Физическото натоварване дава възможност за изучаване на спрегнатия отговор на основните животоподдържащи системи (дихателна, сърдечно-съдова и кръвна) и напречно набраздената мускулатура към физически стрес1. Чрез отчитане на газовата обмяна в условията на повишени потребности се разкриват механизмите на тяхното взаимодействие с клетъчното дишане и метаболизма. Точната интерпретация на промените, които настъпват в организма по време на натоварване, има огромно значение за преценка на физическия капацитет на човека2,3.
През 1929 г. Knipping и Brauer комбинират спирометър и ръчен ергометър с намерение да създадат уред за комплексна оценка на организма при физическо обременяване. С това те полагат основите на метод, който наричат “спироергометрия” – прототип на съвременните тестове с натоварване като клинично-диагностична процедура4. Няколко години по-рано английският нобелист Hill (1925) за първи път е описал максималната кислородна консумация (VO2max) като интегрален показател за кардиопулмонален капацитет. Понятието “спироергометрия”, въведено от Knipping, не получава широко разпространение извън Германия. Международно признание си извоюва терминът кардиопулмонален тест с натоварване – КПТН (cardiopulmonary exercise test – CPET)5,6,7,2.
Същността на кардиопулмоналните тестове с натоварване се състои в неинвазивно отчитане на кислородната консумация (VO2), продукцията на въглероден диоксид (VCO2) и вентилаторните показатели по време на дозирано физическо натоварване. По този начин се прави едновременна оценка на дихателната, сърдечно-съдовата и кръвна системи, както и на кислородо-утилизационните звена от метаболизма8,9,3. Кардиопулмоналните стрес тестове могат да обективизират вида и тежестта на нарушението, еволюцията и повлияването му от терапията10.
Ходенето е една от петте най-важни човешки активности заедно с дишането, чуването, виждането и говоренето. Сигнификантно увреждане на поне едно от тях води до значима инвалидност11. Натоварването с ходене е евтино и достъпно средство за определяне на физическия толеранс при липса на ресурси за извършването на лабораторен кардиопулмонален тест с натоварване11. Тестовете с ходене се наричат още „полеви“ (field tests), защото могат да се провеждат извън лабораторията. Тестовете с ходене се определят като субмаксимални по своята природа. Повишаването на сърдечната честота, кръвното налягане и плазмените катехоламини е умерено, което ги прави подходящи за болни със значимо намален функционален капацитет12.
Сърдечните и белодробни заболявания обикновено водят до нарушаване на кислородния режим на организма. За разграничаването на лимитиращите фактори е необходимо изследване на кардиореспираторната система в покой и при физическо усилие. Тестовете с натоварване дават възможност за комплексна оценка и позволяват определяне както на тежестта на функционалните нарушения, така и на причините за задуха и мускулната умора13.
Физиология на натоварването
Осъществяването на двигателен отговор на определено по обем физическо натоварване изисква прецизното спрягане на външното и вътрешно (клетъчно) дишане и включва основните животоподдържащи системи и скелетната мускулатура (Фиг. 1).
След определен период на въздействие на физическия стрес върху организма за подобряване на ефективността на кислородната доставка се включват най-напред централните адаптации – увеличаване на ударния обем, намаляване на сърдечната честота и увеличаване на вентилацията. Периферните адаптации се изразяват в увеличаване на броя и размера на митохондриите, както и на ензимите, свързани с окислителното фосфорилиране в напречно набраздената мускулатура.
Не е възможно да се подложи на натоварване само сърдечно-съдовата или само дихателната система, ето защо всеки тест с физическо обременяване е комплексен стимул за адаптационните възможности на организма.
K. Wasserman6 нарича тестовете с отчитане на газовата обмяна интегративни кардио-пулмонални тестове, за да подчертае близката връзка между сърдечно-съдовата и дихателната система и съгласуваната им реакция към физиологичен стрес.

Фиг. 2. Механизъм на свързване на външното с вътрешното (клетъчно) дишане по време на натоварване (по Wasserman et al.6).
С идеята за зъбна предавка (Фиг. 2) през 60-те години Wasserman представя функционалната взаимозависимост на различните системи една от друга. Увеличената кислородна консумация на мускулите се постига чрез засилената кислородна екстракция от кръвта, която ги перфузира, дилатация на определени области от периферното капилярно русло, увеличаване на сърдечния дебит (ударен обем х сърдечна честота), увеличаване пулмоналния кръвоток и усилване на вентилацията6. Кислородът се поема (VО2) от алвеолите в количества, пропорционални на белодробния кръвоток и степента на десатурация на хемоглобина в пулмоналната циркулация. При наличие на устойчиво състояние (steady state), кислородната консумация в мускулите (QO2) е равна на поемането на кислорода в белите дробове (VO2).
Представянето на зъбните колела с еднакви размери не означава, че настъпват еднакви по величина промени във всеки един от компонентите на тази система. Напр. нарастването на сърдечния дебит не е в същите пропорции, както наблюдаваното увеличение в метаболитната активност на мускулите, където имаме повишена екстракция на О2 и отдаване на СО2 към кръвта. При нормални хора вентилацията (дихателен обем х честота) се усилва в отговор на новопроизведения СО2 и стремежа да се запази артериалната газова и рН хомеостаза.
Модалности на натоварване
Физическо натоварване може да се реализира посредством различни методи и схеми. Количеството информация, събрано при различните методи обаче не е еднакво и се определя от целта на изследването и апаратурните възможности. Тестовете с дозирано физическо натоварване се групират по следния начин:
- Полеви тестове:
- степ тестове (Harvard step test, тест на Карпман и др.);
- тестове с ходене – 6MWD (6-минутен тест с ходене), ISWT (совалков тест) и др.
- Лабораторни тестове:
- тестове на бягаща пътечка (тредмил);
- тестове на велоергометър.
Въпреки простотата и достъпността си, степ тестовете, популярни през шестдесетте години, не успяха да се наложат трайно в клиничната практика. Основната причина за това се оказаха проблемите с възпроизводимостта и липсата на консенсус относно стандартизацията им при болни хора14.
