suple_140!45!99 teste do exercicio cardiopulmonar

Neder JA, Nery LE

Teste de Exerccio CardiopulmonarJ. ALBERTO NEDER, LUIZ EDUARDO NERY

Siglas e abreviaturas utilizadas neste trabalho AC Anidrase carbnica ATP Adenosina trifosfato ATPS Temperatura e presso ambiente, saturado BIE Broncoconstrio induzida pelo exerccio BTPS Temperatura corporal, presso ambiente e saturado Ca Contedo arterial CI Capacidade inspiratria CO Monxido de carbono CPT Capacidade pulmonar total Cv Contedo venoso CV Capacidade vital DL Capacidade pulmonar de difuso ECG Eletrocardiograma f Freqncia respiratria FC Freqncia cardaca IMC ndice de massa corprea ln Logartmo natural LA Limiar anaerbio mx Referente ao exerccio mximo MET Mltiplo do consumo basal de O2 Pa Presso parcial gasosa arterial PA Presso alveolar PCr Fosfocreatina PCR Ponto de compensao respiratrio PE Presso expiratria mista PEF Presso expiratria final pH Potencial hidrogeninico PuO2 Pulso de O2 Pv Presso parcial gasosa venosa QCO2 Produo perfrica de CO2 QO2 Captao perfrica de O2 QT Dbito cardaco R Taxa de troca gasosa RFC Reserva cronotrpica RVE Reserva ventilatria SaO2 Saturao da oxihemoglobina STPD Temperatura e presso padres, seco TI Tamponamento isocpnico Ti Tempo inspiratrio Te Tempo expiratrio TECP Teste de exerccio cardiopulmonar L Limiar de lactato estimado TTOT Tempo total do ciclo respiratrio Tx Transplante VE Volume minuto expirado VEF1 Volume expiratrio forado no 1 segundo VEM Volume do espao-morto VE/VO2 Equivalente ventilatrio para o O2 VE/VCO2 Equivalente ventilatrio para o CO2 VES Volume de ejeo sistlico VC Volume corrente VCO2 Liberao de CO2 VO2 Consumo de VO2 VO2LS Consumo de O2 limitado-por-sintomas VPEF Volume pulmonar expiratrio final VPIF Volume pulmonar inspiratrio final V/Q Relao ventilao-perfuso VVM Ventilao voluntria mxima W Taxa de trabalho ou potncia. . . . .

OBJETIVOSA intolerncia ao esforo constitui um aspecto clnico essencial a uma ampla faixa de doenas, notadamente as cardiorrespiratrias, estando intimamente associada deteriorao da qualidade de vida e elevada morbimortalidade. O exerccio fsico dinmico, i.e., aquele efetuado por grandes grupos musculares com deslocamento de parte considervel, ou do todo, da massa corprea, apresenta-se como um potente desafio fisiolgico cadeia antomo-funcional que une o meio ambiente atividade celular (Figura 1). Desta forma, o aumento nas taxas deJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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Teste de exerccio cardiopulmonar

Figura 1 O processo respiratrio: os sistemas cardiovascular e respiratrio propriamente dito unem a troca gasosa com o meio ambiente (respirao externa) troca gasosa celular (respirao interna). A oferta e retirada dos gases vitais (O2 e CO2) dependem do fluxo contnuo de ar (ventilao) e sangue (circulao), impulsionados pelas bombas toracopulmonar e cardaca, respectivamente. O exerccio constitui um potente desafio fisiolgico complexa integrao destes ajustes sistmicos..

tualmente realizado com o intuito bsico de avaliar o equilbrio entre a demanda e oferta de O2 miocrdicos atravs da observao continuada da atividade eltrica cardaca (eletrocardiograma ou ECG)(6-8). Em contraposio, h o enfoque (ii) respiratrio (teste de exerccio cardiopulmonar ou cardiorrespiratrio, ergoespirometria ou teste de exerccio clnico), em que, em adio anlise do ECG e o registro da freqncia cardaca, so mensurados diretamente o volume de ar ventilado (habitualmente o expirado) e as respectivas fraes de oxignio e dixido de carbono (FEO2 e FECO2)(1-3,9,10). Estas medidas primrias, por sua vez, so integradas em tempo real por tecnologia digital, permitindo a obteno de diversas outras variveis de interesse clnico (Figura 2). O presente documento, endossado pela Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (SBPT), apresenta um resumo das recomendaes consensuais, baseadas nas evidncias atualmente disponveis, acerca dos aspectos tcnico-operacionais, interpretativos e de aplicabilidade clnica do teste de exerccio cardiopulmonar (TECP) (Parte II). As caractersticas especficas das respostas eletrocardiogrficas ao esforo e suas interpretaes no sero aqui aprofundadas: as mesmas j foram alvo-especfico de diversas recomendaes na literatura estrangeira(7,8,11) e no nosso meio(12). Este texto traz, ainda, uma breve discusso sobre os aspectos fisiolgicos bsicos para o entendimento clnico do TECP (Parte I); em adio, a Parte III se constitui numa extensa fonte de valores de referncia para o teste, a maioria dos quais obtidos na populao brasileira adulta sedentria(13-15). Portanto, o objetivo mister deste documento o de fornecer diretrizes fundamentais acerca da utilidade clnica da avaliao integrada das respostas cardiorrespiratrias ao esforo, visando a uniformizao do procedimento e das suas estratgias interpretativas dentro do meio pneumolgico brasileiro.

PARTE I. BASES FISIOLGICASEXERCCIO

DOS TESTES DE

troca perifrica de oxignio (QO2) e dixido de carbono . (QCO2) com o exerccio exige complexos ajustes nos dois principais sistemas envolvidos na captao e transporte dos gases (i.e. na Respirao entendida globalmente): o sistema respiratrio e o sistema cardiovascular (Figura 1). Portanto, a avaliao das respostas metablicas, ventilatrias, cardiovasculares e subjetivas (sintomas) durante o exerccio dinmico possui um importante potencial diagnstico e prognstico, que excedem amplamente a investigao isolada no repouso(1-5). Embora imprecisa e excessivamente esquemtica, existe uma clara tendncia na literatura e na prtica mdica em classificar a avaliao clnica da tolerncia ao esforo num enfoque (i) cardiolgico (teste de exerccio cardaco, ergometria convencional, ou stress testing) habiJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

I.1. AJUSTES METABLICOSA anlise das caractersticas da troca de gases nos tecidos perifricos constitui-se no alicerce para o entendimento dos processos fisiolgicos envolvidos no exerccio dinmico. O termo metabolismo tambm usado como sinnimo de intercmbio gasoso sistmico, j que O2 consumido (VO2) e CO2 liberado (VCO2), como conseqncias da acelerao da atividade metablica, principalmente a da muscular esqueltica (Figura 1). O exerccio fsico envolve, inevitavelmente, um aumento das necessidades orgnicas de suprimento de energia para a contrao muscular. Normalmente, esta energia provm maciamente dos chamados complexos fosfato de

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Figura 2 Os quatro sinais bsicos para a obteno das variveis metablicas, ventilatrias e cardiovasculares durante o exerccio: tal aparelhagem disponvel na forma de sistemas metablicos integrados para o teste de exerccio cardiopulmonar (TECP). Os volumes gasosos trocados (VO2 e VCO2) so obtidos como a diferena entre os volumes inspirados e expirados: estes podem ser obtidos pelo produto do volume de ar ventilado obtido pela integrao do fluxo contra o tempo decorrido e as respectivas concentraes gasosas. A freqncia cardaca calculada pela distncia R-R do traado eletrocardiogrfico (ECG). Estes sinais so processados por tecnologia digital, apresentados em tempo-real, e armazenados nas formas descritiva e grfica para futura anlise. Notar que outros sinais aferentes, como a saturao da oxihemoglobina e presso arterial, podem tambm ser processados continuamente por tais sistemas.

alta energia (~P), a grande maioria dos quais disponvel na forma de adenosina trifosfato (ATP). Como, infelizmente, o organismo dispe de ATP estocado para apenas algumas poucas contraes, necessitamos regener-lo continuamente. Embora algum novo ATP possa ser inicialmente obtido pela quebra da reserva de fosfato muscular (denominada de fosfocreatina ou PCr), aps algum tempo (cerca de 20-30 segundos), o organismo precisa recorrer a uma, ou ambas, das seguintes opes: metabolismo anaerbio (gliclise anaerbia), que capaz de fornecer energia prontamente, mas com um gasto elevado de substrato (glicose) e produo de um cido forte, o cido lctico, e/ou metabolismo aerbio ou oxidativo (ciclo de Krebs e cadeia do transporte de eltrons), que, embora demande tempo para o seu ajuste preciso, apresenta um grande potencial para sustentar uma atividade prolongada. Esquematicamente, portanto, existe alguma hierarquia cronolgica na seqncia de obteno de ATP (i.e., ATP armazenado sistema PCr gliclise anaerbia e/ou metabolismo oxidativo). Entretanto, deve-se observar que, num dado momento, provvel que todas as vias metablicas estejam ativas: na realidade, o adjetivo predomi-

nante deveria sempre anteceder a denominao aerbio ou anaerbio(16). A grande vantagem do metabolismo anaerbio que ele independe do aporte de O2 mitocndria e, portanto, do funcionamento rpido e adequado do complexo sistema de captao, transporte e oferta de O2 (Figura 1). De fato, logo na transio entre o repouso e o exerccio, existe um certo atraso no incio do metabolismo aerbio um verdadeiro dficit de O2 sendo este suprido pelos depsitos locais de O2 (ligado a mioglobina, por exemplo), a PCr e a alguma gliclise anaerbia. Logo, no incio do exerccio, haver uma gerao temporria, no-sustentada, de cido lctico. Aps algum tempo que ser mais curto em indivduos mais treinados as necessidades aerbias so quase totalmente supridas e o organismo passa a depender crucialmente da integridade dos ajustes cardiorrespiratrios delineados na Figura 1. Desta forma, caso a intensidade do exerccio seja aumentada progressivamente (exerccio incremental), observa-se que o VO2 tambm aumenta linearmente com a carga aplicada (Figura 3). Isso ocorre at um certo ponto, muito prximo tolerncia mxima de exerccio, a partir do qual, por mais que a carga seja aumentada, oJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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VO2LS, embora fisiologicamente distinto do VO2mx, pode,

