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 I II III IV V Gross Motor Classification System (GMFCS I-V) I: Ambulatory in all settings Children walk indoors and outdoors, climb stairs without limitation Perform running, jumping, impaired speed, balance, coordination II: Walks without aids but has limitations in community settings Walk indoors and outdoors, climb stairs holding onto a railing Limitations in walking on uneven surfaces, confined spaces III: Walks with walking aids Walk with assistive mobility device, (manually) wheelchair for long distances Climb stairs holding rail IV: Mobility requires wheelchair or adult assistance Walk short distances on a walker Rely on wheeled mobility at home V: Dependent for mobility No means of independent mobility Restricted voluntary control of movement Palisano et al 1997 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?

Fitness in CP? CP

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 Creatine phosphate can rapidly produce ATP Glycolysis: breakdown of glucose or glycogen for energy. Ox Syst: requires the presence of oxygen

1. Energy cost lopen in CP Betrouwbaarheid CP (gross EC): GMFCS I-III (n=21) ICC: 0.99 (n=13) SEM : 0.17 (J/kg/m) ref Bron: Brehm et al, 2007, 2008 Scholtes et al 2006

Energy cost vs GMFM66

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) ↑ VO2 Time VO2max (control) (CP) rust lopen

Belasting (%VO2 max)

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 68% GMFCS II 47% GMFCS III 25% Significant between all groups

Functionele associaties 1-minuut looptest Grof motorisch functioneren R=0.72 R=0.70

Betrouwbaarheid Aerobic capacity (n=8) Anaerobic capacity (n=22) VO2max: 40.0 (8.5) ml/kg/min ICC = 0.97, SEM = 4% POmax (W/kg): 2.4 (0.9) ICC = 0.98, SEM = 6% 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%

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 Anaerobe capaciteit– 20 sec Wingate test 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

Steady state inspanningsniveau

2. Aerobe capaciteit ↑ ↑ Protocol Maximale inspanningstest op een fiets ergometer 1-min blokken tot uitputting Continue meting van VO2 en Hartfrequentie VO2max (ml/kg/min) POmax (W/kg) rust submax max ↑ VO2 (in L/min) ↑ Power output (PO in Watt) 1-min Tijd 

2. Criteria maximale inspanning Hart frequentie> 180 bpm RER (VCO2/VO2) > 1.0 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 Te lage load: coördinatie problemen Te hoge load: te lage snelheid

Casus

for pediatric rehabilitation medicine 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

for pediatric rehabilitation medicine 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

for pediatric rehabilitation medicine 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

for pediatric rehabilitation medicine Resultaten: Loop test Loopsnelheid: 40,5 m/min (-45%) Bruto oxygen cost (loop efficientie): 0,48 ml/kg/m (+169%) center of excellence for pediatric rehabilitation medicine

for pediatric rehabilitation medicine Fitness Aerobe capaciteit: VO2max: 34,5 ml/kg/min (- 22%) Anaerobe capaciteit: Mean Power: 2.8 W/kg (-53%) center of excellence for pediatric rehabilitation medicine

for pediatric rehabilitation medicine % VO2max Referentie tijdens lopen op comfortabele snelheid: 30% van VO2max Dit meisje: 57% van haar maximale VO2 opname center of excellence for pediatric rehabilitation medicine

Conclusie 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

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) femur exorotatie osteotomie bij endorotatie van het been met name rechts. Operatieve behandeling ter verbetering van de loopefficiëntie is alleen zinvol als Nienke gemotiveerd is en het revalidatieprogramma na operatie wil volgen en volhouden center of excellence for pediatric rehabilitation medicine