CC BY
951
Кардиореспираторный нагрузочный тест
М.Х. Мустафина, А.В. Черняк
В статье обсуждаются вопросы методологии и интерпретации результатов кардиореспираторного нагрузочного теста, а также обоснованность и необходимость проведения данного исследования не только в научных целях в специализированных лабораториях, но и в повседневной клинической практике.
Ключевые слова: кардиореспираторный нагрузочный тест, функциональная диагностика.
Введение
Физическая нагрузка является идеальным и наиболее физиологичным видом провокации, позволяющим оценить состояние компенсаторно-приспособительных механизмов организма, а при наличии явной или скрытой патологии - степень функциональной неполноценности кардио-респираторной системы. Тест с физической нагрузкой (нагрузочный тест - НТ) является универсальным средством оценки физической работоспособности и определения механизмов нарушения толерантности к физической нагрузке.
В зависимости от технического оснащения НТ можно разделить на две группы: 1) высокотехнологичные, или кардиореспираторные НТ (КРНТ), для проведения которых необходимо дорогостоящее оборудование для оценки функции респираторной и сердечно-сосудистой систем, газообмена и устройства для дозирования физической нагрузки (эргометр) (рис. 1); 2) НТ, не требующие специального оборудования, так называемые внелабораторные, или "полевые" НТ.
В отличие от последних КРНТ - более информативный и специфичный метод, так как позволяет максимально полно и объективно оценить реакцию организма человека на физическую нагрузку, а при наличии патологии не просто констатировать этот феномен, но и выявить конкретную патофизиологическую причину ограничения физической работоспособности.
Снижение толерантности к физической нагрузке часто наблюдается у пациентов с хроническими респираторными заболеваниями [1]. Выявлена слабая взаимосвязь (корреляция) между снижением физической работоспособности и нарушением легочной функции (рис. 2) [2].
Однако прогноз о переносимости физической нагрузки, основанный только на результатах исследования респираторной функции в покое, как правило, неточен [3-7].
Кроме того, НТ также могут использоваться для диагностики гиперчувствительности/гиперреактивности дыхательных путей и, соответственно, бронхиальной астмы (методология и интерпретация провокационного НТ не являются предметом рассмотрения в настоящей статье).
Несмотря на несомненную важность КРНТ в диагностическом и лечебном алгоритме многих заболеваний, большинство клиницистов и специалистов по функциональной
Лаборатория функциональных и ультразвуковых методов исследования НИИ пульмонологии ФМБА России, Москва.
Малика Харисовна Мустафина - науч. сотр. Александр Владимирович Черняк - канд. мед. наук, зав. лабораторией.
диагностике плохо понимают клиническую значимость данных, получаемых при проведении КРНТ.
Настоящая статья посвящена методологии и интерпретации результатов КРНТ, который следует применять не только в научных исследованиях в специализированных лабораториях, но и в повседневной клинической практике.
Кардиореспираторный НТ
Решение о проведении КРНТ необходимо принимать с учетом оценки показаний и противопоказаний к его выполнению.
Показаниями к проведению КРНТ являются:
• определение толерантности к физической нагрузке;
• исследование причин ограничения физической нагрузки;
• измерение максимального (пикового) потребления кислорода (МПК, или ^2тах) - параметра, который играет важную роль в оценке2 заболеваемости или смертности при многих заболеваниях, включая хроническую об-
Рис. 1. Кардиореспираторный НТ: оценка функции сердечнососудистой системы, вентиляции и газообмена в покое и при нагрузке.
структивную болезнь легких (ХОБЛ), первичную легочную гипертензию, фиброзирующий альвеолит, муковис-цидоз и др.;
• оценка риска осложнений и выживаемости после хирургического вмешательства (например, при резекции легкого).
Абсолютные противопоказания к проведению КРНТ [7]:
• острый инфаркт миокарда в первые 2 сут;
• нестабильная стенокардия с высоким риском развития инфаркта миокарда;
• неконтролируемая аритмия с клиническими проявлениями или гемодинамическими нарушениями;
• тяжелый аортальный стеноз;
• неконтролируемая сердечная недостаточность;
• острая тромбоэмболия легочной артерии или инфаркт легких;
• острый миокардит и перикардит;
• спонтанный пневмоторакс;
• острое расслоение аорты.
