Кардиопульмональный резерв что это

Нагрузочная проба

, MD, Grant Medical Center, Ohio Health

Существует две наиболее часто используемых теста с физической нагрузкой, применяемых для оценки легочных заболеваний:

тест с 6-минутной ходьбой

Кардиопульмональный нагрузочный тест

Тест с 6-минутной ходьбой

Кардиопульмональный нагрузочный тест (КПНТ)

Этот компьютеризированный тест позволяет оценить газообмен в покое и во время нагрузки, интенсивность которой постепенно увеличивается вплоть до момента появления симптомов для остановки теста. Информация о воздушном потоке, потреблении кислорода, выработке углекислого газа и частоте сердечных сокращений собирается и используется для подсчета других переменных. Также могут быть взяты образцы для анализа газового состава артериальной крови (ABG) Исследование выполняется на тредмиле или на велоэргометре; использование эргометра может быть предпочтительнее, поскольку можно непосредственно измерить рабочий объем, и ожирение меньше влияет на такую процедуру.

КПНТ используют в первую очередь для определения толерантности к физической нагрузке (VO2 max). КПНТ позволяет определить, какие системы и в какой степени вносят вклад в возникновение одышки при физических нагрузках и снижают их переносимость. Тест также более чувствителен для выявления ранних или субклинических форм заболеваний, чем тесты, которые выполняются в покое. Тест используется для:

оценки толерантности к физической нагрузке для определения группы инвалидности;

определения первоначальных причин появления одышки у пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем;

оценки прогноза лечения при наличии определенных заболеваний (заболевания сердечно-сосудистой системы, патология легочных сосудов, муковисцидоз Муковисцидоз Муковисцидоз является наследственным заболеванием желез внешней секреции, проявляется в первую очередь патологией со стороны желудочно-кишечного тракта и дыхательной системы. Повышенная вязкость. Прочитайте дополнительные сведения )

С помощью КПНТ можно оценить несколько показателей, но ни один из них не является диагностическим для определения причины уменьшения толерантности к физической нагрузке. Вместо этого используется интегрированный подход с использованием клинических данных, динамики изменений при нагрузке и распознавания основополагающих закономерностей физиологических реакций.

Источник

Кардиопульмональный резерв что это

В покое МОК и УО выше в горизонтальном положении пациента по сравнению с вертикальным. Во время ФН у здоровых людей в положении лежа на спине увеличение СВ почти полностью связано с ростом ЧСС на фоне небольшого повышения УО. В вертикальном положении увеличение МОК у здоровых лиц является результатом одновременного увеличения УО и ЧСС. Переход пациента из положения лежа на спине в вертикальное снижает венозный возврат, конечный лиастолический объем (КДО), давление в левом желудочке, УО и сердечный индекс.

Увеличивается содержание в крови ренина и норадреналина. Конечный систолический объем (КСО) и фракция выброса существенно не меняются. У здоровых КСО уменьшается, а ФВ при ФН увеличивается по сравнению с покоем в одинаковой степени как в вертикальном, так и в горизонтальном положении пациента. Величина и вектор изменения КДО от исходного уровня до уровня при максимальной ФН в обоих положениях невелики и могут различаться в зависимости от выборки пациенток.
Результатом выполнения ПФН в вертикальном положении по сравнению с горизонтальным положением является увеличение на 10% времени нагрузки, СИ, ЧСС и уровня АД на пике нагрузки.

Кардиопульмональная проба с физической нагрузкой

Важными показателями в выдыхаемом воздухе являются парциальное давление кислорода (Ро2), парциальное давление углекислого таза (Рсо2) и поток воздуха. Вентиляционные параметры включают частоту дыхании, дыхательный объем, минутную вентиляцию легких (Ve). Po2 и Рсо2 определяют во врсми каждого акта дыхания или с помощью смесительной камеры. Vo2 и Vco2 рассчитывают из дыхательных объемов, Vo2 и VСО2 во вдыхаемым и выдыхаемом воздухе различаются.

