Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC p4fQWyZRw8DhjXL8mDNSBWm S0066-782X2023000900305 00305 10.36660/abc.20230086 Artigo Original Prescrição de Exercício Aeróbio na Reabilitação Cardíaca Baseada na Frequência Cardíaca dos Estágios do Teste da Fala e do Teste de Caminhada de 6 Minutos 0000-0002-5359-7977 Althoff Amanda Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados e Redação do manuscrito Análise e interpretação dos dados e Análise estatística Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 2 Vieira Ariany Marques Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados e Redação do manuscrito Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 2 3 Silveira Lucas Santos da Análise e interpretação dos dados e Análise estatística Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 2 Benetti Magnus Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 4 0000-0002-2476-7981 Karsten Marlus Concepção e desenho da pesquisa Obtenção de dados e Redação do manuscrito Análise e interpretação dos dados e Análise estatística Obtenção de financiamento Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 2 PPGFT Universidade do Estado de Santa Catarina Florianópolis SC Brasil Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia (PPGFT) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil GEPCardio Universidade do Estado de Santa Catarina Florianópolis SC Brasil Grupo de Pesquisa em Saúde Cardiovascular e Exercício (GEPCardio) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil Montreal Behavioral Medicine Centre CIUSSS du Nord-de-l’Île-de-Montréal Montreal Canadá Montreal Behavioral Medicine Centre, CIUSSS du Nord-de-l’Île-de-Montréal, Montreal – Canadá PPGCMH Universidade do Estado de Santa Catarina Florianópolis SC Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano (PPGCMH) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil Correspondência: Marlus Karsten • Grupo de Pesquisa em Saúde Cardiovascular e Exercício, GEPCardio – Rua Pascoal Simone, 358. CEP 88080-350, Coqueiros, Florianópolis, SC – Brasil E-mail: marlus.karsten@udesc.br

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo.

 09 10 2023 2023 120 9 e20230086 06 02 2023 12 06 2023 17 07 2023 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Figura Central

: Prescrição de Exercício Aeróbio na Reabilitação Cardíaca Baseada na Frequência Cardíaca dos Estágios do Teste da Fala e do Teste de Caminhada de 6 Minutos

Resumo Fundamento

Embora o Teste da Fala (TF) seja um teste confiável e de baixo custo, seu uso para prescrição de exercício aeróbio ainda é limitado.

 Objetivo

Analisar a frequência cardíaca (FC) dos estágios do TF e no pico do teste de caminhada de 6 minutos (TC6min) como parâmetro para a prescrição de exercício aeróbio comparando com a FC no primeiro e segundo limiares ventilatórios (LV1 e LV2) do teste cardiopulmonar de exercício (TCPE).

 Métodos

Pacientes com doença cardiovascular compareceram a 3 dias de avaliação: 1) anamnese e TCPE; 2) TC6min; e 3) TF. Foram usados ANOVA unidirecional de medidas repetidas ou teste de Friedman para comparar a FC no LV1 e LV2 com a FC nos estágios do TF: último positivo (TF+), primeiro equívoco (TF±) e negativo (TF−) e no pico do TC6min. O teste de Pearson ou Spearman avaliou se há correlação entre FC em LVs, estágios do TF e TC6min. A significância estatística foi fixada em 5%.

 Resultados

O estudo incluiu 22 pacientes cardíacos (13 homens, 61 ± 8 anos). A FC no LV1 foi semelhante à FC no TF+ (p = 0,987) e TF± (p = 0,154), e moderadamente correlacionada com o TF+ (r = 0,479, p = 0,024). A FC no LV2 foi semelhante ao TF− (p = 0,383), com forte correlação (r = 0,757, p < 0,001). A FC no pico do TC6min foi significativamente diferente da FC no TF+, TF± e LV1 (p = 0,001, p = 0,005 e p < 0,001, respectivamente), mas semelhante ao TF− (p = 0,68).

 Conclusões

A FC no TF+ e TF− reflete a FC no LV1 e LV2, respectivamente, diferentemente do TC6min, que foi semelhante apenas ao LV2. O TF pode ser um teste objetivo para auxiliar a prescrição de exercício aeróbio na reabilitação cardíaca.

 Reabilitação Cardiovascular Exercício Físico Teste da Fala Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica da Universidade do Estado de Santa Catarina PIC2018030000146 Fontes de financiamento: O presente estudo foi parcialmente financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES - Brasil (PROAP/AUXPE) e Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica da Universidade do Estado de Santa Catarina (PRO-BIC/UDESC, PIC2018030000146). Introdução

O principal objetivo da reabilitação cardiovascular é melhorar a aptidão cardiorrespiratória por meio do exercício aeróbio (EA).1 A recomendação geral para a prática de exercício físico, segundo a Sociedade Brasileira de Cardiologia, é de 150 minutos semanais divididos em 3 a 5 sessões semanais. A prática adequada de exercício físico visa reduzir a pressão arterial, o risco de eventos cardiovasculares e o risco de mortalidade em pacientes cardiovasculares.1,2

O teste cardiopulmonar de exercício (TCPE) é o teste de referência para avaliar a função cardiorrespiratória e prescrever a intensidade do EA.1 A análise do TCPE permite a identificação das variáveis mais adequadas e recomendadas, como consumo máximo de oxigênio, carga de trabalho, frequência cardíaca (FC) máxima, FC de reserva e limiares ventilatórios (LVs).3-5 No entanto, esse teste ainda tem acesso limitado, principalmente em países em desenvolvimento, devido aos altos custos, à necessidade de profissionais altamente capacitados e às análises complexas.4,5

Nesse sentido, métodos alternativos ao TCPE têm sido utilizados, como equações para predizer a FC máxima e escalas relacionadas à percepção subjetiva de esforço.6 Outros métodos utilizam valores de FC absolutos ou relativos obtidos durante testes submáximos, como o teste de caminhada de 6 minutos (TC6min)7-9 e o teste da fala (TF).10,11 O TF é um teste validado e acessível, baseado em um protocolo de carga incremental e utiliza a percepção do conforto de fala como marcador da intensidade do exercício.12,13 Recentemente, o TF tem sido recomendado para avaliar a capacidade funcional e prescrever EA por diretrizes nacionais e internacionais de prevenção e reabilitação cardiovascular.1,2

