Najwaz˙niejsze parametry testu spiroergometrycznego

Najwaz˙niejsze parametry testu spiroergometrycznego

Najważniejsze parametry
testu spiroergometrycznego
Test spiroergometryczny pozwala na całościowa˛ ocene˛ odpowiedzi na wysiłek układu oddechowego, kra˛żenia, hemopoetycznego, nerwowego, mie˛śni szkieletowych i psychiki. Jest to badanie
nieinwazyjne, dynamiczne, fizjologiczne, pozwalaja˛ce na ocene˛
reakcji podczas wysiłku sub- i maksymalnego. Pomiary obejmuja˛
parametry wymiany gazowej: zużycie tlenu, produkcje˛ dwutlenku
we˛gla, wentylacje˛ minutowa˛ w dodatku do monitorowania EKG,
ciśnienia te˛tniczego krwi, pulsoksymetrii. Wynikiem CPET jest
imponuja˛ca liczba zmierzonych parametrów (tab. 13). Ich ocena
zależy w dużym stopniu od celu badania. Wykorzystanie w praktyce
klinicznej testu spiroergometrycznego wymaga odpowiedniego przedstawienia danych oraz właściwej interpretacji. Mimo że niektóre parametry sa˛ bezsprzecznie ważniejsze od innych, w podejmowaniu
decyzji klinicznych powinno sie˛ uwzgle˛dniać, że CPET integruje
elementy oceny różnych narza˛dów i układów i analizować wiele
parametrów.
Tabela 13. Pomiary nieinwazyjne podczas badania spiroergometrycznego
[zmodyfikowane na podstawie ATS/ACCP Statement]
Pomiar
Parametr
Praca zewne˛trzna (moc)
WR
Metaboliczna wymiana gazowa
VO2, VCO2, RER, VAT
Odpowiedź układu kra˛żenia
HR, EKG, RR, rezerwa HR, puls tlenowy
Wentylacja
VE, TV, BF, BR
Wymiana gazowa w płucach
VE/VO2, VE/VCO2, SpO2, PETO2, PETCO2
Objawy subiektywne
Duszność, zme˛czenie, dławica piersiowa, ból
nóg, zawroty głowy
49
Zużycie tlenu (VO2)
Zużycie tlenu (VO2), cze˛stość serca i pojemność minutowa serca sa˛
proporcjonalne do wielkości pracy podczas wysiłku, a przebieg tych
zależności jest w przybliżeniu liniowy (ryc. 4).
Rycina 4. Zużycie tlenu podczas maksymalnego wysiłku o stopniowo wzrastaja˛cej
intensywności osoby zdrowej, chorego z niewydolnościa˛ serca i sportowca. Badania
przeprowadzone według różnych protokółów.
Zużycie tlenu jest zależne od metabolizmu komórkowego i sprawnego transportu tlenu. Najlepszym pojedynczym wskaźnikiem sprawności układu kra˛żenia w odpowiedzi na wysiłek tlenowy jest maksymalne zużycie tlenu. Równanie Ficka uwzgle˛dnia udział tych mechanizmów kra˛żeniowych, które sa˛ najważniejsze dla właściwego dostarczania tlenu, i odpowiada iloczynowi pojemności minutowej serca
i różnicy te˛tniczo-żylnej wysycenia tlenem (VO2 = HR  SV  AVd)
(patrz podrozdział ,,Wydolność fizyczna’’). Na wielkość VO2 ma
wpływ również doste˛pność tlenu, która zależy od warunków transportu we krwi (ste˛żenia hemoglobiny, saturacji te˛tniczej, temperatury, pH
krwi), czynności serca (cze˛stości pracy serca, obje˛tości wyrzutowej)
oraz redystrybucji przepływu obwodowego i ekstrakcji w tkankach
(ge˛stości kapilar, ge˛stości i czynności mitochondriów, odpowiedniej
perfuzji i dyfuzji tkankowej).
VO2 rośnie ze wzrostem obcia˛żenia aż do osia˛gnie˛cia limitu, przy
którym mimo dalszego wzrostu obcia˛żenia VO2 już istotnie nie rośnie
i zależność VO2 — praca (lub VO2 — czas) przybiera kształt plateau.
50
Tradycyjnie osia˛gnie˛cie plateau w VO2 odpowiada pułapowi tlenowemu (VO2 max), który uważany jest za najlepszy wskaźnik wydolności aerobowej (tlenowej) i złoty standard w ocenie sprawności układu
kra˛żenia i oddechowego. Reprezentuje maksymalny możliwy do
osia˛gnie˛cia z zaangażowaniem dużych grup mie˛śniowych poziom
metabolizmu tlenowego. Jednak w sytuacjach klinicznych plateau
zużycia tlenu w czasie maksymalnego wysiłku odpowiadaja˛ce pułapowi tlenowemu może nie zostać osia˛gnie˛te z powodu wcześniejszego
wysta˛pienia objawów uniemożliwiaja˛cych kontynuowanie wysiłku,
pozwalaja˛c jedynie na zmierzenie szczytowego zużycia tlenu (peak
VO2). W konsekwencji dla celów praktycznych cze˛sto używa sie˛
zamiennie określeń peak VO2 i VO2 max, mimo że odnosza˛ sie˛ one do
różnych parametrów fizjologicznych.
