銀 髮 族 之 肌 肉 適 能 與 心 肺 功 能 的 評 估 與 介 入 老 化 Aging 生 命 不 可 或 缺 的 現 象, 伴 隨 著 生 理 上 的 改 變 以 及 增 加 急 性 或 慢 性 疾 病 之 發 生 Aging is associated with a higher incidence of physical impairment & functional disability. 義 守 大 學 物 理 治 療 學 系 陳 建 良 PT, Ph.D 1 2 心 血 管 系 統 之 老 化 銀 髮 族 心 肺 功 能 之 評 估 與 介 入 PART 1. 體 適 能 隨 年 齡 老 化 減 低 : Maximal oxygen uptake (VO 2 max) Metabolic equivalents (METs) 一 個 人 之 最 大 耗 氧 量 在 27 歲 達 最 高, 之 後 隨 年 齡 增 加 而 減 低 (65 歲 約 為 最 大 值 之 60%) VO 2 =C.O. (a-v)po 2 diff 此 大 部 分 是 來 自 於 心 輸 出 量 (cardiac output) 降 低 所 致 3 4 心 血 管 系 統 之 老 化 - Max HR with age:220- 年 齡 % age-predicted maxhr = 208 - (0.7 age) - Stroke volume with age: 心 肌 彈 性 變 差, 靜 脈 回 流 欠 佳 (preload), 心 肌 收 縮 能 力 降 低 - 隨 年 齡 增 長 動 脈 感 壓 反 射 器 (baroreceptors) 對 直 立 性 低 血 壓 (orthostatic hypotension) 之 敏 感 性 降 低 ( 特 別 在 飯 後 ) - 心 臟 對 活 動 之 應 變 能 力 降 低 ; 因 此, 心 跳 增 加 率 對 活 動 量 激 增 之 反 應 時 間 加 長, 心 跳 恢 復 之 時 間 也 變 長 此 外,warm-up 或 cool-down 之 時 間 也 需 增 加 5 心 肺 適 能 的 評 估 評 估 前 的 考 量 : 運 動 測 試 前 的 篩 選 PAR-Q ( 加 拿 大 運 動 生 理 學 會 設 計 ) ACSM( 美 國 運 動 醫 學 會 ) 的 評 估 準 則 訂 出 危 險 分 級 6 1
Decision Tree in the Evaluation of Cardiorespiratory Fitness 7 8 ACSM guideline 9 10 Testing Procedures Sign consent form Screening PAR-Q ACSM guidelines Resting and exercise measures HR & BP Cholesterol ECG GXT (graded exercise test) or field test 11 Field Tests( 實 地 測 試 ) for Estimating Cardiorespiratory Fitness Use natural activities ( 天 賦 本 能 ) Walking, running, or stepping 優 點 : Can test large numbers of people at low cost 缺 點 :Physiological responses may be difficult to measure 注 意 :Motivation plays an important role in test results 12 2
Maximal Run Tests (1) Measure how far a person can run in a set time or how fast they can run a set distance Cooper s 12-minute run and 1.5 mile run AAPHERD s 1-mile run/walk (American Alliance for Health, Physical Education for Recreation and Dance) Why 12-min or 1~1.5-mile??? 13 Maximal Run Tests (2) VO 2max estimates based on the linear relationship between running speed and oxygen cost of running Optimal 10~20 min run tests If <5 min only used anaerobic system 14 1.5-mile 2414m 6 圈 操 場 15 16 Walk Tests Requires only simple measurements 1 mile walking time HR VO 2max is based on: 2max Age, weight( 磅 ), sex ( =0; =1), time( 分 鐘 ), and HR( 最 後 1/4 英 哩 所 測 得 的 bpm) VO 2max =132.85-0.077(wt) - 0.388(age) + 6.32(sex) - 3.26(time) - 0.157(HR) As fitness improves, HR and/or time will be lower Results in higher estimated VO 2max 17 18 3
