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Bericht reicht. Sie kann bei Nicht-Trainierten als Ersatz für VO angesehen werden, wenn 2max gleichzeitig der respiratorische Quotient ≥ 1 ist oder das Standard-Bicarbonat abfällt. Aufgrund des stärkeren Einsatzes verschiedener Muskelgruppen sind bei der Laufbandergometrie höhere Sauerstoffaufnahmen (5-10 %) zu erreichen als bei der Fahrradergometrie [4]. Somit sind die meisten amerikanischen Referenzwerte, die mit Laufbandergometrie gewonnen wurden, für die Fahrradergometrie nicht verläßlich. Normwerte für die Fahrradergometrie bei Unsteady-state-Belastung wurden von Pothoff und Mitarbeitern [13] erarbeitet. Von den Kenngrößen der Spiroergometrie abgeleitet sind das Atemminutenvolumen, das Atemäquivalent für O und CO , der re-spira- 2 2 torische Quotient und der Sauerstoffpuls. Neben der Sauerstoffaufnahme als wichtigste Kenngröße der kardiopulmonalen Belastbarkeit spielt bei der Spiroergometrie die Bestimmung der anaeroben Schwelle eine große Rolle [7,18]. Durch die anaerobe Schwelle wird der Belastungszustand erfaßt, bei dem Laktatbildung und -elimination gerade noch im Gleichgewicht stehen. Da sich in dieser Schwellenzone zahlreiche physiologische Variablen relativ abrupt ändern - der pH-Wert 4 Literatur: fällt, das Standard-Bicarbonat sinkt, das Atemäquivalent für O erreicht seinen tiefsten 2 Punkt- wird vielfach von einem aerob-anaeroben Übergang gesprochen. An diesem Übergang lassen sich unterschiedliche metabolische und ventilatorische Schwellen definieren [1]. Die bekannteste metabolische Schwelle ist die 4-mmol/l-Laktat-Schwelle. Alternativ zu dieser besonders in der Sportmedizin häufig als Kriterium der Dauerleistungsfähigkeit verwendete Meßgröße wird die nicht-invasive Schwellenbestimmung nach der “V-Slope- Methode” eingesetzt. Die VCO -Abgabe 2 steigt im anaeroben Bereich stärker als die VO -Aufnahme. Der Kurvenpunkt, an dem 2 der überproportionale VCO -Anstieg auftritt, 2 wird als “ventilatorische Schwelle” bezeichnet [16,17]. Alle modernen Computerprogramme in der Spiroergometrie erlauben automatisiert diesen Punkt zu bestimmen. In Abhängigkeit von der Meßgröße und vom Untersuchungskollektiv findet man einen aerob-anaeroben Übergang, der bei etwa 40% VO beginnt und bei etwa 75 % VO 2max 2max endet [1]. Die Sauerstoffaufnahme im Bereich der anaeroben Schwelle ist im Gegensatz zu VO2max nicht von der Mitarbeit des Probanden abhän- gig und ist daher ein wichtiges differentialdiagnostisches Kriterium. Betont werden muß jedoch, daß nicht bei jedem Patienten die anaerobe Schwelle erreichbar oder eindeutig festzulegen ist. Für die Differenzierung zwischen pulmonaler Dyspnoe, kardialer Dyspnoe oder Dyspnoe als Folge einer Fehleinschätzung der eigenen Leistungsfähigkeit lassen sich zahlreiche Kriterien heranziehen [5,6,8,12,14,18]. Besonders von Wasserman und Mitarbeitern [18] wurden Entscheidungsalgorithmen angegeben. Sie sind bei eindeutigen Abweichungen der Meßwerte von den “Normwerten” hilfreich, jedoch deutlich weniger verläßlich, wenn die Abweichungen nur gering sind. Auf der einen Seite sind die Algorithmen mit ihren Entscheidungsstufen, wie sie zum Teil schon in Software-Programme der Spiroergometrie integriert wurden, zwar verlockend einfach, auf der anderen Seite implizieren sie ein dem Patienten nicht immer adäquates diagnostisches Vorgehen nach einer starren Logik. Meines Erachtens ist daher die Einzelbetrachtung der Meßwerte unter Berücksichtigung ihrer physiologischen und pathophysiologischen Relevanz und ihre anschließende synoptische Zusammenfassung sinnvoller (Tab. 1). [1] Breuer, H.