abchf abchf ABC Heart Fail Cardiomyop ABC Heart Fail Cardiomyop 2764-3107 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC 10.36660/abchf.20230080 abchf.20230080 Original Article Gait Spatiotemporal Characteristics of Hospitalized Adult Patients with Chronic Heart Failure 0000-0002-9666-4842 Souza Emmanuelle Melo Sarraf de Conception and design of the research Statistical analysis and Obtaining financing Acquisition of data Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 0009-0007-4401-6652 Santos Thiago José Acquisition of data 2 0000-0003-3889-0064 Ribeiro Tássia Oliveira Acquisition of data 1 0000-0001-7462-0374 Sales Matheus Analysis and interpretation of the data Writing of the manuscript 1 0000-0002-1879-0405 Ribeiro Nildo Manoel da Silva Critical revision of the manuscript for important intellectual content 1 Universidade Federal da Bahia Salvador BA Brazil Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA – Brazil Faculdade Social da Bahia Salvador BA Brazil Faculdade Social da Bahia, Salvador, BA – Brazil Mailing Address: Emmanuelle Melo Sarraf de Souza • Universidade Federal da Bahia - Avenida Reitor Miguel Calmon s/n - Vale do Canela, 4° andar (Sala 404), Postal Code 40110-902, Salvador, BA - Brazil E-mail: manusarraf@hotmail.com

Potential conflict of interest

This article is part of the thesis of master submitted by Emmanuelle Melo Sarraf de Souza, from Universidade Federal da Bahia.

 31 12 2023 2023 3 4 e20230080 24 10 2023 27 01 2024 31 01 2024 This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License Abstract Background:

Patients with chronic heart failure (CHF) have a decreased ability to walk, which has been related to the occurrence of hospitalizations and mortality and appears to be associated with the severity of the disease.

 Objective:

To describe spatiotemporal gait characteristics of adult patients hospitalized with CHF.

 Method:

Cross-sectional observational study. Participants diagnosed with CHF, between 18 and 60 years old, functional classification II and III, who were medically authorized to walk as prescribed in their medical records, were included. The walking cycle was based on a distance of 10 meters in a flat, marked corridor.

 Results:

30 individuals participated in the study. The sample was mostly composed of females (n=17; 56.7%) with an average age of 44.5 years. The main etiology was valvular heart disease (n=15;50%), with an average ejection fraction of 44.6%. A strong correlation was observed between gait speed and cadence (r=0.74; p<0.01)) and a moderate correlation between gait speed and stride length (r=0.56; p<0.01). Regarding gait speed, 36.6% of those assessed had values less than or equal to 0.8 meters/second, while 16.6% obtained results above 1m/s.

 Conclusion:

A strong correlation was observed between walking speed and cadence, and a moderate correlation between walking speed and stride length. The other gait parameters were not correlated with each other. According to what was observed in the literature, speed, cadence, stride length, and swing phase were reduced, while there was a slight increase in the stance phase when compared to healthy individuals.

 Keywords: Spatio-Temporal Analysis Heart Diseases Heart Failure Walking Speed Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 001 Introduction

Chronic heart failure (CHF) is a syndrome characterized by an abnormality in the structure and/or function of the heart that leads to a decrease in the blood supply needed to meet the body's metabolic demands.1 It has affected approximately 23 million people worldwide,1 and it is estimated that, by the year 2030, the number of adult patients with CHF will increase by 46%.2

With varied and progressive intensity,3 these patients have common symptoms, such as dyspnea on exertion, that are associated with impaired functional capacity and independence, poor life quality, exercise intolerance, limitations in performing daily living activities, and consequent social impact.4

Reduced exercise capacity is a common finding in this profile of patients,4 in which peripheral adaptations are also observed, such as muscle mass and strength loss,5,6 and it disables them to sustain the action needed to perform an efficient gait.5 The ability to move around supports many basic and instrumental activities necessary for independence, and difficulties in carrying it out establish a crucial point in the individual's functional trajectory.7

Patients with CHF have decreased walking ability, which has been related to the occurrence of hospitalizations and mortality, and there seems to be an association with the disease's severity.8 Instrumented gait analysis has been used to obtain quantitative data regarding its function.9 In particular, spatiotemporal parameters are widely used in the clinic because they objectively describe the main events of the walking cycle and reflect the patient's ability to meet his/her general needs.9

Among the studied gait variables, speed has stood out, as it influences the other spatiotemporal parameters,10 in addition to its clinical relevance as a predictor of functional disability.11 Knowing the gait particularities in this patient profile can help to understand how possible changes can affect the walking pattern and to determine rehabilitation methods aimed at improving functional capacity, preventing risks and outcomes.12

No studies were found that characterized the spatial-temporal gait in adult patients with CHF, or that observed possible correlations between these data. Most studies that assess gait in this population portray elderly individuals, justifying our choice to assess how walking behaves in younger patients. Thus, this study aimed to describe the gait spatiotemporal characteristics of hospitalized adult patients with CHF.

Correlation between gait speed and cadence (A) and between gait speed and stride length (B) of the sample of patients with heart failure (n=30). Materials and Methods

This was a cross-sectional observational study conducted with patients admitted to the cardiology ward of Professor Edgar Santos University Hospital in Salvador, Bahia, Brazil. All participants signed the Informed Consent Form. This research was approved by the Research Ethics Committee of the Professor Edgar Santos University Hospital in Salvador, Bahia, Brazil, under opinion number 2.230.651, according to the Declaration of Helsinki.