През 1968 г. Cooper15 за първи път посочва тясната корелация между изминатото разстояние за 12 минути и VO2 при млади мъже. В последствие се въвеждат 6-минутните тестове с ходене, които осигуряват приблизително същата информация, но отнемат два пъти помалко време16,17. При полевите тестове информацията, която получаваме, се свежда до изминатото разстояние, постигнатата скорост, пулсовата честота и кръвното налягане на върха на натоварване и във възстановителния период, както и общата перцепция за тежестта на натоварването.
Тестовете с дозирано физическо усилие, провеждани в специализирани лаборатории, от друга страна, позволяват да се измерва прецизно големината на приложеното натоварване и сърдечно-съдовите реакции към физическия стрес. На върха на диагностичната пирамида са тестовете с отчитане на газовата обмяна, при които освен стандартните показатели се отчитат параметрите на вентилацията и множество метаболитни показатели.
Полеви тестове
Според последната ревизия на GOLD18: „Физическият толеранс може да бъде оценен чрез велоергометър или тредмил с измерване на редица физиологични параметри. По-малко комплексен подход е да се използват тестовете с ходене (напр. 6MWD). Тези тестове изискват поне едно предварително ходене, за да могат данните да бъдат интерпретирани. Совалковите тестове предлагат един компромис: те осигурява по-пълна информация от тестовете с ходене, но са по-лесни за изпълнение в сравнение с тредмил теста“. От своя страна тестовете с ходене се делят на лимитирани по време (time walk tests) и совалкови (shuttle walk tests) (Фиг. 3).
При лимитираните по време тестове се оценява изминатото разстояние в метри за определено време. В практиката най-често се използуват 6- и 12-минутните тестове19. В началото на 60-те години Balke предлага опростен тест за оценка на функционалния капацитет чрез отчитане на разстоянието, изминато за определено време20. Cooper през 1968 год. установява отлична корелация на разстоянието, изминато за 12 минути, с максималната кислородна консумация, измерена чрез натоварване на тредмил (r=0.9)15. McGavin et al. през 1976 год. модифицират този тест с бягане на открито във формат, провеждащ се на закрито, с ходене за 12 минути при болни с хронични бронхити21. Интервалът от 12 „работни” минути е свързан със значително повишени изисквания при болни лица и през 1982 г. Butland разделя теста с ходене на 2- и 6-минутни модули16.
Докато 6-МWD корелира отлично с 12-минутния тест, то чрез краткосрочния 2-MWD е възможно надценяване на физическия капацитет при добре мотивирани пациенти16. Налага се становището, че 6МWD е лесен за изпълнение, добре понасящ се и отразяващ ежедневните дейности по-точно от другите тестове с ходене19.
Guаytt пръв предлага измерване на разстоянието, което се изминава за 6 минути, като нов метод за оценка на функционалния капацитет при пациенти с ХСН22. Той набляга на важността на стандартизацията на тестовете и по-специално на ролята на окуражаването на болния със стандартни фрази. Една година по-късно Lipkin заключава, че тестът е много подходящ за серийно мониториране на пациенти, при които повторни максимални тестове са трудно осъществими23. През 2003 г. American Thoracic Society публикува своите официални препоръки за провеждане на 6МWD24.
6MWD тест
Условия за провеждане
Според Stevens et al.25, за да се осигури стандартизация, дължината на коридора трябва да бъде около 30 m. Ако той е прекалено къс, болните ще губят повече време за многократни обръщания и ще изминат по-малко разстояние26. Няма проучване обаче, което да е изследвало влиянието на този фактор19.
Изследваният не трябва да бъде смущаван и прекъсван от други хора25. Мястото на теста трябва да бъде с контролирана температура и влажност26.
Референтни стойности
Въпреки широката популярност на 6MWD, информацията относно референтните стойности и интерпретацията на резултатите е недостатъчна27. Счита се, че нормалната скорост на ходене е 83 m/min11. Според Menard-Rothe et al.28независимо придвижване в обществото е способността да се ходи поне 332 m със скорост близка до нормалната (80m/min).Enright and Sherril29 и Troosters et al.26 проучват детерминантите на 6MWD при здрави възрастни хора. Това са и първите добре обосновани референтни стойности за 6MWD, получени посредством стандартизирани протоколи. Здрави възрастни хора според Troosters et al.26 (29 мъже и 22 жени; възраст между 50-85 год.) покриват при 6MWD средно разстояние от 631 ± 93 m. Според референтните уравнения на Enright and Sherril29 (117 мъже и 173 жени; възраст между 40-80 год.) средният метраж е 576 м при мъжете и 494 м при жените.
Друг важен въпрос е, кои показатели освен изминатото разстояние трябва да бъдат мониторирани преди, по време и непосредствено след теста? Параметрите, които могат да се проследяват, са представени на Таблица 130.
Таблица 1. Параметри, мониторирани преди, по време и след завършване на 6(12)MWD.
Респираторни параметри | Сърдечно-съдови параметри | Други |
Диспнея | Сърдечна честота | Брой на почивките |
Кислородна сатурация |
Сърдечен ритъм | Продължителност на почивките |
Белодробни обе- ми и дебити |
Кръвно налягане | Симптоми |
ВЕД | Походка |
Van Stel et al.31 посредством статистическите методи на фактор анализа извеждат 4 фактора, които според тях трябва да бъдат мониторирани:
І фактор: сърдечна честота;
ІІ фактор: изминато разстояние, ↑ / ↓ сърдечната честота;
ІІІ фактор: кислородна сатурация;
ІV фактор: диспнея.
Според авторите чувствителността на теста може да бъде повишена, като освен изминатото разстояние се проследяват и други показатели.
