1

LP 08 FIZIOPATOLOGIE ANUL III MEDICINA GENERALA Semestrul I 2015-2016

TESTAREA CARDIO-PULMONAR LA EFORT

(Ergospirometria)

OBIECTIVE EDUCATIONALE La sfritul acestei lucrri practice, studenii trebuie s: 1. Cunoasc indicaiile i contraindicaiile

testrii cardio-pulmonare la efort 2 . Interpreteze modificrile parametrilor

ergospirometrici ce exploreaz rezerva funcional cardio-pulmonar

3 . Interpreteze parametrii metabolici ce exploreaz schimburile gazoase

4 . Recunoasc modificrile fiziologice i patologice induse de efort pe ECG

Capacitatea de adaptare a organismului la efort este expresia cuplrii eficiente a schimburilor de O2i CO2 la nivel celular i pulmonar, ca urmare a funcionrii interdependente a patru mari sisteme: cardiovascular, pulmonar, muscular i sanguin. Testarea cardio-pulmonar la efort sau testarea ergospirometric este una dintre cele mai utilizate metode complementare de explorare a rezervei funcionale cardiopulmonare la efort i este considerat standardul de aur pentru determinarea capacitii maxime aerobe i a pragului anaerob. Principalele indicaii dianostice i prognostice ale testrii cardiopulmonare sunt redate n Tab.1, iar contraindicaiile n Tab.2. Tabel 1. Indicaiile testrii cardiopulmonare la efort conform Ghidului ATS/ACCP de testare cardiopulmonar la efort, 2003. x Evaluarea toleranei la efort: identificarea factorilor responsabili pentru

limitarea efortului fizic (intolerana la efort) x Diagnosticul diferenial al dispneei de

efort: identificarea factorilor de natur cardiac,

pulmonar sau de alt natur responsabili pentru apariia dispneei de efort

x Evaluarea pacienilor cu boli cardiace: evaluarea funcional (clasificarea pe grade de

severitate) i stabilirea prognosticului la pacienii cu insuficien cardiac

selectarea pacienilor cu indicaii de transplant cardiac

x Evaluarea pacienilor cu boli pulmonare

cronice: obstructive (ex., BPOC, astm de efort) restrictive (ex., fibroz pulmonar) vasculare (HT pulmonar de efort)

x Evaluarea toleranei la efort a pacienilor cu boli cardio-pulmonare: stabilirea gradului de efort care poate fi

efectuat de pacieni n vederea conceperii programelor de reabilitare

x Evaluarea riscului preoperator: evaluarea solicitrii la care poate fi supus

sistemul cardiovascular pentru: o pacienii cu neoplasm pulmonar sau cu

emfizem pulmonar care vor fi supui unei rezecii pulmonare

o pacienii n vrst care vor fi supui unei intervenii chirurgicale majore

x Evaluarea pacienilor cu transplant cardiac sau pulmonar

Tabel 2. Contraindicaiile testrii cardio-pulmonare conform Ghidului ATS/ACCP de testare cardiopulmonar la efort, 2003. x Absolute Infarctul miocardic acut Angina instabil Tulburri severe de ritm i/sau de conducere Stenoza aortic sever, simptomatic Insuficiena cardiac congestiv, simptomatic Miocardita sau pericardita acut Cardiomiopatia obstructiv sever Disecia acut de aort Tromboembolismul recent Embolia pulmonar acut Infarctul pulmonar HT pulmonar de repaus ! 60 mmHg Hipoxemia de repaus cu SpO2 85% Incapacitate de efort datorit unor afeciuni

mentale, neurologice sau ortopedice x Relative Tahiaritmii i bradiaritmii Bloc atrio-ventricular de grad nalt Stenoze valvulare moderate Cardiomiopatia obstructiv moderat HTA sever de repaus Insuficiena respiratorie acut Anemie Tulburri electrolitice

DEPARTAMENTUL III - TIINE FUNCIONALE Disciplina FIZIOPATOLOGIE Spl. Tudor Vladimirescu, nr. 14 300173 Timioara

2

I. TEHNICA TESTRII CARDIOPULMONARE LA EFORT

Testarea cardiopulmonar la efort presupune efectuarea unui efort incremental maximal pe bicicleta ergometric sau pe covorul rulant. Testul de efort maximal pe bicicleta ergometric cuprinde 4 etape OBLIGATORII: 1. Pregtirea pacientului: testul de efort se poate efectua n orice

moment al zilei, dar pacientul NU are voie V fumeze i s consume alcool/cafea cu cel puin 3 ore nainte de efort

naintea testului de efort: o se determin TA n clinostatism i pe

biciclet o se efectueaz spirometria pentru

determinarea VEMS i calcularea Vcmax.ind (Vcmax.ind = 30 x VEMS)

o se efectueaz ECG de repaus (obligatoriu n 12 derivaii)

2. nclzirea pacientul pedaleaz fU ncrcare (0 W) timp de 3 min.