評 估 老 年 人 的 實 地 測 驗 6-min walking test (6MWT) 6 分 鐘 行 走 測 試 19 1. Normal : 530 m ( : 580 m ; : 500 m) 2. COPD : > 70 m 3. Heart failure patient : > 43 m 20 約 40cm 21 22 心 肺 耐 力 指 數 ( 三 分 鐘 登 階 測 試 ) 以 登 階 運 動 三 分 鐘 後 的 心 跳 恢 復 能 力, 來 了 解 受 測 者 的 心 肺 耐 力 使 用 35 公 分 高 台 階, 以 每 分 鐘 96 拍 速 度 上 下 階 梯 24 次 (4 拍 上 下 一 次 ), 持 續 3 分 鐘, 測 量 運 動 後 1 分 30 秒 2 分 30 秒 3 分 30 秒 的 心 跳 數 將 測 得 的 心 跳 數 及 運 動 持 續 時 間 導 入 公 式 計 算 其 心 肺 耐 力 指 數, 心 肺 耐 力 指 數 愈 高 愈 好 注 意 事 項 : 1. 感 覺 不 適 可 立 即 停 止 2. 上 下 階 梯 雙 腿 要 伸 直 並 注 意 安 全 3. 中 途 可 更 換 先 上 台 階 之 腳, 但 先 上 台 階 的 腳 先 下 (EX : 右 腳 上 右 腳 下 ), 且 登 階 速 度 要 符 合 節 拍 23 高 危 險 群 Graded Exercise Tests: Measurements Heart rate By palpation, ECG, or monitor Blood pressure By auscultation ECG Can diagnose arrhythmias or ischemia Rating of perceived exertion (RPE) Subjective measure of fatigue 24 Bad 4
(RPE) 係 數 6~20 是 相 對 HR: 60~200 bpm 25 26 27 28 VO 2max Estimation from last work rate Use equations to calculate estimated VO 2max 若 漸 增 負 荷 運 動 之 增 加 量 高 於 受 試 者 能 力 or 時 間 太 短 無 法 達 穩 定 VO 2 估 不 準 ( 可 能 會 高 估 ) 尤 其 體 能 不 佳 者 達 穩 定 狀 況 時 間 較 久 Estimation from submaximal heart rate Extrapolate measured submaximal HR to agepredicted maximal HR to estimate VO 2max Careful measurement of HR is required ( 需 控 制 好 影 響 HR 之 因 素, 如 溫 溼 度 情 緒 藥 物.. 等 ) 29 Estimation of VO 2max From Submaximal HR Response The test is stopped when the subject reaches 70~85% of maximal HR A line is drawn through the HR points measured ed during the test and is extrapolated ( 外 插 法 ) to the age-adjusted estimate of maximal HR (220-age) Another line is dropped down from that point to the x-axis, and the VO 2max is identified 30 5
Estimation of VO 2max From Submaximal Cycle Ergometer Test 31 32 提 升 心 肺 適 能 之 介 入 措 施 運 動 處 方 原 則 FITT (Frequency, Intensity, Type, Time) 健 走 運 動 鍛 鍊 前 之 評 估 考 量 ( 一 ) 年 老 患 者 在 開 始 運 動 科 目 前, 必 須 仔 細 地 瞭 解 病 史 與 身 體 檢 查 : i. 避 免 使 現 有 之 慢 性 病 惡 化 ii. 設 計 的 科 目 需 能 使 患 者 感 到 有 趣 且 實 際 活 動 經 歷 可 幫 助 擬 定 合 理 的 目 標 特 別 注 意 跌 倒 之 風 險, 評 估 患 者 之 視 覺 和 肌 肉 骨 骼 是 否 異 常, 同 時 注 意 平 衡 與 步 態 注 意 是 否 服 用 可 能 會 影 響 平 衡 之 藥 物 ( 如 鎮 靜 劑 抗 憂 鬱 藥 抗 高 血 壓 藥 ) 33 34 鍛 鍊 前 之 評 估 考 量 ( 二 ) 訓 練 前 仔 細 的 心 血 管 與 神 經 學 評 估 是 必 須 的 患 者 若 有 周 邊 神 經 病 變 步 態 不 穩 平 衡 受 損 或 直 立 性 低 血 壓 應 忠 告 其 有 較 高 之 跌 倒 風 險 健 康 的 老 人 可 以 不 需 要 運 動 測 試, 即 以 中 強 度 (40-60% VO 2 max) 運 動 科 目 開 始 ( 如 走 路 或 增 加 平 日 的 活 動 ) : i. 運 動 科 目 逐 步 地 開 始 和 進 行 ii. 留 神 不 正 常 症 候 或 症 狀 之 產 生 35 運 動 處 方 1. 處 方 基 本 原 則 : 取 得 醫 學 ( 內 科 ) 上 之 許 可 和 篩 選 評 估 個 體 的 功 能 性 能 力 (functional capacity) 考 慮 方 式 強 度 頻 率 和 訓 練 時 間 保 證 慢 速 和 逐 漸 的 訓 練 進 程 考 慮 患 者 訓 練 時 之 安 全 性 注 意 患 者 之 動 機 和 興 趣 定 期 再 評 估 患 者 的 functional capacity 與 處 方 程 度 36 6