Клинична значимост на 6MWD
Тестовете с ходене заемат своето място и при мониторинга на ефекта от лечението19. За оценка на резултатите от терапията при ХОББ традиционно се използва FEV1. Значителни промени в симптомите, физическия капацитет и качеството на живота могат да са налице при минимални промени във FEV1. Това налага включването на 6MWD в рутинната оценка на изхода от клинични интервенции. През 1997 г. Redelmeier et al. определиха 54 m като клинично значима разлика за отчитане на терапевтичен ефект при ХОББ32. Оттогава съществува известен скептицизъм относно тази стойност. Счита се, че 54 m представлява твърде голям праг. През 2008 г. Puhan et al.33 включват в анализ 460 пациенти с умерено-тежък и тежък ХОББ (9 проучвания) и установяват, че промяна с ~ 35 m е клинически значима. Тези 35 m кореспондират с ~ 10% промяна от базисната стойност на 6 MWD (350 m) при изследваните болни.
При идиопатична белодробна фиброза минималната клинично значима разлика за 6MWD е между 24 и 45 m34. Тестовете с ходене намират все по-широко приложение при отчитане на резултатите от програми за дихателна рехабилитация, кислородотерапия, приложение на различни медикаменти, хирургични процедури (сърдечни и белодробни трансплантации, обемо-редуцираща хирургия при белодробен емфизем).
Пациентите с напреднала обструкция на въздушния поток и тежка диспнея са с намалена мобилност. Тяхната скелетна мускулатура се детренира, а диспнеята по време на физическо натоварване се увеличава. Рехабилитационните програми подобряват физическия толеранс и качеството на живот35. По тази причина тестовете с ходене рутинно се прилагат за оценка на инвалидността и проследяване ефекта от пулмонална рехабилитация36,37.
Пулсоксиметрията по време на 6MWD е рутинен метод за измерване на десатурацията по време на физическо натоварване при болни с ХОББ38. Резултатите често се използват за селекция на пациентите за кислородотерапия39. Според ATS подходящи за кислородолечение са болни, които десатурират < 88% по време на теста.
Инкрементен совалков тест с ходене (ISWT)
През 1992 г. Singh et al.40 разработват стандартизиран совалков тест за оценка на физическия капацитет при болни с ХОББ, който е прогресивен с постепенно увеличаване на натоварването и симптом-лимитиран. Ритъмът и темпото на ходене се определя не от изследвания, а от външен звуков сигнал, така че влиянието на изследващия е силно намалено. Установена е силна корелация (r=0.88) между изминатото разстояние в метри и директно определената VO2max41. Инкрементния совалков тест (incremental shuttle walk test – ISWT) прилича на 6MWD по това, че мярка за физическия капацитет е изминатото разстояние в метри. Между двата теста обаче има важни различия42:
- ISWT стресира пациента в по-голяма степен, в резултат на което в края на теста диспнеята, сърдечната честота и кръвното налягане достигат по-високи стойности в сравнение с 6MWD. Следователно ISWT е симптом-лимитиран тест, за разлика от 6MWD, който е време-лимитиран тест.
- Тъй като скоростта на ходене се определя от външен сигнал, темпото на ходене не се определя от болния и не се влияе от окуражаването на изследователя.
Напоследък се разработват модификациии на совалковия тест, посредством които може да се измерва издръжливостта към физическо натоварване (т.нар endurance shuttle walk test – ESWT). Revill et al.43 установяват, че най-подходящата интензивност от гледище на продължителност и приемливост от пациента е 85% от максималната интензивност, измерена чрез ISWT. Совалковите тестове са все още слабо проучени.
Сравнителната характеристика на „полевите тестове“ показва че 6MWD има много предимства: лесен е за приложение, добре възпроизводим, приемлив за пациентите, чувствителен към терапевтични процедури и много добре свързан с ежедневните активности44,19.
Налице са обаче и недостатъци – пациентите не се натоварват до техния лимит; не винаги се установяват причините за ограничаване на функционалния капацитет, трудно е да се обективизира усилието, мотивацията и окуражаването имат важно значение, трудно е едновременно измерване на вентилацията и хемодинамиката. Въпреки това тестовете с ходене са оптимален вариант по отношение на цена, достъпност и потребности на функционалната диагноза16. Следователно 6MWD в момента е тест на избор, когато функционални тестове с ходене трябва да се използват в клиничната и изследователската практика.
При полевите тестове информацията, която получаваме, се свежда до изминатото разстояние, постигнатата скорост и пулсовата честота на върха на натоварване и във възстановителния период, както и субективните усещания. От друга страна, лабораторните тестове с дозирано физическо натоварване позволяват да се измери прецизно големината на приложения товар и сърдечно-съдовите реакции към физическия стрес. На върха на диагностичната пирамида са тестовете с отчитане на газовата обмяна, при които освен изброените по-горе показатели се отчитат параметрите на вентилацията и множество метаболитни показатели. Този тип физическо натоварване е известен с термина кардио-пулмонален тест с натоварване.
Кардио-пулмонални тестове с натоварване
Същността на кардио-пулмоналните тестове с натоварване (КПТН) се състои в неинвазивно измерване на общата кислородна консумация ( VO2), продукцията на въглероден диоксид ( VCO2) и дихателните параметри по време на симптом-лимитиран тест с натоварване. Чрез кардио-пулмоналния стрес тест се обективизира отговорът на пациентите в случаи на сърдечно-съдови, дихателни или други заболявания. Възможността за едновременна оценка на циркулаторния и дихателен резерв е полезна за определяне на функционалния капацитет, анаеробния праг, вентилаторния отговор и др. Чрез тази информация може да се обективизира вида и тежестта на заболяването, неговото развитие във времето и терапевтичния отговор45,2.
Тъй като резултатите от един кардио-пулмонален тест зависят от модалността на натоварване и използвания протокол, е важно да се прилага стандартизиран подход при провеждане на теста. Това позволява да се правят достоверни сравнения както с резултатите от изследванията на други индивиди, така и с установените референтни стойности. Изотоничното натоварване се предпочита за тестуване, защото поставя сърцето пред обемен товар, който може да се променя постепенно. Концентрацията на О2 и СО2 в края на дихателния цикъл и вентилацията се измерват непрекъснато, което позволява да се мониторират VO2 и VCO2 за всеки дихателен цикъл.