3. Efectuarea efortului: pacientul pedaleaz la o rat de ncrcare

(work rate, WR) prestabilit (5-25 W/min, 60 de rotaii/min), timp de 6-12 min, sub monitorizare ECG continu i msurarea repetat a TA la interval de 2 minute

testul de efort este finalizat atunci cnd se atinge frecvena maxim eficace (FME) calculat dup formula:

FME = 220 vrsta

testul de efort se oprete chiar dac nu s-a atins FME n urmtoarele condiii care reprezint indicaii absolute de terminare a testului de efort: o angin moderat/sever (dureri

anginoase, modificri ECG de tip ischemic, apariia ESV)

o scderea TAS > 20 mmHg fa de cea mai mare valoare determinat n timpul efortului

o creterea TAS ! 250 mmHg sau TAD ! 120 mmHg

o desaturare sever (SpO2 d 80%) acompaniat de semne/simptome de hipoxemie sever

o semne de hipoperfuzie cerebral: paloare brusc, pierderea coordonrii, ameeli, slbiciune, confuzie mental

o dorina pacientului o atingerea nivelului de dificultate 17/18

pe scala Borg (Tab.3)

Tabel 3. Scala Borg de percepie subiectiv a gradului de dificultate a efortului.

Scal BORG Grade de dificultate Foarte, foarte uor 7 8

Foarte uor

9 10 11 12

Oarecum greu 13 14

Greu 15 16 Foarte greu 17

Foarte, foarte greu 18 19 20

4. Recuperarea dup finalizarea testului: pacientul continu s pedaleze timp de 3

minute, fU ncrcare (0 W) pentru evitarea scderii brute a TA

pacientul rmne sub supraveghere n clinostatism, timp de 10 minute, sub monitorizare ECG continui a TA la 2 min

pacientul NU pUsete laboratorul pn cnd ECG nu revine la aspectul anterior testrii i rmne sub supraveghere nc 1 2 ore; n caz de infarct miocardic n antecedente supravegherea dureaz minimum 24 ore

5. Complicaiile probei de efort: hipotensiune arterial tulburri de ritm i/sau de conducere stop cardiac infarct miocardic acut (IMA) accident vascular cerebral traumatisme fizice (ex. cderea)

De reinut! x Testul de efort se efectueaz avnd la

ndemn mijloacele de reanimare cardiovascular.

II. PARAMETRII NEINVAZIVI AI TESTRII

CARDIO-PULMONARE DE EFORT

x Pentru explorarea rezervei funcionale a inimii: tensiunea arterial (TA) rezerva cardiac (RC) dublul produs (DP) ECG

3

x Pentru explorarea rezervei funcionale a plmnilor: ventilaia maxim n timpul efortului (VcE)

x Pentru explorarea rezervei metabolice (eficiena schimburilor gazoase respiratorii): consumul maxim de oxigen (VO2 max) pragul anaerob (AT) raportul de schimb respirator (RER)

1. Tensiunea arterial (TA)

x Variaii NORMALE: Mn timpul efortului: TAS crete progresiv pn la valori

cuprinse ntre 165 i 210 mmHg TAD rmne nemodificat, scade sau

crete cu maximum 10 mmHg fa de valorile de repaus

Nn perioada de recuperare post-efort: TAS i TAD scad progresiv

x Variaii PATOLOGICE: 1. Creterea TAS ! 210 mmHg la brbai i ! 190 mmHg la femei are urmtoarea semnificaie: o la subieci hipertensivi = risc crescut

pentru producerea unui IMA sau apariia unei aritmii maligne

o la subieci normotensivi = risc crescut pentru dezvoltarea HTA

2. Lipsa creterii TAS sau scderea TAS t 10 mmHg pe parcursul probei de efort (dup o cretere anterioar) sau creterea paradoxal a TAS la 3 min. dup ncetarea efortului, la un bolnav coronarian semnific: o insuficien ventricular stng latent o ischemi extins (plurivascular)