O TF pode ser aplicado em cicloergômetro ou esteira, comumente de forma semelhante ao protocolo do TCPE. Ao final de cada estágio, o paciente tem seu conforto de fala questionado, geralmente lendo um parágrafo padrão e respondendo à pergunta “Está confortável para falar?”. Existem 3 alternativas de resposta: “sim”, a fala continua confortável durante o exercício (TF positivo, TF+); “talvez”, o paciente percebe desconforto na fala (TF incerto ou equívoco, TF±); e “não”, o paciente não consegue ler o parágrafo confortavelmente (TF negativo, TF−). O último estágio (TF−) é considerado um critério para interrupção do teste.12,14-16 No entanto, estudos utilizando TF para prescrever EA são escassos, mesmo em pessoas saudáveis.

Não se sabe se a FC alcançada nos estágios do TF é uma medida válida para prescrever a intensidade do EA e se esses estágios podem ser comparados com a FC no pico do TC6min e nos LVs do TCPE. Acreditamos que a FC nos estágios do TF esteja associada ao padrão de referência, aos valores dos LVs, bem como com a frequência cardíaca pico (FCpico) alcançada em um TC6min. Compreender as semelhanças e as associações entre essas 3 diferentes ferramentas de prescrição pode facilitar a prática clínica, fornecendo informações sobre uma ferramenta adicional para prescrever EA, que pode fornecer um parâmetro de intensidade independente, individualizado e confiável. Portanto, objetivamos analisar e comparar a FC nos estágios do TF e na FCpico no TC6min, bem como compará-las com a FC nos LVs do TCPE.

 Métodos

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina (número 96032818.4.0000.0118) e conduzido de acordo com a Resolução 466/12 do Conselho Nacional de Saúde e a Declaração de Helsinque. Todos os pacientes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido.

Participantes

Uma amostra intencional e não probabilística de pacientes de ambos os sexos, com idade entre 40 e 80 anos, diagnosticados com doença cardiovascular crônica clinicamente estável (sem história de internação hospitalar ou mudança de medicação nas 4 semanas anteriores ao estudo) foi recrutada no Núcleo de Cardio-oncologia e Medicina do Exercício da Universidade do Estado de Santa Catarina.

Os critérios de inclusão foram alfabetização para compreender suficientemente o TF e assinar o termo de consentimento livre e esclarecido. Os critérios de exclusão foram alterações de fala ou musculoesqueléticas, acuidade visual comprometida que impedisse o paciente de ler o parágrafo, dor intensa inespecífica ou angina durante os testes, doença neurológica diagnosticada por meio de teste cognitivo ou doenças respiratórias.

 Coleta de dados

Os dados foram coletados em 3 dias. O primeiro dia consistiu em uma entrevista estruturada e medidas antropométricas, incluindo índice de massa corporal, avaliação cognitiva (mini exame do estado mental) e avaliação do TCPE. No segundo dia, foram realizados dois TC6min com intervalo de 30 minutos entre eles. O TF foi realizado no terceiro dia. Todos os pacientes foram avaliados dentro de 48 e 72 horas entre os testes e no mesmo período do dia.

 Mini exame do estado mental

O mini exame do estado mental foi utilizado como critério de inclusão. Este exame foi aplicado com uma pontuação de 0 a 30 com pontos de corte de acordo com o nível de educação: analfabeto (20 pontos), 1 a 4 anos de estudo (25 pontos), 5 a 8 anos de estudo (26,5 pontos), 9 a 11 anos de estudo (28 pontos) e > 11 anos de estudo (29 pontos).17

 Teste cardiopulmonar de exercício

O TCPE foi realizado em esteira (ATL, Inbramed, Porto Alegre, RS, Brasil) utilizando um protocolo de rampa individualizado. A velocidade e a inclinação variaram a cada minuto para permitir que o teste durasse entre 8 e 12 minutos. Os pacientes realizaram recuperação ativa após o protocolo (1 minuto usando a velocidade inicial).

Utilizamos um circuito aberto computadorizado (Quark CPET, COSMED, Itália) para analisar os gases expiratórios e a ventilação, enquanto um frequencímetro de pulso (Polar® RS800 CX, Kempele, Finlândia) avaliou a FC durante o teste. O primeiro (LV1) e o segundo (LV2) LV foram identificados usando os métodos V-slope e PetO2-PetCO2 (Quark CPET, COSMED, Itália).

Para a segurança dos pacientes, foram adotados os seguintes critérios de interrupção do teste: sinais ou sintomas de intolerância ao exercício (dor ou desconforto torácico, dispneia exacerbada, tontura ou confusão, ataxia, palidez, sudorese excessiva, cianose, claudicação ou cãibras), resposta cardiovascular inadequada (pressão arterial e/ou FC), ou solicitação de interrupção pelo participante.

 Teste de caminhada de 6 minutos

O TC6min foi aplicado de acordo com as diretrizes atuais.18 Duas repetições do TC6min foram realizadas em uma pista de 30 metros de extensão, e os pacientes foram solicitados a caminhar a maior distância possível em 6 minutos.18

A FC (Polar® RS800 CX, Kempele, Finlândia), a pressão arterial (Aneroid Calibra®, MDF Instruments, Porto Rico, EUA), a saturação de pulso de oxigênio (AT101C, Bioland, Taiwan) e o esforço percebido (escala Borg CR10)19 foram avaliados antes, imediatamente após e 2 minutos após os testes. A FC e a saturação de pulso de oxigênio também foram avaliadas a cada minuto durante os testes.18 Para análise, utilizamos a FCpico apresentada durante o teste com a maior distância percorrida. Os critérios para interrupção do TC6min foram semelhantes aos do TCPE.