nas circunstncias adequadas, apresentar a mesma importncia prtica. Um outro fenmeno especialmente marcante na resposta metablica ao exerccio progressivo a ocorrncia de uma modificao, relativamente abrupta, da relao entre as taxas de incremento do VO2 e da VCO2. Em termos mais simples, ocorre, em algum ponto do exerccio, uma liberao adicional de CO2 (Figura 3)(18). A fonte principal deste extra-CO2 resulta da dissociao do cido carbnico (H2CO3), formado a partir do tamponamento do cido lctico pelo bicarbonato sanguneo (NaHCO3), ou seja:AC H+Lac + NaHCO3 H2CO3 CO2 + H2O [1]

onde AC representa a enzima anidrase carbnica, que apressa substancialmente esta reao na hemcia e no capilar pulmonar. Este extra-CO2 adicionado ao CO2 que est sendo produzido pela respirao celular: no exerccio intenso, por exemplo, o CO2 advindo do tamponamento do lactato aumenta a VCO2, relativamente ao exerccio puramente aerbio, num fator de at 2,5 vezes(18). Embora ainda suscetvel de debate(19), a hiptese mais provvel a de que a falta relativa de O2 no final da cadeia de transporte de eltrons desequilibre o potencial redox do citosol cuja correo seria tentada pela formao de lactato a partir do piruvato. Como esta modificao do metabolismo predominantemente oxidativo para o progressivamente anaerbio parece ter limiar de surgimento (limiar de lactato)(20), alguns autores tambm usam a denominao de limiar anaerbio (LA)(21). Independente do mecanismo exato, entretanto, este extra-CO2 constitui um importante estmulo ventilatrio que podemos utilizar para detectar no-invasivamente o limiar de lactato, como ser visto adiante.

I.2. AJUSTES PULMONARESAbreviaes: PCR: ponto de compensao respiratrio, TI: tamponamento isocpnico, VO2: consumo de oxignio, VCO2: liberao de dixido de carbono, VE/VO2: equivalente ventilatrio para o O2, VE/VCO2: equivalente ventilatrio para o CO2, PEFO2: presso expiratria final de O2, PEFCO2: presso expiratria final de CO2, pH: potencial hidrogeninico.

Figura 3 Determinao no-invasiva do limiar de lactato (LL), durante um TECP incremental, utilizando-se variveis de troca gasosa e ventilatrias. Ver o texto para explicaes adicionais.

se estabiliza: este fenmeno caracteriza o chamado consumo mximo de oxignio ou VO2mx(17). Embora, por definio, a existncia de um plat na linha de ascenso do VO2 seja o que realmente defina o VO2mx, este achado raramente visto em indivduos sedentrios normais e muito menos em pacientes. Neste contexto, o mais correto denominar esse valor como representativo do VO2 de pico ou VO2 limitado-por-sintomas (VO2LS); oVO2J Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

A funo primordial do sistema respiratrio a de manter a homeostase das tenses gasosas arteriais sanguneas. Embora seja intuitivo considerar que este controle fosse particularmente sensvel ao O2 afinal este o gs fundamental para a respirao celular o organismo controla mais proximamente o CO2(22). Isto ocorre, provavelmente, porque pequenas variaes da PCO2 podem ter dramticas conseqncias no pH sistmico inclusive no pH do lquor cefalorraquidiano com repercusses em toda a atividade enzimtica corporal. Portanto, a resposta ventilatria no exerccio (volume minuto expirado ou VE) guarda ntima relao com os prprios determinantes da PaCO2: (i) a taxa metablica muscular, j que, obviamente, o aumento do volume de CO2 vindo dos msculos aumentar a VCO2; (ii) do ponto mdio em que a PaCO2 controlada pelos centros respira-

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Figura 4 Os determinantes da resposta ventilatria total (VE) e da ventilao alveolar (VA) ao exerccio incremental. A ventilao relaciona-se linearmente com a taxa de liberao de CO2 (VCO2) at o ponto de compensao respiratria (PCR) acidose metablica. A inclinao e o intercepto desta resposta linear sero maiores quanto maior for a ventilao do espao-morto como frao do volume corrente (VEM/VC) e menor for o ponto-de-ajuste da presso parcial arterial de CO2 (PaCO2).

Figura 5 Relao entre a ala fluxo-volume no pico do exerccio e os limites mximos de gerao de fluxo para um dado volume a mxima ala fluxo volume de repouso. Notar a substancial reserva de fluxo e volume ins e expiratrios na atividade mxima: a resposta ventilatria, portanto, no limita a progresso do exerccio na maioria dos seres humanos normais.

trios (ponto-de-ajuste): quanto mais baixa for a PaCO2, maior ser a ventilao alveolar necessria para mant-la reduzida; e (iii) da frao do volume de ar inspirado (volume corrente ou VC) que desperdiada no espao-morto pulmonar (EM), i.e., da relao VEM/VC. Logo, pode-se dizer que:VE = 863 VCO2/PaCO2 (1 VEM/VC) [2]

Esta equao demonstra, simplesmente, que a ventilao pulmonar ser maior quanto maior a taxa de produo perifrica de CO2, menor o ponto de ajuste do CO2 e maior o espao-morto como frao do volume corrente (Figura 4)(23). A resposta ventilatria no parece ser o principal fator limitante capacidade de exerccio em indivduos normais - pelo menos em indivduos no-atlticos, exercitando-se em baixas altitudes. Diversas linhas de evidncia corroboram tal raciocnio: por exemplo, a relao entre a ventilao mxima que atingida no esforo progressivo (VEmx) habitualmente menor do que a maior ventilao que, teoricamente, o indivduo capaz de gerar (ventilao voluntria mxima ou VVM) (ver Valores de Referncia). Adicionalmente, os limites mximo de fluxo e volume no so normalmente atingidos no exerccio (Figura 5) e, quando solicitados, indivduos normais comu-

mente so capazes de aumentar volitivamente o - mesmo no exerccio mximo extenuante(24). No intuito de atender as demandas ventilatrias do exerccio, a bomba ventilatria pode, teoricamente, utilizar inmeras combinaes entre freqncia respiratria (f) e VC. Na prtica, entretanto, em condies de exerccio mximo, a combinao escolhida aproxima-se de 50-60 incurses respiratrias por minuto (irpm) 50-60% da capacidade vital (Figura 6)(22). A escolha de tal padro se constitui num compromisso entre os componentes de stress fluxo-resistivo e volo-elstico, de tal forma, que o trabalho respiratrio total minimizado dentro dos limites da mxima ala fluxo-volume (Figura 5). Esquematicamente, duas a trs fases podem ser identificadas no padro de resposta ventilatria ao exerccio incremental (Figura 6). Na fase inicial, o moderado incremento do faz-se fundamentalmente por um aumento linear do VC at prximo 70-80% da capacidade inspiratria (ver Valores de Referncia). Este um ajuste importante, porque a demanda ventilatria minimizada pela reduo hiperblica da relao VEM/VC, ou seja, a resposta ventilatria torna-se mais eficiente no exerccio (Figura 6). Tal fenmeno ocorre fundamentalmente pelo incremento do VC e, secundariamente, pela diminuio do VEM fisiolgico (melhor distribuio topogrfica da relao ventilao-perfuso). Estes dois fatores, sobrepujam largamente o discreto aumento do VEM anatmiJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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Figura 6 Representao esquemtica das principais respostas ventilatrias normais ao exerccio incremental. O aumento curvilinear da ventilao faz-se inicialmente pelo aumento desproporcional do volume corrente, o que ajuda a reduzir hiperbolicamente a relao deste com o espao-morto: nos estgios posteriores, a resposta de freqncia respiratria torna-se dominante. Notar a presena de reserva ventilatria no pico da atividade, i.e. a ventilao no exerccio mximo no atinge a ventilao voluntria mxima (VVM). Baseado na referncia 4.

do VPEF auxilia a manter os volumes pulmonares operantes dentro da poro linear da relao presso-volume do sistema respiratrio: isto diminui a carga elstica inspiratria, mantendo o volume pulmonar inspiratrio final (VPIF) consideravelmente abaixo da CPT (25-15% abaixo) e o fluxo inspiratrio geralmente dentro de 75% do fluxo mximo disponvel (Figura 5)(24). A capacidade de difuso pulmonar (DL) aumenta substancialmente com o exerccio, devido, sobretudo, ampliao da rea total da membrana alvolo-capilar (aumento da perfuso e da ventilao) e do incremento do gradiente pressrico favorvel passagem do O2 do alvolo para o capilar (reduo da presso venosa mista de O2)(27). Todavia, o incremento do dbito cardaco implica um menor tempo de contato da hemcia com o ar alveolar (tempo de trnsito): tal fenmeno tende a promover um desequilbrio difusivo(27). Felizmente, ocorre um notvel aumento do volume capilar operante seja por recrutamento de novas unidades ou distenso das unidades j prvias minimizando tal desequilbrio potencial em indivduos normais(27). Logo, apesar de haver um alargamento varivel da diferena alvolo-arterial de O2, o exerccio caracterizado pela ausncia de hipoxemia pelo menos em indivduos no-atlticos, exercitando-se em baixas altitudes.

I.3. AJUSTES CARDIOVASCULARESO fisiologista alemo Adolph Fick aplicou a lei de ao das massas no fluxo corporal de oxignio, sugerindo que:VO2 = QT x C(a-v)O2.

co, decorrente da distenso das vias areas com o aumento do VC. Numa fase posterior, o VC atinge um relativo plat com conseqente acelerao da f; em alguns indivduos, uma terceira fase pode ser ainda evidenciada, com aumento desproporcional da f e discreta reduo do VC (Figura 6). O aumento da f faz-se sobretudo pela diminuio do tempo expiratrio (Te), com o tempo inspiratrio (Ti) tendo um comportamento varivel. Em linhas gerais, a relao entre o tempo total do ciclo respiratrio (TTTOT) e o Ti (Ti/TTTOT ou ciclo de servio) habitualmente aumenta discretamente durante o exerccio progressivo (0,4 a 0,5, aproximadamente). O aumento do VC faz-se em ambas as direes, i.e., tanto pela reduo dos volumes de reserva inspiratrio quanto expiratrio (Figura 5). Desta forma, o volume inspiratrio final pode atingir at 75-85% da capacidade pulmonar total (CPT) e o volume expiratrio final at 40% da CPT. De fato, a regulao do volume pulmonar expiratrio final (VPEF) possui importncia crtica no exerccio. Freqentemente, observa-se uma reduo do VPEF (at 0,7-1L em indivduos jovens) por ao ativa da musculatura expiratria: tal reduo otimiza o comprimento diafragmtico para o desenvolvimento de fora e acumula alguma energia elstica que ser providencial para assistir a prxima inspirao(25,26). Adicionalmente, a reduoJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

.