Ергометри
Кардио-пулмонален тест може да се извърши на тредмил или велоергометър по различни протоколи за натоварване6,46. Изборът на метод се базира на: наличните възможности, целта на изследването, необходимостта от получаване на допълнителни параметри, например от изследването на артериална кръв, безопасността за болния6. Двата метода са трудни за сравнение поради своите съществени разлики47.
Тредмилът позволява ходене или тичане, физическа активност добре позната както на по-млади, така и на по-възрастни пациенти. Установено е, че на тредмил се получава аеробен капацитет (VO2max), по-висок с около 10%, по-висок О2 пулс с около 6%, по-голяма артерио-венозна О2 разлика48. Освен това по време на натоварването съществува по-голям риск от нараняване, ако пациентът падне, по-трудно се взимат проби за кръвно-газов анализ и някои метаболити46. Съществуват и някои затруднения при мониторирането на ЕКГ и кръвното налягане по време на пробата.
Велоергометърът според J. Wanger е и по-практичен49. Отначало изследователите използват механични модели. По-късно се разработват електромагнитни такива, които позволяват точно измерване на съпротивлението (силата) в точни мерни единици-ватове (watts). Велоергометърът е по-малък по размери, по-безшумен, преносим, по-евтин и по-удобен за проследяване на кръвното налягане и вземането на кръвни проби. Травматичните инциденти при него са редки и силата на натоварване може да бъде измерена директно. Мускулните артефакти са по-малко. Трябва да се отбележи, че често при велоергометрията натоварването се лимитира от мускулна умора в краката, седалката може да е твърде неудобна за затлъстели пациенти, а за някои пробата е невъзможна50.
Болни, при които ходенето и педалирането са невъзможни, са подходящи за ръчна ергометрия. При този вид физическо натоварване максималната VO2 се равнява на 70% от VO2max, постигната при работна проба на тредмил. Отговорите на сърдечната честота и кръвното налягане при ръчната ергометрия са значително по-високи46.
Режимите на натоварване (Фиг. 4), които са валидни и за двата типа ергометри, са:
Стъпаловидно натоварване – характеризира се с рязко увеличаване на работните стимули през определени периоди;
Рампово (триъгълно) натоварване – отличава се с плавно увеличаване на работата за единица време;
Правоъгълно натоварване – представлява едномоментно подаване и задържане за определено време на фиксирано по големина натоварване.
Интермитентно (интервално) натоварване – задаване на различни по големина работни стимули, редуващи се с кратки периоди на почивка.
Един от най-важните моменти в сферата на физическото натоварване е изборът на протокол. Установено е, че протоколът може да има съществено влияние върху чувствителността на теста, причините за евентуалното му прекъсване и интерпретацията на резултатите6. Сред препоръките за оптимизация на тестовете с натоварване се открояват тези за регулиране на продължителността на теста, намаляване на инкрементите на натоварването и индивидуализиране на теста според целта на проучването и изследваните лица51.
Протоколът представлява строго дефинирана последователност от етапите, през които преминава натоварването. Всеки протокол съдържа най-малко три обособени периода: Период на вработване – етап, през който субектът привиква към ергометъра, а кислородотранспортните системи се подготвят за стреса; Период на същинско натоварване – специфични за всеки протокол инкременти, с препоръчително времетраене 1 минута. Установено е, че за да се постигне разгръщане на аеробния капацитет на организма, времетраенето на този период трябва да бъде не повече от 8-12 минути6; Възстановителен период – системите постепенно се връщат в състояние, близко до това преди натоварването.
Кардиопулмоналните тестове позволяват едновременно оценяване на възможностите на дихателната и сърдечно-съдова система да изпълняват основната си функция – газообмяната. Както беше посочено по-горе (Фиг. 2), лимитиране на кислородната консумация може да настъпи по цялото протежение на кислородната каскада, от белите дробове до работещите мускули. Ето защо измерването само на VO2 в хода на един КПТН не е достатъчно, за да разкрие патофизиологията на ограничения функционален капацитет. Това, с което кардиопулмоналните тестове превъзхождат другите методи на изследване, е възможността да се изследват комплекс от показатели, даващи информация за координираното действие на кислородотранспортните системи – дихателна, сърдечно-съдова и кръвна (Фиг. 5).

Фиг. 5. Директно измерени и производни (комбинирани) показатели по време на кардио-пулмонален тест с натоварване (модификация по Wasserman et al.6)
Чрез анализ на газовете в издишания въздух е възможно неинвазивното измерване на такива глобални показатели като кислородна консумация (VO2) и продукция на въглероден диоксид (VCO2). Регистрират се и динамичните вентилаторни показатели – минутна вентилация (VE), дихателен обем (VТ), дихателна честота (BF). Не по-малко информативни са и величините, получени след преобразуване и преизчисляване на директно измерените – относителна кислородна консумация (VO2/kg), кислороден пулс (VO2/puls) респираторен коефициент (RER), анаеробен праг (АТ), вентилаторни еквиваленти за кислорода и въглеродния диоксид (VE/VO2, VE/VCO2), физиологично мъртво пространство (VD/VT), градиенти за кислорода и въглеродния диоксид (P(A-a)O2, P(a-et)CO2), дихателен резерв и др.
С помощта на съвременните компютъризирани системи за анализ на газовата обмяна по време на физическо натоварване стана възможно да се изследват и обработват в реално време данните за всеки дихателен цикъл (breath by breath).
VO2max е функция на максималния сърдечен дебит и максималната екстракция на О2 от тъканите. И тъй като кислородната екстракция е относително постоянна, VO2max като сурогат на максималния сърдечен дебит е по-чувствителен показател в сравнение с минутния обем в покой, за разграничаване на пациентите с различна степен на увреждане на сърдечната функция. Функционалният (работен) капацитет корелира с VO2max и за удобство се категоризира в пет класа – от А до Е (според Weber45) (Таблица 2).