3. Lipsa creterii TAS sau imposibilitatea meninerii unei TAS t 110 mmHg, la un bolnav coronarian cu infarct miocardic n antecedente indic un prognostic rezervat postinfarct

2. Rezerva cardiac (RC)

x Definiie: diferena dintre FME i FC maxim n momentul atingerii VcO2max (momentul opririi testului de efort)

x Valoare NORMAL:RC 15 b/min x Variaii PATOLOGICE:

1. Epuizarea rapid a RC (atingerea FME la eforturi mai mici dect cele prezise) are semnificaia creterii DC pe seama creterii FC. Apare n: o decondiionarea fizic o insuficiena ventricular stg. Latent

2. Creterea RC ! 15 b/min (oprirea efortului nainte de fi atins FME) apare n: o incompetena cronotrop a inimii

(creterea DC este limitat de creterea inadecvat a FC) din: 9 disfuncia nodului sinusal 9 tratamentul cu beta-blocante

o boli pulmonare

3. Dublul PRODUS (DP) x Definiie: produsul dintre FC maximi TAS

maxim atinse n cursul efortului fizic. x Valoare NORMAL: DP = ~ 35.000 (mmHg x c/min)

x Valoare CLINIC: constituie un indicator fidel al capacitaii de

adaptare a inimii la efort evalueaz indirect performana cardiac este o Psur a necesarului miocardic de

O2 (MVO2) care se coreleaz bine cu VO2max

DP realizat n momentul apariiei ischemiei miocardice, cu sau fU durere anginoas, aproximeaz pragul anginos sau ischemic: o n angina pectoral pragul anginos

corespunde cu un DP = 20.000 - 22.000

o pacienii coronarieni cu un prag anginos 14.000 15.000 prezint indicaie de revascularizare miocardic

4. Electrocardiograma (ECG)

x Variaii NORMALE: creterea amplitudinii undei P scurtarea intervalelor PR, QT scurtarea duratei complexului QRS deviaie progresiv spre dreapta a axului

QRS subdenivelarea rapid ascendent a

segmentului ST 1 mm, durat 0,08 sec x Variaii PATOLOGICE: la pacienii cu

cardiopatie ischemic (sau alte cardiopatii) efortul determin modificri ale segmentului ST, undei T i U i apariia tulburrilor de ritm i de conducere

4.1. Modificrile segmentului ST Sunt modificrile ECG specifice pentru ischemia miocardici constau n: a) Subdenivelarea segmentului ST x Subdenivelare ST orizontal sau

descendent ! 1 mm, cu durata = 0,06-0,08

4

sec i persistent minim 3 cicluri cardiace succesive. Are semnificaia ischemiei subendocardice din angina pectoral (Fig.1)

Figura 1. A - ECG de efort normal. B - Subdenivelare ST n timpul probei de efort (ischemie subendocardic) (Modificat dup https://molconditions.wordpress.com)

x Dac exist deja o subdenivelare ST de

repaus, pentru un test pozitiv este necesar apariia unei subdenivelri adiionale cu caracteristicile menionate

x Subdenivelarea ST care apare precoce (la eforturi mici) i/sau care persist mai mult de 5-10 minute dup terminarea efortului crete specificitatea testrii i sugereaz o ischemie subendocardic sever de efort

b) Supradenivelarea segmentului ST x Apare mai rar dect subdenivelarea ST i

este considerat patologic atunci cnd are amplitudinea t 1 mm, durata = 0,06-0,08 sec i persist minim 3 cicluri cardiace succesive. Se ntlnete la coronarienii cu ischemie transmural sever de efort.

4.2. Modificrile undei T x Constau n apariia de unde T aplatizate,

izoelectrice, negative sau nalte, pozitive, simetrice. Prezint valoare diagnostic numai n asociere cu modificrile segmentului ST sau ale undei U.

