KURS: KARDİYOPULMONER EGZERSİZ TESTLERİ

KARDİYOPULMONER EGZERSİZ TESTLERİNDE TEMEL PARAMETRELER

Doç. Dr. Sinan ERGİNELOSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ

GÖĞÜS HASTALIKLARI ANABİLİM DALI

Toraks Derneği 8. Yıllık Kongresi27 Nisan - 1 Mayıs 2005 / ANTALYA

KLİNİK EGZERSİZ TESTLERİ

Klinik pratikde artan oranlarda kullanılmaktalar. NİÇİN ?

Klinik karar verme sürecindeki hız ve etkinlikleri. Patolojiik durumu erken ortaya koymadaki başarıları.

KLİNİK EGZERSİZ TESTLERİ

Temel bilgi sunan ileri teknoloji gerektirmeyen modaliteler

Kompleks teknoloji kullanımı ile detaylı bilgi sunan modaliteler

Klinik probleme yanıt verebilecek uygun modalite seçilir.

KARDİOPULMONER EGZERSİZ TESTİ ( CPET )

Bisiklet Ergometresi veya Treadmill’de, Maksimal semptom sınırlı, incremental

egzersiz testi esnasında, Oksijen uptake ( VO2 ), karbondioksit output

( VCO2 ), dakika ventilasyonu ( VE ) ve diğer değişkenleri;

12 kanallı EKG monitörizasyonu, kan basıncı ve pulse oksimetre ölçümleri ile sunar.

İlave olarak test esnasında invaziv AKG ölçümleri vb. yapılabilir.

CPET

CPET; Klinik çalışmanın tüm aşamalarında değerli bir yöntemdir.

Hastalığın; Tanısı, Şiddeti, Progresyonu, Prognozu, Tedaviye yanıtı

değerlendirilir.

Pratikde; Temel klinik bulgular ( Öykü, FM, Akciğer Grafisi,

SFT ve İstirahat EKG ) göz önüne alındığında spesifik sorular sebat ettiğinde düşünülür.

CPET / ÖLÇÜM SİSTEMİ

Digital kompütür ( verilerin kaydedilip,değerlendirildiği,saklandığı )

Bisiklet ergometresi veya treadmill ( egzersizin yapıldığı ) Metabolik analizör ( gaz konsantrasyonlarının ölçüldüğü ) Flow sensorlar ( akım ve volümlerin ölçüldüğü ) EKG (12 kanallı moniterizasyon) Pulse oksimetre

CPET / İNVAZİV TEST

Egzersiz testi esnasında arteriel kan örnekleri alınması.ENDİKASYONLARI: İnterstisyel akciğer hastalıkları Pulmoner vasküler hastalıklar Düşük DLCO’lu COPD

Egzersizde oksijen desatürasyonu ortaya çıkan hastalar

CPET /ÖLÇÜLEN PARAMETRELER

Değişkenler İşyükü Metabolik Kardiovasküler Solunum Pulmoner gaz değişimi

Asit-baz Semptom

Non-invaziv / İnvaziv WRVO2, VCO2, R, AT, Laktat

HR, HRR, EKG, BP, O2pulse

VE; VT, fb, VR, PETO2,PETCO2

SpO2, VE/VCO2, VE/VO2

SaO2, PaO2, P(A-a)O2, VD/VT

PH, PaCO2, HCO3

Dispne, göğüs ağrısı, bacak ağrısı.

CPET / ÖLÇÜLEN PARAMETRELER

WR : Work rate VO2 : Oksijen uptake

VCO2 : CO2 output R: Respiratory exchange ratio AT : Anaerobic threshold LT : Lactat threshold HR : Heart rate HRR : Heart rate reserve BP : Blood pressure O2 pulse : Oksijen pulse

SpO2 : Pulse oksimetre

VE : Minute ventilation

VT : Tidal volüm fb : Breathing frequency VR : Ventilatory reserve PETO2: End-tidal pressure of O2

PETCO2:End-tidal pressure of CO2

VE/VCO2:Ventilatory equivalent for CO2

VE/VO2:Ventilatory equivalent for CO2

VD/ VT: Fizyolojik ölü boşluğun tidal volüme oranı

CPET / WR } Dakika direnci

İstirahat VO2 (ml/dk) = 150 + ( 6 x vücut ağırlığı(Kg) )