Patients diagnosed with CHF participated in the study, aged between 18 and 60 years, functional classification II and III characterized through the New York Heart Association (NYHA) scale, and those that had medical clearance for walking prescribed in the medical chart. Those with rheumatic, neuromuscular, orthopedic, and/or traumatological diseases that could bring previous changes in the walking evaluation, in addition to clinical and hemodynamic conditions that would put them at risk, such as complaint of chest pain, dyspnea, basal heart rate (HR) > 100 beats per minute (bpm), peripheral oxygen saturation (SpO2) < 92%, systolic blood pressure (SBP) < than 90 mmHg or > 140 mmHg, and diastolic blood pressure (DBP) < than 60 mmHg or > 90 mmHg, were not included.

Participants who, while walking, needed to interrupt the evaluation due to changes in the clinical and hemodynamic criteria described above were excluded from the study. The variables chosen for monitoring were HR, SBP, DBP, and SpO2. Blood pressure (BP) was measured according to the 7th Brazilian Guideline on Hypertension,13 following this sequence: BP was measured in the supine position, at the first minute after sedestation, and at the first and third minutes after assuming orthostasis. The HR and the SpO2 were monitored continuously.

Two different researchers performed data collection. The first was responsible for analyzing the patient selection criteria in the medical records. A second evaluator was responsible for collecting the clinical and hemodynamic variables and performing the gait evaluation without prior knowledge of the functional classification of each patient. The information on epidemiological and clinical data was collected from the medical records and recorded on a form prepared by the researchers. When necessary, each patient was approached in their bed in the ward for a maximum of three attempts, with an explanation of the test's dynamics and vital signs measurement.

For the gait parameters analysis, a device called BTS G-Walk (BTS Bioengineering - Free4act - ACC0774N, Italy) was used, a wireless portable system that uses an inertial sensor connected to a computer via Bluetooth, allowing us to determine spatial-temporal parameters based on the weight and height of each evaluated patient.14 The sensor was located around the participant's waist and remained protected by an ergonomic strap, allowing the body's flowing movement with freedom to walk anywhere. At the end of the test, a report was automatically generated, showing the test parameters calculation.14

The space for the gait cycle execution was based on a distance of 10 meters in a flat and demarcated corridor, in which the participants were guided in a standardized manner to perform the walk. To eliminate the acceleration and deceleration component, the volunteers were asked to start the walk 1.5 meters before the beginning of the route and to finish it 1.5 meters after the 10-meter distance. The gait evaluation was performed only once.

The following parameters chosen for evaluation were: Gait variables: walking speed (meters/second - m/s), stride length (meters-m), cadence (strides/minute), stance phase, and swing phase (%). Epidemiological variables were gender and age. Variables related to CHF: functional classification, etiology, left ventricular ejection fraction (LVEF), and length of stay (at the time of collection).

Gait speed ≤ 0.8 m/s will be considered as low performance for moving forward, while data above 1 m/s will be considered as a normal value.11 The LVEF measurement was carried out through an ultrasound examination carried out during the period of hospitalization by a doctor specialized in the area.

The sample was selected by convenience in a non-probabilistic manner. A descriptive analysis was performed to identify the general and specific characteristics of the studied sample. The Shapiro-Wilk test was used to verify the normality of the data distribution, the graphic analysis, the symmetry, and the flattening of the distribution. To verify the relationship between the quantitative gait variables, Pearson's correlation was calculated for the parametric measures and Spearman's correlation for the non-parametric ones. The data were analyzed using the software R version 3.6.1.

With the aim of identifying the biomechanical factors related to the walking performance of this patient's profile, correlations were performed between the evaluated spatiotemporal parameters. Were taken as a reference to determine the correlation size:15

0,90 to 1 (−0,90 to −1) = very strong positive correlation (negative)

0,70 to 0,90 (−0,70 to −0,90) = strong positive correlation (negative)

0,50 to 0,70 (−0,50 to −0,70) = moderate positive correlation (negative)

0,30 to 0,50 (− 0,30 to − 0,50) = low positive correlation (negative)

0,00 to 0,30 (0,00 to −0,30) = insignificant correlation

 Results

Thirty patients hospitalized with CHF were included in the study, in which no assessment had to be interrupted due to clinical and/or hemodynamic changes. The epidemiological and clinical variables are described in Table 1. The sample consisted mostly of females (56.7%), with a mean age of 44.5 years. Regarding the functional classification, there were 50% for class II, as well as 50% for class III. The main etiology was valvular heart disease (50%), with a mean ejection fraction of 44.6% and a predominant hospital stay of more than 11.2 days during the moment of the evaluation.