有 氧 (aerobic) 運 動 處 方 Variable 一 般 健 康 良 好 成 年 人 健 康 良 好 老 年 人 走 路, 騎 腳 踏 車, 游 泳, 走 路 + 慢 跑 交 替, Mode (T) 跳 舞, 划 船 游 泳, 騎 腳 踏 車, 太 極 拳, 柔 軟 體 操 Muscle groups Large Large Frequency (F) 3-5 times/wk 3-4 times/wk Duration (T) 20-60 min 20-60 min Intensity (I) 60-80%of max. HR 40-60% of max. HR Warm-up +flexibility ex./ 10-15 min/10min 需 稍 長 Cool-down ex. 37 Exercise Prescription for Cardiorespiratory Fitness Frequency Duration 20-30 min 200-300 kcals per session Intensity Considerations Weight loss Improved fitness Injury prevention 38 Exercise Intensity (1) Exercise Intensity Corresponding to 60-80% VO 2max Target heart rate (THR) range Direct method HR at percentage of maximal work rate during GXT THR range Indirect method 1) 70-85% of maximal HR (220-age) 之 誤 差 值 : 1SD=±11 bpm 2) 60-80% HRR+restHR=THR HR reserve =maxhr- resthr 3) 1. & 2. 兩 種 預 估 方 法 在 高 適 能 者 間 並 無 差 異 ; 但 對 低 體 適 能 者 差 異 較 大 39 40 41 42 7
43 44 分 析 Exercise Intensity (2) Susan 屬 於 體 能 較 差 者 : 建 議 40%VO 2 R 開 始 Target VO 2 =( 強 度 %) (VO 2 max-3.5)+3.5 =0.4(17.5-3.5)+3.5 =9.1ml/kg/min 若 將 計 算 強 度 改 為 40%VO 2 max Target VO 2 =17.5 0.40 =7ml/kg/min ( 低 估 ) 45 Borg 運 動 自 覺 量 表 (RPE) 70~85%HRmax 相 當 於 RPE 12~14 新 量 表 4 HR 必 須 在 運 動 停 止 後 15 秒 內 立 即 測 量 10 秒 的 脈 搏 數 ( 橈 or 頸 動 脈 ) 頸 動 脈 需 輕 觸 46 47 48 8
參 考 解 析 應 讓 Jeremy 以 較 低 運 動 強 度 開 始 運 動 計 畫, 約 50~60%VO 2 R 強 度 ( 等 同 %HRR) 預 估 HRmax=220-64=156bpm 實 際 測 得 為 148bpm THR 下 限 =0.5 (148-86)+86=117bpm THR 上 限 =0.6 (148-86)+86=123bpm 49 50 運 動 時 跌 倒 或 受 傷 之 風 險 51 運 動 受 傷 風 險 與 訓 練 之 強 度 成 正 比 為 避 免 傷 害, 運 動 處 方 需 包 含 stretching exercises 合 併 強 化 衰 弱 關 節 附 近 的 肌 肉 建 議 老 患 者 穿 合 適 的 鞋 子 ( 摩 擦 力 好 和 有 減 震 墊 ) 以 避 免 跌 倒 溫 暖 氣 候 下, 提 醒 老 運 動 員 有 關 過 高 熱 (hyperthermia) 和 脫 水 (dehydration) 的 風 險 當 氣 候 冷 時, 戶 外 運 動 下 需 注 意 避 免 過 低 體 溫 症 (hypothermia) 和 凍 傷 (frostbite) 若 有 呼 吸 性 疾 病 如 氣 喘 或 COPD, 在 空 氣 污 染 程 度 高 時 應 避 免 戶 外 激 烈 運 動 運 動 產 生 心 血 管 或 肌 肉 骨 骼 嚴 重 併 發 症, 在 目 52 前 發 表 的 研 究 上 並 不 常 見 肌 肉 之 老 化 銀 髮 族 之 肌 肉 適 能 評 估 與 介 入 PART 2. 53 隨 著 年 齡 增 加, 動 力 (force/time) 也 隨 之 減 少, 此 可 能 導 因 於 力 量 減 少 伴 隨 著 神 經 傳 導 速 率 減 慢 突 觸 傳 導 時 間 增 加 和 肌 肉 收 縮 的 時 間 增 加 所 致 1. Fast-twitch fibers 隨 年 齡 增 長 而 萎 縮 (disuse atrophy), 然 而 slow-twitch fibers 相 對 的 仍 然 保 持 穩 定 2. 相 對 於 老 化 之 影 響, 關 節 之 固 定 不 動 (immobilization) 導 致 的 slow-twitch fibers 萎 縮 的 程 度 相 對 較 fast-twitch fibers 嚴 重 54 9