VO2max (ml/dk) = [boy (cm) - yaş (yıl) x 20 (kadında 14)]

Dk’da Artması Gereken Pedal Direnci (Watt) =VO2max - VO2ist./100

CPET / VO2max veya VO2peak

(Peak O2 consumption) Egzersiz kapasitesini değerlendiren en iyi endekstir. WR artış göstermesine rağmen plato çizen VO2 = VO2max

adını alır.( Plato gözlenmez ise VO2peak olarak adlandırılır.) Farklı biçimlerde ifade edilir;L/dk ( beklenen değerin %’si )ml/kg/dkkg/m2

Azalmış VO2peak; azalmış egzersiz kapasitesinin değerlendirilmesinde başlangıç noktasıdır.

CPET / VO2peak

Önerilen standart: > % 84 predictedDüşük VO2peak Oksijen dağılımında problem( kalp, akciğer, sistemik-pulmoner dolaşım ve kan ) ve/veya periferal anormallik( düşük oksijen kullanımı veya kas disfonksiyonu ) Zayıf/yetersiz efor

Normal VO2peak Normal aerobik gücü, egzersiz kapasitesini ve fonksiyonel

önemli bir bozukluk olmadığını yansıtır.İSTİSNA; VO2peak normal olmasına karşın bazen CPET diğer anormallikleri

gösterebilir (anormal solunum paterni gibi).

CPET / HASTA EFORUNUN DEĞERLENDİRİLMESİ

CPET’nin doğru yorumu için hasta eforu ve motivasyonu en üst seviyede bir egzersiz ortaya konmalıdır.

Hasta tükenmiş/bitkin görünümde olmalıdır. HR veya VE predict değere yakın olmalıdır. Laktat 8 mEq/L’den büyük olmalıdır. Respiratory Exchange Ratio 1.15’den büyük olmalıdır.

CPET / Anaerobik Threshold (AT)

Laktat Threshold (LT) olarak da bilinir. Egzersiz esnasında laktik asitte artmanın neden olduğu

metabolik asidozis’in başlangıcının bir tahmini göstergesidir.

Sedanterlerde VO2max %50-60’da, sporcularda daha ileride oluşur.

(Normal pred.değer %35-70) AT ölçümünde gold standart; invaziv olarak arteriel laktat ölçümüdür. Laktat ölçülemiyor ise standart HCO3

bu amaçla kullanılabilir(resiprok).

CPET/ AT

“ Egzersiz sırasında anaerobik metabolizmanın aerobik metabolizmayı desteklemeye başladığı ve laktik asit üretilmeye başlandığı VO2 değeri” AT’dur.

Anaerobik metabolizmanın başlaması ile laktat’da ani artış

Bunun HCO3 ile tamponadı

Oluşan metabolik asidozisin CO2 üretimi artışı ile tamponlanması

Bütün noninvaziv yöntemler bu orantısız CO2 artışının VE ve diğer solunum parametreleri üzerine yaptığı etkiyi saptamaya çalışır.

CPET / AT’yi belirliyen noninvaziv yöntemler

Klasik (ventilasyon eşiği)VE/VO2, VE/VCO2, PETO2, PETCO2, R

Ventilasyon ekivalanı eşiğiVE/VO2, VE/VCO2

V-slope (gaz değişim eşiği)VCO2, VO2

Modifiye V-slope yöntemiVCO2, VO2

CPET / AT’yi belirliyen noninvaziv yöntemler

Klasik yöntem; VCO2’ye normal VE cevabına dayanmaktadır.Solunum mekaniğindeki patolojilerde (solunumun kontrolündeki bozukluklar veya KOAH gibi) VE’ de yeterli artış olmayabilir ve AT değerlendirmesi hatalı olabilir.

V-Slope metodu; VCO2’nin VO2 ile ilişkisi temeline dayanır.AT’den önce VO2 ve VCO2 birbiri ile orantılı olarak artar. AT’den sonra VCO2, VO2 ile orantısız bir şekilde artar ve eğri bu noktada kırılır ve eğimi daha da dikleşir. Bu noktadaki VO2 değeri AT’dir.

