Zátěžová ergometrie Mgr. Robert Vysoký, Ph.D. Katedra podpory zdraví FSpS MU Brno Ústav ochrany a podpory zdraví LF MU Brno Rehabilitační oddělení FN Brno Oběhová odpověď na zátěž •dynamická zátěž – nejčastější forma zátěže, která je nejbližší fyziologii •ke zvýšení minutového objemu srdečního dochází zvýšením tepového objemu a SF •tepový objem se zvyšuje na základě zvýšení kontraktility srdečního svalu (na základě aktivace sympatiku) •diastolický objem se v nemění nebo mírně narůstá •tepový objem se zvyšuje cca do úrovně 40-50 % VO2max., dále se již nezvyšuje a zvýšení minutového objemu je dáno zvýšenou SF (aktivace SY a útlum PASY) •zdraví a trénovaní → vzestup pozvolnější, u kardiaků a netrénovaných se zvýšení tepového objemu uplatňuje méně • • • • Oběhová odpověď na zátěž •vzestup SF je úměrný vzestupu spotřeby kyslíku •VO2max. při maximálním výkonu odpovídá SFmax. (orientačně 220-věk) • •zvýšený minutový objem je závislý na zvýšeném žilním návratu •žilnímu návratu napomáhá vazokonstrikce kapacitních žil (podíl SY, snížené periferní cévní rezistence a periferní svalové pumpy) • Ventilační odpověď na zátěž •plicní ventilace se zvyšuje s rostoucími požadavky tkání na dodávku kyslíku •zpočátku lineární zvyšování, později prudký vzestup •při menší intenzitě zátěže se zvyšuje především dechový objem •při větší intenzitě zátěže se uplatňuje jak zvýšení dechového objemu, tak nárůst dechové frekvence Arteriovenózní rozdíl •extrakce kyslíku ve tkáních během zátěže odráží rozdíly mezi obsahem kyslíku v tepnách (18-20 ml O2/100 ml v klidu) a obsahem kyslíku v žilách (13-15 ml O2/100 ml v klidu) •toto představuje klidový rozdíl 4-5 ml O2/100 ml, tj. přibližně 23 % extrakce kyslíku •během zátěže se AV rozdíl zvětšuje, protože pracující svaly extrahují větší množství kyslíku •při velké námaze může dosáhnout až 16-18 ml (více než 85 % extrakce kyslíku při VO2max.) Spotřeba kyslíku během dynamické zátěže •v klidu činí spotřeba kyslíku 3,5 ml/kg/min. = 1 MET •VO2max. (= maximální spotřeba kyslíku = maximální aerobní kapacita) •její hodnota závisí na věku, pohlaví, fyzické kondici •vyjadřujeme ji pomocí Fickova principu: • VO2 = minutový objem x AV kyslíkový rozdíl Spotřeba kyslíku během dynamické zátěže •minutový objem musí být v součinnosti s plicní ventilací tak, aby dodal potřebné množství kyslíku pracujícím svalům •závisí také na maximální plicní ventilaci (VE) = výměna vzduchu mezi atmosférou a plicními sklípky a na podílu kyslíku extrahovaného tkáněmi: • VO2 = VE x (FIO2 – FEO2) • Spotřeba kyslíku během dynamické zátěže •VO2max. je definována centrální složkou (MV) a periferní složkou (AV kyslíkový rozdíl daný kapacitou plic okysličit krev a schopností svalů extrahovat kyslík z krve) •zátěž do 25 % VO2max. = lehká •25-60 % VO2max. = střední •60-100 % VO2max. = těžká • Typy spotřeby kyslíku •celková spotřeba kyslíku organismem vs. myokardiální spotřeba •přesné měření vyžaduje určení obsahu kyslíku v koronární arterii a ve venózním sinu •určujícími faktory jsou intramyokardová tenze stěny LKS, kontraktilita a SF • myokardová spotřeba kyslíku je dobře odhadnutelná součinem SF a TKs (dvojprodkut) • Kvantifikace dynamické zátěže •pomocí měření spotřeby kyslíku nebo podle množství vykonané práce •každá zátěž vyžaduje určité množství energie, za podmínek aerobního metabolismu můžeme spotřebu kyslíku určit: • C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + teplo •energie uvolněná touto reakcí je 686 kcal •v klidu se základní funkce osoby o hmotnosti 70 kg udržují přibližně energetickou potřebou odpovídající 1,3 kcal/min. •hodnoty kolem 4 kcal/min. odpovídají lehčí námaze, 4-8 těžší, 10-25 maximální zátěž Příprava nemocného před ZT •3 hodiny před testem nejíst a nekouřit, 12 h bez obvyklé fyzické námaha (bez sportovních aktivit) •jídlo může způsobit změny ST úseku i změny T vlny (teoreticky příčina falešného nálezu) •po jídle je rovněž snížená zátěžová kapacita (prokrvení GIT) •sportovní oblečení •poučení pacienta vyšetřujícím o metodice vyšetření (? zvládne fyzickou činnost na ergometru biomechanicky?) •anamnéza a fyzikální vyšetření (klidové EKG, poslech srdce/plíce…) • • Technické a medikamentózní zajištění bezpečného vyšetření •defibrilátor •léky pro urgentní medicínu (nitráty, kardiotonika, diuretika, betablokátory, analgetika, katecholaminy, kortikoidy, sedativa) •injekční jehly, stříkačky, infuzní sety, kanyly •pevné lůžko pro případ KPR •kyslíkový přístroj s maskou a vakem •základní pomůcky pro endotracheální kanylaci •zajištění spojení na klinické oddělení (ARO, JIP, KJ) Způsoby zátěže •Běhátko •v ČR minoritní využití •výhodou přirozenost TZ (chůze jako základní způsob PA člověka…) •zatížení se stupňuje změnou úhlu sklonu a rychlostí běžícího pásu •pozor na jedince s balančními problémy a poruchou bipedální lokomoce •nevýhody – hlučnost, prostor, cena • Způsoby zátěže •Bicyklový ergometr •standardní vybavení pracovišť v ČR •zátěž se zvyšuje mechanickou a elektromagnetickou brzdou •intenzita zátěže se udává ve wattech (1 W = je výkon, při kterém vykonáváme práci jednoho joulu za sekundu) •otáčky nad 60/min., výška sedadla •fixovaná poloha nemocného výhodná pro kvalitnější záznam EKG a snadnější měření TK •jízda na ergometru není srovnatelná s chůzí, která je bližší fyziologii, výsledek ovlivněn trénovaností DKK • Způsoby zátěže •Rumpál •používá se ojediněle •u nemocných s postižením DKK •odpovídající úroveň zátěže HKK je zhruba 3x menší než při zátěži DKK (zátěž 50W odpovídá 150 W na ergometru) Typy protokolů •mnoho protokolů, odlišnost, nejednotnost •pVO2 je do určité míry závislá na použitém protokolu •rychlé zvyšování zátěže vede dříve k dušnosti, zatímco pomalé vede k únavě dříve, než se objeví EKG abnormality •obecně preferujeme kontinuální testy s krátkými stupni a malými přírůstky zátěže tak, aby celková doba zátěže nepřesahovala 12 minut (rampový test) •doporučujeme zahajovat zátěž na hodnotě 25 W (u fyzicky zdatných 50 W) •4 W po 20 s (na našem pracovišti) • • Maximální, submaximální a symptomy limitované testy •Maximální zátěžový test •intenzita zátěže se zvyšuje až do dosažení maximální srdeční frekvence pro daný věk či dosažení plató spotřeby kyslíku (SE) •220-věk, u straších nemocných je tento vzorec podhodnocován, lépe 208-0,7 x věk •Symptomy limitovaný zátěžový test •u kardiorespiračních a interních onemocnění •Submaximální zátěžový test • s dosažením 75 % maximální SF, určitá předpovědní hodnota u nemocných do 1 měsíce od IM Borgova škála = RPE •„rate of percieved exertion“ •subjektivní hodnocení nemocného od námahy velmi lehké až po extrémně těžkou •lineární stupnice od 6-19 představuje SF, která odpovídá dosažené námaze •stupnice se používá pro všechny věkové kategorie •vhodné při srovnávacích studiích Důvody k přerušení ZT •dosažení maximální SF pro daný věk •stenokardie, únava •bolest, únava, dušnost, klaudikace •pokles TKs o více než 10 mm Hg ve srovnání s klidovou hodnotou •hypertenzní reakce 250/115 •klinické známky snížené perfuze (cyanóza, bledost), neurologické příznaky (ataxie, závratě, zmatenost, poruchy zraku) • Hodnocení zátěžového testu •hodnotíme klinickou odpověď na zátěž, hemodynamické změny, změny EKG a tělesnou výkonnost •hodnocení dvojproduktu (součin ST a TKs = Robinsonův index) je dobrým ukazatelem spotřeby myokardu, můžeme použít i pro hodnocení maximální zátěže (hodnoty větší než 25 000) •fyziologické zvýšení TKs zhruba o 10 mm Hg na každý stupeň zátěže •tlaková hyperrce (více než 200/100, přerušení 250/115) •nedostatečný vzestup TKs během zátěže (20 mm Hg nebo nižší) •pokles TKs během zátěže → známka těžšího kardiálního postižení •hypotenze při zátěži znamená vyšší riziko FIKO a u nemocných s ICHS zvyšuje riziko náhlé srdeční smrti • • • Hodnocení zátěžového testu •fyziologicky vzestup SF přímo úměrný vzestupu spotřeby kyslíku •věk je nejdůležitější faktor ovlivnění SF (pokles SFmax.) •relativně vyšší SF při nižší zátěži a/nebo v restituci může souviset s nízkou kondicí vyšetřovaného/pokles periferní cévní rezistence, krevní objem, anémie, delší imobilita/nemocní s FISI •nižší SF u trénovaných, při zvýšeném tepovém objemu a vlivem léků (BB) •chronotropní inkompetence = neschopnost dosáhnout cílové SF je předpovědní ukazatel zvýšené mortality a výskytu ICHS (Fletcher et al., 1998 aj.) •hodnocení tělesné výkonnosti: PT/PK, W, W/kg, MET, W x 13/ hmotnost • •kategorie hodnocení ZT (pozitivní = AP/typické změny na EKG; negativní = dosažení max. zátěže bez klin. příznaků, EKG a hemodynamiky; abnormální = arytmie, tlaková hyperrce, chybění vzestupu TK a SF, neurologie; nediagnostický) • • •