanie prawie wszystkich chorych do modelu C oraz D (tab. 5). W przedstawionym zestawieniu liczba osób uczestniczących w określonym modelu fizjoterapii pulmonologicznej (X) nie pokrywa się z liczbą osób jaka zostałaby zakwalifikowana do danego modelu fizjoterapii pulmonologicznej na podstawie wzoru X1. 36 6 4
FP 1 3; 1 3(1 ):8-1 ; nr 1 /1 3 (1 3) - - - - - Wnioski 1. Stwierdzone w badaniach wysokie zależności dotyczące osiągniętego przez chorych wydatku energetycznego w testach ISWT i 6MWT wskazują na możliwość zamiennego stosowania tych testów.. Wykazane w badaniach istotne różnice wartości określających wydatek energetyczny MET, liczony różnymi wzorami wskazują na konieczność stosowania wzorów dostosowanych do przebytego przez chorego dystansu. Piśmiennictwo/ References Adres do korespondencji / Corresponding author Jan Szczegielniak Szpital Specjalistyczny MSW w Głuchołazach, ul. Karłowicza 4, 48-34 Głuchołazy Tel. 77 481 65, Fax 774393861, e-mail: dul@szpitalmsw-glucholazy.pl 1. American Thoracic Society. ATS Statement. Guidelines for the Six-Minute Walk Test. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 1 66, 111-11 7. Szczegielniak J, Szop R, Bogacz K. Przydatność 6- i 1 -minutowego testu marszowego w kwalifikacji do ćwiczeń chorych na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc. Fizjoterapia Polska 4, 4,3, 45-49 3. Szczegielniak J, Bogacz K. Łuniewski J. Kryteria kwalifikacji do poszczególnych modeli usprawniania chorych na POChP. Postępy Rehabilitacji 9, : 94 4. Incremental Shuttle Walking Test. Dostępny pod adresem www.pulmonaryrehab.com.au. 5. Singh SJ, Morgan MDL, Hardman AE. Comparison of oxygen uptake during a conventional treadmill test and the shuttle walk test in chronic airflow limitation. European Respiratory Journal 1 994, 7, 1 6-6. American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation Outcomes Committee. American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation Outcomes Tool Resource Guide. Appendix C. In Connors G, Hilling L, eds. American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation Guidelines for Pulmonary Rehabilitation Programs. nd ed. Champaign, III: Human Kinetics 1 998, 1 6-1 7 7. Łuniewski J, Szczegielniak J, Krajczy M, Bogacz K, A new way of interpreting the results of six-minute walk test with the use of the Genetic Algorithm. Poster session presented at 1 6th International WCPT Congress 11 Jun -3, Amsterdam, Holland 8. SzczegielniakJ. Modele szpitalnej rehabilitacji pulmonologicznej chorych na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc. Alergologia 6, 1 5: 1 9. Sewell L, Singh SJ, Williams JE, Coller R, Morgan MDL. Can individualized Rehabilitation improve functional independence in elderly patients with COPD? Chest 5, 9, 1 8 (3), 11 94-1 1. Singh SJ. Walking test and pulmonary rehabilitation. Physiotherapy 7, 93, 1 73-1 74 11. Dechman G. Outcome Measures in Cardiopulmonary Physical Therapy: Focus on the Shuttle Walk Test. Cardiopulmonary Physical Therapy Journal., 1 6, -3 1. Singh SJ, Morgan MDL, Scott S, Walters D, Hardman AE. Development of the shuttle walking test of disability in patients with chronic airways obstruction. Thorax 1 99, 47, 1 1 9-1 4. 1 3. Shingh SJ, Jones PW, Evans R, Morgan MDL, Minimum Clinically important improvement for the incremental shuttle walking test. Thorax 8, 63, 9, 775-777 5