 Teste da fala

O TF foi realizado em esteira (Embreex 570 Pro, Brusque, SC, Brasil) usando um protocolo incremental independente e individualizado de acordo com a distância predita do TC6min. A FC, pressão arterial, saturação de pulso de oxigênio e esforço percebido foram avaliados antes, imediatamente após e 2 minutos após o TF. Também monitoramos a FC e a saturação de pulso de oxigênio durante o teste, enquanto o esforço percebido foi questionado apenas ao final de cada estágio.

A carga foi aumentada a cada 2 minutos durante o teste (estágios). Nos últimos 30 segundos de cada estágio, solicitamos aos pacientes que recitassem o seguinte parágrafo de 36 palavras:

“Saúde é um estado de completo bem-estar físico, mental e social, e não consiste apenas na ausência de doença ou de enfermidade. É um direito fundamental, que deve ser assegurado sem distinção de raça, religião ou condição social.”

Logo após a leitura, foi perguntado aos pacientes “Está confortável para falar?”, e as respostas possíveis eram “sim” (TF+); “mais ou menos” (TF±); ou “não” (TF−). O TF− foi considerado um critério para interromper o TF. Outros critérios para interrupção do teste foram semelhantes ao TCPE e TC6min.

 Protocolo do TF baseado no TC6min

Um protocolo incremental contínuo foi conduzido com incrementos de velocidade ou inclinação no início de cada estágio. Foi usada uma equação para calcular a distância predita do TC6min (TC6minpred).20

TC6minpred = 890 , 46 − ( 6 , 11 × idade ) + ( 0 , 0345 × idade 2 ) + ( 48 , 87 × sexo ) − ( 4.87 × índice de massa corporal )

Conhecendo o TC6minpred, a velocidade média foi estimada da forma seguinte: TFvelocidade (km/h)=( TC6minpred [m]×10[ min])/1000; equivalente a 100% da velocidade média estimada durante o TC6min. Também calculamos os percentuais correspondentes a cada estágio do TF, iniciando em 70% e aumentando 10 pontos percentuais a cada 2 minutos até 110% da TFvelocidade. A inclinação da esteira foi mantida em 2% até o primeiro estágio em 110% da velocidade. A partir daí, foram aumentados 2 pontos percentuais a cada estágio até o final do protocolo (Figura 1S, Material Suplementar).

 Análise estatística

Os dados foram analisados usando o software Statistical Package for the Social Sciences, versão 20.0 (SPSS, IBM Corporation, Armonk, EUA). As variáveis contínuas foram descritas como média e desvio padrão ou mediana e intervalo interquartílico, de acordo com a normalidade dos dados. A normalidade da distribuição dos dados foi verificada com o teste de Shapiro-Wilk.

As variáveis com distribuição normal foram comparadas por meio da ANOVA de medidas repetidas, seguida do post-hoc de Bonferroni, enquanto o teste de Friedman foi usado para variáveis com distribuição não normal. O coeficiente de correlação de Pearson ou Spearman avaliou a associação entre as variáveis. O nível de significância adotado na análise estatística foi de 5%.

 Cálculo do tamanho da amostra

O tamanho da amostra foi calculado usando o GPower 3.1 em um estudo piloto com 5 participantes, considerando nível de significância bidirecional (α) de 5% e poder de 80% (β = 0,20). Com base na correlação entre FC durante os estágios do TF (TF+ e TF±) e LV1 (TF+: r = 0,95; TF±: r = 0,96) e FCpico no TC6min (TF+: r = 0,56; TF±: r = 0,57), o tamanho amostral mínimo estimado foi de 20 pacientes.

 Resultados

Avaliamos 30 pacientes, dos quais 8 foram excluídos devido a alterações musculoesqueléticas (n = 3), erro de medida (n = 3), angina (n = 1) e dor periumbilical (n = 1). Dos 22 pacientes incluídos, 13 eram do sexo masculino (59,1%) (Tabela 1).

– Características descritivas dos sujeitos
Variável Média (DP) n %
Idade (anos) 61,1 (8,5)
Índice de massa corporal (kg/m2) 29,5 (4,1)
FC (bpm)
Repouso (antes do TCPE) 73,6 (1,8)
Repouso (antes do TC6min) 74,4 (2,2)
Repouso (antes do TF) 74,1 (1,9)
LV1 100,9 (14,8)
LV2 119,0 (16,1)
TC6min 119,4 (20,1)
TF+ 101,1 (14,7)
TF± 105,4 (15,7)
TF− 121,4 (18,4)
Distância prevista no TC6min (m) 530,7 (42,9)
Distância real no TC6min (m) 577,8 (87,9)
Distância real em relação à prevista no TC6min (%) 108,9 (14,9)
Diagnóstico cardíaco
Doença arterial coronariana 19 86,4
Insuficiência cardíaca 1 4,5
Doença arterial coronariana + insuficiência cardíaca 9 40,9
Cardiomiopatia hipertrófica 1 4,5
Doenças das válvulas cardíacas 2 9,1
Comorbidades
Obesidade 9 40,9
Dislipidemia 15 68,2
Hipertensão 19 86,4
Diabetes mellitus 9 40,9
Ex-fumante 9 40,9
Angioplastia 13 59,1
Cirurgia cardíaca
Revascularização miocárdica 10 45,5
Substituição da válvula 2 9,1
Tempo no programa de reabilitação (meses)
1–6 11 50,0
6–12 1 4,5
12–24 4 18,2
≥24 6 27,3

DP: desvio padrão; FC: frequência cardíaca; LV1: primeiro limiar ventilatório; LV2: segundo limiar ventilatório; TC6min: teste de caminhada de 6 minutos; TCPE: teste cardiopulmonar de exercício; TF: teste da fala; TF+: último estágio positivo da TF; TF±: primeiro estágio equívoco do TF. Fonte: elaborada pelos autores.

Conforme demonstrado na Tabela 1, não foi encontrada diferença significativa entre a FC de repouso antes do TCPE, TF e TC6min (p = 1,0).