В устойчивом состоянии Vo2 и VСО2, измеренные в ротовой полости, эквивалентны общему потреблению кислорода и образованию углекислого газа в организме. Отношение между интенсивностью работы, потреблением кислорода, ЧСХ и СВ во время ПФН имеет линейную зависимость. Кривая взаимосвязи между работой и Vo2 — мера биохимической продуктивности ФН. Vo2max — результат максимальной артериовенозной разницы по кислороду и величине МОК, который представляет собой наибольшее количество кислорода, потребляемое человеком во время динамической ФН с вовлечением большой части мышечной массы.

VO2max снижается с возрастом и обычно меньше у женщин по сравнению с мужчинами; VO2max может отличаться у разных людей в зависимости от генетических факторов. Vo2max уменьшается по мере нарастания сердечно-сосудистых нарушений и при гиподинамии. У нетренированных людей разница по кислороду между артериальной и смешанной венозной кровью на пике ФН является относительно постоянным показателем (14-17 объемных %), a Vo2max тождественен максимальному СВ. Измеренный Vo2max можно сравнить с ожидаемыми значениями, вычисленными по эмпирически полученным формулам, в основе которых лежат возраст, пол, рост и масса тела. В большинстве исследований с использованием ФН в качестве «рессорного фактора при оценке сердечного резерва приводится пиковый VO2 (самый высокий VO2 во время постепенного увеличения ФН), а не VO2max.

Источник

Кардиопульмональный резерв что это

Поиск

Различия параметров кардиопульмонального нагрузочного тестирования у здоровых курящих и некурящих молодых мужчин

Л.Б. ПОСТНИКОВА, И.А. ДОРОВСКОЙ, В.А. КОСТРОВ

Городская больница №28, 603040, г. Нижний Новгород, ул. Чаадаева, д. 7

Постникова Лариса Борисовна ― доктор медицинских наук, доцент, руководитель «Городского пульмонологического консультативного центра», тел. (831) 276-84-12, e-mail: plbreа[email protected]

Доровской Иван Александрович ― врач-терапевт, тел. (831) 276-84-12, e-mail: [email protected]

Костров Владимир Александрович ― кандидат медицинских наук, доцент, консультант-пульмонолог, тел. (831) 276-84-12, e-mail: [email protected]

Представлены различия показателей кардиопульмонального нагрузочного тестирования (КПНТ) у здоровых курящих молодых мужчин и некурящего мужчины. Для определения толерантности к физической нагрузке использовали комплекс Quark CPET «COSMED» (Италия) и модифицированный протокол Bruce. Выявили снижение толерантности к физической нагрузке у курящих здоровых молодых мужчин, что подтверждено ранним наступлением порога анаэробного обмена (ПАНО), уменьшением пикового времени (t Peak) выполнения нагрузки, снижением максимального потребления кислорода (МПК) и максимальной аэробной производительности (MET Peak). Увеличение дыхательного резерва (BR˃35%), неадекватный прирост частоты сердечных сокращений (HR) и уменьшение кислородного пульса (VO₂/HR˂20%) на пике нагрузки у курящих мужчин свидетельствует о снижении ударного объема и участии гемодинамических механизмов в ограничении физической работоспособности на фоне курения. С другой стороны, у курящих испытуемых на пике нагрузки регистрировалось уменьшение максимального дыхательного объема (VT Peak) и максимальной минутной вентиляции (VE Peak), что может указывать на ограничение функциональной способности легких. Таким образом, выявленные изменения параметров КПНТ у здоровых курящих молодых мужчин демонстрируют развитие донозологических нарушений сердечнососудистой и респираторной систем.

Ключевые слова: молодые здоровые мужчины, кардиопульмональное нагрузочное тестирование, газовый анализ, максимальное потребление кислорода.