_

[3]

onde QT o dbito cardaco (freqncia cardaca x volume de ejeo sistlico ou FC x VES) e C(a-v)O2 representa a diferena entre os contedos arterial e venoso misto de O2. Esta relao ilustra o importante conceito de que o VO2mx diretamente relacionado magnitude dos ajustes cardiovasculares: so eles, e no os ajustes pulmonares, que efetivamente limitam a capacidade de exerccio em seres humanos saudveis(18). . O incremento linear do QT durante o exerccio dinmico (de 5-6L/min no repouso para 20-25L/min no exerccio mximo) (Figura 7) admiravelmente proporcio. nal s necessidades de perfuso muscular. A relao QT-VO2 possui uma inclinao de aproximadamente 5L/min, a qual no apreciavelmente modificada com o grau de desempenho atltico do indivduo atletas apresentam . . valores elevados de QT mximo, porque ambos, QT e VO2, estendem-se adicionalmente. . O aumento do QT depende crucialmente da FC: isto particularmente verdadeiro na posio supina, em que o VES de repouso j se encontra prximo aos valores de exerccio (90-120mL). De fato, a FC aumenta quase linearmente com o VO2, embora prximo ao VO2mx alguns

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Figura 7 Representao esquemtica das principais respostas cardiovasculares normais ao exerccio incremental. O aumento linear do dbito cardaco com o exerccio depende fundamentalmente do incremento da freqncia cardaca at o mximo previsto para a idade j que o volume de ejeo sistlico estabiliza-se precocemente. A presso arterial sistlica eleva-se com o aumento do dbito, mas a vasodilatao arteriolar no leito muscular, ajuda a reduzir a presso diastlica: portanto, a presso de pulso aumenta substancialmente no exerccio. Abreviaturas: D = destreinado, T = treinado. Baseado na referncia 4.

volume sistlico final e elevando a frao de ejeo(32). O treinamento fsico associa-se com o aumento do VES (e _ da C(a-v)O2) para um determinado valor de VO2; desta for. ma, como a relao QT-VO2 fixa (Figura 7), indivduos treinados tipicamente apresentam menor FC para um dado nvel de exigncia metablica, ou seja, VO2. Como seria de se esperar, o fluxo sanguneo, no exerccio, deve ser redirecionado dos territrios esplncnicoviscerais para os tecidos prementes (i.e., msculo estriado perifrico e cardaco, alm da pele, envolvida na termorregulao); todavia, tal redirecionamento deve ocorrer sem prejuzo do fluxo sanguneo cerebral(33). Portanto, a brutal reduo da resistncia vascular arteriolar muscular com o exerccio, deve ser contrabalanada pela vasoconstrio simptica em outros stios. Assim, a presso arterial sistlica no exerccio mximo eleva-se linearmente at valores prximos a 180-200mmHg, enquanto a presso diastlica mantm-se estvel ou mesmo declina discretamente (Figura 7). A presso capilar sistmica mdia eleva-se de 15-20mmHg para 25-35mmHg, com o fluxo capilar, sendo tambm incrementado pelo aumento local da osmolaridade. Notavelmente, a presso arterial pulmonar mdia situa-se abaixo de 15mmHg em indivduos jovens conseqncia direta da elevada reserva de capilares a serem perfundidos e da notvel distensibilidade do leito vascular pulmonar(17,33).

I.4. RESPOSTAS SUBJETIVAS AO ESFOROAs sensaes de desconforto muscular (ou dor) e cansao geral (fadiga) so habitualmente referidas como os principais sintomas que limitam a progresso da atividade em indivduos normais no-treinados(17). Na realidade, isto poderia ser antecipado, considerando-se a importncia dos aspectos cardiovasculares/musculares em fisiologicamente limitar a progresso da atividade. Todavia, os fatores orgnicos desencadeantes de tais sensaes so extremamente complexos, podendo variar de acordo com a idade, sexo, nvel de atividade fsica, perfil psicolgico e tipo de atividade(34). As informaes aferentes a partir de receptores musculotendneos de tenso e estiramento (Golgi), informaes cinestsicas e proprioceptivas e de stress trmico so todas integradas e apreciadas de acordo com a experincia prvia do indivduo. Entretanto, a sensao secundria de esforo respiratrio (ou mesmo desconforto) tambm comum, principalmente no exerccio intenso. Em indivduos normais, a noo de respirao laboriosa guarda boa relao com a taxa ventilatria total e diversos ndices da intensidade do comando neural e do trabalho muscular respiratrio(35). O esforo percebido aumenta numa funo exponencial, tanto em relao potncia aplicada (expoente de 2,13), quanto durao do esforo (expoente de 0,39)(36). Durante um teste de exerccio incremental, por exemplo,J Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

indivduos apresentem um pseudoplat (Figura 7). A retirada do tnus vagal capaz de, isoladamente, elevar a FC at prximo a 100bpm(28). Acima desta freqncia, a contribuio da estimulao 2-adrenrgica aumenta linearmente e a contribuio vagal declina exponencialmente FC acima de 150bpm so produzidas fundamentalmente pelas catecolaminas circulantes. A FC mxima, um determinante importante do VO2mx, declina linearmente com a idade, provavelmente pela reduo no nmero e responsividade dos 2-adrenoceptores cardacos e/ou degenerao do tecido de conduo(28). O ajuste do VES tipicamente bifsico, com uma fase de rpido incremento at cerca de 30-40% do VO2mx, seguido por um plat, ou ligeiro incremento mas fisiologicamente importante em indivduos treinados (Figura 7). O retorno venoso um importante determinante do VES, regulando o volume diastlico final e a obteno da distensibilidade miocrdica ideal para a eficincia expulsiva (efeito de Frank-Starling)(29). Os efeitos combinados das bombas muscular perifrica e abdominotorcica, o incremento da presso arterial e a venoconstrio (notadamente esplncnica), ajudam a manter um retorno adequado(30,31). Paralelamente, a estimulao simpato-adrenrgica aumenta o inotropismo cardaco, reduzindo o

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estas sensaes, antes de se elevarem exponencialmente, parecem apresentar um limiar de surgimento. Diversos estudos demonstraram que em indivduos livres-dedoena, as sensaes de esforo percebido e desconforto respiratrio so consistentemente maiores em mulheres, variando inversamente com a dimenso corprea e diretamente com a idade(37).

PARTE II. TESTE

DE EXERCCIO CARDIOPULMONAR

II.1. INDICAES CLNICASA anlise do TECP deve ser sempre realizada luz da indagao clnica subjacente indicao do teste, o que pressupe uma avaliao conjunta da histria clnica e dos exames complementares pertinentes. Desta forma, a questo clnica imediata solicitao do teste deve permear todo o processo de anlise dos resultados do TECP. Adicionalmente, como em qualquer outro teste com pretenses diagnsticas e prognsticas, fundamental certificar-se de que as condies tcnicas foram ideais e a

colaborao do examinado foi adequada. O prximo passo assegurar-se de que os dados so confiveis e os valores obtidos so consistentes (ver Calibrao e Controle de Qualidade). Posteriormente, deve-se apresentar os valores tanto da forma grfica quanto tabular (ver Apresentao dos Resultados), analisando-os em conjunto. De fato, a apreciao dos resultados do TECP depende, mais do que em qualquer outro procedimento propedutico, de uma anlise integrada: nenhum parmetro ou varivel do teste pode ser visto separadamente do todo. Apenas aps a observao destes pressupostos bsicos, deve-se tentar alcanar concluses vlidas sobre os dados obtidos(1,2,4,9,10). As diversas aplicaes clnicas do TECP (Quadro I) e sua estratgia bsica de interpretao em cada situao especfica sero delineadas abaixo. As recomendaes apresentadas foram formuladas nas evidncias atualmente disponveis. Infelizmente, grande parte destas evidncias so provenientes de estudos clnicos no-randomizados, pequenos estudos observacionais ou estudos experimentais fisiolgicos. No obstante essas limitaes, o presente

QUADRO I Indicaes clnicas do Teste de Exerccio Cardiopulmonar A. Avaliao da presena e etiologia da intolerncia ao esforo Investigao da dispnia crnica de origem indeterminada Discriminao dos mecanismos proponderantes em indivduos com mltiplas causas possveis B. Quantificao da intolerncia ao esforo na doena cardiorrespiratria C. Avaliao da indicao e resposta a intervenes teraputicas Drogas com ao cardiovascular e/ou pulmonar Oxigenioterapia D. Anlise prognstica Insuficincia Cardaca Crnica Doena Respiratria Crnica E. Risco pr-operatrio e avaliao ps-operatria Cirurgia torcica ressectiva Cirurgia redutora do volume pulmonar Cirurgia abdominal alta ou eletiva de grande porte F. Transplante cardaco Indicao Avaliao longitudinal ps-transplante G. Transplante pulmonar e cardiopulmonar Avaliao da tolerncia ao exerccio pr- e ps-transplante Indicao H. Prescrio e acompanhamento de treinamento fsico Reabilitao Cardiovascular Reabilitao Pulmonar I. Diagnstico da broncoconstrio induzida pelo exerccio J. Quantificao da intolerncia ao esforo na doena pulmonar ocupacional Avaliao da disfuno e incapacidadeJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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documento evitou expressamente a apresentao de recomendaes no baseadas na literatura publicada. Baseado nestas evidncias, portanto, o seguinte esquema foi utilizado para classificar a validade clnica da utilizao ou no do teste: classe I: quando as evidncias atuais, advindas de estudos randomizados ou no, indicam claramente que o TECP de utilidade clnica; classe II: quando as evidncias publicadas ainda no so suficientes para se obter uma concluso clara da utilidade clnica do TECP.