-W. M., H. Groeben, H. Schöndeling, H. Worth: Onset of respiratory and metabolic decompensation during exercise tests. Europ. resp. J., Suppl. 5 (1989), 360 [2] Breuer, H.-W. M., U. Pfeiffer, H. Worth, G. Heusch: Spiroergometrie mit fünfminütigen Belastungsstufen - Steady-State-Belastung? Atemw.- u. Lungenkr. 8 (1991), 379-380 [3] Breuer, H.-W. M., U. Pfeiffer, H. Worth, G. Heusch: The power-duration product. Evaluation of a new reference system for cardiopulmonary exercise testing. Europ. J. appl. Physiol. 65 (1992), 118-123 [4] Coplan, N. L., D. M. Sacknoff, N. S. Stachenfeld, G. W. Gleim: Comparison of submaximal treadmill and supine bicycle exercise Amer. Heart J. 128 (1994), 416-418 [5] Epstein, S. K., B. R. Celli: Cardiopulmonary exercise testing in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Cleveland Clin. J. Med. 60 (1993), 119-128 [6] Eschenbacher, W. L., A. Mannina: An algorithm for the interpretation of cardiopulmonary exercise tests. Chest 97 (1990), 263-267 [7] Hollmann, W., J. Prinz: Zur Geschichte und klinischen Bedeutung der kardiopulmonalen Arbeitsuntersuchung unter besonderer Berücksichtigung der Spiroergometrie. Z. Kardiol. 83 (1994), 247-257 [8] McElroy, P. A., J. S. Janicki, K. T. Weber: Cardiopulmonary exercise testing in congestive heart failure. Amer. J. Cardiol. 62 (1988), 35-40 (Abstract) [9] McKelvie, R. S., N. L. Jones: Cardiopulmonary exercise testing. Clin. Chest Med. 10 (1989), 277-291 [10] Myers, J., N. Buchanan, D. Walsh, M. Kraemer, P. McAuley, M. Hamilton-Wessler, V. F. Froelicher: Comparison of the ramp versus standard exercise protocols. J. Amer. Coll. Cardiol. 17 (1991), 1334-1342 [11] Myers, J. D., D. Walsh, M. Sullivan, V. Froelicher: Effect of sampling on variability and plateau in oxygen uptake. J. appl. Physiol. 68 (1990), 404-410 [12] Neuberg, G. W., S. H. Friedmann, M. B. Weiss, M. V. Herman: Cardiopulmonary exercise testing. Arch. intern. Med 148 (1988), 2221-2226 [13] Pothoff, G., U. Winter, K. Waßermann, D. Jäkel, M. Steinbach: Ergospirometrische Normalkollektivuntersuchungen für ein Unsteady-state-Stufentestprogramm. Z. Kardiol. 83 (1994), 116-123 [14] Sue, D. J., K. Wasserman: Impact of integrative cardiopulmonary exercise testing on clinical decision making. Chest 99 (1991), 981-992 [15] Treese, N., Ö. Akbulut, M. Coutinho, S. Epperlein, J. Meyer: Halbliegende kardiopulmonale Belastung bei Herzgesunden mittleren Alters. Z. Kardiol. 83 (1994), 138-145 [16] Wasserman, K: The anaerobic threshold measurement to evaluate exercise performance. Amer. Rev. resp. Dis. 129, Suppl. (1984), 535-540 [17] Wasserman, K: Determinants and detection of anaerobic threshold and consequences of exercise above it. Circulation 76, Suppl. VI (1987), 29-39 [18] Wasserman, K., J. E. Hansen, D. Y. Sue, B. J. Whipp, R. Casaburi: Principles of Exercise Testing and Interpretation (Lea & Febiger: Philadelphia 1994) [19] Weismann, I. M.: Cardiopulmonary exercise testing. The need for standardization. Pulm. Perspect. 9 (1992), 5-8 [20] Winter U., J., A. K. Gitt, J. Fritsch, G. Mager, H. H. Hilger: Ergospirometrische Befunde bei Normalpersonen und bei Herzinsuffizienzpatienten. Dtsch. Z. Sportmed. 45 (1994), 12-14