Таблица 2. Класификация на функционалния капацитет по Weber et al.45
Клас | Степен на потискане |
VO2 max (ml. kg-1. min-1) |
AT (ml. kg-1. min-1) |
A | лека или липсва | > 20 | > 14 |
B | лека до умерена | 16 – 20 | 11 – 14 |
C | умерена до тежка | 10 – 16 | 8 – 11 |
D | тежка | 6 – 10 | 5 – 8 |
E | много тежка | < 6 | < 4 |
Директното измерване на VO2max е полезно при оценка на способността на някои пациенти за връщане към професии, свързани с повишени физически изисквания. VO2max е независим прогностичен маркер при пациенти след миокарден инфаркт или аорто-коронарен байпас, както и при пациенти с тежка лявокамерна дисфункция. КПТН е от изключително значение за определяне на причините за задуха при физически усилия и лесната умора.
Понастоящем максималната кислородна консумация (VO2max) се разглежда като един от ,,златните стандарти” за стратификация на риска при ХСН с решаваща роля при оценка на потенциални кандидати за сърдечна трансплантация52.
КПТН в първоначалния си вид е бил неприложим за рутинно клинично приложение. С развитието на бързо реагиращи електронни газови анализатори, които заменят по-трудоемките химически методи за определяне на респираторни газове, се снижава технологичното време и цената на един тест. От 70-те години досега в резултат на стремителното развитие на цифровите технологии и компютърната индустрия се наблюдава преминаване от затворените спирографски системи към отворени, способни да отчитат газовата обмяна за всеки дихателен цикъл (breath by breath) и да представят данните в графичен вид в реално време. В последните години КПТН е вече утвърден като изследователски и клиничен метод, който намира все по-голямо приложение.
Оценка на перцепцията за натоварване – интегрална част от тестовете за определяне на функционалния капацитет
Понятието перцепция за натоварване описва акта на възприемане и интерпретиране на усещанията, произхождащи от тялото по време на физическо усилие53. Способността за осъзнаване на тези усещания е била предмет на изследвания с различни групи хора, изпълняващи разнообразни двигателни задачи.
През 1970 г. Borg създава своята скала за оценка на възприетото натоварване54, която добива огромна популярност. Използва се изключително при възрастни, тъй като структурата й (15 степени – от 6 до 20) я прави трудна за разбиране и интерпретация. Това налага модифицирането й през 198255, като степените се редуцират и са в логична последователност от 0 до 10. Както традиционната 15 степенна скала на Borg, така и модифицираната (CR-10) са от типа категорийно-пропорционални скали. Цифровите изражения на различните степени са асоциирани с вербални определения (категории), а степените се намират в строго определено отношение помежду си (например степен на интензивност 3 – “умерено” е точно 1/3 от 9 – “почти максимално”). Ето защо в CR-10 има и степен над 10, на която може да бъде зададено произволно число, отразяващо пропорционалното нарастване на усета за положено усилие.
Концепцията за субективна оценка на извършеното усилие може да намери приложение в различни сфери. На първо място тя би могла да се използва за преценка на интензивността на физическото натоварване (estimation mode)56 или за отчитане на резултата от даден терапевтичен (двигателен) подход при повторни тестове. Алтернативно тази концепция може да се приложи за задаване на определено ниво (режим) на интензивност на натоварване (production mode)56, като се използва факта, че субективните оценки на натоварването отговарят на точно определени обективни явления (сърдечна честота, VO2или определено ниво на натоварване).
Корелации между изминатото разстояние и кислородната консумация
Съпоставянето на „субмаксималните“ (6MWD) и „максималните“ (велоергометър, тредмил) тестове е от голям интерес за клиничната практика и несъмнено зависи от популацията, изпълняваща теста57. Изглежда, че болни с напреднали нарушения ще получат при 6MWD натоварване, близко до натоварването при „максимални тестове“. Това е наблюдавано от Cahalin57при пациенти с напреднали белодробни заболявания, кандидати за белодробна трансплантация. При тези болни 6MWD може да се използва като независим детерминант на VO2max. Този факт е от голямо значение за тази субпопулация пациенти, които трудно могат да изпълнят КПТН.
Alison and Anderson58 не намират сигнификантна разлика между пиковата кислородна консумация, вентилацията и дихателната честота, получени при 12MWD и максимален велотест при 25 болни с ХОББ.
При болни с умерена до тежка хронична сърдечна недостатъчност Fagiano et al.59 установява, че VO2max на края на 6MWD е средно само с 15% по-ниска от тази, измерена при КПТН. Анаеробният праг е бил идентифициран при 19 пациенти по време на 6MWD и при 23 пациенти по време на „максималното“ натоварване. Следователно при поне една четвърт от тези болни 6MWD, който обикновено се счита за индекс за „субмаксимален“ физически капацитет, се явява като „максимален“ тест.
Giglioti et al.60 установяват, че при пациентите с FEV1 < 40% не се установяват сигнификантни разлики в сърдечната честота, диспнеята (Borg) на края на двата теста, за разлика от тези с FEV1 > 40%.
Montes De Oca et al.61 установяват по-високи корелационни коефициенти между VO2max и 6MWD при групите с по-тежка обструкция (I стадий – r = 0.42, p<0.01; IІ стадий
- r = 0.69, p<0.001; ІІI стадий – r = 0.64, p<0.001).
Следователно в последните години се натрупват данни, които демонстрират, че 6MWD вероятно „разкрива“ максималния физически толеранс при пациентите с по-тежка обструкция.
Трябва да споменем обаче, че редица изследователи, на базата на своите резултати, изказват критично отношение към 6МWD62. Opasich et al. установяват умерена корелация на коридорния тест с показателите на функционалния капацитет и липса на такава с ехографските и инвазивните хемодинамични индекси63. Според тях 6МWD не бива да се ползва като алтернатива или заместител на VO2max. Други автори, изтъквайки “уязвимоста” му по отношение на широк спектър от заболявания и състояния, определят 6МWD по-скоро като индикатор за общото здравословно състояние и функции, отколкото като инструмент за оценка на сърдечно-съдовата система64,65.