A Figura 1 apresenta a comparação entre a FC nos LVs, TF+, TF±, TF− e FCpico no TC6min. Encontramos uma diferença significativa entre a FCpico no TC6min e a FC no LV1, TF+ e TF± (p < 0,001, p = 0,001 e p = 0,005, respectivamente). Não foi observada diferença entre a FC no LV1 e TF+ (p = 0,987) e TF± (p = 0,154) (Figura 1A) ou entre LV2 e TF− (p = 0,383). A FCpico no TC6min foi semelhante à FC no TF− (p = 0,68) e LV2 (p = 0,92) (Figura 1B).

– A: Comparação da FC entre LV1, estágiosTF+ e TF± e TC6min. B: Comparação da FC entre LV2, TF- e TC6min. Fonte: elaborada pelos autores. Nota: devido à distribuição não normal e normal, foi usado o teste de Friedman para as variáveis da Figura 1A e ANOVA de medidas repetidas para as variáveis da Figura 1B, respectivamente.

Uma correlação moderada foi verificada entre TF+ e LV1. No entanto, a FC no TF± não se correlacionou com a FC no LV e a FCpico no TC6min. A FC no TF− foi fortemente correlacionada com o LV2. A FCpico no TC6min não foi correlacionada com a FC no LV1, mas sim com a FC no VT2 e TF−. A Tabela 2 apresenta todas as correlações da FC nos estágios do TF, LV e FCpico no TC6min.

– Correlações da FC nos estágios do TF, LV1 e FCpico no TC6min
FC no LV1 FCpico (TC6min)
rho p r p
TF+ 0,479 0,024* 0,384 0,078
TF± 0,412 0,057 0,357 0,103

LV1: primeiro limiar ventilatório; TC6min: teste de caminhada de 6 minutos; TF: teste da fala; TF+: último estágio positivo da TF; TF±: primeiro estágio equívoco do TF. *p < 0,05. Fonte: elaborada pelos autores.

 Discussão

Este é o primeiro estudo que compara a FC avaliada nos LVs do TCPE com a FC nos estágios de um protocolo de TF independente e individualizado e durante um teste de campo (TC6min). A FC no TF+ e TF± foi semelhante à FC no LV1, enquanto a FC no TF− e a FCpico no TC6min foram semelhantes à FC no LV2. A FC no TF+ e TF− se correlacionou com a FC no VT1 e VT2, respectivamente. Não foi encontrada correlação entre a FCpico no TC6min e a FC nos estágios do TF.

Os métodos individualizados de prescrição de EA mais reconhecidos são o consumo máximo de oxigênio e os LVs identificados pelo TCPE.1,4 Se um TCPE não estiver disponível, o teste ergométrico pode ser usado para obter parâmetros cardiovasculares máximos. Na ausência desses testes, a avaliação funcional e a prescrição de EA geralmente são realizadas com base em um teste de campo, como o TC6min e o TF.8 Embora os estágios do TF estejam fisiologicamente relacionadas aos LVs, seu uso para prescrição de EA ainda é escasso, principalmente para pacientes cardíacos.

No presente estudo, investigamos um protocolo de TF e encontramos correlações entre a FC no LV1 e TF+ e TF±. O TF não possui um protocolo padronizado e pode ser realizado com diferentes equipamentos, progressões de carga e durações dos estágios, e a fala pode ser desafiada usando parágrafos ou contagem.16 Apesar de utilizarem métodos diferentes, estudos demonstraram semelhanças entre a FC e o consumo de oxigênio nos estágios do TF e LV em pacientes com doenças cardíacas, sugerindo que os estágios do TF podem ser usadas para prescrever EA.14,15,21,22

Nossos resultados foram semelhantes aos de Brawer et al. (2006), que aplicaram o TF em pacientes com doença arterial coronariana estável e demonstraram nenhuma diferença na estimativa do LV1 e na viabilidade da prescrição de EA pela FC de acordo com o TF.22 Além disso, foi encontrada uma forte correlação entre a FC no TF− e LV2. Embora haja escassez de estudos comparando a FC entre esses dois momentos em pacientes com doença cardiovascular, associações entre o consumo de oxigênio e a FC no TF− e LV2 foram encontradas em indivíduos saudáveis e atletas,23,24 sugerindo, portanto, que o TF− pode orientar a prescrição de EA e refletir a prescrição com base no LV2.

Outro método comumente utilizado em programas de reabilitação cardiovascular para prescrição da intensidade de EA é baseado no TC6min. Gremeaux et al. (2011) compararam os efeitos de 3 prescrições individualizadas de treinamento físico em indivíduos treinando em intensidade moderada. Encontraram valores semelhantes entre a FCpico no TC6min e a FC alvo recomendada. Outro estudo de Calegari et al. compararam a FC no LV1 durante os últimos 30 segundos do TC6min em pacientes com doença arterial coronariana em tratamento com betabloqueadores. Os autores encontraram concordância entre a FC avaliada ao final do TC6min e o LV1, sugerindo que a FC ao final do TC6min foi adequada para prescrever e monitorar o EA nessa população.25

Esses achados corroboram a ideia de utilizar a FC no TC6min como método de prescrição da intensidade do exercício, a FC medida no TC6min sendo semelhante à FC avaliada no LV1. No entanto, encontramos diferenças entre a FCpico no TC6min e a FC no LV1 em nosso estudo, enquanto a FCpico no TC6min foi semelhante à FC no LV2 e no TF−. De acordo com as recomendações mais recentes, a prescrição de EA deve ser realizada entre o primeiro e o segundo VT;1 nossos dados sugerem que a FCpico no TC6min pode não ser adequada para prescrever o limite inferior de intensidade de EA em pacientes com doença cardiovascular crônica. Além disso, a FCpico no TC6min, como LV2 e TF−, pode representar o limite superior da prescrição de EA.

Essa semelhança nunca foi descrita na literatura e alguns aspectos do presente estudo podem ter influenciado esse resultado. Os pacientes faziam parte de um programa de reabilitação cardiovascular que realiza regularmente o TC6min. Além disso, em relação à distância percorrida, nossa amostra atingiu uma distância percorrida acima de 100% do previsto, demonstrando pouco comprometimento da capacidade funcional. Além disso, o TC6min foi realizado em campo aberto, enquanto o TCPE e o TF foram realizados em ambientes controlados. Adicionalmente, estudos anteriores utilizaram a FC do minuto final do TC6min em vez da FCpico durante o teste, que foi utilizada em nossas análises.