Distribution of epidemiological and clinical characteristics of the sample of patients with heart failure (n = 30)
Variables n (%) Média (DP)
Sex
Female 17 (56.7)
BMI 24.9 ±5.3
Age 44.5 (10.4)
Between 18 and 30 years old 3 (10)
Between 31 and 40 years old 6 (20)
Between 41 and 50 years old 13 (43.3)
Between 51 and 60 years old 8 (26.7)
Functional Class
Class II 15 (50)
Class III 15 (50)
Etiology
Chagasic 3 (10)
Ischemic 2 (6.7)
Hypertensive 3 (10)
Cardiomyopathy 2 (6.7)
Valvar 15 (50)
Others 5 (16.7)
Ejection Fraction 44.6 (20.1)
< than 40% 13 (43.3)
41 and 49% 3 (10)
≥ than 50% 14 (46.7)
Medications
Betablocker 22(73.3)
ACEis 13 (43.3)
Diuretics 23 (76.6)
Digital 11 (36.6)
Aldosterone antagonist 13(43.3)
Length of hospitalization 11.2 (9.6)
2 and 5 days 9 (30)
6 and 8 days 7 (23.3)
8 and 12 days 5 (16.7)
> than 12 days 9 (30)

SD: standard deviation; BMI: body mass index; ACEis: angiotensin-converting enzyme inhibitors.

The main drug classes used were beta-blockers (73.3%), diuretics (76.6%), digitalis (36.6%), aldosterone antagonists (43.3%), and angiotensin-converting enzyme inhibitors – ACEis (43.3%).

The description of the spatio-temporal parameters is shown in Table 2. The gait speed of the participants ranged from 0.57m/s to 1.09m/s, in which approximately 11 (36.6%) of the evaluated subjects had lower values or equal to 0.8m/s, and 5 (16.6%) obtained results above 1m/s. The other participants, 14 (46.6%), ranged from 0.81 to 0.99 m/s.

Gait characterization of the sample of patients with heart failure (n = 30)
Variables Mean (SD) Median (q1 – q3)
Speed (m/s) 0,86 (0,14)
Cadence (strides/minute) 45,8 (6,9)
Stride length (m) 1,14 (0,12)
Support phase (%) 62,2 (60,4 – 65,6)
Swing phase (%) 36,6 (34,7 – 38,3)

SD: standard deviation; q1 – q3: 1° e 3° quartiles.

Gait cadence ranged from 31.3 to 55.4 steps/minute, while stride length ranged from 0.88 to 1.37 meters. Regarding the stance phase, in the data from the third quartile (those with values above 65.6%), none of them (7; 23.3%) presented gait speed above 1m/s, and among these (4; 13 .3%) presented walking speed below 0.8m/s.

The correlations between the spatiotemporal gait parameters are shown in Table 3. A strong correlation was observed between gait speed and cadence (r=0,74; p<0,01) and a moderate correlation between gait speed and stride length (r=0,56; p<0,01). The other parameters presented insignificant correlation. Subsequently, in Figure 1, the variables that presented high and moderate correlation are represented.

Correlation between spatiotemporal gait parameters of the sample of patients with heart failure (n = 30)
Space-time variables Cadence Stride length Support phase Swing phase
Speed (m/s) 0,74 0,56 - 0,03 -0,06
Cadence (strides/minute) 0,16 0,10 -0,15
Stride length (m) 0,008 -0,08
Support phase (%) -0,94
Discussion

In the present study, a strong correlation was observed between gait speed and cadence and a moderate correlation between gait speed and stride length, while the other parameters did not present positive correlations between them. The obtained values for speed, cadence, stride length and swing phase were reduced, while there was a slight increase for the stance phase when compared to healthy individuals.16

Most of the data described in the literature bring comparisons based on healthy and asymptomatic populations with rates considered conventional that can overlay the impact of gait on a given disease.10 No studies were found that described reference values for walking in individuals diagnosed with CHF so that they could be compared to the data collected from our sample.

Regarding gait speed, estimated data for values above 1 m/s are considered normal for adults without disabilities,17 while a speed equal to or less than 0.8 m/s is considered poor walking performance, in addition to being an important predictor of clinical outcome.11

Although minimal variations are observed with regard to gait speed, this decrease has been associated with mortality,8 in which a decrease of 0.1 m/s in this variable will present a 10% increased risk of death in five years.18 That is, a large part of the present sample may be exposed to this clinical outcome, in which rehabilitation measures aimed at improving walking performance could be beneficial in reducing these effects.

To facilitate the increase in muscle work and generate body displacement during gait, measures will be adopted to compensate for the muscles’ mechanical capacities that will be modified in individuals with CHF.8 A low cardiovascular fitness associated with peripheral muscle changes, resulting from the disease's pathophysiology, may justify the reduction in walking speed19 and consequent compensations of the other gait spatiotemporal parameters in this profile of patients.

Regarding the other studied parameters, in our research, cadence, and stride length were also reduced when compared to healthy middle-aged Brazilians16 and in another profile of asymptomatic adults.20 Cadence and stride length are considered to be the main determinants of walking speed,7,20,21 whose changes in these parameters may contribute to increased energy expenditure during walking.20

To perform a preferred or self-selected speed, individuals can regulate gait by adjusting cadence, stride length, or a combination of both variables, in which each strategy will provide demands on different kinematics.20 When evaluating our data on these probable correlations, it seems that the patients adapted the walk, more frequently increasing the cadence than the stride length, in order to generate an adequate speed.

Although there are different gait compensation mechanisms in the CHF population, it is known that the compensatory mechanism of slow walking occurs more commonly by increasing cadence (frequency) than by increasing stride length (amplitude)21 because it seems to confer greater stability when walking22 and a strategy to generate less energy expenditure during walking, with fewer biomechanical modifications.