Много автори са фокусирали изследванията си върху валидизацията на теста чрез корелации на изминатото разстояние и редица други параметри: VO2max, белодробните функционални показатели, и диспнеичните скали.
Още при въвеждането на 6MWD в клиничната практика се установява неговата добра корелация със ,,златния стандарт” VO2max (0.51-0.9)66,67. Корелационните коефициенти на VO2max и някои други показатели на КПТН с 6МWD са представени на Таблица 3.
Таблица 3. Корелационни коефициенти на разстоянията, изминати при коридорните тестове с някои параметри на КПТН
Източник | Корелационни коефиценти с 6MWD |
*Guyatt et al. 198566 | VO2max (r=0.42) |
*Cahalin et al.199657 | VO2max (r=0.64;p<0.0001) |
*Meyer et al.199768 | VO2max (r=0.47) |
*Delahaye et al.199769 | VO2max (r=0.61); Wmax (r=0.6) |
*Faggiano et al.199770 | VO2max (r=0.63) |
*Roul et al.199867 | VO2max (0.65, но само за 6 MТХ <300m) |
*Hendrican et al. 200071 | VO2 max (r=0.48;) |
# Rostagno et al. 200072 | VO2max (r=0.56),AT(r=0.46) |
* Zugck et al. 200073 | VO2max (r=0.68; 0.74 изходно и на 381 ден съотв.) Wmax(r=0.68) |
* Opasich et al.200163 | VO2max (r=0.59) ; AT (r=0.54); време на КПТН (r=0.48) |
* – велоергометър; # – тредмил
Прогностични способности на полевите и лабораторните тестове
Показателите, характеризиращи функционалния капацитет (VO2, 6MWD), както и някои други индекси, изведени от полевите и лабораторните тестове с натоварване (SpO2, VE/VCO2) много по-добре определят прогнозата, отколкото показателите на дихателната и/или сърдечна функция в покой (Таблица 4).
Таблица 4. Индекси и показатели, имащи отношение при определяне прогнозата при пациенти с хронични белодробни и сърдечни заболявания (адаптирана по Palange et al.74)
ХОББ |
ИБЗ |
СБЗ |
Муковисцидоза |
ХСН |
|
VO2peak |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
VE/VCO2 slope |
+ |
++ |
|||
Десатурация |
++ |
+ |
+ |
||
6MWD |
+ |
+ |
+ |
Легенда: ХОББ – хронична обструктивна белодробна болест, ИБЗ – интерстициални белодробни заболявания, СБЗ – съдови белодробни заболявания, ХСН – хронична сърдечна недостатъчност.
При пациенти с ХОББ стойностите на VO2peak се оказват най-важният предиктор на 5-годишната преживяемост75. В едно проучване на Hiraga et al.76 се потвърждава прогностичната стойност на VO2peak, като авторите дори установяват 5-годишна смъртност от 62% при VO2peak <10 mL.min.kg-1.
Pinto-Plata et al.77 в продължение на две години правят задълбочена оценка на влошаването на резултатите от 6MWD при пациенти с напреднали белодробни заболявания. Авторите отчитат сигнификантно по-малка промяна в метража в групата, която преживява по-дълго. Не случайно 6MWD теста беше включен и в различни системи за стратифициране на пациентите с ХОББ (BODE, DoReMiBox)
Заключение
Кардиопулмоналният стрес тест, с помощта на измерваната газова обмяна, играе главна роля при изследването на болни с неизяснени причини за задух и умора при физическо обременяване, както и при определяне тежестта на функционалните нарушения. Според Wasserman, имайки предвид, че основната функция на сърдечно-съдовата и дихателната система е газовата обмяна, за отбелязване е колко малък брой пациенти са подложени на кардио-пулмонална работна проба, преди да бъдат изследвани с много по-скъпи образни и инвазивни тестове. Тестовете с натоварване са източник на редица показатели за стратификация на риска, като основен показател е VO2max. 6MWD е разумната алтерна-онази комбинация от информативност и безопасност, тива за обременяване при субмаксимални нива, като има която ги прави изследване без алтернатива при оценка и прогностична стойност. на функционалния капацитет и изясняване на причини
Интегративните кардио-пулмонални тестове са те, които го ограничават.
Литература
- McArdle W, Katch F, Katch V. Exercise Physiology. 4th Ed. Williams and Wilkins Baltimore, 1996.
- Weisman I, Zeballos RJ. An integrated approach to the interpretation of cardiopulmonary exercise testing. Clin Chest Med, 1994; 15: 421-45.
- Zeballos RJ, Weisman I. Behind the scenes of cardiopulmonary exercise testing. Clin Chest Med, 1994; 15:193-213.
- Hollmann W, Prinz JP. Ergospirometry and its history. Sports Med, 1997; 23: 93 -105.
- Wait J. Cardiopulmonary exercise testing. A review of noninvasive approaches. Chest, 1986; 90: 504-10.
- Wasserman K, J.E. Hansen, D.Y. Sue et al. Principles of exercise testing and interpretation. Philadelphia: Lea & Febiger, 1999.
- Weber KT, Janicki JS, McElroy PA et al. Concepts and applications of cardiopulmonary exercise testing. Chest, 1988; 93: 843-47.
- McConnell, Laubach CA, Clark B. Value of ags exchange analysis in heart disease. J Cardiopulmonary Rehabil, 1995; 15: 257-261.
- Wasserman K, Whipp BJ. Exercise physiology in health and disease. Am Rev Respir Dis, 1975; 112: 219.
- Mahler D, Franco M. Clinical applications of cardiopulmonary exercise testing. J Cardiopulmonary Rehabil, 1996; 16: 357-365.
- Ambrosino, N. Field tests in pulmonary disease. Thorax, 1999; 54: 191-193.