VO2 max stanowi bezpośrednia˛ miare˛ maksymalnej pojemności
minutowej serca. Wynika to z równania Ficka (patrz wcześniej).
Różnica te˛tniczo-żylna wysycenia tlenem (AVd) jest wskaźnikiem
jego wychwytu w tkankach. W warunkach prawidłowych AVd wynosi
około 60 ml/l. Podczas wysiłku wzrasta proporcjonalnie do intensywności pracy i może osia˛gać 150–160 ml/l. Maksymalna AVd jest
fizjologicznie ograniczona do wartości 15–17% obje˛tości (vol%),
zachowuje sie˛ wie˛c mniej lub bardziej jak wartość stała (osobnicze
różnice w wielkości AVd sa˛ stosunkowo niewielkie w porównaniu
z różnicami osobniczymi w wielkości SV). VO2 max zależy też od
wielu innych czynników, m.in. stanu aktywności fizycznej, wieku
i płci (patrz podrozdział ,,Wydolność fizyczna’’).
Znajomość norm (wartości prawidłowych) jest niezbe˛dna, aby
rozpoznać nieprawidłowa˛ tolerancje˛ wysiłku. W praktyce klinicznej
posługujemy sie˛ nomogramami do wyznaczania normy zużycia tlenu
lub wzorami wyprowadzonymi na podstawie badań dużych grup osób
obu płci w różnym wieku. Uwzgle˛dniaja˛ one również wzrost i mase˛
ciała (patrz rozdział ,,Interpretacja wyników CPET’’).
Moc tlenowa (VO2/WR)
Jak już wspomniano, VO2 podczas wysiłku wzrasta proporcjonalnie do
wielkości wykonanej pracy, a zależność ta jest liniowa. Wyrażenie
wielkości pracy (WR) w watach (jednostkach mocy z fizycznego
punktu widzenia) pozwala na wyliczenie tej zależności, a sposobem
wykonania pracy umożliwiaja˛cej pomiar jej wielkości jest wysiłek
51
na cykloergometrze. Przebieg zależności VO2 i pracy zewne˛trznej
(VO2 /WR slope), tzw. mocy tlenowej, odzwierciedla wydajność
przemian metabolicznych potencjalnej energii chemicznej na prace˛
mechaniczna˛ i wydajność mechaniczna˛ układu mie˛śniowo-szkieletowego. Innymi słowami odzwierciedla koszt tlenowy wykonywanej
pracy. Wartość VO2 podczas wysiłku o zwie˛kszanym obcia˛żeniu
podzielona przez wartość wykonanej pracy na cykloergometrze wynosi około 10–11 ml/min/W i jest niezależna od płci, wieku i wzrostu
(VO2 /WR = 10–11 ml/min/W). Zmniejszenie tej wartości wskazuje na zmiany metabolizmu mie˛śni szkieletowych (zwie˛kszenie
udziału metabolizmu beztlenowego) i/lub nieprawidłowości w transporcie tlenu, może wyste˛pować w chorobach układu kra˛żenia
i płuc. U chorych z cie˛żka˛ niewydolnościa˛ serca przyrost VO2 na
jednostke˛ pracy może być obniżony do 7–8 ml/min/W. Analiza
VO2 /WR slope, gdy test był submaksymalny, pozwala ocenić przyczyne˛ przerwania testu. Prawidłowa relacja VO2 /WR slope sugeruje,
że przyczyna˛ przedwczesnego przerwania badania nie jest istotna
choroba serca; obniżenie jej wartości może świadczyć o niewydolności kra˛żenia.
Kinetyka VO2 po zakończeniu wysiłku
W okresie bezpośrednio po wysiłku o wzrastaja˛cej intensywności
(recovery) VO2 maleje wykładniczo. Wykazano, że u osób zdrowych
czas niezbe˛dny do zmniejszenia VO2 o 50% peak VO2 (T1/2) po
zakończeniu wysiłku wynosi 60–80 s. U chorych z cie˛żka˛ niewydolnościa˛ serca ten czas jest przedłużony i może wynosić do 3 min.
Prawdopodobnie wynika to z wolnego tempa odtwarzania zasobów
energetycznych po wysiłku. Powysiłkowa kinetyka VO2 jest tylko
w niewielkim stopniu zależna od stopnia intensywności wysiłku, sta˛d
jej analiza może być stosowana do oceny zaburzeń funkcji kra˛żenia
również wtedy, gdy test był submaksymalny ( 50% VO2 max).
Osia˛gnie˛cie małego peak VO2 z prawidłowym czasem powysiłkowego
zmniejszenia VO2 do 50% wartości szczytowej świadczy o wykonaniu
wysiłku submaksymalnego. Wydłużenie czasu powrotu VO2 po
zakończeniu wysiłku wyste˛puje również u pacjentów leczonych
beta-adrenolitykami oraz u chorych z przewlekła˛ obturacyjna˛ choroba˛
płuc (POChP). U chorych z niewydolnościa˛ serca T1/2 ma wartość
rokownicza˛.
52