When subjects walk at their normal speeds, increasing cadence to walk faster appears to have little effect on external joint patterns, while increasing stride length generates a noticeable increase in lower limb joint moments, appearing to be a strong predictor of reduced muscle performance as opposed to cadence.20

Therefore, as CHF worsens, patients opt for a slower time to walk, showing that the decrease in speed is due to the decrease in the frequency of steps5 because skeletal muscle inefficiency may be unable to support the necessary action to achieve a longer stride length.5 This strategy of reducing energy expenditure while walking can have a considerable impact on these individuals, as it can help reduce possible feelings of dyspnea and assist the patient in adapting their functionality and independence.

Understanding the mechanisms related to reduced gait performance in CHF is of functional and clinical importance. This analysis allows us to effectively identify possible changes in the gait mechanics of these patients. These results may help us to reveal the basis for functional limitations in CHF and develop rehabilitation approaches to restore walking ability.8

This study had, as limitations, a possible reduction in the sample size because, when visiting the patients in their respective beds to collect gait data, some were undergoing clinical procedures, such as exams, and it was not possible to evaluate them afterward, generating sample losses.

Another observed limitation concerns the lack of evaluation of the muscular strength of the individuals in the sample and clinical stratification regarding left ventricular ejection fraction, not being possible to demonstrate if there is a correlation with the studied spatiotemporal parameters. In addition to the presence of a healthy control group in order to compare the gait performance of the populations studied.

Likewise, in the registration of the participants’ medication treatment, only the classes of medication used were known, and it was not possible to describe their respective dosages in order to infer the adequacy of the treatment and how it could influence their walking performance.

 Conclusion

In the present study, a strong correlation was observed between walking speed and cadence and a moderate correlation between walking speed and stride length. The other gait parameters were not correlated with each other.

Speed, cadence, stride length, and swing phase were reduced, while there was a slight increase for the stance phase when compared to a study of healthy individuals in the Brazilian population.

Future studies are needed, especially in more severe patients, in order to know the gait characteristics of this patient profile and, thus, to outline rehabilitation strategies that enable the improvement in walking performance and reduce the inability to tolerate efforts, improve quality of life, and social participation.

Likewise, it is suggested to analyze the gait of patients in this patient profile with the stratification of groups encompassing other diagnostic criteria in addition to functional classification and compare with other populations of interest.

Sources of funding

This study was partially funded by Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001

Study association

This study is not associated with any thesis or dissertation work.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Hospital Universitário Professor Edgard Santos under the protocol number 2.230.651. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

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Gait Posture. 2017;58:1-6. doi: 10.1016/j.gaitpost.2017.06.266. Rodrigues VS Agostini CM Guimarães AC Damázio LCM Eficacia de una Aplicación Digital en la Evaluación de la Caminata de Personas con Diabetes e Hipertensión Educ Fís Dep 2019 23 250 1 11 22 Rodrigues VS, Agostini CM, Guimarães AC, Damázio LCM. Eficacia de una Aplicación Digital en la Evaluación de la Caminata de Personas con Diabetes e Hipertensión. Educ Fís Dep. 2019;23(250):1-11. Artigo Original Características Espaço-Temporais da Marcha de Pacientes Adultos Hospitalizados com Insuficiência Cardíaca Crônica 0000-0002-9666-4842 Souza Emmanuelle Melo Sarraf de Concepção e desenho da pesquisa Análise estatística e Obtenção de financiamento Obtenção de dados Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito 1 0009-0007-4401-6652 Santos Thiago José Obtenção de dados 2 0000-0003-3889-0064 Ribeiro Tássia Oliveira Obtenção de dados 1 0000-0001-7462-0374 Sales Matheus Análise e interpretação dos dados Redação do manuscrito 1 0000-0002-1879-0405 Ribeiro Nildo Manoel da Silva Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante 1 Salvador BA Brasil Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA – Brasil Salvador BA Brasil Faculdade Social da Bahia, Salvador, BA – Brasil Correspondência: Emmanuelle Melo Sarraf de Souza • Universidade Federal da Bahia - Avenida Reitor Miguel Calmon s/n - Vale do Canela, 4° andar (Sala 404) CEP 40110-902, Salvador, BA - Brasil E-mail: manusarraf@hotmail.com

Potencial conflito de interesse

Não há conflito com o presente artigo

 Resumo Fundamento:

Os pacientes com insuficiência cardíaca crônica (ICC) apresentam diminuição na capacidade de caminhar, o que tem sido relacionado à ocorrência de hospitalizações, mortalidade, e parece haver associação com a gravidade da doença.

 Objetivo:

Descrever características espaço-temporais da marcha de pacientes adultos hospitalizados com ICC.

 Método:

Estudo observacional de corte transversal. Foram incluídos participantes com diagnóstico de ICC, entre 18 e 60 anos, classificação funcional II e III, que apresentassem liberação médica para deambulação prescrita em prontuário. O ciclo da caminhada foi baseado na distância de 10 metros, em um corredor plano e demarcado.