- Enright PL. The six-minute walk test. Cardiopulm Rehabil. 2002;22(2):109-21.
- Neuberg G, Friedman S, Weiss M, et al. Cardiopulmonary exercise testing. The clinical value of gas exchange data. Arch Intern Med 1988; 148:2221-26.
- Morgan, A. Simple exercise testing. Respiratory Medicine. 1989, 83, 383-387.
- Cooper KH. A means of assesing maximal oxygen uptake: correlation between field and treadmill testing. JAMA 1968; 203: 201-204.
- Butland R, Pang J, Gross E, Woodcock A, Geddes D. Two, six, and 12-minute walking tests in respiratory disease. BMJ, 1982; 284: 1607-1608.
- Guyatt G, Sullivan M, Thompson P, Fallen E et al. The 6-minute walk: A new measure of exercise capacity in patients with chronic heart failure. Can Med Assoc J, 1985; 132: 919-923.
- Global initiative for chronic obstructive lung disease. Global strategy for diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Revision 2010. Available from: http://www. goldcopd.org.
- Solway S, Brooks D, Lacasse Y, et al. A qualitative systematic overview of the measurement properties of functional walk tests used in the cardiorespiratory domain. Chest 2001; 119:256–270.
- Balke B. A simple field test for the assessment of physical fitness. CARI Report 1963;63:18.
- McGavin CR, Gupta SP, McHardy GJR. Twelve-minute walking test for assessing disability in chronic bronchitis. BMJ 1976; 1:822–823.
- Guyatt GH, Pugsley SO, Sullivan MJ, et al. Effect of encouragement on walking test performance. Thorax 1984; 39:818-22.
- Lipkin DP, Scriven AJ, Crake T, Poole- Wilson PA. Six minute walking test for assessing exercise capacity in chronic heart failure. Br Med J 1986; 292: 653-5.
- ATS Statement: Guidelines for the Six-Minute Walk Test. Am J Respir Crit Care Med 2002; 166: 111-17.
- Stevens, D., E.Elpern, K.Sharma et al. Comparision of hallway and treadmill six-minute walk tests. Am J Respir Crit Care Med, 1999, 160, 1540-1543.
- Troosters, T., R.Gosselink, M.Decramer. Six walking distance in healthy elderly subjects. Eur Respir J., 1999, 14, 270-274.
- Redelmeier, D., A.Bayoumi, R.Goldstein et al. Interpreting small differences in functional status: the six minute walk tests in chronic lung disease patients. Am J Respir Crit Care Med., 1997, 155, 1278-1282.
- Menard-Rothe, K., D.Sobush, M.Bousamra et al. Self-selected walking velocity for functional ambulation in patients with end-stage emphysema. J Cardiopulm Rehabil. 1997, 17, 85-91.
- Enright, P. and D.Sherril. Reference equations for the six-minute walk in healthy adults. 158, 1384-1387.
- Elpern, E., D.Stevens and S.Kesten. Variability in performance of timed walk tests in pulmonary rehabilitation. Chest, 2000, 118, 98-105.
- Van Stel, H., J.Bogaard, L.Rijssenbeek-Nowens. Preference of 6-mimute walking test over an exercise endurance test in pulmonary rehabilitation. Eur Resp J, 1997, 10, 118S.
- Redelmeier DA, Bayoumi AM, Goldstein RS et al. Interpreting small differences in functional status: the six minute walk test in chronic lung disease patients. Am J Crit Care Med 1997;155:1278-1282.
- Puhan MA, Mador MJ, Held U et al. Interpretation of treatment changes in 6-minute walk distance in patients with COPD. Eur Respir J 2008;32:637-643.
- Du Bois RM, Weycker D, Albera C et al. Six-minute-walk test in idiopathic pulmonary fibrosis. Am J Respir Crit Care Med 2011;183:1231-1237.
- Postma, D. and P.Rees. Management of stable chronic obstructive pulmonary disease. In European respiratory monograph on chronic obstructive pulmonary disease., ERSJ Ltd, Volume 3, Monograph 7, 1998, 247-263.
- Berry, M. Exercise rehabilitation and chronic obstructive pulmonary disease stage. Am J Respir Crit Care Med, 1999, 160, 1248-1253.
- Boueri, F., C.Carvalho, C.Ferreira et al. Pulmonary rehabilitation in severe COPD. Eur Respir J, 1999,
- Mak, V., J.Bugler, C.Roberts et al. Effect of arterial oxygen desaturation on six minute walk distance, perceived effort, and perceived breathlessness in patients with airflow limitation. Thorax, 1993, 48, 33-38.
- Skumlien, S., C.Cristensen, A.Edvarsen. Reliability of desaturation by pulse oximetry in 6 minute walking test. Eur Respir J, 2000,
- Singh, S., M.Morgan, S.Scott et al. Development of a shuttle walking test of disability in patients with chronic airways obstruction. Thorax 1992, 47, 1019-1024.
- Saudny-Unterberger, H., J.Martin and K.Gray-Donald. Impact of nutritional support on functional status during an acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med, 1997, 156, 794-799.
- Morales, J., A.Martinez, M.Mendez et al. A shuttle walk test for assessment of functional capacity in chronic heart failure. Am Heart J. 1999, 138, 292-298.
- Revill, S., M.Morgan, S.Singh et al. The endurance shuttle walk: a new field test for the assessment of endurance capacity in chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1999, 54, 212-222.
- McGavin, C., M.Artvinli, H.Naoe. Dyspnoea, disability, and distance walked: comparison of estimates of exercise performance in respiratory disease. BMJ, 1978, 2, 241-243.
- Weber KT, Janitski JS. Cardiopulmonary exercise testing for the evaluation of chronic cardiac failure. Am J Cardiol 1985; 55:22A.
- McKelvie R, Jones N. Cardiopulmonary exercise testing. Clin Chest Med 1989; 10:277-91.