4.3. Modificrile undei U x Constau n negativarea undei U n efort

(atunci cnd este vizibil) i are o specificitate mare pentru ischemia miocardic chiar i n absena altor modificri ECG (dup unii autori, avnd i semnificaie prognostic, n sensul unor leziuni stenozante severe)

4.4. Tulburri de ritm i de conducere Tulburrile de ritm i de conducere care apar n timpul testului de efort sunt utilizate drept criterii de diagnostic ale bolii coronariene (cardiopatiei ischemice).

a) Tulburrile de ritm supraventriculare (ex., ESA, tahicardie supraventricular, fibrilaie atrial): NU sunt specifice bolnavilor cu

cardiopatie ischemic, acestea putnd aprea i la persoane normale

au o semnificaie net ischemic n asociere cu modificri ale segmentului ST

prin creterea FC oblig la oprirea efortului

b) Tulburrile de ritm ventriculare (ex., ESV, tahicardie ventricular): prezint semnificaie prognostic negativ

prin creterea incidenei morii subite semnificaia este cu att mai sever cu ct

ele apar la nivele mici de efort i la FC reduse

5. Rezerva ventilatorie (RV)

x Definiie: ventilaia pulmonar suplimentar

disponibil teoretic la ntreruperea efortului fizic

RV = Vcmax.ind VcE

Unde: Vcmax.ind = ventilaia maxim indirect

determinat prin spirometrie (Vcmax.ind = 30 x VEMS)

VcE = ventilaia maxim efectiv sau ventilaia maxim atins n cursul testului de efort (normal la VO2 max)

x Valori NORMALE: RV = 32 r 22 l/min x Variaii PATOLOGICE: RV este redus (RV 11 l/min) sau este

rapid epuizat n cazul n care limitarea adaptrii la efort se datoreaz bolilor pulmonare

RV este normal sau crescut (RV ! 22 l/min) n cazul n care limitarea adaptrii la efort se datoreaz afeciunilor cardiace sau altor boli

6. Consumul maxim de O2 (VO2)

Consumul maxim de O2 din cursul probei de efort depinde de intensitatea i durata efortului fizic i se exprim prin 2 parametri (Fig. 2): x Consumul de O2 de vrf (VO2 de vrf,

'peak' VO2) definit ca fiind cea mai mare valoare a VO2 obinut n cursul testului de efort (de obicei la nivelul de efort maxim)

x Consumul de O2 maxim (VO2 max) definit ca fiind valoarea VO2 obinut pe platoul curbei timp de 20 30 sec. Observaie! Parametrul VO2 max indic valoarea consumului de O2 dincolo de care,

5

chiar dac rata de ncrcare crete n continuare, musculatura activ nu mai poate Uspunde prin creterea VO2, se instaleaz epuizarea fizic i efortul trebuie oprit. Deoarece n practic VO2max este un parametru greu de atins, chiar de ctre subiecii sQtoi (lipsa de motivaie, apariia unor simptome), se prefer determinarea VO2 de vrf care are aceeai valoare clinic ca i VO2 max.

Figura 2. Curba consumului de O2 n timpul testului de efort. Semnificaia VO2 de vrf i a VO2 max

x Valoare NORMAL: VO2max actual t 85% din VO2max prezis (n

funcie de vrst, sex, nOimea i greutatea pacienilor)

x Variaii PATOLOGICE: VO2max actual 85% VO2max prezis apare

n o decondiionare fizic o boli cardiace o boli pulmonare

x Valoare CLINIC: 1. Definete capacitatea maxim aerob sau

capacitatea organismului de a asigura energia necesar susinerii unui travaliu muscular aerob ct mai intens i ct mai ndelungat posibil

2. Valoarea VcO2max reflect valoarea DC maxim, att la subiecii sQtoi, ct i la pacienii cu diferite grade de insuficien cardiac

7. Pragul anaerob (AT)

x Definiie: pragul anaerob (Anaerobic threshold, AT) reprezint cea mai mare valoare a VO2 ce poate fi atins n cursul efortului fU a dezvolta acidoza lactic

(nivelul VO2 din cursul efortului fizic la care producia de energie pe cale aerob este substituit cu producia de energie pe cale anaerob cu acumulare de acid lactic n sg.)

x Valori NORMALE: AT ! 40% din VO2max

o minim 40% din VO2max la subieci sedentari

o maxim: 80% din VO2max la subieci antrenai

x Variaii PATOLOGICE: AT 40% din VO2 max apare n:

o decondiionare fizic o boli cardiace o boli pulmonare

x Valoare CLINIC: AT mpreun cu VO2 max definesc

capacitatea de efort la pacienii cu insuficien cardiac (Tab.4)

Tabel 4. Clasificarea capacitii de efort la pacienii cu insuficien cardiac conform Ghidului ACC/AHA de testare la efort, 2002.