Embora comumente utilizado na reabilitação cardiovascular, o TC6min requer espaço físico devido à pista de 30 metros de extensão. Além disso, o teste é auto-cadenciado e apresenta variações inter e intraindividuais de velocidade e desempenho.18 Por outro lado, o TF requer menos espaço físico, pode ser realizado em cicloergômetro ou esteira, segue um protocolo de rampa incremental semelhante ao TCPE, e é de fácil aplicação e equivalente ao padrão de referência.

O presente estudo não está isento de limitações. Os pacientes faziam parte de um programa de reabilitação cardiovascular fase III e possivelmente apresentavam melhores condições físicas do que os pacientes nas fases iniciais da reabilitação. Além disso, a percepção da fala confortável é subjetiva e foram perdidos alguns dados devido a erro de mensuração.

As comparações entre o TF e o TCPE foram semelhantes à literatura, exceto entre o TF e TC6min. Acreditamos que o TF apresente parâmetros associados a variáveis fisiológicas e do TCPE (por exemplo, LVs). Nossos resultados também mostraram a aplicabilidade clínica do TF como uma ferramenta fácil, segura e individualizada para a prescrição de EA.

 Conclusão

De acordo com o protocolo proposto, a FC no TF+ e TF− reflete a FC no LV1 e LV2, respectivamente, demonstrando que o TF é um teste objetivo e de baixo custo para auxiliar a prescrição de EA em pacientes com doenças cardiovasculares crônicas. Por outro lado, a prescrição de EA utilizando a FCpico no TC6min deve ser realizada com cautela, pois alguns estudos mostraram sua correlação com o LV1, diferentemente do que foi verificado em nosso estudo, no qual a FCpico no TC6min foi semelhante à FC no LV2 e TF−. Sugerimos futuros ensaios clínicos randomizados usando parâmetros do TF para prescrever EA em pacientes com doenças cardiovasculares.

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Calegari L Moreira I Falkowski A Reolão JBC Karsten M Deresz LF Agreement between Heart Rate at First Ventilatory Threshold on Treadmill and at 6-Min Walk Test in Coronary Artery Disease Patients on β-Blockers Treatment J Exerc Rehabil 2021 17 5 362 368 10.12965/jer.2142488.244

*Material suplementar

Para informação adicional, por favor, clique aqui.

Fontes de financiamento: O presente estudo foi parcialmente financiado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES - Brasil (PROAP/AUXPE) e Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica da Universidade do Estado de Santa Catarina (PRO-BIC/UDESC, PIC2018030000146).

 Original Article Aerobic Exercise Prescription in Cardiac Rehabilitation Based on Heart Rate from Talk Test Stages and 6-Minute Walk Test 0000-0002-5359-7977 Althoff Amanda Conception and design of the research Acquisition of data and Writing of the manuscript Analysis and interpretation of the data and Statistical analysis Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 2 Vieira Ariany Marques Conception and design of the research Acquisition of data and Writing of the manuscript Critical revision of the manuscript for important intellectual content 2 3 Silveira Lucas Santos da Analysis and interpretation of the data and Statistical analysis Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 2 Benetti Magnus Critical revision of the manuscript for important intellectual content 4 0000-0002-2476-7981 Karsten Marlus Conception and design of the research Acquisition of data and Writing of the manuscript Analysis and interpretation of the data and Statistical analysis Obtaining financing Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 2 Brasil Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia (PPGFT) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil Brasil Grupo de Pesquisa em Saúde Cardiovascular e Exercício (GEPCardio) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil Canadá Montreal Behavioral Medicine Centre, CIUSSS du Nord-de-l’Île-de-Montréal, Montreal – Canadá Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano (PPGCMH) – Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Florianópolis, SC – Brasil Mailing Address: Marlus Karsten • Grupo de Pesquisa em Saúde Cardiovascular e Exercício, GEPCardio – Rua Pascoal Simone, 358. Postal Code 88080-350, Coqueiros, Florianópolis, SC – Brazil E-mail: marlus.karsten@udesc.br

Potential conflict of interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

 Central Illustration

: Aerobic Exercise Prescription in Cardiac Rehabilitation Based on Heart Rate from Talk Test Stages and 6-Minute Walk Test

Abstract Background

Although the Talk Test (TT) is a reliable and low-cost test, its use for aerobic exercise prescription is still limited.

 Objective

To analyze the heart rate (HR) in the stages of the TT and at the peak of the 6-minute walk test (6MWT) as a parameter to prescribe aerobic exercise compared with HR at the first and second ventilatory thresholds (VT1 and VT2) of cardiopulmonary exercise test (CPET).

 Methods

Individuals with cardiovascular disease attended three assessment days: 1) anamnesis and CPET; 2) 6MWT; and 3) TT. One-way repeated measures ANOVA or Friedman’s test were used to compare HR at VT1 and VT2 with HR at TT stages: last positive (TT+), first equivocal (TT±), and negative (TT−), and at the peak of the 6MWT. Pearson’s or Spearman’s test assessed correlations between HR at VTs, TT stages, and 6MWT. Statistical significance was set at 5%.

 Results

The study included 22 cardiac patients (13 men, 61 ± 8 years). HR at VT1 was similar to HR at TT+ (p = 0.987) and TT± (p = 0.154), and moderately correlated with TT+ (r = 0.479, p = 0.024). HR at VT2 was similar to TT− (p = 0.383), with a strong correlation (r = 0.757, p < 0.001). HR at the peak of the 6MWT was significantly different from HR at TT+, TT±, and VT1 (p = 0.001, p = 0.005, and p < 0.001, respectively) but similar to TT− (p = 0.68).