Относительные противопоказания (не учитываются в случаях, когда предполагаемая польза от планируемого исследования превышает его риск) [7]:
• стеноз ствола левой коронарной артерии;
• умеренные клапанные стенозы;
• электролитные нарушения;
• тяжелая артериальная гипертензия (систолическое артериальное давление (АД) >200 мм рт. ст. и/или диасто-лическое АД >110 мм рт. ст.);
• тахиаритмии или брадиаритмии;
• гипертрофическая кардиомиопатия или другие болезни с обструкцией выходного тракта левого желудочка;
• психическая или физическая неполноценность, обусловливающая невозможность адекватного проведения нагрузки и ее оценки;
• высокая степень атриовентрикулярной блокады.
К противопоказаниям также относят: миопию высокой степени, склонность к обморочным состояниям, тромбофлебит и варикозное расширение вен нижних конечностей, лихорадочные состояния, политопную экстрасистолию, де-компенсированные сахарный диабет и тиреотоксикоз [8].
Как и при любой другой процедуре, связанной с риском осложнений, врач должен быть уверен, что обследуемый понимает цели и суть исследования и осознает возможный риск планируемого тестирования.
Кардиореспираторный НТ должен проводиться только хорошо подготовленным персоналом, обладающим знанием физиологических процессов, происходящих при физической нагрузке, и способным провести экстренную сердечно-легочную реанимацию. Обследование должно проводиться врачом и медсестрой, готовыми к оказанию экстренной помощи обследуемому при появлении у него патологических реакций во время проведения пробы.
По типу изменения нагрузки КРНт делят на тесты с возрастающей нагрузкой и тесты с постоянной нагрузкой.
Кардиореспираторный НТ с возрастающей нагрузкой
"Золотой стандарт" КРНТ - это тест с возрастающей нагрузкой с одновременным электрокардиографическим и клиническим наблюдением, который позволяет определить МПК и оценить уровень аэробных возможностей организма. Кардиореспираторный НТ с возрастающей нагрузкой необходим для того, чтобы предоставить клиницисту ключевые данные, которые не могут быть получены при измерении респираторной и сердечно-сосудистой функций в
о о
X
*
ц
о Ч I-
о
£
>*
140 г
120 -
100 -
20 40 60
ОФВ,, % от должного
Рис. 2. Взаимосвязь между легочной функцией (ОФВ1 -объем форсированного выдоха за 1-ю секунду) и работоспособностью ^¿21тк - максимальное потребление кислорода) у пациентов с ХОБЛ [2].
покое, при анализе газов крови или при проведении других НТ. Благодаря техническому прогрессу и внедрению технологии, позволяющей оценивать газообмен при каждом дыхательном цикле (breath by breath), КРНТ с возрастающей нагрузкой стал доступным во многих клинических лабораториях [6, 7]. Это позволило разработать стандарты проведения КРНТ [6, 8].
Учитывая, что расход энергии и динамика повышения потребления кислорода (VO2) зависят прежде всего от интенсивности работы, эргометрические исследования используют для оценки величины МПК. Удобно выражать VO2 в единицах, кратных потреблению кислорода в условиях2 покоя. Метаболический эквивалент (МЕТ) - это потребляемое организмом количество кислорода в состоянии покоя, равное 3,5 мл О2/кг массы тела/мин (мл кг-1 мин) [9]. В действительности каждый человек в состоянии покоя потребляет в 1 мин индивидуальное количество кислорода, так что МЕТ является усредненной величиной. Максимальное потребление кислорода зависит от возраста, пола, массы тела, уровня тренированности, наследственности, исходного состояния сердечно-сосудистой системы.
Регистрация и запись мышечной работы проводятся с помощью специальных приборов - эргометров. Широкое распространение получили велоэргометры, которые используют для измерения работы, совершаемой человеком при вращении педалей неподвижного велосипеда, и тред-милы (моторизированные беговые дорожки) - для измерения работы, совершаемой при ходьбе или беге по движущейся дорожке. Каждый из эргометров имеет как преимущества, так и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе НТ и интерпретации результатов.