DIAGNSTICO DIFERENCIAL DA INTOLERNCIA AO ESFORO classe I Investigao da dispnia crnica de origem indeterminada O TECP deve ser entendido como um direcionador precoce da linha de investigao diagnstica destes pacientes. Neste contexto, o teste deve ser a alternativa imedia-

tamente posterior avaliao clnica, radiogrfica, espiromtrica e eletrocardiogrfica de repouso. Tal conduta justifica-se tambm em termos de conteno de custos e limitao dos riscos por possvel investigao invasiva desnecessria(1,2,9,10). O teste particularmente til para (i) diferenciar dispnia de origem cardiovascular de dispnia de etiologia pulmonar; (ii) identificar componente circulatrio insuspeito; e (iii) apontar componente psicognico ou comportamental. O TECP parece no permitir uma diferenciao segura da limitao circulatria da perifrica (descondicionamento)(38-42). A estratgia mais adequada para a separao das diferentes causas da intolerncia ao esforo a da classificao sindrmica dos distrbios (Quadro II). Desta forma, enquanto estudos prospectivos no fornecerem a razo de probabilidade para as diferentes variveis ou grupo de variveis em identificar doenas cardiorrespiratrias especficas, a anlise deve centrar-se na classificao sindrmica recomendada no Quadro II. Deve-se notar a importncia da anlise conjunta das diversas variveis, sem-

QUADRO II Principais padres fisiopatolgicos de limitao ao esforo em resposta ao TECP incremental* Distrbio circulatrio VO2mx L VO2/W PuO2mx FC/VO2 RFC RVE Mx f VC/lnVE VC/CI VE/VCO2 SaO2/PaO2 Sintoma limitante ou Destreinamento (dist. perifrico) ou ou (mas desviado para cima) Varivel Dor muscular Distrbio ventilatrio ou ou ou (mas desviado para cima) ou ou ou Varivel Dispnia Distrbio na troca gasosa pulmonar ou ou ou ou (mas desviado para cima) Varivel, habitualmente ou (distrbio restritivo) Dispnia Ansiedade/ hiperventilao ou ou Dispnia Subesforo

ou ou ou Varivel

.

, com plat precoce Varivel, habitualmente ou ocasionalmente ou ou Varivel

. Definio das abreviaes: mx: referente ao exerccio mximo, VO2: consumo de oxignio, L: limiar de lactato estimado, W: taxa de trabalho ou potncia, FC: freqncia cardaca, PuO 2: pulso de oxignio, VE: volume minuto expirado, RFC = reserva cronotrpica, RVE = reserva ventilatria, f : freqncia respiratria, VC: volume corrente, ln = logaritmo natural, CI: capacidade inspiratria, VCO2: liberao de dixido de carbono, SaO2 = saturao da oxi-hemoglobina, PaO2: presso parcial de oxignio no sangue arterial. Baseado na referncia 4. = aumentado, = diminudo, = ausente, = inalterado.

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pre luz do contexto clnico especfico. Especificamente, deve-se evitar o uso de algoritmos para a anlise do TECP: no raramente, tais estratgias induzem a concluses inadequadas e precipitadas. classe II Diagnstico diferencial da intolerncia ao esforo em pacientes com mltiplas causas possveis Nestes casos, provvel que o teste tambm guie os esforos investigativos posteriores: faltam, entretanto, estudos prospectivos envolvendo nmero suficiente de pacientes. O TECP pode ser diagnstico em algumas situaes especficas, tais como: (i) presena de forame oval patente, com desenvolvimento de shunt direito-esquerdo durante o exerccio, (ii) identificao de doena pulmonar vascular oclusiva sem hipertenso pulmonar e (iii) auxiliar na identificao de disfuno diastlica na insuficincia cardaca crnica(2).

DETERMINAO OBJETIVA DA TOLERNCIA AO ESFORO EMPACIENTES COM DOENAS CARDIORRESPIRATRIAS

classe I O TECP substancialmente mais acurado e sensvel do que os testes de repouso em determinar o impacto funcional das alteraes fisiolgicas de repouso(43-46). Desta forma, a determinao do nvel de incapacidade pode ser til no manuseio, prognstico e acompanhamento longitudinal de diversas condies cardiorrespiratrias.

INDICAO E AVALIAO DE CONDUTAS TERAPUTICAS classe I Indicao do uso e respostas a drogas com ao cardiovascular e/ou pulmonar Diversos estudos demonstraram que o TECP particularmente til para determinar a necessidade e os efeitos de diversos medicamentos com atividade nos sistemas cardiovascular e/ou respiratrio(47-52). Neste contexto, o teste clinicamente mais atraente do que os testes hemodinmicos invasivos. O teste de exerccio tambm pode ser particularmente til na indicao e avaliao do efeito de oxigenoterapia(53-55). Nestes casos, entretanto, a anlise do ar expirado pode no ser realizada por dificuldades tcnicas na mensurao correta das variveis metablicas.

o VO2 no limite da tolerncia de um teste incremental (VO2LS) como ndice prognstico assumindo este como sendo equivalente ao VO2mx. Entretanto, o VO2LS deve ser interpretado com cuidado em pacientes: valores esprios podem ser obtidos caso no se certifique de que a interrupo do esforo no se deveu a fatores outros que limitao cardiovascular central(60). Adicionalmente, deve-se analisar com muita cautela os valores de VO2mx corrigidos para o peso corporal, principalmente em obesos(61). Similarmente, deve-se evitar a correo do VO2mx pelo peso em atividades sem deslocamento da massa corprea total (cicloergometria): nestas circunstncias, a capacidade mxima de exerccio (VO2mx em mL/min/kg) pode ser grosseiramente subestimada(62). Tais consideraes acerca do VO2mx devem ser estendidas para os tpicos abaixo. Os estudos publicados at o momento foram praticamente unnimes em considerar o VO2mx como de importncia prognstica relevante. De fato, a classificao funcional de Weber(56,63), baseada no VO2mx e no limiar de lactato estimado, tem ampla aplicabilidade prognstica e, embora sujeita a restries, tem sido utilizada na prtica por duas dcadas. Todavia, altamente improvvel que um parmetro isolado rena toda a informao prognstica necessria: o VO2mx deve, portanto, ser analisado em conjunto com outros elementos clnicos e laboratoriais. Embora diversos pontos-de-corte tenham sido sugeridos como indicadores prognsticos (e.g. VO2mx < 10mL/ min/kg(64), < 14mL/min/kg(57), < 50% do previsto(65,66) ou < 60% do previsto(67)), dados recentes sugerem que o VO2mx deva ser considerado como uma varivel contnua em modelos de predio multivariada(59). Recentemente, novas evidncias demonstram que outras variveis obtidas no TECP tambm apresentam elevado valor prognstico, tais como inclinao aumentada da relao entre a variao de ventilao relacionada demanda metablica (VE/VCO2)(68,69) (ver Variveis e Parmetros de Relevncia Clnica) e a presena de oscilao ventilatria durante o esforo(70). classe II Avaliao prognstica de pacientes com doena pulmonar crnica Embora o TECP possa, teoricamente, ser til nas avaliaes prognsticas de pacientes com doena pulmonar crnica, poucos estudos analisaram sistematicamente este aspecto em doenas intersticiais pulmonares(71,72) e na DPOC(73-75). Portanto, ainda so necessrios mais estudos prospectivos para se obter uma idia precisa do valor clnico do TECP em prever a evoluo de pacientes com doena pulmonar avanada.

AVALIAO PROGNSTICA classe I Avaliao prognstica de pacientes com insuficincia cardaca crnica A tolerncia ao exerccio dinmico um fator prognstico bem estabelecido na insuficincia cardaca crnica(56-59). A grande maioria dos estudos publicados utilizouJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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RISCO PR-OPERATRIO E classe I

AVALIAO PS-OPERATRIA

Avaliao pr-operatria de pacientes submetidos cirurgia torcica ressectiva Diversos estudos demonstraram que parmetros derivados do TECP, particularmente o VO2mx, constituem-se em previsores importantes de morbidade e mortalidade ps-operatrias na toracotomia com resseco(76-83). O TECP no deve ser rotineiramente realizado em pacientes com risco funcional baixo (por exemplo, VEF1 e/ou DLCO > 60%(84) ou, principalmente, > 80% do previsto(83)): nestes pacientes, no existem evidncias de que o TECP traga informaes prognsticas teis. Entretanto, a hierarquia na solicitao das avaliaes adicionais (cintilografia de perfuso ou TECP, por exemplo) ainda discutvel: enquanto alguns grupos utilizam a cintilografia antes do TECP(84), outros realizam primeiro o TECP(81). Parece claro, todavia, que a maioria dos autores preconiza o TECP quando o VEF1 previsto ps-operatrio (VEF1PPO) sugira a classificao do paciente como de alto-risco, i.e., VEF1PPO < 0,8L ou < 40% do previsto. Em similaridade com a avaliao prognstica para a insuficincia cardaca, diversos pontos-de-corte baseados no VO2mx foram sugeridos como indicadores de risco cirrgico aumentado e/ou baixa capacidade funcional psoperatria: < 10mL/min/kg (78), < 15mL/min/kg(77), < 50% do previsto(85) ou < 60% do previsto(82). Dados mais recentes indicam que o uso do VO2mx previsto ps-operatrio(86) tambm pode trazer importante informao prognstica, assim como a DLCO durante o exerccio(87). Por outro lado, deve-se observar que estimativas clnicas do risco cardiopulmonar(88) ou testes mais simples(89,90) tambm se mostraram teis. Recente reviso do tpico, entretanto, recomenda que o TECP deva fazer parte obrigatria da avaliao dos pacientes considerados de risco de acordo com o VEF1PPO(91). Avaliao ps-operatria longitudinal de pacientes submetidos cirurgia redutora de volume pulmonar O TECP tem sido amplamente utilizado para a determinao objetiva do impacto funcional da cirurgia redutora de volume(92-96). Neste contexto, o TECP parece ser mais sensvel que as avaliaes funcionais de repouso, fornecendo informaes teis acerca das alteraes fisiolgicas longitudinais associadas cirurgia. Avaliao integrada do impacto funcional de cirurgia torcica O TECP pode determinar, com maior acurcia e sensibilidade do que a avaliao clnica e funcional de repouso, o impacto da toracotomia com resseco na tolerncia ao esforo(97-99).

classe II Risco pr-operatrio em cirurgia abdominal alta ou cirurgia abdominal eletiva de grande porte Alguns estudos demonstraram que o VO2mx pode ser til em definir risco cirrgico elevado em pacientes selecionados submetidos a cirurgia abdominal alta, mesmo que eletiva, principalmente quando de grande porte(100,101). Entretanto, outros estudos prospectivos so ainda necessrios antes da generalizao destes achados.