Interpretationshinweise zu den wichtigsten Kenngrößen einer Spiroergometrie Kenngröße Interpretationshinweis Tabelle 1 Bericht Herzfrequenz Gesunde und Patienten mit begrenzter kardialer Leistungsfähigkeit haben nur eine geringe (< 25% oder keine Herzfrequenz-Reserve (maximale Herzfrequenz: 220-Lebensalter) Atemfrequenz Übersteigt selten 50/min; höhere Werte deuten auf eine restriktive Ventilationsstörung hin Sauerstoffpuls Niedriger, alterskorrigierter Wert spricht für begrenzte kardiale Leistungsfähigkeit oder Trainingsmangel (direkte Korrelation zum Schlagvolumen) Sauerstoffaufnahme Globalkriterium für kardiopulmonale Leistungsfähigkeit (abhängig von Gewicht, Trainingszustand und genetischer Disposition): “Weber-Klassen” A-D [8] zur Quantifizierung der funktionellen Leistungseinschätzung analog der NYHA-Klassen Atemzugvolumen Erreicht bei restriktiver Ventilationsstörung nahezu die inspiratorische Vitalkapazität Maximale Ventilation Kleiner Abstand der maximalen Ventilation von der maximalen willkürlichen Ventilation ist typisch für eine pulmonale Limitierung der Belastung (normale Atemreserve > 30% der maximalen Ventilation); gelegentlich zeigt sich eine kleine oder aufgehobene Atemreserve auch bei extrem Motivierten. Totraumventilation Verhältnis von Totraumvolumen zu Atemzugvolumen sinkt von Ruhewerten um 30% auf etwa 10% während Belastung ab; bei Ventilations-/Perfusionsstörung nur minimaler Abfall oder sogar Anstieg Respiratorischer Quotient (RQ) RQ > 1,0 weist auf eine Belastung oberhalb der anaeroben Schwelle hin; RQ > 0,8 bei Beginn der Belastung: Verdacht auf Hyperventilation - keine Steady-state-Bedingungen Atemäquivalent für O 2 Tiefster Punkt ist eine Kenngröße für die ventilatorische Schwelle; bei obstruktiven Atemwegserkrankungen jedoch schlecht oder nicht erkennbare Senke während Belastung Endexspiratorischer O 2 -Partialdruck Beginn des Anstiegs bei konstantem endexspiratorischen CO 2 -Partialdruck ist eine Kenngröße für die anaerobe Schwelle Sauerstoffaufnahme Bei kardialbegrenzter Leistungsfähigkeit und peripherer arterieller Verschlußkrankheit reduziert, bezogen auf die Leistung Sauerstoffsättigung Bei signifikantem Abfall > 4% besteht eine pulmonale Belastungslimitierung Anaerobe Schwelle Werte < 40% der altersentsprechenden maximalen O 2 -Aufnahme weisen auf eine linksventrikuläre Dysfunktion hin; Fehlen der Überschreitung einer anaeroben Schwelle ist entweder pulmonal, muskulär oder motivationsbedingt; Kriterium der “Weber-Klassen” [8] zur Quantifizierung einer funktionellen Leistungseinschränkung Unabhängig von der starren Meßwert-Interpretation ist jedoch bei jeder Belastungsuntersuchung der individuelle Aspekt, wie ein Patient die Belastung toleriert und bewältigt, ein wichtiges diagnostisches Kriterium. Dabei sollte die Nachbelastungsphase nicht vergessen werden. Gerade die auskultierbare belastungsinduzierte Obstruktion in Form von Giemen und Brummen zeigt sich oft erst in der Nachbelastungsphase und ist ein wertvolles diagnostisches Kriterium („pulmonale Dyspnoe”). Das Auftreten von feuchten nicht klingenden Rasselgeräuschen am Ende der Belastung, zum Teil ebenfalls begleitet von Giemen und Brummen, weist eindeutig auf belastungsabhängige Linksherzinsuffizienz hin (“kardiale Dyspnoe”). Für eine bedingte Dyspnoe spricht ebenfalls der Auskultationsbefund einer belastungsinduzierten relativen Ausflußbahnstenose bei Septumhypertrophie. 5
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