При использовании тредмила для повышения физической нагрузки увеличивают скорость и/или угол наклона полотна дорожки, причем степень повышения нагрузки зависит от массы тела обследуемого. Такие факторы, как эффективность ходьбы (зависит от обуви, длины стопы и степени тренированности) и использование в качестве поддержки рук, могут иметь непрогнозируемое влияние на профиль потребления кислорода во время НТ. Однако в сравнении с тестом на велоэргометре ходьба является более физиологичным видом нагрузки, поэтому при таком же
Рис. 3. Протоколы для НТ с возрастающей нагрузкой [10].
уровне VO2 в мышцах синтезируется меньшее количество молочной кислоты (лактата). Ходьба на тредмиле часто рекомендуется в качестве НТ в педиатрической практике. Однако использование велоэргометра позволяет лучше контролировать уровень физической нагрузки, выполняемой пациентом, - работа в меньшей степени зависит от массы тела по сравнению с нагрузкой на тредмиле. Динамика увеличения потребления кислорода при вращении педалей без нагрузки зависит от массы ног; однако при добавлении нагрузки этот показатель далее повышается независимо от массы тела («10 мл мин-1 Вт) [3, 7].
Кроме того, велоэргометр лучше, чем тредмил, позволяет исследователю определить переносимость пациентом субмаксимальной нагрузки, а также оценить ее механическую эффективность. Стабильное положение пациента на велоэргометре приводит к меньшей "сетевой наводке" при регистрации ЭКГ и измерении АД. Артериальные и венозные катетеры также в большей степени доступны при использовании велоэргометра по сравнению с тредмилом. Велоэргометр для проведения КРНТ должен быть снабжен электромагнитным тормозом. Протокол исследования должен предусматривать увеличение физической нагрузки в шаге 5-50 Вт/мин.
Протокол. Кардиореспираторный НТ с возрастающей нагрузкой состоит из 4 фаз (покой, разогрев, нагрузка и восстановление), в протоколе определяется длительность каждой фазы, выбор начальной ступени и шаг увеличения нагрузки.
В покое должны быть зарегистрированы стандартная ЭКГ в 12 отведениях, частота сердечных сокращений (ЧСС) и АД как в положении лежа на спине, так и стоя (или сидя - для велоэргометра). Это необходимо для выявления патологии и/или расстройств гемодинамики, служащих противопоказанием для максимального нагрузочного тестирования и проявляющихся в определенном положении тела. Если проводится анализ газообмена, должны быть зарегистрированы данные в покое (в течение по крайней мере 2-3 мин) или при достижении стабильного состояния ("состояния равновесия") (т.е. VO2 приблизительно 3,5 мл О2/кг/мин и отношение респираторного обмена (RER = V¿O2/VO2) <0,8, где V¿O2 - продукция углекислого газа). Если REIR превышает 1,0, то стабильное состояние обычно достигается после того, как обследуемый спокойно посидит еще несколько минут.
Затем следует фаза разогрева - выполнение работы без нагрузки в течение 3 мин (например, вращение педалей со скоростью 60-70 об/мин без нагрузки или с минимальной нагрузкой).
Далее наступает третья фаза - "нагрузка", которая длится до достижения МПК. Наиболее широко применяют два типа возрастания нагрузки: ступенчатый (interval protocol) и непрерывный (ramping protocol). В первом случае интенсивность нагрузки увеличивается ступенчато на 5-25 Вт каждую минуту (у профессиональных спортсменов до 50 Вт), во втором случае - непрерывно (т.е. каждую секунду), но с таким же средним увеличением на 5-25 Вт каждую минуту. Выбор адекватного шага возрастания нагрузки - один из важнейших этапов в индивидуальной подготовке теста для каждого пациента. В идеале длительность нагрузки должна составлять 8-12 мин. Можно достаточно точно прогнозировать пиковую нагрузку по результатам предварительной оценки функционального состояния пациента, основанной на данных анкетного опросника в сочетании с исходными параметрами. Такой подход может использоваться для индивидуализации протокола нагрузки у каждого конкретного пациента и увеличивает вероятность своевременного завершения теста.
