Thoracic changes and exercise capacity in patients with adolescent idiopathic scoliosis / Alterações torácicas e capacidade de exercício em pacientes com escoliose idiopática do adolescente

Abstract Introduction: The spine deformity due to adolescent idiopathic scoliosis (AIS) generates respiratory mechanical limitations that may reduce the physical activity performance. Objective: To evaluate the thoracic deformity, exercise capacity and lung function in AIS patients comparing to healthy adolescentes. Besides investigating associations between thoracic deformity and exercise capacity in AIS patients. Methods: Thirty-two AIS patients and 22 healthy adolescents underwent chest wall evaluation by photogrammetry. We created thoracic markers shaped as angles (A): A3 (xiphoid process and the last false rib on the right and left sides) and A5E (inframamilar / inferior angle of the scapula / left acromion). Individuals were submitted to incremental shuttle walk test (ISWT) and physiological responses were quantified: oxygen consumption (VO2), tidal volume (VT), minute ventilation (VE), the rate of gas exchange (R) and the walked distance (ISWD). Pulmonary function test was performed and the forced vital capacity (FVC) and expiratory volume in first second (FEV1) were obtained. Results: Patients with AIS presented FVC (p = 0.015), FEV1 (p = 0.044), VO2 (p = 0.015), VO2/kg (p = 0.008), VT (p < 0.001), VE (p = 0,010) and ISWD significantly reduced compared to healthy adolescents. We found moderate correlations between the thoracic markers A5E and VO2 (r = -0.480, p = 0.001), A3 and VE/VO2 (r = -0.480; p = 0.001) and R (r = -0.480, p = 0.001) in AIS patients. Conclusion: Patients with AIS presented reduced exercise capacity and reduced pulmonary function. The thoracic deformity is related to worse exercise capacity in individuals with AIS.

Resumo Introdução: A deformidade da coluna vertebral causada pela escoliose idiopática do adolescente (EIA) gera limitações respiratórias que podem reduzir o desempenho da atividade física. Objetivo: Avaliar a deformidade torácica, capacidade de exercício e função pulmonar em pacientes com EIA comparando com adolescentes saudáveis. Além de investigar associações entre a deformidade torácica e capacidade de exercício em pacientes com EIA. Métodos: Trinta e dois pacientes com EIA e 22 adolescentes saudáveis foram submetidos à avaliação da caixa torácica por fotogrametria. Criamos marcadores torácicos em forma de ângulos (A): A3 (processo de xifóide e as últimas costelas falsas bilateral) e A5E (inframamilar/ângulo inferior da escápula/acrômio esquerdo). Os indivíduos foram submetidos ao Incremental Shuttle Walk Test (ISWT) e respostas fisiológicas foram quantificadas: consumo de oxigênio (VO2), volume corrente (VT), ventilação minuto (VE), taxa de troca gasosa (R) e a distância percorrida (ISWD). A função pulmonar foi realizada e a capacidade vital forçada (CVF) e o volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) foram obtidos. Resultados: Os pacientes com EIA apresentaram CVF (p = 0,015), VEF1 (p = 0,044), VO2 (p = 0,015), VT (p < 0,001), VE (p = 0,010) e ISWD significantemente reduzidos em relação ao controle. Encontramos correlações moderadas entre A5E e VO2 (r = -0,480, p = 0,001), A3 e VE/VO2 (r = -0,480; p = 0,001) e R (r = -0,480, p = 0,001) em pacientes com EIA. Conclusão: Pacientes com EIA apresentaram redução da capacidade de exercício e da função pulmonar e a deformidade torácica está relacionada à pior capacidade de exercício nestes indivíduos.

Functional exercise capacity, lung function and chest wall deformity in patients with adolescent idiopathic scoliosis / Capacidade funcional de exercício, função pulmonar e geometria da caixa torácica em pacientes com escoliose idiopática do adolescente

AbstractIntroduction The adolescent idiopathic scoliosis (AIS) causes changes on the compliance of the chest. These changes may be associated with impaired lung function and reduced functional exercise capacity of these adolescents. We aimed to evaluate the correlation between functional exercise capacity, lung function and geometry of the chest at different stages of AIS.Materials and methods The study was carried out in a cross-sectional design which were evaluated 27 AIS patients at different stages of the disease. For chest wall evaluation, were created geometry angles/distances (A/D), which were quantified by Software Postural Assessment. The functional exercise capacity was assessed by a portable gas analyzer during the incremental shuttle walk test (ISWT). Besides that, manovacuometry and spirometry were also performed.Results Linear regressions showed that oxygen uptake (peak VO2) was correlated with distance travelled in the ISWT (R2 = 0.52), maximal respiratory pressures, cough peak flow (R2 = 0.59) and some thoracic deformity markers (D1, D2 and A6).Discussion We observed that the chest wall alterations, lung function and respiratory muscle strength are related to the functional exercise capacity and may impair the physical activity performance in AIS patients.Final considerations There is correlation between functional exercise capacity, lung function and geometry of the chest in AIS patients. Our results point to the possible impact of the AIS in the physical activities of these adolescents. Therefore, efforts to prevent the disease progression are extremely important.