CLASA Gradul

disfunciei de efort

VO2 max

AT

A Absent 8oar > 20 > 14

B 8oar - Moderat 16-20 11-14

C Moderat - Sever 10-16 8-11

D Sever < 10 < 8 VO2 maxi AT n ml/kg/min

8. Raportul de schimb respirator (RER)

x Definiie: raportul dintre eliminarea de CO2 (VCO2) i consumul de O2 (VO2).

x Valoare NORMAL: RER ! 1,1 este indicatorul efecturii unui

test de efort maximal x Valoare CLINIC: RER este influenat de coeficientul respirator (CR) al substratelor energetice utilizate n timpul testului de efort (1 pentru glucozi 0,7 pentru acizi grai): RER 1 semnific utilizarea glucozei i

a acizilor grai ca substrate energetice RER ! 1 semnific utilizarea exclusiv a

glucozei ca substrat energetic nivelul VO2 n momentul trecerii de la un

RER subunitar (1) la unul supraunitar (!1) corespunde atingerii AT

6

VERIFICAI-V CUNOTINELE!

1. Care din urmtoarele sunt modificari patologice ale tensiunii arteriale n timpul testului de efort? A. Scderea TAD cu 10 mmHg fa de valorile

de repaus B. Creterea TAD cu 10 mmHg fa de valorile

de repaus C. Absena creterii TAS D. Absena creterii TAD E. Creterea TAS ! 220 mmHg 2. Care din urmtoarele sunt adevrate despre dublul produs? A. Reprezint produsul dintre FC maxim i

TAD maxim atins n timpul testului de efort B. Este un parametru care evalueaz indirect

performana cardiac C. Este o msur a consumului maxim de O2 al

organismului D. Aproximeaz pragul anginos sau ischemic E. Este utilizat pentru depistarea pacienilor cu

indicaie de revascularizare miocardic

3. Ce poate semnifica creterea rezervei cardiace ! 15 b/min? A. Decondiionarea fizic B. Insuficiena ventricular stng latent C. Disfuncia nodului sino-atrial D. Tratamentul cu E-blocante E. Boala pulmonar

4. Care din urmtoarele modificri ECG sunt considerate specifice pentru ischemia miocardic n timpul testului de efort? A. Creterea amplitudinii undei P B. Scurtarea intervalului PQ C. Modificrile segmentului ST

D. Negativarea undei T E. Negativarea undei U

5. Care din urmtoarele modificri morfologice ale segmentului ST este fiziologic n timpul testului de efort? A. Subdenivelarea descendent B. Subdenivelarea orizontal C. Subdenivelarea lent ascendent D. Subdenivelarea rapid ascendent E. Supradenivelarea ST

6. Care din urmtorii parametrii definete capacitatea maxim aerob? A. Rezerva cardiac B. Rezerva pulmonar C. Ventilaia maxim efectiv D. Consumul maximal de oxigen E. Dublul produs 7. Care din urmtoarele sunt adevrate despre pragul anaerob? A. Depinde de DC i diferena arteriovenoas a

concentraiei de O2 B. Scade n bolile cardiace C. mpreun cu VcE definete capacitatea de

efort a pacienilor cu insuficien cardiac D. Scade n decondiionarea fizic E. Crete n bolile pulmonare 8. O valoarea a RER = 1,15 are urmtoarele semnificaii: A. Efectuarea unui test de efort maximal B. Efectuarea unui test de efort submaximal C. Atingerea pragului anaerob D. Utilizarea glucozei i a acizilor grai ca

substrat energetic E. Utilizarea exclusiv a glucozei ca substrat

energetic

STUDII DE CAZ 1. Un brbat de 57 de ani, cunoscut cu diabet zaharat tip 1 i HTA gradul 2, se prezint la medic acuznd

dureri precordiale la urcatul scrilor. Electrocardiograma de repaus este normal. Se efectueaz testarea cardiopulmonar. n minutul 4 al testului de efort (FC = 150 b/min, TA = 180/90 mmHg) pacientul acuz dureri precordiale.

Analizai modificrile ECG. Ce diagnostic suspicionai? Ce investigaie suplimentar recomandai?

7

Argumentai rspunsul!

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................................... 2. Un brbat de 37 de ani, fU antecedente de boal cardiovascular documentate, se prezint la medic

acuznd dureri precordiale la efort fizic intens. ECG de repaus este normal. Se efectueaz testarea cardiopulmonar de efort. Din minutul 6 al testului de efort (FC = 143 b/min, TA = 160/90 mmHg) pe ECG apar cteva modificri selecionate mai jos. Analizai modificrile ECG. Stabilii dac oprii sau nu testul de efort.

ECG de repaus ECG minutul 6 de efort Argumentai rspunsul!

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................................