Energy Cost Index as an Estimate of Energy Expenditure of Cerebral‐palsied Children During Assisted Ambulation

Abstract

SUMMARY The energy expenditure of cerebral‐palsied children ambulating with bilateral quad canes and wheeled walkers was estimated, using average heart rate and speed of walking. An energy cost index (average number of heart rates per unit distance walked) was derived to allow for varying speeds among patients. Children were then categorized into those who had a lower energy cost index when using quad canes and those who had a lower index when using walkers. This made it possible to offer treatment recommendations based on objective data. RÉSUMÉ Index de coût énergétique comme estimation de la dépense énergétique d'enfants IMC durant une déambulation assistée La dépense d'énergie d'enfants IMC se déplacant avec Cannes quadripodes bilatérales a été appréciée en mesurant le rythme cardiaque moyen et la vitesse de déplacement. Un index de coût énergétique (nombre moyen de battements cardiaques par unité de distance franchie) a étéétabli pour des vitesses variées parmi les sujets étudiés. Les sujets ont alors été classés entre ceux qui avaient un index de coût énergétique plus bas lorsqu'ils utilisaient des quadripodes et ceux qui avaient un index plus bas en utilisant des fauteuils. Ceci a permis d'établir des conseils de traitement basés sur des données objectives. ZUSAMMENFASSUNG Energiebedarfsindex als Schätzwert des Energieverbrauchs bei Kindern mit Cerebralparese während assistierter Bewegung Bei Kindern mit Cerebralparese, die sich mit beidseitigen Gehstützen und Rollstuhlen fortbewegten, wurde anhand der durchschnittlichen Herzfrequenz und der Bewegungsgeschwindigkeit der Energieverbrauch bestimmt. Der Energiebedarfsindex (durchschnittliche Anzahl der Herzschläge pro zurückgelegter Gehstrecke) wurde ermittelt, urn die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Patienten zu berüchsichtigen. Die Probanden wurden dann eingeteilt in solche, die einen niedrigeren Energieverbrauchsindex beim Gehen mit Gehstützen und solche, die einen niedrigeren Energieverbrauchsindex beim Rollstuhlfahren hatten. Dadurch war man in der Lage, anhand objektiver Daten Behandlungsvorschläge zu machen. RESUMEN Indice de coste de energía como estimación del gasto de energía en niños con parálisis cérébral durante la deambulación asistida Se evaluó el gasto energético en niños con parálisis cerebral andando con muletas bilaterales o con andadores con ruedas, observando el promedio de frecuencia cardíaca y la velocidad de la marcha. Se dedujo un indice de gasto de energía (promedio de frecuencia cardíaca por unidad de distancia andada) para ser aplicado a diversas velocidades de marcha según los pacientes. Los pacientes se categorizaron en los que tenian un bajo indice de gasto energético al andar con muletas y los que lo tenían al usar andores con ruedas. Esto hizo posible ofrecer tratamientos recomendados en base a datos objetivos.

Ambulatory capacity in cerebral palsy: prognostic criteria and consequences for intervention

“…This early loss of ambulatory capacity can be explained by studies on the high energy cost of ambulation in those with CP. [22][23] The avoidance of undue fatigue by relinquishing independent walking is confirmed by other authors. [24][25][26] This idea is given further weight by a recent study on fatigue by Jahnsen et al 27 in which they showed that mean scores on total fatigue and physical fatigue were significantly higher in participants with CP, but no statistical relationship between fatigue and level of motor impairment was found.…”

Walking energy expenditure in able-bodied individuals: A comparison of common measures of energy efficiency

“…Resting heart rate, walking heart rate and velocity are used to calculate either the Energy Efficiency Index (EEI) [2] or the Physiological Cost Index (PCI) [3]. These indexes are considered reasonable alternatives to direct measurement because of the linear relationship established between heart rate and oxygen consumption at submaximal workloads [4]. In addition, the assessment of heart rate can be performed with minimal equipment and expertise making this methodology easily applicable in a clinical setting.…”

Prediction of mechanical efficiency from heart rate during stair-climbing in children with cerebral palsy

“…The disadvantages of directVO 2 measurements include the cumbersome nature of the testing process and high costs of data collection systems. Several indices have been developed to estimate energy cost andVO 2 from heart rate (HR), with the assumption that linear relationships exist between HR andVO 2 in individuals with motor disorders and in children with CP [16,17].…”