 Resultados:

30 indivíduos participaram do estudo. A amostra foi composta em sua maioria pelo sexo feminino (n=17; 56,7%), com idade média de 44,5 anos, com metade dos voluntários com classe II e a outra parte com classe III (n=15; 50%). A principal etiologia foi a cardiopatia valvar (n=15;50%), com fração de ejeção média de 44,6%. Foi observada uma forte correlação entre velocidade da marcha e cadência (r=0,74; p<0,01)) e uma moderada correlação entre velocidade da marcha e comprimento da passada (r=0,56; p<0,01). Em relação à velocidade da marcha 36,6% dos avaliados tiveram valores menores ou iguais que 0,8 metros/segundo (m/s) enquanto 16,6% obtiveram resultados acima de 1m/s.

 Conclusão:

Foi observada uma correlação forte entre velocidade de marcha e cadência e uma correlação moderada entre velocidade de marcha e comprimento da passada. Os demais parâmetros da marcha não estiveram correlacionados entre si. De acordo com o observado na literatura a velocidade, cadência, comprimento da passada e fase de balanço estavam reduzidos, enquanto houve um ligeiro aumento para a fase de apoio quando comparados com indivíduos saudáveis.

 Palavras-chave: Análise Espaço-Temporal Cardiopatias Insuficiência Cardíaca Velocidade de Caminhada Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 001 Correlação entre velocidade da marcha e cadência (A) e entre velocidade da marcha e comprimento da passada (B) da amostra dos pacientes com insuficiência cardíaca (n=30). Introdução

A insuficiência cardíaca crônica (ICC) é uma síndrome caracterizada pela anormalidade na estrutura e/ou na função do coração que leva à diminuição da oferta de sangue necessária para suprir as demandas metabólicas do organismo.1 Tem acometido cerca de 23 milhões de pessoas mundialmente,1 no qual é estimado que, no ano de 2030, o número de pacientes adultos com ICC aumentará em 46%.2

Com uma intensidade variada e progressiva,3 esses pacientes apresentam sintomas comuns como dispneia aos esforços que estão associados a comprometimento da capacidade e independência funcional, baixa qualidade de vida, intolerância aos exercícios, limitações na realização de atividades de vida diária e consequente impacto social.4

A redução da capacidade de exercício é um achado comum nesse perfil de pacientes,4 no qual também são observadas adaptações periféricas, como a perda de massa e força muscular,5,6 na qual pode ser incapaz de sustentar a ação necessária para realizar uma marcha eficiente.5 A capacidade de se locomover suporta muitas atividades básicas e instrumentais necessárias para a independência e dificuldades para sua realização estabelecem um ponto crucial na trajetória funcional do indivíduo.7

Os pacientes com ICC apresentam diminuição na capacidade de caminhar, o que tem sido relacionado à ocorrência de hospitalizações, mortalidade, e parece haver associação com a gravidade da doença.8 A análise da marcha instrumentada tem sido utilizada para obter dados quantitativos a respeito de sua função.9 Em particular, os parâmetros espaço-temporais são amplamente usados na clínica porque descrevem objetivamente os principais eventos do ciclo da caminhada e refletem a capacidade do paciente de atender às suas necessidades gerais.9

Dentre as variáveis da marcha estudadas, a velocidade tem se destacado, pois influencia os demais parâmetros espaço-temporais,10 além de sua relevância clínica como preditora de incapacidade funcional.11 Conhecer as particularidades da marcha neste perfil de paciente pode ajudar a entender como possíveis alterações podem afetar o padrão da caminhada e determinar métodos de reabilitação que visem a melhora da capacidade funcional, prevenindo riscos e desfechos.12

Não foram encontrados estudos que caracterizassem os parâmetros espaço-temporais da marcha de pacientes adultos com ICC nem que observassem as possíveis correlações entre esses dados. A maioria dos estudos que avaliam a marcha dessa população retratam indivíduos idosos, justificando a nossa escolha de avaliar como se comporta a caminhada em pacientes mais jovens. Desse modo, este estudo objetivou descrever características espaço-temporais da marcha de pacientes adultos hospitalizados com ICC.

 Materiais e métodos

Foi realizado um estudo observacional transversal, conduzido com pacientes internados na enfermaria de cardiologia do Hospital Universitário Professor Edgar Santos em Salvador, Bahia, Brasil. Todos os participantes assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Esta pesquisa foi aprovada no Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Universitário Professor Edgar Santos, em Salvador, Bahia, Brasil, sob o número de parecer: 2.230.651, de acordo com a declaração de Helsinque.

Participaram do estudo pacientes com diagnóstico de ICC, idade entre 18 e 60 anos, classificação funcional II e III caracterizados através da escala New York Heart Association (NYHA), e que apresentassem liberação médica para deambulação prescrita em prontuário. Não foram incluídos aqueles que apresentassem doenças reumáticas, neuromusculares, ortopédicas e/ou traumatológicas que pudessem trazer alterações prévias na avaliação da caminhada, além de condições clínicas e hemodinâmicas que os colocariam em risco, tais como: queixa de dor precordial, dispneia, frequência cardíaca (FC) basal >100 batimentos por minuto (bpm), saturação periférica de oxigênio (SpO2) < 92%, pressão arterial sistólica (PAS) < que 90 mmHg ou > 140 mmHg, e pressão arterial diastólica (PAD) < que 60 mmHg ou > 90 mmHg.