神 經 肌 肉 之 老 化 受 傷 的 老 病 人 會 因 為 immobilization 使 此 二 類 之 肌 肉 萎 縮 : - 起 初, 訓 練 著 重 在 低 強 度 長 時 間 的 活 動 ( 慢 ) - 之 後 以 高 強 度 短 時 間 之 活 動 訓 練 ( 快 ) 隨 著 年 齡 老 化, 力 量 減 弱 主 要 發 生 在 背 部 和 下 肢 的 近 端 處, 上 肢 力 量 減 少 較 小 - 從 坐 站 常 產 生 困 難 肌 力 的 評 估 監 控 訓 練 進 度 & 評 估 傷 後 進 步 1. 靜 態 肌 力 測 試 -Isometric measurement 2. 動 態 肌 力 測 試 -Isotonic measurement 3. 等 速 肌 力 測 試 -Isokinetic measurement 俗 話 說 : 樹 枯 根 先 竭, 人 老 腳 先 衰 55 56 靜 態 肌 力 測 試 測 最 大 自 主 等 長 收 縮 1. 握 力 計 (hand-grip dynamometer) 手 握 肌 力 測 試 2. 背 筋 力 計 (back-lift dynamometer) 下 肢 肌 力 測 驗 背 部 肌 力 測 試 57 58 以 數 位 手 持 式 測 力 計 進 行 等 長 測 驗 動 態 肌 力 測 驗 通 常 以 一 次 最 大 反 覆 (one-repetition maximum, 1-RM) 進 行 測 驗 59 60 10
上 肢 肌 力 評 估 下 肢 肌 力 評 估 61 62 Isokinetic Measurement of Strength Using Cybex Dynamometer 63 64 Printout From Isokinetic Dynamometer 銀 髮 族 的 功 能 性 體 適 能 測 驗 適 合 60-90 歲 的 老 年 人 包 含 兩 種 肌 力 測 試 : 1. 單 手 彎 舉 ( 肱 二 頭 肌 ) 以 評 估 上 肢 肌 力 2. 30 秒 座 椅 站 立 測 驗 以 評 估 下 肢 肌 力 ACSM 建 議 以 這 兩 種 安 全 的 測 驗 為 老 年 人 評 估 肌 肉 適 能 瞭 解 動 作 全 程 之 資 訊 65 66 11
手 臂 彎 舉 測 驗 女 性 使 用 5 磅 (2.27kg) 重 啞 鈴 男 性 使 用 8 磅 (3.63kg) 重 啞 鈴 姿 勢 : 背 貼 椅 背, 雙 腳 平 踩 地 面, 以 慣 用 手 抓 握 啞 鈴 且 手 肘 自 然 垂 放 身 體 側 邊 ; 舉 起 啞 鈴 須 完 全 彎 曲 提 醒 受 測 者 將 手 肘 貼 近 軀 幹 做 動 作 在 30 秒 內 盡 可 能 做 到 最 多 下 67 68 30 秒 座 椅 站 立 測 驗 姿 勢 : 將 椅 背 靠 牆 避 免 滑 動 受 測 者 身 體 坐 正, 雙 腳 平 踩 地 面, 雙 手 交 叉 橫 放 胸 前 每 次 起 立 時 雙 腳 站 直, 回 座 位 時 完 全 坐 穩 在 30 秒 內 盡 可 能 完 成 最 多 次 數 69 70 強 化 訓 練 的 運 動 處 方 Variable 一 般 健 康 良 好 成 年 人 健 康 良 好 老 年 人 Dynamic(free-weights or Mode variable resistance) 同 左 Close-chain ex. Type of m. Isometric, Isotonic, 避 免 isometric 收 縮 或 contraction isokinetic Valsava maneuver Muscle groups Any 可 對 老 化 較 明 顯 或 日 常 活 動 較 常 用 之 肌 群 加 以 強 化 Frequency 2-3 times/wk 2-3 times/wk Duration 9s/contraction(3s each for concentric, state, & eccentric phase) 同 左 Intensity 60-80%of 1RM Circuit weight training programs: low resistance (40-60% of 1RM) Sets & repetitions 1-3 sets of 8-12 repetitions 1-3 sets of 15-30 repetitions Rest periods 2-3s between repetitions, 2 min between sets 同 左 71 Strength Training ACSM recommendations Dynamic exercises Full range of motion 8-10 different exercises in one set ( 針 對 主 要 肌 群 ) 8-12 repetitions per set (10-15 repetitions for elderly) At least 1 set 2~3 day / wk 72 12
Thanks for your attention! 73 13