- Page E, Cohen-Solal A, Jondeau G, et al. Comparison of treadmill and bicycle exercise in patients with chronic heart failure. Chest 1994; 106:1002-06.
- Smodlaka VN. Treadmill vs bicycle ergometer. In: Melerowicz HM, Smodlaka VN, eds. Ergometry: Basics of Exercise Testing. Baltimore and Munich: Urban and Schwarzenberg, 1981.
- Wanger J. Pulmonary Function Testing: A Practical Approach. P. 186. 2nd Ed. Williams & Wilkins, Baltimore, 1996.
- Zavala DC. Manual of exercise testing: A training book. 3rd Ed. Iowa City. University of Iova Press, 1993.
- Myers J, Buchanan N, Walsh D et al. Comparison of the ramp versus standard exercise protocols. J Am Col Cardiol 1991; 17: 1334-1342.
- Mancini DM, Eisen H, Kussmaul W, et al. Value of peak exercise oxygen consumption for optimal timing of cardiac transplantation in ambulatory patients with heart failure. Circulation 1991; 83: 778-86.
- Noble B. Clinical applications of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc, 1982; 14:406-11.
- Borg G. Perceived exertion as an indicator of somatic stress. J Rehabil Med, 1970; 2: 29-8.
- Borg G. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc. 1982; 14: 377-381.
- Eston R. & Lamb K. Effort perception. In: Pediatric exercise science and medicine. (eds. Armstrong N. & Van Mechelen W.), pp. 87-91, Oxford University Press, 2000, Oxford.
- Cahalin, L. Assessment of oxygen uptake during six-minute walk test. Chest, 1997, 115, 1465-1466.
- Alison, G. et Anderson S. Comparison of two methods of assessing physical performance in patients with chronic airway obstruction. Phys Ther, 1981, 61, 1278-1280.
- Fagiano, P., A.D‘Aloia, A.Gualeni et al. Assessment of Oxygen uptake during six-minute walk test in patients with heart failure. Chest, 1997, 111, 1146.
- Gigliotti, F., M.Bertolini, E.Del Dotto et al. Is six minute walking test a reliable measure of exercise tolerance in COPD patients with different degree of airway obstruction? 1999. Eur Resp J,
- Montes de Oca, M., C.Cote, C.Talamo et al. Six-minute walk distance test better reflects exercise tolerance in severe but not mild COPD patients. Eur Resp J, 2001,
- Fritz R, Blackburn G, Luthern L, Veldhuis R. Failure of 6 Minute walk to predict exercise capacity in patients evaluated for cardiac transplantation. J Am Coll Cardiol 1995; 25; 2 : 236A.
- Opasich C, De Feo S, Pinna GD. Distance walked in the 6-minute test soon after cardiac surgery. Chest 2004; 126:1796–1801.
- Harada ND, Chiu V, Stewart AL. Mobility-related function in older adults: assessment with a 6-minute walk test. Arch Phys Med Rehabil 1999; 80:837-41.
- Lord S, Menz H, Pod B. Physiologic, psychologic, and health predictors of 6- minute walk performance in older people. Arch Phys Med Rehabil 2002; 83: 907-11.
- Guyatt GH, Thompson PJ, Berman LB et al. How should we measure function in patients with heart and lung disease? J Chronic Dis 1985; 28:517-24.
- Roul G, Germain P, Bareiss P. Does the 6-minute walk test predict the prognosis in patients with NYHA class II or III chronic heart failure? Am Heart J 1998; 136(3):449-57.
- Meyer K, Schwaibold M, Westbrook S, Beneke R et al. Effects of exercise training and activity restriction on 6- minute walking test performance in patients with chronic heart failure. Am Heart J 1997; 133: 447- 53.
- Delahaye N, Cohen-Solal A, Faraggi M. Comparison of left ventricular responses to the six- minute walk test, stair climbing and maximal upright bicycle exercise in patients with congestive heart failure due to idiophathic dilated cardiomyophaty. Am J Cardiology.1997; 80: 65-70.
- Faggiano P, D’Aloia A, Gualeni A et al. Assessment of oxygen uptake during the 6-minute walking test in patient with heart failure: preliminary experience with a portable device. Am Heart J 1997; 134: 203-6.
- Hendrican MC, McKelvie RS, Smith T et al. Functional capacity in patients with congestive heart failure. J Card Fail 2000; 6: 214-9.
- Rostagno C, Olivo G, Comeglio M et al. Prognostic value of 6-minute walk corridor test in patients with moderate heart failure: comparison with other methods of functional evaluation. Eur J Heart Fail 2003 June 5; 3:247-252.
- Zugck C, Krüger C, Dürr S et al. Is the 6- minute walk test a reliable substitute for peak oxygen uptake in patients with dilated cardiomyophathy? Eur Heart J. 2000; 21:540- 49.
- Palange P, Ward S, Carlsen K-h, Casaburi R, Gallagher C, Gosselink R, O’Donnell D, Puente-Maestu L, Schols A, Singh S, Whipp B. Recommendations on the use of exercise testing in clinical practice. ERJ 2007; 29:185-209.
- Oga T, Nishimura K, Tsukino M, Sato S, Hajiro T. Analysis of the factors related to mortality in chronic obstructive pulmonary disease: role of exercise capacity and health status. Am J Respir Crit Care Med 2003; 167: 544–549.
- Hiraga T, Maekura R, Okuda Y, et al. Prognostic predictors for survival in patients with COPD using cardiopulmonary exercise testing. Clin Physiol Funct Imaging 2003; 23: 324–331.
- Pinto-Plata VM, Cote C, Cabral H, Taylor J, Celli BR. The 6-min walk distance: change over time and value as a predictor of survival in severe COPD. Eur Respir J 2004; 23: 28–33.
Влезте или се регистрирайте безплатно, за да получите достъп до пълното съдържание и статиите на списанието в PDF формат.
Тази статия ми харесва много, в момента правя дипломна работа на тема спироергометрия , за максимален тест до отказ при здрави нетренирани маже.Много от нещата яе ми влезнат в употреба .