Foram excluídos da pesquisa os participantes que durante a execução da caminhada, precisaram interromper a avaliação por alteração dos critérios clínicos e hemodinâmicos descritos anteriormente. As variáveis escolhidas para o monitoramento foram FC, PAS, PAD e SpO2. A pressão arterial (PA) foi medida de acordo com a sétima Diretriz Brasileira de Hipertensão,13 seguindo a seguinte sequência: a PA foi medida na posição supina, no primeiro minuto após a sedestação, no primeiro e no terceiro minutos após assumir a ortostase. A FC e a SpO2 foram monitoradas continuamente.

A coleta de dados foi realizada por dois pesquisadores distintos. O primeiro foi responsável por analisar os critérios de seleção dos pacientes no prontuário. Um segundo avaliador foi responsável por coletar as variáveis clínicas e hemodinâmicas e realizar a avaliação da marcha, sem que houvesse conhecimento prévio da classificação funcional de cada paciente. As informações sobre os dados epidemiológicos e clínicos foram coletadas do prontuário e registradas em formulário elaborado pelos pesquisadores. Quando necessário, cada paciente foi abordado em seu leito na enfermaria por no máximo três tentativas, com explicação da dinâmica do teste e mensuração dos sinais vitais.

Para a análise dos parâmetros da marcha foi utilizado um aparelho denominado BTS G-Walk (BTS Bioengineering – Free4act – ACC0774N, Itália), sistema portátil sem fio que utiliza um sensor inercial conectado a um computador via Bluetooth, permitindo-nos determinar parâmetros espaço-temporais baseados no peso e altura de cada paciente avaliado.14 O sensor ficou localizado em torno da cintura do participante e permaneceu protegido por uma correia ergonômica, permitindo o livre movimento do corpo com liberdade para andar em qualquer lugar. Ao final do teste um relatório foi gerado automaticamente, mostrando o cálculo dos parâmetros do teste.14

O espaço destinado à execução do ciclo de marcha foi baseado na distância de 10 metros, em um corredor plano e demarcado, no qual os participantes foram orientados de forma padronizada a realizarem a caminhada. Para eliminar o componente de aceleração e desaceleração foi solicitado aos voluntários que iniciassem a caminhada 1,5 metros antes do início do percurso e a terminassem 1,5 metros após a distância dos 10 metros. A avaliação da marcha foi realizada uma única vez.

Os seguintes parâmetros escolhidos para avaliação foram: Variáveis da marcha: velocidade de caminhada (metros/segundo - m/s), comprimento da passada (metros-m), cadência (passadas/minuto), fase de apoio e fase de balanço (%). Variáveis epidemiológicas foram: sexo e idade. Variáveis relacionadas à ICC: classificação funcional, etiologia, fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) e tempo de internação (no momento da coleta).

Velocidades de marcha ≤ 0,8 m/s serão como consideradas como baixo desempenho para caminhar, enquanto que dados acima de 1 m/s serão adotados como valor de normalidade.11 A medida de FEVE foi realizada através de exame ecográfico realizado durante o período do internamento por médico devidamente especializado na área.

A amostra foi selecionada por conveniência, de forma não probabilística. Foi realizada uma análise descritiva para identificar as características gerais e específicas da amostra estudada. Foi utilizado o Teste de Shapiro-Wilk, para verificar a normalidade da distribuição de dados, a análise gráfica, da simetria e o achatamento da distribuição. Para verificar a relação entre as variáveis quantitativas da marcha foi calculada a correlação de Pearson para as medidas paramétricas e de Spearman para as não paramétricas. Os dados foram analisados no software R versão 3.6.1.

Com o objetivo de identificar as correlações entre os parâmetros espaço-temporais avaliados foram tomados como referência para determinar o tamanho da correlação:15

0,90 até 1 (−0,90 até −1) = muito forte correlação positiva (negativa)

0,70 até 0,90 (−0,70 até −0,90) = forte correlação positiva (negativa)

0,50 até 0,70 (−0,50 até −0,70) = moderada correlação positiva (negativa)

0,30 até 0,50 (− 0,30 até − 0,50) = baixa correlação positiva (negativa)

0,00 até 0,30 (0,00 até −0,30) = correlação insignificante

 Resultados

Trinta pacientes hospitalizados com ICC foram incluídos no estudo e nenhuma avaliação precisou ser interrompida por alteração clínica e/ou hemodinâmica. As variáveis epidemiológicas e clínicas estão descritas na Tabela 1. A amostra foi composta em sua maioria pelo sexo feminino (56,7%), com idade média de 44,5 anos.