TRANSPLANTE CARDACO classe I Indicao de transplante cardaco O VO2mx tem sido largamente utilizado como parmetro central para a indicao de transplante cardaco (Tx)(46,57,59,64,102-104). Como esperado, os mesmos pontosde-corte indicadores de prognstico reservado tm sido sugeridos como indicativos de Tx (ver acima). De fato, a XXIV Conferncia de Bethesda em Transplante Cardaco(64) sugeriu que pacientes com VO2mx abaixo de 10mL/ min/kg ou com alto risco clnico de morte sbita (isquemia e reteno fludica intratveis e arritmias ventriculares sintomticas) devam ser aceitos como candidatos ao Tx. Na ausncia destes achados clnicos e com VO2mx > 15mL/min/kg, o Tx poderia ser postergado. Como citado acima, outros autores sugerem outros pontos-de-corte, enquanto estudos mais recentes questionam a prpria existncia de um ponto-de-corte absoluto para todos os pacientes(59). Outras variveis baseadas no TECP podem tambm ser teis, tais como a VE/VCO2(68). Portanto, embora o VO2mx quando realmente representativo dos limites mximos da reserva funcional cardiorrespiratria tenha um papel crucial para a indicao de Tx cardaco, persiste vvida controvrsia acerca dos valores indicativos de Tx. Neste sentido, provvel que o VO2mx seja melhor utilizado como varivel contnua em modelos preditivos multivariados. classe II Avaliao longitudinal ps-transplante Embora o seguimento longitudinal ps-Tx com o TECP tenha o potencial de produzir informaes clinicamente relevantes(46), faltam estudos controlados acerca do seu valor quando comparado com a avaliao clnico-funcional de repouso principalmente em termos da relao custo-benefcio.

TRANSPLANTE PULMONAR E CARDIOPULMONAR classe I Avaliao da tolerncia ao exerccio pr- e ps-transplante O TECP determina objetivamente a tolerncia ao exerccio em pacientes com doena pulmonar avanada, poJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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dendo ser auxiliar na indicao de Tx. O teste tem sido tambm utilizado no seguimento clnico ps-Tx(105-110), principalmente para a quantificao objetiva dos ganhos clnicos com o procedimento e determinao dos mecanismos residuais de limitao. classe II Indicao de transplante Embora o TECP possa, teoricamente, ser til na indicao do Tx pulmonar(106) em similaridade com o Tx cardaco faltam estudos controlados comprobatrios, envolvendo um nmero substancial de pacientes.

BRONCOPROVOCAO PELO ESFORO classe II As evidncias disponveis indicam que para o diagnstico e quantificao adequados da broncoconstrio induzida pelo exerccio (BIE), um teste de exerccio especfico (ver Quadro IV e Protocolos de Carga Constante) deve ser realizado(1,117). Embora as medidas metablicas e ventilatrias no sejam cruciais, o TECP permite a mensurao precisa do stress ventilatrio trazido pelo teste: tais dados podem ser teis na anlise do teste e no seguimento longitudinal dos pacientes(1,117).

DETERMINAO DE DISFUNO E INCAPACIDADE NA DOENPRESCRIOMONAR E ACOMPANHAMENTO DE REABILITAO PULA PULMONAR OCUPACIONAL

classe I O teste de exerccio incremental pr-reabilitao pode ser especialmente adequado para guiar a intensidade de treinamento, baseada esta na freqncia cardaca, carga ou intensidade de sintomas(111-113). Embora a mensurao metablica e ventilatria no seja essencial, o TECP pode estabelecer com maior exatido os mecanismos de limitao, permitindo uma abordagem de treinamento individualizada. O treinamento ao nvel do limiar de lactato estimado (L) parece ser particularmente eficaz(114,115): entretanto, no existem evidncias claras de que o treinamento nesta intensidade seja superior a outras estratgias mais simples. Em pacientes com doena pulmonar obstrutiva crnica (DPOC), o L ocorre caracteristicamente mais prximo do VO2mx do que em indivduos normais; todavia, no possvel estimar clinicamente esta intensidade sem a realizao do TECP e determinao direta do L(116).

classe I A indicao precpua do TECP envolve as situaes nas quais a avaliao de repouso inconclusiva ou h discordncia entre as queixas clnicas e os testes de repouso, incluindo as alteraes radiolgicas(118-120). Neste contexto, o TECP adiciona elementos importantes na acurcia da quantificao da incapacidade, tanto quantitativa quanto qualitativamente, i.e., definindo os mecanismos reais de limitao ao esforo(1,121,122). Neste sentido, diversos esquemas classificatrios, baseados no VO2mx, foram propostos incluindo uma classificao desenvolvida no nosso meio(118-120,123). O VO2mx deve ser expresso em valores absolutos (L/min, evitandose o uso de mL/min/kg no caso da cicloergometria) quando o intuito for o de definir a capacidade atual de exerccio. Nesta situao, deve-se tentar comparar os valores mximos com as demandas metablicas estimadas da atividade, sabendo-se que indivduos normais podem suportar confortavelmente atividades prolongadas a 40% do mximo (eventualmente perodos curtos a 60%)(17). En-

QUADRO III Caractersticas de interesse clnico dos dois principais tipos de ergmetros utilizados para o TECP* Caracterstica Maior VO2mx Maior estresse ventilatrio e cardiovascular Familiariedade com o tipo de exerccio Quantificao exata da potncia Segurana Menos artefatos e melhor qualidade dos sinais Facilidade na obteno de amostras sanguneas Mais compacto e silencioso Menos caro Bicicleta ergomtrica Esteira ergomtrica + ++ ++ ++ ++ ++ + + +

* ++ = vantagem de importncia relevante, + = vantagem de importncia secundria.


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tretanto, pacientes com doena respiratria podem tolerar fraes mais elevadas do mximo atingido mesmo acima de 80%. Por outro lado, a perda da capacidade aerbia que pode ser importante para a compensao trabalhista melhor analisada com o VO2mx expresso em % do previsto(62).

II.2. ERGMETROSEntre as diversas modalidades de ergometria disponveis (bicicleta, esteira, escada, caiaque, ergometria de

membros superiores) somente as duas primeiras so comumente utilizadas para o TECP, notadamente por razes tcnico-operacionais, nvel de padronizao e adequado stress sistmico. As consideraes acerca das vantagens e desvantagens da bicicleta e da esteira (Quadro III) devem ser vistas luz da experincia individual e das necessidades prticas de cada laboratrio. Indubitavelmente, o melhor ergmetro aquele no qual o indivduo a ser testado sinta-se seguro e confortvel, e que o investigador esteja familiarizado com o padro de respostas esperado.

QUADRO IV Critrios tcnico-operacionais e interpretativos do teste de avaliao da broncoconstrio induzida pelo exerccio (BIE)(1,117) Cuidados pr-teste Ausncia de exerccio intenso no dia do teste; quadro infeccioso de vias areas > 6 semanas; evitar caf, ch, chocolate ou corticides (se possvel) no dia do teste VEF1 > 75% do previsto ou > 80% do indivduo e reprodutvel (< 10% variao); SaO2 > 94% 6-8hs = 2-agonista de curta durao inalatrio, cromoglicato 12hs = teofilina oral, 2-agonista de curta durao oral 24hs = ipratrpium, 2-agonista de longa durao oral, antileucotrienos 48hs = nedocromil, 2-agonista de longa durao inalatrio 48hs = hidroxizina, cetirizina Afastar contra-indicaes para o exerccio (Quadro VI); monitorar pelo menos SaO2 e ECG (principalmente em idosos) Bicicleta estacionria, esteira ergomtrica ou corrida livre (difcil padronizao). Embora o estresse ventilatrio seja maior com a esteira, a bicicleta pode produzir resultados prticos equivalentes Durao: 4-6 minutos sustentados na intensidade-alvo (tempo total de teste entre 7-9 minutos). Introduzir carga alvo gradativamente em, no mximo, 3 minutos. Intensidade: 80-90% da FCmx prevista (e.g. 220-idade) ou VE/VVM entre 0,4-0,6. Idealmente, deve-se mensurar a ventilao; caso no disponvel, pode-se estimar a carga necessria para se atingir a VE alvo como: (i) VO2 (L/min) = (0,01 x carga) + 0,5), sendo VE (L/min) = 28 x VO2 (L/ min) + 0,27 ou (ii) carga alvo (W) = (53,76 x VEF1) - 11,07. Ar inspirado: ar comprimido seco, se possvel; ar ambiente respirado com clips nasal, apresentando < 10mg% de gua, umidade relativa < 50% e temperatura < 25C; ar frio somente se representativo das condies ambientais usuais. VEF1 5, 10, 15, 20 e 30min ps-teste (eventualmente, iniciar aps 1 ou 3min). VEF1 (VEF1pr-VEF1ps/VEF1pr) x 100)) > 10% = anormal; > 15% = diagnstico de BIE; 15% < e < 25% = leve; 25% < e < 50% = moderado; > 50% = grave. Realizar rpida recuperao ativa (1-2 minutos de exerccio); recuperao espiromtrica espontnea ou com medicao; avaliar necessidade de O2 suplementar; documentar retorno normalidade (VEF1 < 10% do valor pr-teste).

Suspenso da medicao

Segurana Tipo de exerccio

Protocolo

Medidas ps-teste Interpretao

Cuidados ps-teste

Definio das abreviaes: VEF1 = volume expiratrio forado no 1 o segundo da capacidade vital; SaO2 = saturao da oxihemoglobina; ECG = eletrocardiograma; VO2 = consumo de oxignio, VE = volume minuto expirado, VVM = ventilao voluntria mxima.