Измерение уровня максимальной нагрузки важно для последующего назначения уровня физической нагрузки при тренировке в программе легочной реабилитации. Шаг увеличения нагрузки не влияет на МПК или максимальное значение ЧСС, но приводит к значительным различиям при определении максимальной мощности нагрузки [10]: протоколы с большим шагом увеличения нагрузки приводят к более высокой пиковой мощности нагрузки (рис. 3).
Вместе с тем выбор большого шага может приводить к преждевременному прекращению теста. В этом случае МПК может быть не достигнуто. Следовательно, это может оказывать влияние на уровень физической нагрузки при тренировке, поскольку последний часто назначается исходя из пика максимальной нагрузки, полученной при тесте с возрастающей нагрузкой.
На протяжении всего КРНТ должны непрерывно контролироваться ЧСС, ЭКГ и АД. Кроме того, ЧСС, ЭКГ, АД, усилие мышц и симптомы (одышка, болезненные ощущения/ощущение дискомфорта за грудиной) также должны равномерно регистрироваться в течение всего НТ.
После достижения пиковой нагрузки ее постепенно снижают, наступает фаза восстановления, но в течение первых 2-3 мин пациент продолжает выполнение работы без нагрузки, чтобы избежать внезапного снижения АД вследствие депонирования венозной крови. Наблюдение продолжают до момента восстановления ЧСС, АД и показателей ЭКГ практически до исходных значений (как правило, в течение 15 мин после прекращения нагрузки все показатели восстанавливаются). Если КРНТ был прекращен из-за нежелания пациента продолжать исследование, врачу следует выяснить причину прекращения теста. Кроме того, если во время НТ возникли нежелательные симптомы, наблюдение необходимо продолжать до их исчезновения. Если симптомы и/или патологические изменения сохраняются более 15 мин периода восстановления, врач должен рекомендовать пациенту дальнейшее наблюдение или лечение. Если изменения сегмента ST на ЭКГ наблюдаются только в восстановительном периоде или усугубляются в восстановительном периоде, это должно быть отмечено в заключении.
При неоднократном тестировании пациента необходимо сохранять постоянным размер шага возрастающей нагрузки.
Измерения. В клинической практике при проведении КРНТ оценивают следующие параметры: уровень физической нагрузки, ЭКГ в 12 отведениях, ЧСС, АД, параметры газообмена (VO2 и VCO2), минутную вентиляцию легких (VE), степень насыщения (сатурацию) гемоглобина артериаль-
ной крови кислородом, измеренную методом пульсокси-метрии ^р02), а также такие клинические симптомы, как одышка и усталость ног. Если дополнительно исследовать в покое и при нагрузке газы артериальной крови, что обеспечивает прямое и точное измерение сатурации гемоглобина кислородом, парциальное давление кислорода в артериальной крови (РаО2), парциальное давление углекислого газа в артериальной крови (РаСО2) и рН, то возможно разрешить большинство клинических проблем относительно ограничения физической нагрузки. Стандартизованные и технические процедуры для воспроизводимого НТ были опубликованы Американским торакальным обществом (ATS)/Американской коллегией торакальных врачей (АССР) [7].
Важно определить, при каком уровне нагрузки происходит переход от аэробного метаболизма к анаэробному (определение анаэробного порога (АП), известного также как лактатный порог). В норме метаболизм в покое является аэробным процессом, и значительные физические нагрузки также выполняются за счет аэробного метаболизма. Однако при высоком уровне нагрузки или при сердечно-легочной патологии метаболизм может становиться в значительной мере анаэробным. Соответственно, при величинах У02 ниже АП физическая нагрузка может выполняться про-до2лжительное время, выше АП ее выполнение ограничено.
Существует несколько подходов для оценки Ап - инва-зивный (определение уровня молочной кислоты в крови) и неинвазивные: определение точки преломления кривой "потребление кислорода - продукция углекислого газа", так называемый V-slope метод; методика расчета АП на основе вентиляционного эквивалента - при анаэробном метаболизме резко возрастает УС02 и в связи с этим возрастает УЕ и снижается эффективность потребления кислорода, происходит повышение вентиляционного эквивалента по кислороду (УЕ/У02), но не по углекислому газу (УЕ/УС02); методика расчета Ап на основе RER (в результате механизма анаэробного метаболизма RER >1,0) (рис. 4). Наиболее широко применяется V-slope метод.