L.B. POSTNIKOVA, I.A. DOROVSKOY, V.A. KOSTROV

Municipal Hospital №28, 7 Chaadaeva Str., Nizhny Novgorod, Russian Federation, 603040

The differences of cardiopulmonary exercise testing parameters in smoking and non-smoking healthy young men

Postnikova L.B. ― D. Med. Sc., Associate Professor, Head of «Municipal Advisory Pulmonology Center», tel. (831) 276-84-12, e-mail: plbreа[email protected]

Dorovskoy I.A. ― physician, tel. (831) 276-84-12, e-mail: [email protected]

Kostrov V.A. ― Cand. Med. Sc., Associate Professor, consultant-pulmonologist, tel. (831) 276-84-12, e-mail: [email protected]

The article presents differences of cardiopulmonary exercise testing (CPET) parameters in healthy smoking and non-smoking young men. We used the complex Quark CPET «COSMED» (Italy) and the modified Bruce Protocol to determine the tolerance to physical activity. We found a decreased tolerance to physical activity in healthy young smokers, which was confirmed by the early onset of anaerobic metabolism threshold, the decrease of peak time (t Peak) of the load performance, the reduced maximum oxygen consumption (IPC) and maximum aerobic performance (MET Peak). The increase of respiratory reserve (BR˃35%), low increase of heart rate (HR) and a decrease in oxygen pulse (VO2/HR˂20%) at the peak load in smokers show a decline of stroke volume and the role of hemodynamic mechanisms in limiting physical performance on the background of smoking. On the other hand, we registered a decrease in the maximum tidal volume (VT Peak) and maximum minute ventilation (VE Peak) at the peak stress in smoking subjects, which may indicate an underlying change in lung function. Thus, the revealed changes of the CPET parameters in smoking healthy young men demonstrate the development of early preclinical disorders of the cardiovascular and respiratory systems.

Key words: healthy young men, cardiopulmonary exercise testing, gas analysis, maximum consumption of oxygen.

Введение

КПНТ с измерением показателей газообмена ― надежный инструмент, предоставляющий дополнительную диагностическую информацию о работоспособности и функциональном состоянии дыхательной и сердечнососудистой систем (ССС), для выявления ограничения работоспособности при отсутствии клинических проявлений и патологических состояниях, уточнения причин функциональных нарушений. Основной из ключевых задач данного метода является выявление донозологических функциональных признаков нарушений органов дыхания и ССС 1.

Цель исследования ― сравнить результаты показателей КПНТ у здоровых курящих и некурящих молодых мужчин для определения ранних диагностических критериев снижения толерантности к физической нагрузке и донозологических функциональных признаков нарушений органов дыхания и сердечнососудистой системы.

Материалы и методы

Для определения уровня толерантности к физической нагрузке и оценки функциональных резервов кардиореспираторной системы у 1 здорового некурящего и 2 здоровых курящих молодых мужчин с различной степенью физической подготовки провели кардиопульмональное нагрузочное тестирование (КПНТ) с применением модифицированного протокола Bruce. После углубленного медицинского обследования молодые мужчины были признаны практически здоровыми, не отличались по образу жизни и питанию, на регулярной основе занимались физической подготовкой и сдавали установленные нормативы (бег на 1000 м, бег на 100 м, подтягивание на перекладине). Обследуемые курильщики отличались по индексу курения и возрасту.

КПНТ выполняли на диагностическом комплексе Quark CPET «COSMED» (Италия).

Перед проведением КПНТ исследовали функцию внешнего дыхания (ФВД) с оценкой форсированной жизненной емкости легких ― FVC (l/%), объема форсированного выдоха за первую секунду ― FEV₁ (l/%), FEV₁/FVC (%), средней величины скорости максимального экспираторного потока ― FEF_25-75 (l/%) и максимальной объемной вентиляции легких ― MVV (l/%) на компьютерном спирографе «COSMED» (Италия).

В соответствии с модифицированным протоколом Bruce начальная нагрузка соответствовала мощности 70 Вт, далее нагрузку ступенчато увеличивали каждые 2 мин. на 50 Вт [2, 3, 5]. К 12-й минуте нагрузка составляла 320 Вт (табл. 1). Максимальную ЧСС рассчитывали по формуле для мужчин: ЧСС max=220–возраст (лет).