 Conclusions

HR at TT+ and TT− reflect HR at VT1 and VT2, respectively, differently from 6MWT, which was similar only to VT2. TT may be an objective test to assist aerobic exercise prescription in cardiac rehabilitation.

 Cardiac Rehabilitation Exercise Talk Test Introduction

The main goal of cardiovascular rehabilitation is to improve cardiorespiratory fitness using aerobic exercise (AE).1 The general recommendation for the practice of physical exercise, according to the Brazilian Society of Cardiology, is 150 minutes per week divided into 3 to 5 weekly sessions. The appropriate practice of physical exercise aims to reduce blood pressure, risk of cardiovascular events and risk of mortality in cardiovascular patients.1,2

The cardiopulmonary exercise test (CPET) is the reference test to assess cardiorespiratory function and prescribe AE intensity.1 CPET analysis allows identification of the most adequate and recommended variables, such as maximal oxygen uptake, workload, maximal heart rate (HR), HR reserve, and ventilatory thresholds (VTs).3-5 However, this test still has limited access, especially in developing countries, due to high costs, the need for highly trained professionals, and complex analyses.4,5

In this sense, alternative methods to CPET have been used, such as equations to predict the maximal HR and scales related to subjective perceived exertion.6 Another method uses absolute or relative HR values achieved during submaximal tests, such as the 6-minute walk test (6MWT)7-9 and the talk test (TT).10,11 The TT is a validated and accessible test, based on an incremental load protocol, and it uses the perception of speech comfort as a marker for exercise intensity.12,13 Recently, the TT has been recommended to assess functional capacity and prescribe AE by national and international cardiovascular prevention and rehabilitation guidelines.1,2

The TT can be applied using a cycle ergometer or treadmill, commonly in a similar way to the CPET protocol. At the end of each stage, patients have their speech comfort challenged, usually reading a standard paragraph, and answering the question “Can you speak comfortably?”. There are 3 answer alternatives: “yes,” the speech is still comfortable during exercise (TT positive, TT+); “maybe,” the patient notices discomfort in the speech (TT uncertain or equivocal, TT±); and “no,” the patient is unable to read the paragraph comfortably (TT negative, TT−). The last stage (TT−) is considered a criterion for interrupting the test.12,14-16 Nevertheless, studies using TT to prescribe AE are scarce, even in healthy people.

It is unknown whether HR achieved at TT stages is a valid measure to prescribe the AE intensity and whether these stages can be compared with the HR at the peak of the 6MWT and at the VTs from a CPET. We believe that the HR at the TT stages is associated with the reference standard, the values on the VTs, as well as with the peak heart rate (HRpeak) achieved in a 6MWT. Understanding the similarities and associations between these 3 different prescription tools can facilitate clinical practice by providing information about an additional tool to prescribe AE, which can provide an independent, individualized, and reliable intensity parameter. Therefore, we aimed to analyze and compare the HR at the TT stages and at the HRpeak in the 6MWT, as well as to compare them with HR at VTs of CPET.

 Methods

This study was approved by the Human Research Ethics Committee (number 96032818.4.0000.0118) and conducted according to Resolution 466/12 of the National Health Council and the Declaration of Helsinki. All patients signed the informed consent form.

Participants

An intentional and non-probability sample of patients of both sexes, aged between 40 and 80 years, diagnosed with clinically stable chronic cardiovascular disease (i.e., no history of hospitalization or medication change within 4 weeks before the study) was recruited in the Center of Cardio-Oncology and Exercise Medicine of Santa Catarina State University

Inclusion criteria were sufficient literacy to understand the TT and sign the informed consent form. Exclusion criteria were speech or musculoskeletal alterations, impaired visual acuity that prevented the patient from reading the paragraph, non-specific intense pain or angina during the tests, neurological disease diagnosed using a cognitive test, or respiratory diseases.

 Data collection

Data were collected in 3 days. The first day consisted of a structured interview and anthropometric measurements, including body mass index, cognitive assessment (mini-mental state exam), and CPET assessment. On the second day, two 6MWT were performed with a 30-minute interval in between. The TT was performed on the third day. All patients were evaluated within 48 and 72 hours between the tests at the same period of the day.

 Mini-mental state exam

The mini-mental state exam was used as an inclusion criterion. This exam was applied using a score from 0 to 30 with cut-off points according to educational level as follows: illiterate (20 points), 1 to 4 years of schooling (25 points), 5 to 8 years of schooling (26.5 points), 9 to 11 years of schooling (28 points), and > 11 years of schooling (29 points).17

 Cardiopulmonary exercise test

The CPET was performed on a treadmill (ATL, Inbramed, Porto Alegre, RS, Brazil) using an individualized ramp protocol. Speed and inclination varied each minute to enable the test to last between 8 and 12 minutes. Patients performed an active recovery after the protocol (1 minute using the initial speed).

We used a computerized open circuit (Quark CPET, COSMED, Italy) to analyze expiratory gases and ventilation, while a pulse rate monitor (Polar® RS800 CX, Kempele, Finland) assessed HR during the test. The first (VT1) and second (VT2) VT were identified using V-slope and PetO2-PetCO2 methods (Quark CPET, COSMED, Italy).

The following criteria for interrupting the test were adopted for the safety of patients: signs or symptoms of exercise intolerance (chest pain or discomfort, exacerbated dyspnea, dizziness or confusion, ataxia, pallor, excessive sweating, cyanosis, claudication, or cramps), inadequate cardiovascular response (blood pressure and/or HR), or if requested by the participant.

 6-minute walk test

The 6MWT was applied according to current guidelines.18 Two repetitions of the 6MWT were performed on a 30-meter-long track, and patients were requested to walk the longest distance possible in 6 minutes.18

HR (Polar® RS800 CX, Kempele, Finland), blood pressure (Aneroid Calibra®, MDF Instruments, Puerto Rico, USA), pulse oxygen saturation (AT101C, Bioland, Taiwan), and perceived exertion (Borg CR10 scale)19 were assessed before, immediately after, and 2 minutes after the tests. HR and pulse oxygen saturation were also assessed each minute during the tests.18 For analysis we used the HRpeak presented during the test with the higher walked distance. Criteria for interrupting the 6MWT were similar to CPET.