Балльная оценка динамики одышки и физического усилия/утомления также дает важную клиническую информацию для интерпретации результатов КРНТ. Наиболее часто для оценки симптомов используют модифицированную шкалу Борга. Можно использовать также визуально-аналоговую шкалу. Показатели обеих шкал хорошо коррелируют друг с другом и могут служить инструментами для оценки симптомов одышки и физического усилия/утомления [12].
Различия параметров, получаемых при субмаксимальной физической нагрузке и на пике нагрузки, позволяют клиницисту определить толерантность пациента к физической нагрузке, оценить безопасность и ограничения физической нагрузки, а также назначить физические упражнения для тренировки в программе реабилитации.
Интерпретация. В физиологическом смысле физическая нагрузка считается максимальной, когда уровень одного или нескольких компонентов цепи транспорта кислорода достигает максимума. К компонентам транспортной цепи кислорода относятся легочный газообмен, вентиляция, кровообращение и функция мышц (включая тканевый газообмен). Выполнение нагрузки может быть ограничено самым слабым компонентом этой цепи или возникновением ощущения утомления и/или одышки (7-8 баллов по шкале Борга).
Для того чтобы понять, снижена толерантность к физической нагрузке или нет, необходимо выполнить диагностические операции в определенной последовательности.
Первый этап - анализ У02тах, или МПК. Максимальное потребление кислорода - ос2новной показатель, который
Рис. 4. Неинвазивные методы оценки АП: уровень минутной вентиляции (УЕ), потребление кислорода (У02), выделение углекислого газа (УС02), отношение респираторного обмена (RER = УСо2/ У02), УЕ/У02-ответ (•), УЕ/У^-ответ (?) и У^1оре график во время теста с возрастающей нагрузкой [11].
регистрируется при НТ с максимальной нагрузкой [7, 13]. Полученное значение МПК следует сравнить с должным значением. Чтобы проверить, насколько выбранные уравнения должных значений подходят для технического оснащения лаборатории, перед началом обследования пациентов желательно провести биологический контроль - выполнить КРНТ у здоровых добровольцев. Кроме того, МПК необходимо стандартизовать на килограмм массы тела. Это особенно важно для пациентов с избыточной массой тела.
Снижение МПК отражает уменьшение толерантности к физической нагрузке. Причины снижения МПК неспецифичны: легочная патология, нарушение транспорта кислорода (изменение сердечного выброса, свойств крови), нейромышечные заболевания, недостаточное усилие при выполнении КРНТ и др.
Во время КРНТ ожидается увеличение У02 на 10 мл на каждый 1 Вт возрастающей нагрузки. Более высокие значения наблюдаются у пациентов с ожирением или при низкой механической эффективности.
На втором этапе необходимо определить АП (как было описано выше). В норме АП обычно наступает при потреблении кислорода >40% от У02тах, диапазон нормальных значений достаточно широк - 40-80% от У02тах [7].
(а)
(б)
250
200
150
100
- 1 -
/)
АЛ» Г** J_ ¿г 1 1 1
250
200
150
> 100
50
10 15 20 Время, мин
(Г)
25
500
400
300 1-ш Я 1 5 2
200 а Q. I— (0 I ш О О т
100
0 30
- м
yjj
1 1 1 1
1000 2000 3000 4000 5000 6000
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
- АП (V;0jifQ^ -
-
1 Iv* Г 1 i i i
10 15 20 Время, мин
0 30
1000 2000 3000 4000 5000 6000 УД, мл мин-1
70 60 50 ° 40 ■Ш 30 20 10
К
10 15 20 Время, мин
(е)
10 15 20 Время, мин
60
50
40
б
30 >°
20
10
0
25 30
(Ж)
7,0
6,0
5,0
4,0
О
Ч. 3,0
2,0
1,0
0
ЖЕЛ, л /
" An(v;0i) 'И*
г 1 1
50 100 150 200 250 V', л мин-1
(И)
10 15 20 25 30 Время, мин
-
-
W Г-*»» -
- 1 1 1
10 15 20 25 Время, мин
30
Рис. 5. Кардиореспираторный НТ у здорового добровольца: классический анализ графических результатов по Вассерману (9 графиков). Графики позволяют оценить легочную вентиляцию и ее ограничения (а, ж); ЧССтах (б, д); профиль кислородного пульса (VO2/4CC) и его максимальное значение (б); профиль потребления кислорода (VO2) и пиковое его потребление (VO2max) (в); (не)эффективность вентиляции (г, е); АП (д, е, и); паттерн отношения респираторного обмена (з). ДО - дыхательный объем, ЖЕЛ - жизненная емкость легких, PET - давление в конце выдоха.