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Cicloergometria A bicicleta ergomtrica, quando comparada esteira, geralmente menos cara, mais compacta, silenciosa e segura, alm de ocasionar menor movimentao do tronco e membros superiores aspecto de considervel importncia na obteno das variveis, incluindo a medida da presso arterial (Quadro III). Sua maior vantagem, entretanto, reside na mensurao precisa da relao potncia aplicada-demanda metablica, principalmente se o simples trabalho para mover os pedais descontado(15,124). Como potenciais desvantagem da cicloergometria, poderse-ia citar inicialmente que alguns indivduos podem apresentar uma estratgia de desempenho acentuadamente pobre geralmente porque no esto habituados a pedalar o que pode dificultar sobremaneira o seu uso, notadamente em idosos. Similarmente, o desconforto trazido pelo selim pode ser substancial, alm da ocorrncia freqente de dores lombares ou articulares (por exemplo, joelho em pacientes com osteoartrose) em testes prolongados um selim especial, de dimenses maiores e com encosto baixo, altamente desejvel para obesos. Tornase importante, ainda, selecionar cuidadosamente a altura do selim: (i) inicialmente com o paciente em p, quando o selim deve ficar ao nvel da raiz da coxa e (ii) com o paciente sentado, quando os membros inferiores devem ficar quase completamente estendidos no ponto mais distal de excurso dos pedais (ngulo perna-coxa de aproximadamente 5-15). Deve-se, obviamente, confirmar com o paciente se a posio lhe confortvel. Esteira ergomtrica No exerccio realizado na esteira, a taxa de trabalho ou potncia depende teoricamente da massa corporal total sob ao da gravidade (peso), da velocidade (trabalho horizontal) e da inclinao (trabalho vertical). De fato, aqui que reside a sua grande desvantagem quando comparada com a bicicleta (Quadro III): a potncia, na realidade, no pode ser acuradamente medida na esteira, j que esta depende tambm da estratgia da marcha (tamanho e freqncia das passadas, equilbrio, grau de movimentao dos membros, etc.) e do nvel de suporte externo. Desta forma, as estimativas indiretas do VO 2 (usualmente expressas em mltiplos do consumo basal MET sendo 1 MET = 3,5mL/min/kg) so particularmente inacuradas na esteira. Isto ainda mais verdadeiro quando se considera que o custo metablico de correr em baixa velocidade (jogging) muito maior do que andar rapidamente na mesma velocidade, alm de existir um largo salto no dispndio energtico quando se passa da marcha para a corrida(17). A esteira ergomtrica, entretanto, possui a vantagem de exigir maior demanda metablica (o VO2mx 6-11% maior do que na bicicleta) (Quadro III) e, possivelmente,J Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

maior stress cardaco (importante na deteco de isquemia) e ventilatrio (til na avaliao da BIE). Adicionalmente, pode-se argumentar que a marcha, e no o ciclismo, seja a atividade inerente aos seres humanos mesmo aos mais sedentrios. Todavia, deve-se observar que quase todos os pacientes, e at alguns atletas, necessitam de um tempo considervel de familiarizao com a esteira: na realidade, muitos deles podem interromper o teste precocemente quando altas velocidades ou grandes inclinaes so atingidas. Adicionalmente, esteiras so mais caras, imveis e volumosas, e a mensurao metablica (nvel de variabilidade nos dados ou rudo) apreciavelmente maior do que o observado na bicicleta. Como complicador adicional, a aferio da presso arterial pelo mtodo auscultatrio pode ser particularmente difcil.

II.3. PROTOCOLOSA caracterizao das respostas ao TECP pode ser obtida com dois tipos bsicos de protocolo: (i) incremental, com aumento progressivo da carga em perodos predeterminados e (ii) de carga constante ou onda quadrtica, em que a carga mantida estvel por um tempo fixo definido previamente, ou sustentada at o limite da tolerncia (endurance). A escolha do protocolo depende, em ltima anlise, do objetivo do teste, ou seja, da(s) pergunta(s) a ser(em) respondida(s). Protocolos incrementais Existem diversas opes de protocolos incrementais em esteira: embora o de Bruce(125) seja mais utilizado para a deteco de doena arterial coronariana, sua maior desvantagem para o TECP reside nas sbitas e intensas variaes do nvel de stress metablico. Tais variaes dificultam sobremaneira a padronizao das respostas e induzem a exageradas variaes no esforo despendido. As alternativas mais utilizadas para o TECP clnico em esteira so: (i) protocolo de Balke(126) modificado: velocidade constante (2-3mph) com incrementos iguais de inclinao (1 a 2,5%) a cada 1 ou 2 minutos - em pacientes, a velocidade ideal (marcha acelerada) deve ser atingida gradualmente em 2 a 3 minutos, ou (ii) protocolo de Weber(3), o qual envolve aumentos suaves de velocidade e inclinao (Figura 8). No caso da utilizao de cicloergmetros, os incrementos podem ser: (i) rpidos (a cada 1-3 minutos), tanto continuamente rampa (Figura 9) ou em incrementos sbitos em degraus, ou (ii) lentos, ou seja, a cada 3 minutos ou mais, em degraus. Protocolos rapidamente-incrementais do tipo rampa parecem originar os melhores resultados para o TECP; todavia, protocolos em degraus de at dois minutos produzem respostas virtualmente indistinguveis dos testes em rampa(127). Observar, entretanto, que nos protocolos do tipo rampa nos

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Figura 8 Protocolos cicloergomtricos para o TECP no contexto clnico. No protocolo incremental do tipo rampa (painel esquerda), aps um perodo de coleta das variveis no repouso e na carga zero (2-3 minutos cada), a potncia deve ser incrementada de acordo com o grau de aptido estimada do indivduo de tal forma que o tempo total de incrementao varie entre 8 e 12 minutos. No protocolo de carga constante (painel direita), aps as fases de repouso e carga zero, a potncia escolhida pode ser mantida por: (i) um tempo fixo pr definido (no mnimo 3 minutos) ou (ii) at o limite da tolerncia (Tlim, num teste de endurance).

Figura 9 Protocolos para o TECP utilizando esteira ergomtrica. No protocolo de Balke modificado (painel esquerda), a velocidade constante (marcha acelerada) e a inclinao varia de acordo com o grau de aptido estimada do indivduo: o tempo total de incrementao deve oscilar entre 8 e 12 minutos. O protocolo de Weber (painel direita) mais adequado para pacientes menos limitados.

quais a variao de carga rpida e contnua o valor de VO2 correspondente a carga sendo aplicada num instante qualquer estar sempre atrasado em relao verdadeira demanda de VO2 para aquela carga. Isto ocorre, simplesmente, porque leva tempo para o que est acontecendo no msculo ser representado na troca gasosa medida ao nvel do ar expirado: quando isto eventualmente ocorre, a carga j aumentou para um valor mais alto(127). Felizmente, entretanto, este atraso constante (constante de tempo) e corresponde, aproximadamente, a 45-60 segundos (ou menos em indivduos jovens); logo, a carga referente ao limiar de lactato num teste do tipo rampa aquela que ocorre 45-60 segundos antes do limiar expresso em VO2 (VO2L). mais seguro e acurado, portanto, expressar o limiar de lactato em termos de VO2 (mL/ . min ou L/min) do que como carga (W). Neste protocolo, um aspecto de notvel importncia a durao do perodo de exerccio incremental: como delineado na Figura 9, 8-12 minutos so um compromisso satisfatrio entre testes muito rpidos (os quais podem ser interrompidos precocemente por fatores musculares perifricos ou fadiga) ou muito lentos (baixa motivao, limiar de lactato de mais difcil identificao, presso do selim no caso da bicicleta)(128). Um protocolo incremental tpico para pacientes deve ter: (i) uma fase de repouso (23 minutos ou mais), no qual verifica-se a ausncia de hiperventilao antes de iniciar-se o teste (ver Cuidados Trans- e Ps-TECP); (ii) um periodo de aquecimento em carga zero (2-3 minutos); (iii) um perodo de incrementao (8-12 minutos) e (iv) um perodo de recuperao ativa na carga zero (3-6 minutos, se possvel) (Figura 9).

Considerando-se que no protocolo de rampa o incremento de VO2 virtualmente linear durante todo o teste (com uma inclinao de cerca de 10mL/min/W), podese estimar a taxa de incrementao (W/min) para que um teste dure cerca de 10 minutos como a diferena entre o VO2mx previsto (em mL/min, ver Valores de Referncia) e o VO2 previsto para a carga zero, dividida por 100. Este ltimo melhor calculado estimando-se a massa total dos membros inferiores(15):VO2 na carga zero para homens (mL/min) = 16,8 x ((0,23 x peso) + 6,8) VO2 na carga zero para mulheres (mL/min) = 16,8 x ((0,33 x peso) 0,41) [4] [5]

Todavia, a experincia indica que incrementos de 1015W/min para indivduos sedentrios (eventualmente 5W/ min em pacientes idosos) ou 20-25W/min para indivduos treinados (ocasionalmente at 30-35W/min em homens saudveis) freqentemente ocasionam testes com 8-12 minutos de fase incremental. Eventualmente, em indivduos muito debilitados, o tempo de carga zero pode ser aumentado ou ainda, em indivduos treinados, o incremento iniciar-se a partir de um plat de 30-50W. Os protocolos incrementais so particularmente teis para: i) definir a tolerncia mxima ao exerccio e seus possveis fatores limitantes, ii) estimar no-invasivamente o limiar de lactato (L), iii) triar candidatos reabilitao cardiovascular e pulmonar, e iv) avaliar respostas ps-interveno - tais testes so bem padronizados e com valores de referncia estabelecidos(2,4). Protocolos de carga constante Os testes de carga constante (i) podem estabelecer precisamente as demandas metablicas para uma dada carJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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ga, (ii) possibilitam a avaliao das respostas ps-interveno ou treinamento em condies de carga igual como, por exemplo, possveis modificaes na capacidade de sustentar prolongadamente uma determinada intensidade de exerccio (endurance), (iii) auxiliam na deteco da BIE (ver abaixo), (iv) permitem a avaliao da rapidez das modificaes (cintica) das respostas na transio repouso-exerccio um indicador importante da aptido ao exerccio, e (v) podem ser utilizados para aferir a necessidade de oxigenioterapia sob diferentes nveis de demanda metablica. Um protocolo de carga constante tpico para pacientes deve incluir: (i) uma fase de repouso (2-3 minutos ou mais), no qual verifica-se a ausncia de hiperventilao antes de iniciar-se o teste (ver Cuidados Trans- e Ps-TECP); (ii) um perodo de aquecimento em carga zero (2-3 minutos); (iii) um perodo de exerccio na carga previamente definida (no mnimo 3-6 minutos ou at o limite da tolerncia) e (iv) um perodo de recuperao ativa na carga zero (3-6 minutos, se possvel) (Figura 9)(2,4). Protocolos de carga constante especficos devem ser utilizados quando o objetivo for a deteco da BIE. Como esta condio parece ser desencadeada pela perda de umidade e/ou calor da mucosa em condies de alto fluxo areo(129,130), a premissa bsica a de estimular subitamente elevadas taxas ventilatrias capazes de serem mantidas por um tempo mnimo adequado. A situao clnica mais comum a do diagnstico de BIE em indivduo com suspeita de asma brnquica e teste espiromtrico de repouso normal: nestes indivduos, uma resposta negativa metacolina ou histamina no afasta a presena de BIE. Outras indicaes possveis dizem respeito avaliao da efetividade de medicaes anti-BIE, investigao da presena de BIE em indivduo com asma estvel e sintomas de esforo inexplicados e determinao da presena e gravidade do BIE em indivduos trabalhando em atividades com alta demanda metablica e ventilatria(1,117). Habitualmente recomenda-se atividade dinmica (corrida, bicicleta) por no mnimo 4 minutos (ideal de 6 minutos) sob elevado stress ventilatrio: o Quadro IV traz as recomendaes consensuais da American Thoracic Society(117) e da European Respiratory Society(1) acerca da intensidade ideal de exerccio e outros aspectos operacionais do teste. Os melhores resultados parecem ser encontrados com a corrida livre; entretanto, a mesma de difcil padronizao e execuo no ambiente hospitalar. Pode-se, portanto, utilizar: (i) esteira ergomtrica, com aumento rpido, mas confortvel, da velocidade nos primeiros minutos e posterior modificao da inclinao valores de 4,5-5,5km/h e 15-20% de inclinao so alvos finais factveis, ou (ii) cicloergmetro, com aumento gradual da carga nos primeiros trs minutos at a estabilizao e manuteno desta por 4-6 minutos (Quadro IV).J Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

