Ein numerisches Verfahren zur Objektivierung der körperlichen Leistungsfähigkeit im Rahmen eines stationären Rehabilitationsaufenthaltes mittels 6-Minuten-Gehtest

Zusammenfassung

Ziel der Untersuchung: Der 6-Minuten-Gehtest (6-MW) ist ein verbreitetes Testverfahren zur Objektivierung der körperlichen Leistungsfähigkeit von älteren Patienten. Neben der Gehstrecke sollte auch das Verhalten der Herzfrequenz berücksichtigt werden. Häufig legt ein Patient am Ende der Rehamaßnahme eine unveränderte Wegstrecke bei geringerer Herzfrequenz zurück. Auch dies kann ein deutliches Zeichen einer verbesserten körperlichen Leistungsfähigkeit sein, die bei ausschließlicher Betrachtung der Wegstrecke nicht erfasst wird. Methoden: Wir führten daher eine retrospektive Analyse des 6-WM von 263 Patienten, die sich zu einem 3 – 4-wöchigen Rehaaufenthalt in der Klinik aufhielten, durch. Ausgestattet mit einem tragbaren Pulsoximeter zur Registrierung der Sauerstoffsättigung und der Herzfrequenz wurden die Patienten angeleitet, die in 6 Minuten maximal zu erreichende Gehstrecke zu Beginn und am Ende des Rehaaufenthaltes zurückzulegen. Die Messwerte wurden alle 30 Sekunden erhoben und ausgedruckt. Als neue Maßzahlen werden die Effizienz, E, als Quotient aus Wegstrecke und mittlerer Herzfrequenz (E = S/fc) und der theoretische Wegstreckenzugewinn, Sz, der nach dem zweiten Gehtest mit der im ersten Test ermittelten Herzfrequenzdifferenz berechnet wird: (S_z = Δf_C1/Δf_C2 × S₂ – S₁). Dieser formuliert den linearen Zusammenhang von Gehstrecke und Herzfrequenzdifferenz zwischen Ruhe und Belastung (steady-state). Sz, Wegstreckendifferenz (Wegstreckenzugewinn), Δf_C1, Herzfrequenzdifferenz im ersten Gehtest, S1, erreichte Wegstrecke; Δf_C2, und S2, gemessene Werte im zweiten Gehtest. Ergebnisse: Die Patientengruppe absolvierte im Eingangstest eine Gehstrecke von 353 ± 80 m (Puls 106 ± 14,3 Schläge/min) und beim Abschlusstest 368 ± 76,9 m bei einer Herzfrequenz von 105 ± 14,0 Schlägen/min. Eine Steigerung der Gehstrecke am Ende des Rehaaufenthaltes wurde vornehmlich bei Patienten mit geringer Eingangsgehstrecke gefunden. Für Patienten, bei denen im Abschlusstest eine kürzere Gehstrecke bzw. eine niedrigere Herzfrequenz während des Tests gemessen wurde, ergaben sich unter Anwendung des numerischen Verfahrens ein signifikanter Wegstreckenzugewinn und eine verbesserte Effizienz im Abschlusstest. Schlussfolgerungen: Erreicht ein Patient nach der Rehamaßnahme eine gegenüber dem ersten Gehtest unveränderte Gehstrecke bei einer niedrigeren Herzfrequenz, so drückt sich dieser erreichte Trainingseffekt in einer Vergrößerung des Parameters Effizienz, E, aus. Die zusätzliche Verwendung der Maßzahl, Sz, die theoretische Wegstreckendifferenz ( = Wegstreckenzugewinn in den meisten Fällen) im Abschlusstest ermöglicht eine Quantifizierung seiner körperlichen Leistungsfähigkeit unabhängig von seiner Kooperation während des Testes. Beide Parameter könnten damit eine sinnvolle Ergänzung zur ausschließlichen Betrachtung des zurückgelegten Weges zur Beurteilung der körperlichen Leistungsfähigkeit bzw. eines Rehabilitationserfolges darstellen.