CPET / HR (Heart rate)

Egzersiz esnasında kardiak fonksiyonun değerlendirilmesinde en iyi indeks kardiak output ölçümüdür (Rutin olarak yapılmaz).

Kardiak output’da artış;stroke volüm ve kalp hızı artışı ile sağlanır.

Egzersiz esnasında kardiak output; HR değerlendirilmesi ile yapılır.

HR olarak Age-predicted değerlerin başarılması

maksimal eforu, VO2max’ı ve maksimal kardiak output’u yansıtır.

Predicted max HR= 210 - (yaş x 0.65) Önerilen standart: Max HR > %90 (Age-predicted)

CPET / HRR (Heart rate reserve)

FORMÜL:

(Age-predic.) max. HR - (egzersiz esnasında ulaşılan) max.HR = HRR

Normallerde çoğunlukla HRR yoktur. Önerilen standart: HRR < 15 bpm

Hasta popülasyonunda özellikle kalp yetmezliklilerde peak HR çoğunlukla hastalığın şiddetini yansıtacak şekilde anlamlı değişiklik gösterir.

CPET / VR (Ventilatory Reserve)

Egzersiz esnasında ortaya çıkan ventilasyon sınırlanmasını gösterir.

VEmax / MVV = VR VR artmışsa} sıklıkla ventilasyon reservinin aşıldığını (egzersize

ventilasyon limitasyonunu) gösterir. VR azalmış veya yoksa} Eşlik eden diğer solunum anormalliğini

gösterir.

Formül:VR = MVV - VEmax veya VEmax/MVV x 100 (MVV=FEV1x40)

Önerilen Standart:

MVV - VEmax >11 L

VEMAX / MVV x 100 <%75

Normal Range (72 +/- %15)

CPET / O2pulse, SpO2, SaO2

Oksijen pulse (O2pulse):

Formül:VO2 / HR

Önerilen Standart> % 80

Pulse oksimetre (SpO2)

Oksijen saturasyonunun (SaO2) noninvaziv bir tahminidir.

SaO2; SpO2’nin -/+ %4’dür.

Sigara içimi ve CO expojuru SpO2’yi yanıltır (COHb !)

CPET / Pulmoner Gaz Exchange

VE/VCO2

Ventilasyonun etkinliğini noninvaziv olarak ölçer.(VCO2’nin 1 litresini elimine eden VE litresi)

Baştan başa ölçülür fakat AT’de rapor edilir (Paco2 sabit olduğunda).

Önerilen standart: VE / VCO2 < 34

Artmış değerler; VD/VT’de artışı veya hiperventilasyonu yansıtır.

(PETCO2 veya PaCO2 ayırt edicidir)

CPET / VD/ VT

Fizyolojik ölü boşluğun tidal volume oranıdır. Egzersiz sırasında akciğerlerdeki ventilasyon perfüzyon

dengesizliğini yansıtan değerli bir parametredir. VD/VT’ de artma ölü boşluk solunumunda artma olduğunu

ve ventilasyonun etkinliğinin azaldığını gösterir. VD/VT oranı normal kişilerde istirahatte 0.3 - 0.4 iken

maksimum egzersizde 0.19 - 0.21’e kadar düşebilir. Normalde bu parametreyi hesaplamak için PaCO2 değerinin

bilinmesi gerekir. Rutinde kullanılan sistemler ise bu parametreyi bu parametreyi PETCO2’den hesaplarlar (non-invaziv ölçüm).

CPET / PaO2, P(A-a)O2

Normalde egzersiz esnasında Alveoler - arteriel oksijen gradiyentinde artış gözlenir.

Normal kişilerde egzersizin şiddeti ile birlikte PaO2 artar.

Peak egzersizde PaO2’nin normalde 80 mm Hg’nın üzerinde ve P(A-a)O2’nin DE 35 MM Hg’nın altında olması beklenir.

Hastalarda akciğer hastalığı, pulmoner vasküler hastalık ve intrakardiyaksol-sağ şant olmadığı sürece PaO2 ve P(A - a)O2 normal değerlerdedir.