Para a interpretao do teste, devem ser realizadas espirometria sucessivas ps-exerccio (e.g., 5, 10, 15, 20, e 30 minutos): Os valores de VEF1 devem ser expressos em relao ao basal pr-exerccio (VEF1 = (pr-ps/pr) x 100). Embora uma reduo do VEF1 ps-exerccio > 10% possa ser considerada anormal, a maioria dos autores considera queda > 15% como efetivamente diagnstica de BIE(1,117).

II.4. APARELHAGEM

BSICA

A aparelhagem mnima necessria para a realizao do TECP apresenta-se comercialmente disponvel na forma de sistemas metablicos integrados ou carros metablicos. Estes sistemas caracterizam-se por apresentar um pacote de hardware e software dedicados ao teste, os quais medem e integram continuamente os diversos sinais atravs de tecnologia microprocessada (Figura 2). Embora tais avanos, indubitavelmente, simplificaram e popularizaram enormemente o TECP, deve-se notar que os mesmos dados podem ser obtidos pelo registro analgico dos sinais primrios num polgrafo padro de mltiplos canais com clculo posterior das variveis. De fato, a mesma aparelhagem pode ser obtida separadamente e, como ser visto abaixo, as antigas tcnicas de medida fracionada quando cuidadosamente realizadas fornecem os dados mais confiveis para a avaliao da acurcia dos sistemas modernos. Um aspecto fundamental dos sistemas computadorizados a capacidade de amostragem do conversor analgico-digital para a entrada online dos sinais bsicos: diversos sinais devem ser passveis de captao numa faixa de freqncia de 50-100Hz. O programa deve ser capaz de analisar, se possvel respirao-por-respirao, uma gama de variveis, apresent-las de forma tabular e grfica e armazen-las para futura anlise (ver Apresentao dos Resultados). Aspectos particularmente importantes so: (i) o sistema deve permitir qualquer combinao de variveis, com possibilidade de apresentar vrios eixos y; (ii) presena de uma forma de exportao dos dados para pacotes estatsticos ou base de dados (e.g., via linguagem ASCCII); (iii) o usurio deve poder modificar e inserir novos valores de referncia; (iv) a determinao do limiar anaerbio pode (e deve) ser realizada manualmente pelo usurio determinaes automticas no so confiveis; (v) o sistema deve permitir o interfaciamento com qualquer ergmetro, e (vi) facilidades adicionais so desejveis, como determinao e apresentao online da ala fluxo-volume durante o exerccio(131) e estudo do comportamento cintico de diversas variveis(132). O direcionamento adequado e seguro (sem fuga area) do ar inspirado e expirado crucial para a confiabilidade das medidas obtidas durante o TECP. A alternativa mais utilizada ainda envolve o emprego de bocal plstico, ideal-

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mente com coletor de saliva, e prendedor nasal cuja superfcie de contato com a pele deve ser macia (borracha) e de material antialrgico. Uma boa conduta a utilizao de uma gase entre o prendedor e a pele do nariz, evitando assim que a sudorese durante o exerccio desloque o prendedor. Como alternativa ao bocal, pode-se utilizar mscaras faciais com pequeno espao-morto (o qual, entretanto, deve ser levado em considerao pelo sistema para o clculo adequado das respostas ventilatrias) com ajuste preciso morfologia fascial. Novas mscaras siliconadas (espao-morto de aproximadamente 40mL) esto disponveis, produzindo resultados confiveis e menor desconforto durante o teste, e.g., menor ressecamento das vias areas superiores e deglutio mais fcil. Para a obteno das variveis metablicas e ventilatrias no TECP, necessita-se, portanto, da obteno de dois sinais bsicos: (i) as concentraes gasosas expiradas j que as inspiradas so habitualmente constantes e sabidas, e (ii) os fluxos e volumes expiratrios, j que os inspiratrios podem ser estimados, com algumas modificaes, a partir dos expiratrios (Figura 2). Notar, entretanto, que alguns dispositivos modernos so capazes de mensurar diretamente os fluxos ins e expiratrios. Diversos outros sinais podem ser captados analogicamente e integrados digitalmente pelos sistemas computadorizados; dentre estes, os mais utilizados so os sinais de freqncia cardaca (FC) e saturao de oxihemoglobina (SaO2) (Figura 2). Metabolismo A medida das fraes gasosas expiradas (e inspiradas, em algumas circunstncias) pode ser realizada por espectrometria de massa ou analisadores separados de O2 e CO2. Os analisadores gasosos individuais medem separadamente as concentraes ([O2] e [CO2]): no primeiro caso, isto pode ser efetuado por (i) clula eletroqumica em que a reao de um substrato (geralmente zircnio aquecido) com o O2 gera uma corrente eltrica proporcional

[O2] ou (ii) analisador paramagntico, que responde a variaes [O2] induzidas em um campo magntico. Por outro lado, a [CO2] geralmente obtida numa cmara de absoro de infravermelho. Adequada estabilidade, linearidade e extrema rapidez de resposta so as caractersticas ideais de um analisador (Tabela I). A mensurao da troca gasosa sistmica evoluiu, do ponto-de-vista tecnolgico, em trs fases: (i) tcnica de anlise fracionada, (ii) cmara de mistura e (iii) tcnica respirao-por-respirao (breath-by-breath ou b-b-b)(133). As duas primeiras analisam o gs expirado misto: na anlise fracionada, o gs coletado num reservatrio fechado (e.g. bolsa de Douglas, espirmetro a seco), homogeneizado e analisado fracionadamente em alquotas; no segundo caso, o gs direcionado para uma cmara (48L) com a funo especfica de misturar os gases, que amostrado continuamente na sua extremidade distal. Entretanto, alguns sistemas metablicos com cmara de mistura tambm amostram o gs prximo boca, permitindo uma anlise aproximada de respiraes individuais. A tcnica de coleta dos gases em bolsa de Douglas com anlise fracionada produz excelentes resultados em protocolos de carga constante, notadamente no exerccio moderado, e nos protocolos lentamente-incrementais (quasi estado-estveis, ou seja, incrementos no mnimo a cada 3 minutos). De fato, esta ainda deve ser considerada a tcnica padro para a avaliao da acurcia de sistemas mais complexos. A cmara de mistura pode fornecer valores equiparveis aos obtidos na anlise fracionada, sobretudo nessas condies estveis ou de lenta variao. Entretanto, na transio repouso-exerccio ou exercciorepouso, e em algumas circunstncias em protocolos rapidamente incrementais do tipo rampa, os sinais provenientes da cmara de mistura podem perder a linearidade. Estas limitaes das tcnicas mais antigas, entretanto, no ocorrem na anlise respirao-por-respirao. Nestes sistemas, o ar expirado amostrado junto boca e, pela ao da presso negativa de uma bomba de suco a

TABELA I Critrios de calibrao para o TECP Mensurao Acurcia Reprodutibilidade Freqncia de anlise < 130ms < 130ms < 40ms Calibrao

Analisador de O2 Analisador de CO2 Fluxo Cicloergmetro Esteira

0-100% 0-10% 0-14L/min 0-600W 1-8mph (1,6-12,8km/h) 0-20% inclinao

1% 1% 3% 2%/3W 2%

1% 1% 3%

2-3 pontos 2-3 pontos 3L Torqumetro Velocidade e inclinao

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vcuo, impulsionado atravs de uma linha de amostragem em direo aos analisadores. Embora aqui os mesmos conceitos gerais sejam aplicados, cada expirao dividida em centenas de alquotas, cada uma com durao de cerca de 20 milissegundos(133). Tal procedimento permite a obteno dos valores expiratrios finais (EF) dos gases respiratrios, ou seja, aps o ar do espao-morto ter sido clareado, fornecendo uma amostra aproximada da concentrao mdia das presses parciais alveolares de O2 e CO2. O VO2 e o VCO2 so ento computados, para cada intervalo de tempo, integrando-se o produto do fluxo instantneo com o gs consumido na respirao em questo, derivando-se posteriormente tal quantidade contra o tempo decorrido. O aspecto crucial desta anlise o correto alinhamento temporal entre os sinais de fluxo (virtualmente instantneo) e o gasoso (atrasado pelo tempo gasto a percorrer a linha de amostra + tempo de anlise) este atraso de fase deve ser calibrado precisamente numa base diria ou ainda mais freqentemente (ver Calibrao e Controle de Qualidade).