Abstract

Aims of the Investigation: The 6-minute-walk-test (6-MW) is an effective tool for measuring physical fitness in elderly patients. The increased walking distance is taken as a parameter for improved physical conditions. Frequently an unaltered walking distance is found after clinical treatment, but heart rate is significantly lower in the second challenge, indicating an improved physical fitness. This positive effect is not recognised when only the walking distance is analysed. Methods: An analysis of the 6-MW test was performed on 263 patients before and after 3 – 4 weeks clinical rehabilitation. In a control group of 26 patients 6-MW was repeated after recovery at the beginning and the end of the clinical treatment. Instrumented by a mobile pulse oximeter for recording oxygen saturation and heart rate, patients were instructed to walk as fast as they can do during 6 minutes. Measurements were performed every 30 seconds and printed out. Two new parameters, efficiency (E = S/f_C), the ratio of distance and mean heart rate, and the theoretical increase in walking distance (S_z = Δf_C1/Δf_C2 × S₂ – S₁) were introduced and tested. S_z = theoretical increase in distance, Δf_C1 = difference in heart rate at rest and mean heart rate at steady state during the first walk test with distance, S1. Δf_C2, and S2 are measured during the second walk. Thus, the increase in distance is calculated under the assumption that the second walk test would have been performed by the patient with the same difference in heart rate that he/she achieved in the first walk. Results: The patient groups walked 353 ± 80 m at 106 ± 14.3 beats/min in the 1st. 6-MW and 368 ± 76.9 m at a heart rate of 105 ± 14.0 beats/min in the final test. The increase of the walking distance was most significant in patients with shorter distances in the 1st 6-MW. A significant increase in the walking distance and in efficiency was found in patients with shorter walking distances or lower heart rates in the final test, using the numerical procedure described above. Conclusions: The patient's performance of the second walk test with an unchanged distance at a lower heart rate reveals an improved physical fitness. This is solely described by an increase by the parameter of efficiency, E. The calculation of the parameter, Sz, theoretical difference in walking distance (i. e., theoretical increase in almost all tests) provides a quantification of the effect of exercise training, even if the patient is not cooperative during the tests. Both parameters have proved to be suitable estimations for the assessment of physical fitness as a beneficial effect of clinical rehabilitation.