Анаэробный порог используется как индикатор тренированности, для подбора тренировочных или реабилитационных программ [1]. Однако снижение АП, как и МПК, неспецифично, и для выявления причин его изменения требуется оценка других параметров реакции на нагрузку [1].
Третий этап - анализ ЧСС и отношения ^2/чСС (кислородного пульса), значений газов крови, ЭКГ при МПК и на уровне АП: выявление нарушений или заключение о нормальных значениях.
Четвертый этап - определение причин прекращения КРНТ, которые схематично приведены в таблице и представляют клинический интерес. Для этого следует проанализировать как количественные данные, так и их графическое представление (рис. 5) [3].
Ограничение работы сердечно-сосудистой системы определяется как причина прекращения теста в случае, когда сердечный выброс не нарастает и не может
в должной мере обеспечить кислородом работающие мышцы. В качестве показателя неинвазивной оценки сердечного выброса используется ЧСС, существует прямая зависимость между ЧСС и VO2. Достижение максимального значения ЧСС (ЧССтах = 220 - возраст (±10) ударов в 1 мин) отражает максимум сердечного выброса. Это ограничение наблюдается у здоровых обследуемых и часто у пациентов с объемом форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) >50% от должного [14]. В этом случае прекращение КРНТ не является следствием легочного заболевания. При других состояниях, таких как сердечная недостаточность или ишемическая болезнь сердца, ЧССтах может быть не достигнута, но низкий кислородный пульс и высокая субмаксимальная ЧСС вместе с изменениями параметров эхокардиографии и ЭКГ могут помочь выявить ограничения работы со стороны сердечно-сосудистой сис темы.
Причины прекращения НТ
Причина В ^2 ^»2 D[A-a]O2, кПа ЧСС V тах Шкала Борга, одышка/усилие
Ограничение сердечно-сосудистой системы = 4 <2 >ЧСС тах <МВЛ Т усилие
Несоответствие V,/Q, 4/= = Т/= <ЧСС тах <МВЛ Т одышка
Вентиляционное ограничение 4 Т <2 <ЧСС тах >70% МВЛ Т одышка
Легочный газообмен 4 = >2 <ЧСС тах <МВЛ Т одышка
Слабость периферических мышц = = <2 <ЧСС тах <МВЛ ТТ усилие
Психологическое ограничение = = <2 <ЧСС тах <МВЛ ТТ одышка
Обозначения: МВЛ - максимальная произвольная вентиляция легких; ЧССтах (должное значение) = 220 - возраст (годы); D[A-a]O2 -альвеолярно-артериальный градиент кислорода; V,/Q, - вентиляционно-перфузионное отношение; = - нет изменений; 4 - снижение; Т - повышение.
Вентиляционное ограничение определяется как дисбаланс между нагрузкой и работой респираторных мышц. Нагрузка на респираторные мышцы может возрастать вследствие обструкции дыхательных путей, снижения упругости (эластичности) грудной клетки и из-за гиперинфляции. Кроме того, нарушение работы вентиляционного насоса, изменяющее легочную механику, может быть обус-
ловлено слабостью респираторных мышц и/или снижением вентиляционного импульса [15]. Об этом можно судить по снижению наклона кривой VE/VC02 на графике или по возрастанию концентрации С02 в конце выдоха.
