Consumo de energía y carga cardiorrespiratoria durante la marcha con y sin asistencia robótica

Fondo. El deterioro de la capacidad cardiorrespiratoria, que es un factor de riesgo importante en el desarrollo de enfermedades cardiorrespiratorias, se informa con frecuencia en pacientes con accidente cerebrovascular. El costo energético medio de caminar, es decir, la cantidad de oxígeno consumido en mililitros por kilogramo de peso corporal por metro, en pacientes con accidente cerebrovascular es casi el doble en comparación con sujetos sanos (resp. 0,27 ml/kg/m frente a 0,15 ml/kg/m). En la rehabilitación de pacientes con ictus, el objetivo principal es mejorar los parámetros cinemáticos y funcionales relacionados con la marcha. Sin embargo, debido a los riesgos cardiorrespiratorios mencionados anteriormente, es importante conocer el consumo energético y la carga cardiorrespiratoria de los pacientes con ictus durante la rehabilitación de la marcha. En el pasado, el entrenamiento de la marcha se realizaba principalmente mediante entrenamiento en cinta rodante, entrenamiento sobre el suelo y/o terapias más convencionales, pero en los últimos años, la implementación de la asistencia robótica en la rehabilitación de la marcha está aumentando. Sin embargo, cuál es la influencia de la asistencia robótica en la carga cardiorrespiratoria y el consumo de energía y, por lo tanto, también cuáles son los efectos secundarios potencialmente negativos y/o positivos para el sistema cardiorrespiratorio, está menos investigado y no está claro.

Hasta ahora, las caminatas de corta duración asistidas por robots (hasta 7 minutos) parecen consumir menos energía y causar menos estrés cardiorrespiratorio que caminar sin la ayuda de un robot. Sin embargo, no está claro cuáles son las influencias de las caminatas de mayor duración. Además, tampoco está claro por qué pueden existir posibles diferencias entre la marcha asistida por robot y la marcha sin asistencia de robot. Una posible explicación podría ser que las diferencias en los parámetros espaciotemporales de la marcha sean responsables de las diferencias en el consumo de energía y la carga cardiorrespiratoria.

Reclutamiento de pacientes. Los pacientes con ictus del Centro de Rehabilitación St. Ursula (Herk-de-Stad, Bélgica) recibirán información verbal y escrita sobre los objetivos e intervenciones del estudio. Se reclutarán pacientes elegibles con accidente cerebrovascular que estén de acuerdo en participar en el estudio. Se obtendrá el consentimiento informado firmado de todos los participantes.

Tamaño de la muestra. El cálculo del tamaño de la muestra se basa en investigaciones anteriores que indican grandes tamaños de efecto entre el efecto de la marcha asistida por robot en comparación con caminar sin asistencia robótica sobre el consumo de energía y la carga cardiorrespiratoria (basado en una revisión sistemática enviada para revisión por pares). Para detectar un tamaño de efecto grande (f = 0,40) de la marcha asistida por robot en comparación con la marcha sobre el suelo y la cinta rodante sobre el consumo de energía, la carga cardiorrespiratoria y la fatiga percibida, en un diseño de medidas repetidas dentro de los sujetos (3 condiciones de marcha y 4 medidas), con un nivel de significación del 5% y un nivel de potencia del 80%, se necesita un tamaño de muestra de 21 sujetos (G*Power 3.1 para Mac). El tamaño de la muestra se infla hasta 24 sujetos, por lo que cada orden de caminata se realizará la misma cantidad de veces.

Intervención. Los pacientes serán evaluados en 3 sesiones individuales de caminata, cada una en un día diferente: caminar en el Lokomat con una fuerza de guía del 60 %, caminar en una cinta rodante y caminar sobre el suelo. Dentro de los sujetos, todas las condiciones de caminata se realizarán a la misma velocidad de caminata cómoda (CWS), con la misma cantidad de soporte de peso corporal (BWS) (si es necesario) durante una duración total de un máximo de 30 minutos. El CWS (con un máximo de 3,2 kmph correspondiente a la velocidad máxima de Lokomat) y la cantidad de BWS (si es necesario) se determinarán individualmente en un día separado antes del inicio del estudio. Las pruebas de caminata se terminarán antes de tiempo cuando se presenten indicaciones relativas o absolutas según lo informado por la American Heart Association o cuando los pacientes no puedan continuar caminando. Se pedirá a los pacientes que no consuman alimentos, alcohol, cafeína o nicotina al menos 3 horas antes de la intervención y que no realicen actividades extenuantes adicionales al menos 12 horas antes de las intervenciones. Las sesiones de caminata se controlarán según la hora del día. Antes del inicio del estudio, se recogerán las características demográficas y clínicas y se determinará el CWS y la cantidad de BWS (si es necesario) en una prueba de marcha de 10 minutos. Al comienzo de cada condición de caminata, se instalará un sistema de análisis de gases que lleva el pecho con máscara bucal (Metamax 3B, Cortex, Alemania), un cinturón de frecuencia cardíaca (Polar H7) y 2 sensores de pie portátiles (Physiolog, Gait Up, Suiza). aplicado. Los pacientes permanecerán sentados durante 5 minutos durante los cuales se registrarán los valores de reposo (consumo energético, parámetros cardiorrespiratorios y fatiga percibida). Tras un período de descanso de 5 minutos, los pacientes caminarán durante 30 minutos durante los cuales se controlarán de forma continua el consumo energético, los parámetros cardiorrespiratorios, la fatiga percibida y los parámetros espaciotemporales. La fatiga percibida se registrará cada minuto. Los valores medios en reposo, el inicio, la mitad y el final de las sesiones de caminata se calcularán fuera de línea.

Aleatorización y ocultación. Las sesiones de caminata se realizarán en un orden aleatorio en 3 días separados. Un investigador independiente asignará aleatoriamente a los 24 pacientes (en 2 series de 12) a uno de los 6 posibles órdenes de marcha utilizando un generador de secuencias aleatorias. La asignación se ocultará a los investigadores mediante un archivo de Excel con secciones ciegas y bloqueadas, al que solo tiene acceso el investigador independiente. Por lo tanto, el orden de caminata aleatoria del paciente solo estará disponible cuando el paciente haya sido reclutado y su nombre se haya ingresado en la hoja de Excel. Este método asegurará que el investigador no conozca el orden de marcha del siguiente participante.

Abandonar. En caso de que los sujetos abandonen, el sujeto será reemplazado por un nuevo participante que realizará los tres ensayos en el mismo orden aleatorio que el sujeto que abandonó. Entonces, en caso de abandono, se evaluarán pacientes adicionales hasta que se recopilen los datos de 24 pacientes que participaron en las tres condiciones.

Análisis estadístico. Las estadísticas se realizarán utilizando SPSS (IBM, Chicago, IL). Las estadísticas descriptivas se calcularán para las características clínicas y demográficas de referencia del paciente. Se utilizarán análisis de varianza de medidas repetidas (ANOVA) con corrección de Bonferroni para comparaciones múltiples para analizar las diferencias en los resultados primarios y secundarios dentro y entre las condiciones de caminata. Se realizará un análisis de regresión para evaluar si (los cambios en) los parámetros espaciotemporales predicen (los cambios en) el consumo de energía. El nivel de significación se fijará en el 5%.