Таблица 1.

Модифицированный протокол нагрузочного тестирования у здоровых молодых мужчин с использованием велоэргометра

Результаты и их обсуждение

В таблице 2 представлены демографические и антропометрические характеристики, показатели ФВД и параметры КПНТ здоровых молодых мужчин.

При анализе показателей ФВД выявили снижение MVV, FEV₁, FEF_25-75, MEF₅₀ (%) у курящего испытуемого мужчины №3, имевшего максимальный индекс курения (15 пачка/лет) по сравнению с некурящим мужчиной №1 и курильщиком №2. Можно отметить, что у курящего мужчины с длительным стажем курения при отсутствии клинических респираторных проявлений формируются смешанные нарушения функции легких.

Максимальный респираторный коэффициент (R Peak) у тестируемых мужчин по данным КПНТ составил 1,2, что соответствует высокой мотивации обследованных к выполнению максимального нагрузочного теста (НТ).

Сравнительная оценка параметров КПНТ на ПАНО (момент, когда VO₂ становится равен VCO₂: R=1,0) выявила двукратное снижение времени наступления ПАНО и потребления кислорода у курящих мужчин, неадекватный рост HR (смещение анаэробного порога влево: №2 ― в I зону (HR 130-150 уд/мин), №3 ― в 0 зону (HR до 130 уд/мин)), что, может быть связано с дебютом респираторных и/или гемодинамических расстройств, а также детренированностью курящих лиц.

Таблица 2.

Показатели кардиопульмонального нагрузочного тестирования трех испытуемых с различной степенью физической подготовки

Примечание: все параметры соответствуют показателям в протоколах КПНТ рис. 1, 3, 5

Итак, ранее наступления ПАНО у курящих мужчин может свидетельствовать о снижении толерантности к физической нагрузке. У некурящего мужчины время тестирования от LC до RC (R=0,85-1,0), т.е. время работы в аэробном режиме метаболизма составило 4 мин. 18 сек, у курильщиков ― почти в 2,5 раза меньше, что может демонстрировать низкую толерантность к физической нагрузке и/или детренированность курящих мужчин.

Изучение параметров КПНТ на пике нагрузки у трех испытуемых зафиксировало значимое уменьшение ключевых показателей физической работоспособности на фоне курения, в частности, в 1,5 раза снизилось пиковое время (t Peak) выполнения нагрузки, почти в 2 раза уменьшились МПК, MET Peak и VE Peak.

У исследуемого №1 HRmax составила 98% от д. в. при нормальном BR и VO₂/HR на пике нагрузки, что характеризует адекватную реакцию дыхательной и сердечнососудистой системы на НТ. Значительное увеличение BR (BR˃35%), неадекватный прирост HR, уменьшение кислородного пульса (VO₂/HR˂20%) на пике нагрузки у курящих мужчин может свидетельствовать о снижении ударного объема и инициации гемодинамических механизмов ограничения физической работоспособности. Кроме того, у курящих лиц на пике нагрузки регистрировалось уменьшение VT Peak и VE Peak, что может отражать развитие нарушений вентиляционной функции легких (табл. 2, рис. 1, 3, 5) 3.

Рисунок 1. Результаты компьютерной спирометрии и протокол КПНТ некурящего мужчины К., 22 года (исследуемый №1)

Рисунок 2. Графическое представление результатов КПНТ некурящего мужчины К., 22 лет (исследуемый №1)

Рисунок 3. Результаты компьютерной спирометрии и протокол КПНТ курящего мужчины Б., 23 лет (исследуемый №2)

Рисунок 4. Графическое представление результатов КПНТ курящего мужчины Б., 23 лет (исследуемый №2)

Рисунок 5. Результаты компьютерной спирометрии и протокол КПНТ курящего мужчины Т., 37 лет (исследуемый №3)

Рисунок 6. Графическое представление результатов КПНТ курящего мужчины Т., 37 лет (исследуемый №3)

Регистрация ЭКГ до НТ во всех трех случаях не выявила каких-либо изменений. По результатам мониторирования ЭКГ в ходе НТ у всех обследуемых регистрировался регулярный синусовый ритм, нарушений ритма и проводимости не зафиксировано, диагностически значимых смещений сегмента ST и изменений интервала QT не отмечалось. Пауз ритма продолжительностью более 2 секунд не выявлено [6].