CPET / P(a - ET)CO2

V/Q dengesindeki bozukluğu yansıtan bir parametredir. Normalde istirahatte hafif pozitif iken egzersizde

negatifleşir (genellikle -3, -4). Bu değerin maksimum egzersizde 0’dan büyük olması VD/VT

cevabının anormal olduğuna ve ölü boşluk solunumunun arttığına işaret eder.

CPET / ΔVO2/ ΔWR

İET esnasında hesaplanır. Oksijenin dağılımı / kaslar tarafında kullanımı bir

indeks olarak değerlendirilir. Kardiovasküler ve P. vasküler hastalıklarda bozulur. Pulmoner hastalarda normaldir.

Formül:(VO2peak - VO2 3 dk. Yüksüz)

(W / dk X Test süresi - 0.75)

Önerilen Standart:>8.29 ml/dk/w

Erişkinde Bisiklet Ergometresinde Maksimum CPET için Önerilen Normal Değerler

VO2max AT

ΔVO2/ ΔWR

O2pulse HRR (atım/dk) Kan Basıncı VR VT/VC Frekans (Solunum/dk) VE/VCO2 (AT’de) VD/VT P(a-ET)CO2

PaO2

P(A-a)O2

> % 84 Predicted

> 40% VO2max predicted

> 8.29 mL/min/W

> 80%

< 15 bpm

< 220/90 mmHg

VEmax/ MVV >%75; MVV-VEmax>11 L

< 55

< 60 brpm

< 34

< 0.28

< 0

> 80 mmHg

< 35 mmHg

CPET/ Peak egzersiz cevap paternleri

Parametre Kalp Yet. KOAH İnters. AC P.Vasküler Obesite Kond Eks.

VO2maxAT

HRRO2pulse

VR(VE/MVV)VE/VCO2

VD/VTPaO2

P(A-a)O2

AzalırAzalır

Gnl.yokAzalır/ArtNormalArtarArtar

NormalGnl. Nor.

AzalırN/Az/BelirArtar/NN/Azalır

Yok/AzalırArtarArtar

DeğişkenDeğ./art.

AzalırN/AzalırArtar

N/AzalırN/AzalırArtarArtarAzalırArtar

AzalırAzalır

Yok/AzAzalır

NormalArtarArtarAzalırArtar

AzalırNormalYok/AzNormalN/AzalırNormalNormalN/ArtarAzalır

AzalırAzalır/NYok/AzAzalır

NormalNormalNormalNormalNormal

CPET / Wasserman’ın 9’lu panel grafik düzeni ERGOSPIROMETRY: THE 9 WASSERMAN-

PLOTS

CPET / 9 PANEL GRAFİK DÜZENİNDE SİSTEMİK FONKSİYON DEĞERLENDİRMESİ

Panel 3’de yer alan VO2peak düşük ise NEDENİ ?

PANEL 2,3,5 } Kardiovasküler limitasyon PANEL 1,3,4,7 } Ventilatuar limitasyon PANEL 3,6,9 } Ventilasyon perfüzyon dengesizliği PANEL 3,8 } Metabolik substrat kullanım

anormalliği

CPET / PANEL 1

VE karşı WR

Bu panel’de WR, AT’un üzerine çıkana kadar oluşan eğri curvilinear’dir.

VE; obes veya KOAH’lı hastalarda aşırı gözlenir.

CPET / PANEL 2

HR ve *VO2/HR karşı WR

HR yükselmesi ve VO2/HR azalması belirgin kardiovasküler defekti gösterir.

(Kronotropik incompetence veya kalp bloku veya beta adrenerjik blokaj mevcudiyeti hariç.)

*VO2/HR = O2pulse

CPET / PANEL 3

VO2 ve VCO2 karşı WR

WR artışına karşı VO2’de yükselme eğiminin beklenen değere göre yorumu egzersiz limitasyonunda global değerlendirme imkanı sağlar.

ДVO2/ДWR kardiovasküler hastalarda anormaldir.

VCO2 laktik asit geliştikten sonra VO2’nin üzerine çıkar ve devamlı yükselir.

CPET / PANEL 4

VE karşı VCO2

Lineer bir ilişki gösterir 30:1 oranında gözlenir(metabolik asidoza ventilatuar kompanzasyon gelişene dek)

Lineer parçanın eğimi hiperventilasyon veya egzersiz VD/VT oranı artması ile dikleşir.