 Talk test

The TT was performed on a treadmill (Embreex 570 Pro, Brusque, SC, Brazil) using an independent and individualized incremental protocol according to the predicted 6MWT distance. HR, blood pressure, pulse oxygen saturation, and perceived exertion were assessed before, immediately after, and 2 minutes after the TT. We also monitored HR and pulse oxygen saturation during the test, while perceived exertion was questioned only at the end of each stage.

The load was increased every 2 minutes during the test (stages). In the last 30 seconds of each stage, we requested patients to recite the following paragraph of 36 words:

“Health is a state of complete physical, mental, and social well-being, not only the absence of disease or illness. It is a fundamental right that must be ensured without distinction of race, religion, or social condition.”

Right after reading, the patients were asked “Can you speak comfortably?”, and answers could be “yes” (TT+); “uncertain” (TT±); or “no” (TT−). The TT− was considered a criterion to interrupt the TT. Other criteria for interrupting the test were similar to the CPET and 6MWT.

 TT protocol based on the 6MWT

A continuous incremental protocol was conducted with speed or incline increments at the beginning of each stage. An equation was used to calculate the predicted 6MWT distance (6MWDpred).20

6 M W D p r e d = 890.46 − ( 6.11 × age ) + ( 0.0345 × a g e 2 ) + ( 48.87 × sex ) − ( 4.87 × B M I )

Knowing the 6MWDpred, mean speed was estimated as follows: TTspeed (km/h)=(6MWDpred[m]×10[ min])/1000; equivalent to 100% of estimated mean speed during the 6MWT. We also calculated the percentages corresponding to each TT stage, initiating at 70% and increasing 10 percentage points every 2 minutes until 110% of TTspeed. The treadmill incline was maintained at 2% until the first stage at 110% of TTspeed. After that, 2 percentage points were increased each stage until the end of the protocol (Figure 1S, Supplementary Material).

 Statistical analysis

Data were analyzed using the Statistical Package for the Social Sciences software, version 20.0 (SPSS, IBM Corporation, Armonk, USA). Continuous variables were described as mean and standard deviation or median and interquartile range, according to data normality. The normality of the data distribution was tested with the Shapiro-Wilk test.

Variables with normal distribution were compared using the repeated measures ANOVA, followed by Bonferroni’s post-hoc, while the Friedman’s tests was used for variables with non-normal distribution. Pearson’s or Spearman’s correlation coefficient assessed association between variables. The significance level adopted in the statistical analysis was 5%.

 Sample size calculation

The sample size was calculated using GPower 3.1 in a pilot study with 5 participants, considering bidirectional significance level (α) of 5% and power of 80% (β = 0.20). Based on the correlation between HR during TT stages (TT+ and TT±) and VT1 (TT+: r = 0.95; TT±: r = 0.96) and HRpeak at 6MWT (TT+: r = 0.56; TT±: r = 0.57), the minimal estimated sample size was 20 patients.

 Results

We evaluated 30 patients, and 8 of them were excluded due to musculoskeletal alterations (n = 3), measurement error (n = 3), angina (n = 1), and periumbilical pain (n = 1). Of the 22 included patients, 13 were males (59.1%) (Table 1).

– Descriptive characteristics of subjects
Variable Mean (SD) n %
Age (years) 61.1 (8.5)
Body mass index (kg/m2) 29.5 (4.1)
HR (bpm)
Rest (before CPET) 73.6 (1.8)
Rest (before 6MWT) 74.4 (2.2)
Rest (before TT) 74.1 (1.9)
VT1 100.9 (14.8)
VT2 119.0 (16.1)
6MWT 119.4 (20.1)
TT+ 101.1 (14.7)
TT± 105.4 (15.7)
TT− 121.4 (18.4)
Predicted distance in 6MWT (m) 530.7 (42.9)
Real distance in 6MWT (m) 577.8 (87.9)
Real distance in relation to predicted in the 6MWT (%) 108.9 (14.9)
Cardiac diagnosis
Coronary artery disease 19 86.4
Heart failure 1 4.5
Coronary artery disease + heart failure 9 40.9
Hypertrophic cardiomyopathy 1 4.5
Heart valve diseases 2 9.1
Comorbidities
Obesity 9 40.9
Dyslipidemia 15 68.2
Hypertension 19 86.4
Diabetes mellitus 9 40.9
Ex-smoker 9 40.9
Angioplasty 13 59.1
Cardiac surgery
Myocardial revascularization 10 45.5
Valve replacement 2 9.1
Time in the rehabilitation program (months)
1–6 11 50.0
6–12 1 4.5
12–24 4 18.2
≥24 6 27.3

CPET: cardiopulmonary exercise test; HR: heart rate; 6MWT: 6-minute walk test; TT: talk test; TT+: last positive stage of TT; TT±: first stage of TT equivocal; VT1: first ventilatory threshold; VT2: second ventilatory threshold. Source: elaborated by the authors.

As shown in Table 1, no significant difference was found between HR at rest before the CPET, TT, and 6MWT (p = 1.0).

Figure 1 presents the comparison between HR at VTs, TT+, TT±, TT−, and HRpeak in the 6MWT. We found a significant difference between HRpeak in the 6MWT and HR at VT1, TT+, and TT± (p < 0.001, p = 0.001, and p = 0.005, respectively). No difference was observed between HR at VT1 and TT+ (p = 0.987) and TT± (p = 0.154) (Figure 1A) and between VT2 and TT− (p = 0.383). HRpeak in the 6MWT was similar to HR at TT− (p = 0.68) and VT2 (p = 0.92) (Figure 1B).

– A: Comparison of HR between VT1, stages TT+ and TT±, and 6MWT. B: Comparison of HR between VT2, TT– and 6MWT. Source: elaborated by the authors. Note: Due to non-normal and normal distribution, Friedman’s test was used for Figure 1A variables, and repeated measures ANOVA was used for Figure 1B variables, respectively.