Distribuição das características epidemiológicas e clínicas da amostra dos pacientes com insuficiência cardíaca (n = 30)
Variáveis n (%) Média (DP)
Sexo
Feminino 17 (56,7)
IMC 24,9 ±5,3
Idade 44,5 (10,4)
Entre 18 e 30 anos 3 (10)
Entre 31 e 40 anos 6 (20)
Entre 41 e 50 anos 13 (43,3)
Entre 51 e 60 anos 8 (26,7)
Classe funcional
Classe II 15 (50)
Classe III 15 (50)
Etiologia
Chagásica 3 (10)
Isquêmica 2 (6,7)
Hipertensiva 3 (10)
Cardiomiopatia 2 (6,7)
Valvar 15 (50)
Outras 5 (16,7)
Fração de ejeção 44,6 (20,1)
< que 40% 13 (43,3)
41 e 49% 3 (10)
≥ que 50% 14 (46,7)
Medicamentos
Betabloqueador 22(73,3)
IECA 13 (43,3)
Diuréticos 23 (76,6)
Digitálicos 11 (36,6)
Antagonista de aldosterona 13(43,3)
Tempo de internamento 11,2 (9,6)
2 e 5 dias 9 (30)
6 e 8 dias 7 (23,3)
8 e 12 dias 5 (16,7)
> que 12 dias 9 (30)

DP: desvio-padrão; IMC: índice de massa corpórea; IECA: inibidores da enzima de conversão da angiotensina.

Em relação a classificação funcional houve 50% para classe II, assim como 50% para a classe III. A principal etiologia foi a cardiopatia valvar (50%), com fração de ejeção média de 44,6% e tempo de internamento predominante acima de 11,2 dias durante o momento da avaliação. As principais classes medicamentosas utilizadas foram: betabloqueadores (73,3%), diuréticos (76,6%), digitálicos (36,6%), antagonistas de aldosterona (43,3%) e inibidores da enzima de conversão da angiotensina – IECA (43,3%).

A descrição dos parâmetros espaço-temporais é mostrada na Tabela 2. A velocidade da marcha dos participantes variou entre 0,57m/s a 1,09m/s, cerca de 11;(36,6%) dos avaliados tiveram valores menores ou iguais que 0,8m/s e 5;(16,6%) obtiveram resultados acima de 1m/s. Os demais participantes, 14;(46,6%) variaram entre 0,81 a 0,99 m/s.

Caracterização da marcha da amostra dos pacientes com insuficiência cardíaca (n = 30)
Variáveis Média (DP) Mediana (q1 – q3)
Velocidade (m/s) 0,86 (0,14)
Cadência (passadas/minuto) 45,8 (6,9)
Comprimento da passada (m) 1,14 (0,12)
Fase de apoio (%) 62,2 (60,4 – 65,6)
Fase de balanço (%) 36,6 (34,7 – 38,3)

DP: Desvio-padrão; q1 – q3: 1° e 3° quartis.

A cadência da marcha variou entre 31,3 a 55,4 passos/minuto, enquanto o comprimento da passada variou entre 0,88 até 1,37 metros. Em relação a fase de apoio, dados do terceiro quartil (aqueles com valores acima de 65,6%), nenhum deles (7; 23,3%) apresentou velocidade de marcha acima de 1m/s, e entre estes (4; 13,3%) apresentaram velocidade de caminhada abaixo de 0,8m/s.

As correlações entre os parâmetros espaço-temporais da marcha, estão representadas na Tabela 3. Foi observada uma forte correlação entre velocidade da marcha e cadência (r=0,74; p<0,01) e uma moderada correlação entre velocidade da marcha e comprimento da passada (r=0,56; p<0,01). Os demais parâmetros apresentaram correlação insignificante. Posteriormente, na Figura Central, estão representadas as variáveis que apresentaram alta e moderada correlação.

Correlação entre parâmetros espaço-temporais da marcha da amostra dos pacientes com insuficiência cardíaca (n = 30)
Variáveis espaço-temporais Cadência Comprimento da passada Fase de apoio Fase de balanço
Velocidade (m/s) 0,74 0,56 - 0,03 -0,06
Cadência (passadas/minuto) 0,16 0,10 -0,15
Comprimento da passada (m) 0,008 -0,08
Fase de apoio (%) -0,94
Discussão

Foi observado no presente estudo, uma forte correlação entre velocidade da marcha e cadência e uma moderada correlação entre velocidade da marcha e comprimento da passada, enquanto os demais parâmetros não apresentaram correlações positivas entre si. Os valores obtidos para velocidade, cadência, comprimento da passada e fase de balanço estavam reduzidos, enquanto houve um ligeiro aumento para a fase de apoio quando comparados a indivíduos saudáveis.16

A maioria dos dados descritos na literatura trazem comparações baseadas em populações saudáveis e assintomáticas com índices considerados convencionais que podem sobrepor o impacto da marcha em determinada doença.10 Não foram encontrados estudos que descrevessem valores de referência da caminhada desenvolvida em indivíduos diagnosticados com ICC para que, assim, pudessem ser comparados aos dados coletados da nossa amostra.

Em relação a velocidade de marcha dados estimados para valores acima de 1 m/s são considerados normais para adultos sem deficiência17 enquanto uma velocidade igual ou menor que 0,8m/s é considerada como um fraco desempenho na caminhada, além de ser um importante preditor de desfecho clínico.11

Embora sejam observadas variações mínimas respeito à velocidade da marcha, essa diminuição tem sido associada com a mortalidade,8 uma diminuição de 0,1 m/s nessa variável apresentará um risco aumentado em 10% de óbitos em cinco anos.18 Ou seja, grande parte da presente amostra pode estar exposta a esse desfecho clínico, em que medidas de reabilitação visando à melhoria do desempenho da caminhada poderiam ser benéficas para reduzir esses efeitos.

