Consumo de energia e carga cardiorrespiratória durante a caminhada com e sem auxílio do robô

Fundo. A aptidão cardiorrespiratória prejudicada, que é um importante fator de risco no desenvolvimento de doenças cardiorrespiratórias, é frequentemente relatada em pacientes com AVC. O custo energético médio da caminhada, ou seja, a quantidade de consumo de oxigênio em mililitro por quilograma de peso corporal por metro, em pacientes com AVC é quase duas vezes maior em comparação com indivíduos saudáveis ​​(resp. 0,27 ml/kg/m vs. 0,15 ml/kg/m). Na reabilitação de pacientes com AVC, o objetivo principal é melhorar os parâmetros cinemáticos e funcionais relacionados à marcha. No entanto, devido aos riscos cardiorrespiratórios mencionados anteriormente, é importante estar ciente do consumo de energia e carga cardiorrespiratória de pacientes com AVC durante a reabilitação da marcha. No passado, o treinamento de marcha era realizado principalmente por treinamento em esteira, treinamento em solo e/ou terapias mais convencionais, mas nos últimos anos, a implementação de assistência robótica na reabilitação da marcha está aumentando. No entanto, qual é a influência da assistência do robô na carga cardiorrespiratória e no consumo de energia e, portanto, também quais são os efeitos colaterais potencialmente negativos e/ou positivos para o sistema cardiorrespiratório, é menos investigado e pouco claro.

Até agora, curtas durações de caminhada assistida por robô (até 7 minutos) parecem consumir menos energia e causar menos estresse cardiorrespiratório do que caminhar sem assistência de robô. No entanto, quais são as influências de durações de caminhada mais longas não são claras. Além disso, também não está claro por que existem possíveis diferenças entre a marcha assistida por robô e a caminhada sem assistência de robô. Uma possível explicação pode ser que as diferenças nos parâmetros espaço-temporais da marcha são responsáveis ​​por diferenças no consumo de energia e na carga cardiorrespiratória.

Recrutamento de pacientes. Pacientes com AVC no Centro de Reabilitação St. Ursula (Herk-de-Stad, Bélgica) receberão informações verbais e escritas sobre os objetivos e intervenções do estudo. Pacientes com AVC elegíveis, que concordam em participar do estudo, serão recrutados. O consentimento informado assinado será obtido de todos os participantes.

Tamanho da amostra. O cálculo do tamanho da amostra é baseado em investigações anteriores que indicam grandes tamanhos de efeito entre o efeito da marcha assistida por robô em comparação com a caminhada sem assistência de robô no consumo de energia e na carga cardiorrespiratória (com base em uma revisão sistemática enviada para revisão por pares). Detectar um tamanho de efeito grande (f = 0,40) da marcha assistida por robô em comparação com a marcha no solo e na esteira no consumo de energia, carga cardiorrespiratória e fadiga percebida, em medidas repetidas dentro do design dos sujeitos (3 condições de caminhada e 4 medições), com um nível de significância de 5% e um nível de poder de 80%, é necessário um tamanho de amostra de 21 indivíduos (G*Power 3.1 para Mac). O tamanho da amostra é aumentado para 24 sujeitos, de modo que cada ordem de caminhada será executada o mesmo número de vezes.

Intervenção. Os pacientes serão testados em 3 sessões únicas de caminhada, cada uma em um dia separado: caminhada no Lokomat com força de orientação de 60%, caminhada em esteira e caminhada no solo. Dentro dos sujeitos, todas as condições de caminhada serão realizadas na mesma velocidade de caminhada confortável (CWS), com a mesma quantidade de suporte de peso corporal (BWS) (se necessário) durante uma duração total de no máximo 30 minutos. O CWS (com um máximo de 3,2 km/h correspondente à velocidade máxima do Lokomat) e a quantidade de BWS (se necessário) serão determinados individualmente em um dia separado antes do início do estudo. Os testes de caminhada serão interrompidos precocemente quando forem apresentadas indicações relativas ou absolutas conforme relatado pela American Heart Association ou quando os pacientes forem incapazes de continuar caminhando. Os pacientes serão orientados a não consumir alimentos, álcool, cafeína ou nicotina pelo menos 3 horas antes da intervenção e não realizar atividades extenuantes adicionais pelo menos 12 horas antes das intervenções. As sessões de caminhada serão controladas pela hora do dia. Antes do início do estudo, as características demográficas e clínicas serão coletadas e o CWS e a quantidade de BWS (se necessário) serão determinados em um teste de caminhada de 10 minutos. No início de cada condição de caminhada, um sistema de análise de gases no tórax com máscara bucal (Metamax 3B, Cortex, Alemanha), um cinto de frequência cardíaca (Polar H7) e 2 sensores de pé vestíveis (Physiolog, Gait Up, Suíça) serão aplicado. Os pacientes ficarão sentados por 5 minutos durante os quais serão registrados os valores de repouso (consumo de energia, parâmetros cardiorrespiratórios e percepção de fadiga). Após um período de repouso de 5 minutos, os pacientes caminharão por 30 minutos durante os quais o consumo de energia, parâmetros cardiorrespiratórios, fadiga percebida e parâmetros espaço-temporais serão monitorados continuamente. A fadiga percebida será registrada a cada minuto. Os valores médios em repouso, início, meio e fim das sessões de caminhada serão calculados offline.

Randomização e Ocultação. As sessões de caminhada serão realizadas em ordem aleatória em 3 dias separados. Um investigador independente atribuirá os 24 pacientes (em 2 séries de 12) aleatoriamente a uma das 6 ordens de caminhada possíveis usando um gerador de sequência aleatória. A alocação será ocultada para os investigadores usando um arquivo Excel com seções cegas e bloqueadas, às quais somente o investigador independente tem acesso. A ordem de caminhada aleatória do paciente, portanto, só estará disponível quando o paciente for recrutado e seu nome for inserido na planilha Excel. Este método garantirá que o investigador não saiba a ordem de caminhada do próximo participante.

Cair fora. Em caso de desistência, o sujeito será substituído por um novo participante que realizará as três tentativas na mesma ordem aleatória do sujeito que desistiu. Assim, em caso de desistência, outros pacientes serão testados até que sejam coletados os dados de 24 pacientes que participaram das três condições.

Análise estatística. As estatísticas serão realizadas usando SPSS (IBM, Chicago, IL). As estatísticas descritivas serão calculadas para as características demográficas e clínicas do paciente. Análises de variância de medidas repetidas (ANOVA) com correção de Bonferroni para comparações múltiplas serão usadas para analisar as diferenças nos resultados primários e secundários dentro e entre as condições de caminhada. A análise de regressão será realizada para avaliar se (alterações nos) parâmetros espaço-temporais são preditivos para (alterações no) consumo de energia. O nível de significância será fixado em 5%.