CPET / PANEL 5

HR karşı VO2

ve VCO2 karşı VO2

Normal kişilerde VO2max ile HR lineer yükselir. Kalp yet. ve pulmoner vasküler hastalarda artış diktir. Miyokard iskemili hastalarda lineer ilişki kaybolabilir.

AT’ye kadar VCO2, VO2 ile lineer yükselir.VCO2’nin hızlı yükseldiği nokta; kırılma noktası (v-slope metodu) AT olarak tanımlanır. Kardiovasküler fonksiyon zayıflığında düşük olacaktır.

CPET / PANEL 6

(*) VE/VO2 ve VE/VCO2

karşı WR VE/VO2 AT’nin en alt

seviyesinde azalır. VE/VCO2 ventilatuar

kompanzasyon noktasının en alt seviyesinda azalır.

Her iki değer pulmoner kan akımı anormal (ventile akciğer gaz exchange üniteleri azalmış) hastalarda yüksektir.

(*) Ventilatory equivalent for O2 and CO2

CPET / PANEL 7

VT karşı VE

Hastanın VC ve IC vertikal axis’de, ölçülen MVV veya FEV1 horizantal axis’de gözlenir.

Havayolu limitasyonunda max. egzersizle VE, MVV’ye yaklaşır. Max. Egzersizde solunum rezervi ( MVV- VE) yaklaşık 0’dır.

Solunum rezervi istirahat SFT’si ile tek başına belirlenemez.

CPET / PANEL 8

(*) VCO2/ VO2, karşı WR

Bu pilot yaklaşık 0.8’de start alır ve AT’un üstünde 1’in üzerine tırmanır.

İstirahat veya düşük WR’de akut hiperventilasyon, PETCO2 düşüklüğü ve R ‘ın 1.0’dan büyüklüğü olarak yansır.

(*) Respiratory Exchange Ratio ( R veya RER)

CPET / PANEL 9

(*) PETCO2 ve PETO2

karşı WR Düşük PETCO2 hiperventilasyonu

veya yüksek V/Q dengesizliğini işaret eder.Akut hiperventilasyonu ise panel 8 (R) açıklar.

AKG veya plazma HCO3 düzeyi kronik hiperventilasyon ve düşük PETCO2’li hastada V/Q anormalliğini ayırt eder.

AKG ve panel 9; mevcut yüksek veya düşük V/Q dengesizliğini belirtir.

(*) PETCO2: End-tidal pressure of CO2

PETO2: End-tidal pressure of O2

CPET / YANITLADIĞI SORULAR -1-

Egzersiz kapasitesinde azalma var mı ?VO2max

Egzersiz esnasında metabolik gereksinimde artış var mı?Obezite: VO2-WR ilişkisi

Egzersiz O2 akımındaki azalma yüzünden mi sınırlı ?

İskemik, miyopatik, konj. kalp hast.: EKG, VO2/WR, VO2/HR

Pulmoner vasküler hast.: VO2/WR, AT, VO2/HR, VE/VCO2

Periferik arter hast.: BP, VO2/WR

Anemi,hipoksemi,COHb: AT, VO2/HR

Egzersiz, ventilatuar kapasitede azalma nedeniyle mi sınırlı ?AC hast., göğüs kafesi anomalileri: BR, ventilatuar yanıt

CPET / YANITLADIĞI SORULAR -2-

Anormal derecede V/Q bozukluğu var mı ?AC hast., Pulmoner vasküler hast., kalp yet.: P(A-a)O2, PETCO2, VD/VT, VE/VCO2

Kas O2 ve karbohidrat kullanımında bozukluk var mı ?

Kas glikolitik veya mitekondrial enzim defektleri:AT, R, VCO2, HR vs VO2, Laktat, Laktat/piruvat

Egzersiz, davranış bozuklukları nedeniyle mi sınırlı ?Nöropsikolojik bozukluklar: Düzensiz solunum paterni Efor yeterli mi ?Sekonder kazanç için yetersiz efor: HRR, BR, max R < 1.1, normal AT, P(A-a)O2 ve PETCO2

PİCASSO

MENİNAS

CPET/ KURS - 27 Nisan 2005 / ANTALYA

TEŞEKKÜRLER... Sabrınız için.