Literatur

• 1 Guralnik J, Branch L, Cummings S. et al . Physical performance measures in aging research.  J Gerontol Med Sci. 1989;  44 M141-M146
• 2 American Thoracic Society . ATS Statement: Guidelines for six-minute walk test. Official statement of the american thoracic society.  Am J Respir Crit Care Med. 2002;  166 111-117
• 3 Roca J, Whipp B J. Clinical Exercise testing.  Eur Respir Monograph. 1997;  2 1-164
• 4 Deutsche Gesellschaft für Pneumologie . Empfehlungen zur Durchführung und Bewertung von Belastungsunteruchungen in der Pneumologie.  Pneumologe. 1998;  52 225-231
• 5 Peeters P, Mets T. The 6 minute walk as an appropriate exercise test in elderly patients with chronic heart failure.  J Gerontol Med Sci. 1996;  51 M147-M151
• 6 Jette A M, Jette D U, Ng J. et al . Are performance based measurements sufficiently reliable for use in multicenter trials?.  J Gerontol Med Sci. 1999;  54 M3-M6
• 7 McGavin C R, Artvinly M, Naoe I I. et al . Dyspnea, disability, and distance walked: comparison of estimates of exercise performance in respiratory disease.  BMJ. 1978;  2 241-243
• 8 Bittner V, Weiner D II, Yusuf S. et al . Pediction of mortality and morbidity with a six minutes walk test in patients with left ventricular dysfunction.  JAMA. 1993;  270 1702-1707
• 9 Stel H F van, Bogaard J M, Rujssenbek-Nouwens L HM. Multivariable assesment of the 6-min walking test in patients with chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 2001;  163 1567-1571
• 10 Martin J M, Carrizo S J, Gascon M. Inspiratory capacity, dynamic hyperinflation, breathlessness, and exercise capacity during the 6-min-walk test in chronic obstructive pulmonary disease.  Am J Respir Crit Care Med. 2001;  163 1395-1399
• 11 Steele B. Timed walking tests of exercise capacity in chronic cardio-pulmonary illness.  J Cardiopulm Rehabil. 1996;  16 25-33
• 12 Halle M, Heitmann R, Kenn K. et al . Bedeutung und Methodik von körperlichem Training bei COPD.  Pneumologie. 2008;  62 209-225
• 13 Astrand P O, Rodahl K, Dahl H A. et al .Textbook of Work Physiology. Physiological Basis of Exercise. 4th ed. Champaign, Leeds, Oakland: Human Cinetics 2003
• 14 Nici L, Donner C, Wouters E. et al . American thoracic society/european respiratory society statement on pulmonary rehabilitation.  Am J Respir Crit Care Med. 2006;  173 1390-1413
• 15 Enright P L, McBurnie M A, Bittner V. et al . The 6-min walk test – a Quick measure of functional status in elderly adults.  Chest. 2003;  123 387-398
• 16 Redelmeier D A, Bayoumi A M, Goldstein R S. et al . Interpreting small differences in functional status: the six minutes walk test in chronic lung disease patients.  Am J Respir Crit Care Med. 1997;  155 1278-1282
• 17 Enright P L, Sherril D L. Reference equations for the six minutes walk in healthy adults.  Am J Respir Crit Care Med. 1998;  158 1384-1387
• 18 Sachs L. Angewandte Statistik, Anwendung statistischer Methoden. 7ed. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1992
• 19 Cooper K II. A means of assesing maximal oxygen intake.  JAMA. 1968;  203 201-204
• 20 McGavin C R, Gupta S P, McIiardy G JR. Twelve minute walking test for assessing disability in chronic bronchitis.  BMJ. 1976;  1 822-823
• 21 Langenfeld I I, Schneider B, Grimm W. et al . The six minutes walk test: an adequate exercise test for pacemaker patients?.  Pacing Clin Electrophysiol. 1990;  13 1761-1765
• 22 Spence D PS, Hay J G, Carter J. et al . Oxygen desaturation and breathlessness during corridor walking in COPD: effect of oxitropium bromide.  Thorax. 1993;  48 1145-1150
• 23 Bernstein M L, Despars J A, Singh N P. et al . Re-analysis of the 12 minute walk in patients with COPD.  Chest. 1994;  105 163-167
• 24 Montgomery P S, Gardner A W. The clinical utility of a six minute walk test in peripheral arterial occlusive disease patients.  J Am Geriatr. Soc 1998;  46 706-711
• 25 Hirsch G L, Fried L P, Harris T. et al . Correlates of performance-based measures of muscle function in the elderly: The cardiovascular health study.  J Gerontol Med Sci. 1997;  52 M192-M200
• 26 Fleg J L, Lakatta E G. Role of muscle loss in the age-associated reduction in VO₂max.  J Am Geriatr Soc. 1988;  46 706-711
• 27 Tolep K, Kelsen S G. Effect of aging on respiratory skeletal muscles.  Clin Chest Med. 1993;  3 363-378
• 28 Löllgen H. Kardiopulmonale Funktionsdiagnostik. Wehr/Baden: CIBA-GEIGY 1983
• 29 Bergbau-Berufsgenossenschaft .Jahresbericht 2002 der Bergbau-Berufsgenossenschaft. Hummitzsch W, Ulitzka N, (eds). 2003: 1-67
• 30 Birg H. Perspektiven der Bevölkerungsentwicklung in Deutschland und Europa – Konsequenzen für die sozialen Sicherungssysteme. Vortragsunterlagen für Sachverständigenanhörung des Bundesverfassungsgerichts in Karlsruhe 2000: 1-33
• 31 Wohlberedt F. Stand der Silikose im Bergbau der Bundesrepublik Deutschland. Teil 2 Todesfälle der Silikose.  Kompass. 1993;  6 286-296
• 32 HVBG .Geschäfts- und Rechnungsergebnisse des Hauptverbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften (HVBG). Schriftenreihe des HVBG 2006