Вентиляционное ограничение часто наблюдается у пациентов с прогрессирующим легочным заболеванием, обструкцией дыхательных путей, деформацией грудной
кэол
Рис. 6. Кривая поток-объем (линия синего цвета), дыхательный объем (ДО; линия голубого цвета) и конечно-экспираторный объем легких (КЭОЛ) при КРНТ у здорового добровольца (а) и у больного ХОБЛ (б) в покое (сверху) и на пике нагрузки (снизу). В норме во время физической нагрузки минутная вентиляция увеличивается за счет повышения До, уменьшения КЭОЛ и учащения дыхания. На пике нагрузки минутная вентиляция составляет 60-70% от МВЛ, т.е. существует резерв дыхания. Прекращение КРНТ обусловлено не вентиляционными, а сердечно-сосудистыми факторами. При ХОБЛ объемная скорость выдоха снижена уже в покое. При повышении уровня вентиляции времени для полного выдоха недостаточно, происходит захват воздуха легкими (динамическая гиперинфляция, увеличение КЭОЛ). На пике нагрузки минутная вентиляция приближается к МВЛ, отсутствует резерв дыхания, что препятствует дальнейшему выполнению физической нагрузки.
Г
клетки, заболеванием/слабостью респираторных мышц, с интерстициальным легочным заболеванием. Вентиляционное ограничение может быть определено несколькими способами. Во-первых, по возрастанию уровня РаСО2 артериальной крови во время крнт, однако этот ответ находится также под влиянием центральной регуляции. Во-вторых, по VE: если она превышает 70-80% от максимальной вентиляции легких (МВЛ, часто рассчитывается как -37,5 х ОФВ1), это рассматривается как вентиляционное ограничение. Измерение емкости вдоха во время КРНТ помогает выявить динамическую гиперинфляцию и снижение резерва дыхания, что также указывает на вентиляционное ограничение при выполнении КРНТ (рис. 6).
Ограничение легочного газообмена определяется изолированным снижением РаО2 артериальной крови и/или повышением альвеолярно-артериального градиента кислорода (Э[Д-а]02) более чем на 2 кПа [16]. Часто неясно, почему пациенты2 с ограничением легочного газообмена прекращают выполнение КРНТ; некоторые обследуемые не чувствуют гипоксемию и продолжают выполнять КРНТ при очень низких значениях РаО2, в то время как другие пациенты при снижении РаО2 прекращают КРНТ [17]. Кардиоре-спираторный НТ следует остановить, если ¿р02 снижается менее 80%. Низкое значение диффузионной способности легких (или трансфер-фактора - Т^), измеренной в покое, является определенным предиктором гипоксемии, вызванной физической нагрузкой [18]. При отсутствии значительной обструкции дыхательных путей значения Т_С0 менее 50% от должных были ассоциированы с гипоксемией у большинства пациентов. Напротив, у пациентов с тяжелым течением ХОБЛ (и снижением диффузионной способности легких) вентиляционно-перфузионная неоднородность может снижаться во время КРНТ и РаО2 и Э[Д-а]02 не изменяются [19].
Слабость периферических мышц может также вносить вклад в снижение толерантности к физической нагрузке. В этом случае в конце КРНТ пациент будет оценивать свой уровень усталости/усилия как высокий (более 7-8 баллов по шкале Борга). Для определения мышечной слабости как ограничивающего фактора выполнения КРНТ необходимы измерения мышечной силы ног и рук. Проблемы периферического газообмена более сложные для решения. При рутинном клиническом обследовании жалобы на боль, обычно возникающую при ишемии конечностей, могут подразумевать ограничение периферического газообмена.
Кроме того, психологические факторы, такие как страх, тревога или недостаток мотивации, также могут вносить вклад в плохое выполнение НТ. Ограничение вследствие психологических факторов диагностируется в том случае, когда не могут быть определены другие ограничения выполнения физической нагрузки (как было указано выше) и поведение пациента позволяет предположить это.
Итоговый этап - формулирование итогового протокола исследования.
Кардиореспираторный НТ
с постоянной физической нагрузкой
Для того чтобы провести КРНТ с постоянной нагрузкой (тест на выносливость), первоначально необходимо выполнить по крайней мере один тест с возрастающей нагрузкой до достижения МПК. Полученный при этом показатель максимальной нагрузки используют для определения фиксированного уровня постоянной нагрузки (преимущественно используют нагрузку, составляющую 75% от максимальной).