Para poder facilitar o aumento do trabalho muscular e gerar o deslocamento do corpo durante a marcha, serão adotadas medidas para compensar as capacidades mecânicas dos músculos que estarão modificadas nos indivíduos com ICC.8 Uma baixa aptidão cardiovascular associada a alterações musculares periféricas provenientes da fisiopatologia da doença pode justificar a redução na velocidade de caminhada19 e consequentes compensações dos demais parâmetros espaço-temporais da marcha nesse perfil de pacientes.

Em relação aos demais parâmetros estudados, na presente pesquisa, a cadência e o comprimento da passada também foram reduzidos quando comparados ao estudo que avaliou brasileiros saudáveis de meia-idade,16 e em outro perfil de adultos assintomáticos.20 A cadência e o comprimento da passada são considerados os principais determinantes da velocidade da marcha,7,20,21 cujas alterações nesses parâmetros podem contribuir para o aumento do gasto energético durante a caminhada.20

Para realizar uma velocidade preferida ou autosselecionada, os indivíduos podem regular a marcha ajustando a cadência, o comprimento da passada ou uma combinação entre ambas as variáveis, e cada estratégia fornecerá demandas em diferentes cinemáticas.20 Ao avaliar os dados desse estudo sobre essas prováveis correlações, parece que os pacientes adaptaram a caminhada, aumentando de forma mais frequente a cadência do que o comprimento da passada, para assim poder gerar uma velocidade adequada.

Embora existam diferentes mecanismos de compensação da marcha na população com ICC, sabe-se que o mecanismo compensatório da caminhada lenta ocorre de forma mais comum pelo aumento da cadência (frequência) do que pelo aumento do comprimento da passada (amplitude),21 pois parece conferir maior estabilidade ao caminhar22 e uma estratégia para gerar menor gasto energético durante a marcha, com menos modificações biomecânicas.

Quando os indivíduos caminham em suas velocidades normais, a elevação da cadência para caminhar mais rapidamente parece ter pouco efeito sobre os padrões articulares externos, enquanto o aumento do comprimento da passada gera um aumento perceptível nos momentos articulares dos membros inferiores, parecendo ser um forte preditor de redução do desempenho muscular ao contrário da cadência.20

Portanto, com o agravamento da ICC, os pacientes optam por um tempo mais lento para caminhar, mostrando que a diminuição da velocidade se deve à diminuição da frequência dos passos,5 pois a ineficiência muscular esquelética pode ser incapaz de apoiar a ação necessária para obter um comprimento de passada mais longo.5 Essa estratégia de redução do gasto energético ao caminhar pode ter um impacto considerável nesses indivíduos, pois pode ajudar a diminuir possíveis sensações de dispneia e auxiliar o paciente na adaptação de sua funcionalidade e independência.

Compreender os mecanismos relacionados à redução do desempenho da marcha na ICC é de importância funcional e clínica. Esta análise nos permite identificar de forma eficaz possíveis mudanças na mecânica da marcha desses pacientes. Esses resultados podem nos ajudar a revelar a base para as limitações funcionais na ICC e desenvolver abordagens de reabilitação para restaurar a capacidade de locomoção.8

Este estudo teve como limitações uma possível redução no tamanho da amostra, pois ao visitar os pacientes em seus respectivos leitos para coleta dos dados da marcha, alguns estavam em procedimentos clínicos, como exames, e não foi possível avaliá-los posteriormente, gerando prejuízos na amostra.

Outra limitação observada diz respeito à falta de avaliação da força muscular dos indivíduos da amostra e a estratificação clínica quanto à fração de ejeção do ventrículo esquerdo, não sendo possível demonstrar se há correlação com os parâmetros espaço-temporais estudados, além da presença de um grupo controle saudável a fim de comparar o desempenho da marcha das populações estudadas.

Também no registro do tratamento medicamentoso dos participantes, foram conhecidas somente as classes de remédios utilizadas, não sendo possível descrever suas respectivas dosagens para poder inferir a adequação do tratamento e como pôde influenciar no desempenho da caminhada dos mesmos.

 Conclusão

No presente estudo foi observada uma correlação forte entre velocidade de marcha e cadência e uma correlação moderada entre velocidade de marcha e comprimento da passada. Os demais parâmetros da marcha não estiveram correlacionados entre si.

A velocidade, cadência, comprimento da passada e fase de balanço estavam reduzidos, enquanto houve um ligeiro aumento para a fase de apoio quando comparados a um estudo com indivíduos saudáveis na população brasileira.

Estudos futuros são necessários, sobretudo em pacientes mais graves a fim de conhecer as características da marcha desse perfil de pacientes e assim traçar estratégias de reabilitação que possibilitem a melhora no desempenho da caminhada e reduzam a incapacidade de tolerância aos esforços, melhore a qualidade de vida e participação social.

É sugerido analisar a marcha dos pacientes desse perfil de pacientes com a estratificação de grupos englobando outros critérios diagnósticos além da classificação funcional e comparar com outras populações de interesse.

Fontes de financiamento

O presente estudo foi financiado por Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de mestrado de Emmanuelle Melo Sarraf de Souza pela Universidade Federal da Bahia.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Universitário Professor Edgard Santos sob o número de protocolo 2.230.651. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.

 Agradecimentos

Agradecimento à toda equipe da pesquisa e aos pacientes que fizeram parte do estudo.