A moderate correlation was found between TT+ and VT1. Nonetheless, HR at TT± was not correlated with HR at VT, and HRpeak in the 6MWT. HR at TT− was strongly correlated with VT2. HRpeak in the 6MWT did not correlate with HR at VT1 but correlated with HR at VT2 and TT−. Table 2 presents all the correlations of HR at TT stages, VT, and HRpeak in the 6MWT.

– Correlations of HR at TT stages, VT1, and HRpeak in the 6MWT
HR at VT1 HRpeak (6MWT)
rho p r p
TT+ 0.479 0.024* 0.384 0.078
TT± 0.412 0.057 0.357 0.103

HR: heart rate; HRpeak: peak heart rate; 6MWT: six-minute walk test; TT+: last positive stage of TT; TT±: first stage of TT equivocal; VT1: first ventilatory threshold. *p < 0.05. Source: elaborated by the authors.

 Discussion

This is the first study comparing the HR assessed at VTs of the CPET with the HR at stages of an independent and individualized TT protocol, and during a field test (6MWT). HR at TT+ and TT± were similar to HR at VT1, while HR at TT− and HRpeak in the 6MWT were similar to HR at VT2. HR at TT+ and TT− correlated with HR at VT1 and VT2, respectively. No correlation was found between HRpeak in the 6MWT and HR at TT stages.

The most recognized individualized AE prescription methods are the maximal oxygen uptake and VTs identified using the CPET.1,4 If a CPET is unavailable, graded exercise test may be used to obtain maximal cardiovascular parameters. In the absence of these tests, a functional assessment and AE prescription are usually carried out based on a field test, such as 6MWT and TT.8 Although the TT stages are physiologically related to the VTs, their use for AE prescription is still scarce, mainly for cardiac patients.

In the present study, we explored a TT protocol and found correlations between HR at VT1 and TT+ and TT±. The TT does not have a standardized protocol and may be performed with different equipment, load progressions, and stage lengths, and the speech can be challenged using paragraphs or counting.16 Despite using different methods, studies have demonstrated similarities between HR and oxygen uptake at TT stages and VTs in patients with cardiac disease, suggesting that TT stages may be used to prescribe AE.14,15,21,22

Our results were similar to Brawer et al. (2006), who applied the TT in patients with stable coronary artery disease and demonstrated no difference in estimating VT1 and the viability of prescribing AE using HR according to TT.22 In addition, a strong correlation was found between HR at TT− and VT2. Although there is a lack of studies comparing HR between these two moments in patients with cardiovascular disease, associations between oxygen uptake and HR at TT− and VT2 were found in healthy individuals and athletes,23,24 therefore suggesting that TT− may guide AE prescription and reflect the prescription based on VT2.

Another method commonly used at cardiovascular rehabilitation programs for prescribing AE intensity is based on the 6MWT. Gremeaux et al. (2011) compared the effects of 3 individualized exercise training prescriptions in individuals training at a moderate intensity. They found similar values between HRpeak in the 6MWT and the recommended target HR. Another study by Calegari et al. (2021) compared HR at VT1 during the last 30 seconds of the 6MWT in patients with coronary artery disease on β-blockers treatment. The authors found an agreement between HR assessed at the end of the 6MWT and VT1, suggesting that HR at the end of the 6MWT was adequate to prescribe and monitor AE in this population.25

These findings support the idea of using the HR at 6MWT as an exercise intensity prescription method, with HR measured in the 6MWT being similar to HR assessed at VT1. However, we found differences between HRpeak in the 6MWT and HR at VT1 in our study, while HRpeak in the 6MWT was similar to HR at VT2 and at TT−. According to the most recent recommendations, AE prescription should be performed between the first and second VTs;1 our data suggest that HRpeak in the 6MWT could not be adequate to prescribe lower limit AE intensity in patients with chronic cardiovascular disease. Furthermore, the HRpeak at 6MWT, such as VT2 and TT−, may represent the upper limit of AE prescription.

This similarity has never been described in the literature, and some aspects of the present study may have influenced this outcome. Patients were part of a cardiovascular rehabilitation program that regularly performs the 6MWT. In addition, regarding the walked distance, our sample reached a distance walked above 100% of the predicted, demonstrating little impairment of functional capacity. Moreover, the 6MWT was performed in an open field, whereas CPET and TT were performed in controlled environments. In addition, previous studies used HR from the final minute of the 6MWT instead of HRpeak during the test, which was used in our analyses.

Although commonly used in cardiovascular rehabilitation, the 6MWT requires physical space because of the 30-meter-long track. Furthermore, the test is self-paced and presents inter- and intra-individual variations of speed and performance.18 On the other hand, the TT requires less physical space, may be performed in a cycle ergometer or treadmill, follows an incremental ramp protocol similar to CPET, and is easy to apply and equivalent to the reference standard.

This study is not free of limitations. Patients were part of a phase III cardiovascular rehabilitation program and possibly presented better physical conditions than patients in the earlier phases of rehabilitation. Moreover, the perception of comfort speech is subjective, and data were lost due to measurement error.

Comparisons between TT and CPET were similar to the literature, except between TT and 6MWT. We believe that TT presents parameters associated with physiological and CPET variables (e.g., VTs). Our results also showed the clinical applicability of TT as an easy, safe, and individualized tool for AE prescription.

 Conclusion

According to the proposed protocol, HR at TT+ and TT− reflect HR at VT1 and VT2, respectively, demonstrating that TT is an objective and low-cost test to assist AE prescription in patients with chronic cardiovascular conditions. In contrast, AE prescription using HRpeak in the 6MWT must be carried out with caution since some studies have shown its correlation with VT1, differently from what was found in our study, in which HRpeak in the 6MWT was similar to HR at VT2 and TT−. We suggest further randomized clinical trials using TT parameters to prescribe AE in patients with cardiovascular diseases.

*Supplemental Materials

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Sources of funding : This study was partially funded by Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES - Brasil (PROAP/AUXPE) and Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica da Universidade do Estado de Santa Catarina (PRO-BIC/UDESC, PIC2018030000146).