Анализируют те же параметры (VO2, VCO2, VE, ЭКГ, АД и ЧСС), что и при проведении КРНТ с возрастающей нагрузкой, а также такой показатель, как постоянная времени (время, необходимое для достижения 63% заключительной стадии изменения состояния [11]).
Кардиореспираторный НТ с постоянной нагрузкой не позволяет определить МПК, основными показателями являются длительность нагрузки (показатель, обладающий высокой воспроизводимостью по сравнению с МПК) и постоянная времени. Поэтому КРНТ с постоянной нагрузкой используют для оценки эффективности лечебных/реабилитационных программ. Было показано, что КРНТ, выполняемые на велоэргометре или тредмиле, с постоянным уровнем нагрузки чувствительны для оценки толерантности к физической нагрузке после респираторной реабилитации и терапии [20, 21].
Заключение
Таким образом, НТ приобретают популярность, и их активно внедряют в диагностические и/или лечебные алгоритмы разнообразных клинических состояний, особенно респираторной реабилитации. Кардиореспираторный НТ с возрастающей нагрузкой позволяет определить МПК и имеет большое значение для диагностики нарушений толерантности к физической нагрузке и механизмов, относящихся к этим нарушениям. Кардиореспираторные НТ с постоянной нагрузкой обладают высокой воспроизводимостью результатов и являются методом выбора для оценки эффективности терапевтического вмешательства.
Список литературы
1. Айсанов З.Р., Калманова Е.Н. // Респираторная медицина: Руководство / Под ред. А.Г. Чучалина. М., 2007. С. 389-404.
2. Mathiowetz V. et al. // Arch. Phys. Med. Rehabil. 1985. V. 66. № 2. P. 69.
3. Wasserman K. et al. // Eur. Respir. J. Suppl. 1989. V. 7. P. 604s.
4. McGavin C.R. et al. // Br. Med. J. 1976. V. 1. № 6013. P. 822.
5. Morgan A.D. et al. // Br. Med. J. (Clin. Res. Ed.). 1983. V. 286. № 6360. P. 171.
6. Swinburn C.R. et al. // Thorax. 1985. V. 40. № 8. P. 581.
7. American Thoracic Society; American College of Chest Physicians // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2003. V. 167. № 2. P. 211.
8. Домницкая Т.М. и др. Применение проб с физической нагрузкой в кардиологии: Метод. рек. / Под ред. Б.А. Сидоренко. М., 2002.
9. Петроф Б.Д., Гриппи М.А. // Патофизиология легких / Под ред. М.А. Гриппи. М., 1999. С. 279-296.
10. Debigare R. et al. // Med. Sci. Sports Exerc. 2000. V. 32. № 8. P. 1365.
11. Whipp B.J. et al. // Clinical Exercise Testing / Ed. by J. Roca, B.J. Whipp. Eur. Respir. Mon. 1998. V. 2. № 6. P. 3.
12. Wilson R.C., Jones P.W. // Clin. Sci. (Lond.). 1991. V. 80. № 1. P. 65.
13. Cotes J.E. // Eur. Respir. J. 1990. V. 3. № 9. P. 1074.
14. Dekhuijzen P.N. et al. // Chest. 1991. V. 99. № 1. P. 128.
15. Efthimiou J. et al. // Am. Rev. Respir. Dis. 1988. V. 137. № 5. P. 1075.
16. Wasserman K. et al. Principles of Exercise Testing and Interpretation. 2nd ed. Philadelphia, 1994.
17. Mak V.H. et al. // Thorax. 1993. V. 48. № 1. P. 33.
18. Wijkstra P.J. et al. // Thorax. 1994. V. 49. № 5. P. 468.
19. Agusti A.G. et al. // Chest. 1990. V. 97. № 2. P. 268.
20. O'Donnell D.E. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1998. V. 157. № 5. Pt. 1. P. 1489.
21. O'Donnell D.E. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1998. V. 158. №5. Pt. 1.P. 1557.