Систолическое и диастолическое артериальное давление у всех тестируемых до НТ, во время проведения исследования и в периоде восстановления укладывалось в нормальные значения.

Результаты эргоспирометрии, представленные в протоколах и графиках КПНТ, демонстрируют ответ кардиореспираторной системы на выполненную нагрузку (рис. 2, 4, 6) [4, 5]. На графиках отражены изменения различных параметров оцениваемых во времени на всем протяжении тестирования.

График 1. Изменение минутной вентиляции легких (VE) и ступени нагрузочного тестирования.

График 2. Динамика кислородного пульса (VO₂/HR) и HR.

График 3. Объем потребления кислорода (VO₂) и выделения углекислого газа (VCO₂).

График 4. Динамика минутной вентиляции легких (VE) и VCO₂.

График 5. Динамика изменения HR и VCO₂.

График 6. Динамика вентиляционного эквивалента по кислороду (VE/VO₂) и вентиляционного эквивалента по углекислому газу (VE/VCO₂).

График 7. Динамика дыхательного объема (VT) и VE.

График 8. Зависимость VCO₂/VO₂, т.е. отражает динамику дыхательного коэффициента (R).

График 9. Изменение парциального давления углекислого газа (PetCO₂) и парциального давления кислорода (PetO₂) в конце выдоха.

Исследуемый №1, некурящий мужчина К., 22 года

Заключение результата КПНТ: Толерантность к физической нагрузке высокая. Физическая работоспособность высокой степени. Аэробная производительность выше средней. Тип реакции на нагрузку (по АД) нормотонический. Общее функциональное состояние хорошее (рис. 1, 2).

Исследуемый №2, курящий мужчина Б., 23 года

Заключение результата КПНТ: Толерантность к физической нагрузке ниже среднего. Физическая работоспособность ниже среднего уровня. Аэробная производительность низкая. Тип реакции на нагрузку (по АД) нормотонический. Общее функциональное состояние удовлетворительное. Снижение физической работоспособности, вероятно, связано с наличием гемодинамических ограничений, возникших на фоне детренированности обследуемого. Нельзя исключить начальные респираторные и (или) гемодинамические расстройства (рис. 3, 4).

Исследуемый №3, курящий мужчина Т., 37 лет

Заключение результата КПНТ: Толерантность к физической нагрузке низкая. Физическая работоспособность низкой степени. Аэробная производительность низкая. Тип реакции на нагрузку (по АД) нормотонический. Общее функциональное состояние удовлетворительное. Снижение физической работоспособности, вероятно, связано с начальными изменениями вентиляционной функции легких (FEV₁ ― 81%, FEF_25-75 ― 77%, MEF₅₀ ― 77%, MVV ― 90%) и/или гемодинамических ограничений, вследствие детренированности обследуемого (рис. 5, 6).

Заключение

1. Модифицированный протокол Bruce для проведения КПНТ с увеличением нагрузки на 50 ВТ каждые 2 минуты до отказа может эффективно использоваться при обследовании здоровых молодых мужчин с целью определения уровня толерантности к физической нагрузке и выявления донозологических функциональных нарушений респираторной и сердечнососудистой систем.

2. При сравнительном анализе протоколов КПНТ здоровых курящих молодых мужчин выявлены существенные различия по сравнению с испытуемым некурящим мужчиной №1:

3. Выявленные изменения параметров КПНТ у здоровых курящих молодых мужчин могут рассматриваться в качестве ранних диагностических критериев снижения толерантности к физическим нагрузкам и донозологических функциональных признаков нарушений органов дыхания и сердечнососудистой системы.

Источник