ResumoIntrodução A escoliose idiopática do adolescente (EIA) provoca alterações na conformidade da caixa torácica. Essas alterações podem estar associadas ao prejuízo da função pulmonar e à redução da capacidade funcional de exercício desses adolescentes.Materiais e métodos O estudo foi realizado em delineamento transversal no qual foram avaliadas a correlação entre a capacidade funcional de exercício, função pulmonar e a geometria da caixa torácica de 27 pacientes em diferentes estágios da EIA. Para avaliação da geometria torácica foram criados ângulos/distâncias (A/D) que foram quantificados pelo Software de Avaliação Postural. Foram realizadas manovacuometria, espirometria e a capacidade funcional de exercício foi avaliada por meio de um analisador de gases portátil durante o incremental shuttle walk test (ISWT).Resultados As regressões lineares mostraram que o consumo de oxigênio se correlacionou com a distância caminhada no ISWT (R2 = 0,52), as pressões respiratórias máximas, o pico de fluxo de tosse (R2 = 0,59) e alguns marcadores de deformidade torácica (D1, D2 e A6).Discussão Observamos que a alteração da geometria da caixa torácica, a função pulmonar e a força dos músculos respiratórios estão associadas à capacidade funcional de exercício e podem prejudicar o desempenho das atividades físicas dos pacientes com EIA.Considerações finais Existe correlação entre a capacidade funcional de exercício, função pulmonar e a geometria da caixa torácica em pacientes com EIA. Nossos resultados apontam o possível impacto da EIA nas atividades físicas desses adolescentes.

Monitoring respiratory muscle strength assists in early diagnosis of respiratory dysfunction as opposed to the isolated use of pulmonary function evaluation in amyotrophic lateral sclerosis / Monitoramento da força muscular respiratória em detrimento do uso isolado da avaliação da função pulmonar para o diagnóstico precoce de disfunção respiratória em pacientes com esclerose lateral amiotrófica

It was study the relationship between respiratory muscle strength and forced vital capacity (FVC) in patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) versus healthy subjects. Pulmonary function and respiratory muscle strength [maximal inspiratory (PImax), maximal expiratory (PEmax) and sniff nasal inspiratory pressure (SNIP)] were assessed in patients with ALS and healthy subjects, matched using cutoffs established in the literature for impaired pulmonary function and respiratory muscle weakness. Twenty-eight ALS patients and 28 healthy subjects were studied. We found sensitivity and specificity for PImax, PEmax and SNIP of 75/58%, 81/67% and 75/67%. The Receiver Operating Characteristic curve (ROC curve) indicated that the variables PImax, PEmax and SNIP can identify differences in respiratory muscle strength between ALS and healthy individuals at 0.89, 0.9 and 0.82, respectively. A positive correlation was recorded between FVC (%) versus SNIP, PImax and PEmax. In ALS, monitoring respiratory muscle strength assists in early diagnosis of respiratory dysfunction as opposed to the isolated use of FVC. .

Estudar a relação entre a força dos músculos respiratórios e a capacidade vital forçada (CVF) em pacientes com esclerose lateral amiotrófica (ELA) e sujeitos saudáveis. Avaliamos a função pulmonar e a força dos músculos respiratórios [pressão inspiratória (PImax), pressão expiratória (PEmax) e pressão inspiratória nasal de sniff (SNIP)] utilizando pontos de corte estabelecidos na literatura para diagnóstico de fraqueza muscular respiratória. Foram estudados 28 pacientes com ELA e 28 sujeitos saudáveis. Encontramos sensibilidade e especificidade para PImax, PEmax e SNIP de 75/58%, 81/67% e 75/67%. A curva ROC (Receiver Operating Characteristic) indicou que as variáveis PImax, PEmax e SNIP podem identificar diferenças na força dos músculos respiratórios em pacientes com ELA versus sujeitos saudáveis em 0,89, 0,9 e 0,82 respectivamente. Foi encontrada uma correlação positiva entre CVF (%) e SNIP, PImax e PEmax. Em pacientes com ELA, o monitoramento da força muscular respiratória auxilia no diagnóstico precoce da disfunção em detrimento do uso da CVF isolada. .