VENTILAOPara o obteno destas variveis, utiliza-se um sinal eletrnico de fluxo ou volume a partir de diferentes dispositivos. Os critrios de calibrao e controle de qualidade devem ser os mesmos sugeridos para a espirometria convencional neste Consenso. Existem basicamente quatro tipos de dispositivos para medida fluxo-volumtrica em uso no TECP: 1) transdutor diferencial de presso, o qual, utilizando o princpio de Poiseuille, mede a queda de presso sofrida por um fluxo areo laminar ao atravessar uma pequena resistncia de desenho varivel (por exemplo, tubos paralelos no aparelho do tipo Fleisch), assumindo-se uma temperatura local constante; 2) fluxmetro ou tubo de Pitot, o qual mede, prximo boca, um gradiente de presso induzido por um fluxo areo turbulento entre orifcios posicionados tanto frontal quanto perpendicularmente corrente area principal (P = fluxo2, de acordo com o princpio de Bernoulli); 3) turbina ou transdutor de volume, consistindo de uma hlice de pequena massa, que, ao girar sob influncia do fluxo areo, interrompe periodicamente um feixe de luz numa taxa que aferida por computador; 4) anemmetro ou fluxmetro de massa, no qual a corrente eltrica necessria para manter constante a temperatura de um fio metlico aquecido e exposto ao ar expirado proporcional ao nmero de molculas passando pelo sensor por unidade tempo, i.e., de acordo com a velocidade do fluxo areo. Cada um destes dispositivos apresenta vantagens e desvantagens: todos, com exceo do transdutor diferencialJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

de presso, possuem transdutores bidirecionais, prescindindo, portanto, de vlvulas respiratrias. O aparelho do tipo Fleisch deve ser posicionado longe da boca, com o objetivo de menor variao trmica (o aumento da temperatura expande o volume gasoso de acordo com a lei de Charles) e provvel obteno de fluxo laminar o que exige a presena de vlvulas respiratrias bidirecionais de baixa resistncia. Estas, portanto, permitem a separao dos fluxos ins e expiratrios: uma vlvula ideal deve ter um pequeno espao-morto relativamente ao espao-morto anatmico do indivduo (menor de 100-150mL para adultos). A linearidade do sinal derivado de qualquer dos dispositivos pode ser perdida em taxas elevadas de fluxo (acima de 10L/sec no pneumotacgrafo do tipo Fleisch); outro problema potencial deriva da necessidade de manter-se a temperatura deste pneumotacgrafo ligeiramente acima do ar expirado para evitar condensao local o que pode aumentar artificialmente o volume gasoso medido. Entretanto, a experincia acumulada com esses dispositivos maior do que com os outros, apresentando elevada acurcia e reprodutibilidade. De fato, o tubo de Pitot pode apresentar no-linearidade dinmica em altas taxas de fluxo e impactao de muco pode ser um problema em pacientes. Por outro lado, a turbina (com massa e portanto inrcia) possui o potencial de ligeiro atraso de resposta no incio do fluxo e excesso cintico no fim do fluxo. Os anemmetros so criticamente dependentes da integridade do circuito eltrico e tambm podem ser afetados pela impactao de muco(134).

II.5. CALIBRAO E

CONTROLE DE QUALIDADE

O emprego disseminado da tecnologia computadorizada no TECP apresenta uma importante desvantagem: a excessiva dependncia no funcionamento adequado de hardware e software. Como salientado acima, sistemas de anlise fracionada (bolsa de Douglas), com coleta do ar expirado em reservatrios e anlise gasosa em espectrmetros de massa, ainda devem ser considerados como padres de referncia os quais podem ser utilizados periodicamente para a validao de um sistema automatizado (ver Controle de Qualidade). Como premissa bsica, importante a diferenciao entre acurcia e preciso: enquanto a primeira refere-se capacidade de um dispositivo em determinar corretamente a quantidade que se prope a medir, a ltima relaciona-se com a propriedade de produzir resultados similares, independente da acurcia. Exemplificando, um espirmetro que registre consistentemente o volume de uma seringa de calibrao de 3L como 2,5L, preciso, mas inacurado. Neste contexto, o termo calibrao refere-se ao ajuste de um dispositivo com o intuito de se produzir um sinal conhecido e controle de qualidade, o teste, ou grupo de testes, realizados com o objetivo de

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determinar a preciso e acurcia relativos a uma quantidade conhecida ou padro. Os manuais dos sistemas integrados para o TECP so auto-explicativos e provm o usurio com a rotina de calibrao especfica para cada sistema. O Quadro V, entretanto, traz uma viso sumarizada dos principais passos a serem seguidos para se obter uma calibrao tecnicamente adequada. Uma caracterstica bsica de um bom

laboratrio de TECP o da preocupao constante em manter um livro de calibrao com grficos evolutivos do desempenho dirio do sistema: uma cpia impressa do relatrio de calibrao deve ser anexada a este livro de controle. No existe absolutamente um nmero x adequado de calibraes dirias: elas devem ser feitas o mais freqentemente possvel, idealmente antes de cada teste de exerccio. Pelas razes que sero discutidas abaixo, todos os cuidados devem ser tomados para se manter o ar do laboratrio em temperatura (entre 18-22C) e umidade estveis. Cuidados pr-calibrao Os sistemas integrados para o TECP podem ser mantido ligados por tempo prolongado (com as vlvulas dos cilindros dos gases de calibrao fechadas), desde que se confie na fonte de energia eltrica. De fato, a vida til dos analisadores e do computador pode ser reduzida caso o sistema seja desligado com freqncia. Sempre que se ligar o sistema, deve-se obedecer cuidadosamente o tempo mnimo de aquecimento dos diversos componentes do sistema: geralmente este corresponde a 20-30 minutos. Cuidado especial deve ser tomado para certificar-se que a bomba de suco esteja adequadamente aquecida (estabilizada), antes de qualquer procedimento de calibrao gasosa. Habitualmente, so requeridos para a calibrao os valores atuais de presso baromtrica, temperatura ambiente, e umidade relativa do ar obviamente, barmetro, termmetro atmosfrico e higrmetro devem estar disponveis no laboratrio. O conhecimento adequado destes valores pode ser crtico, j que a concentrao de vapor dgua no ar analisado ([H2O]) influencia decisivamente o clculo dos dados; infelizmente, ainda, a [H2O] varia de acordo com a temperatura e a presso baromtrica. Assim, a frao medida de O2 ser sempre uma funo inversa da umidade relativa do ar j que o O2 estar sendo diludo numa inclinao proporcional temperatura. Outra razo fundamental para sabermos as condies ambientais, relaciona-se ao fato de que o sistema habitualmente mede os volumes gasosos saturados com vapor dgua, submetidos s condies de presso e temperatura atmosfricas ( ATPS , acrnimo em ingls para ambient temperature and pressure, saturated). Entretanto, preciso expressar as variveis metablicas (VO2 e VCO2) de tal forma que as mesmas sejam proporcionais ao volume de gs efetivamente trocado em moles: portanto, estas so expressas em valores padres de temperatura (0C), presso atmosfrica (760mmHg) e ausncia completa de umidade (STPD ou standard temperature and pressure, dry). Por outro lado, as variveis ventilatrias precisam ser corrigidas para as condies efetivamenteJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

QUADRO V Etapas a serem cumpridas na calibrao dos sistemas metablicos integrados (carros metablicos) para o teste de exerccio cardiopulmonar (TECP) 1. Ligar o sistema 2. Aguardar o tempo de aquecimento e estabilizao eltrica dos diferentes dispositivos: habitualmente 20-30 minutos 3. Certificar-se de que a bomba de suco do mdulo de anlise gasosa est estabilizada 4. Abrir as vlvulas dos cilindros de calibrao 5. Obter os valores de temperatura e umidade do laboratrio e presso baromtrica local: incluir estes valores no programa 6. Calibrar o mdulo de fluxo-volume (a) Zerar o dispositivo: certificar-se de sua imobilidade durante todo o procedimento (b) Gerar, atravs de uma seringa de 3L, diferentes fluxos (e.g. 10 manobras entre 1-15seg) (c) Erro mximo deve ser de 3% ou 50mL, o que for maior 7. Calibrar o mdulo de anlise gasosa (a) Obteno de um valor zero para a [O2] lida (b) Calibrao do primeiro ponto (gs de referncia), com ajuste do valor lido ao esperado: a [O2] no ar ambiente seco, deve ser lida como 20,93 0,03% e a [CO2], 0,03 0,02% (c) calibrao do segundo ponto (gs de calibrao), com ajuste do valor lido ao esperado (d) calibrao do atraso de fase (phase delay) nos sistemas respirao-por-respirao 8. Ajustar o valor lido pelo sistema quele gerado pelos dispositivos com aferncia analgica (a) oxmetro de pulso (b) eletrocardiograma 9. Ajustar o valor lido quele gerado nos dispositivos controlados pelo sistema (c) ergmetros 10. Imprimir e assinar o Relatrio de Calibrao. Posteriormente, registrar estes valores num livro de acompanhamento dirio da calibrao 11. Repetir a calibrao de fluxo-volume e gases antes de cada TECP

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vigentes nos pulmes, ou seja, temperatura corporal, presso atmosfrica e gs saturado com [H2O] (BTPS ou body temperature and pressure, saturated). Logo, para a transformao adequada entre ATPS, BTPS e STPD, as condies ambientais locais devem ser sabidas e controladas. Calibrao volumtrica Os dispositivos de anlise fluxo-volumtrica (ver abaixo) devem ser calibrados antes da calibrao dos gases (Quadro V), obedecendo-se rigorosamente os critrios determinados neste II Consenso Brasileiro sobre Funo Pulmonar. Como mencionado, importante observar um tempo de aquecimento mnimo antes de efetuar qualquer medida de fluxo: tal conduta visa evitar que qualquer drift eltrico possa comprometer a acurcia e linearidade dos transdutores. Portanto, aps a certificao da ausncia de fluxo areo atravs do dispositivo (fluxo zero por 5-10 segundos), deve-se gerar, atravs de uma seringa padro de 3L, diferentes taxas de fluxo, e.g., 10 manobras entre 1 e 15 segundos de durao. O erro aceitvel mximo deve ser de 3% ou 50mL, o que for maior: o sistema cria, desta forma, um fato de correo para o volume medido(1). Deve-se notar que a acurcia da mensurao de volume sob diversas taxas de fluxo que calibrada: no se trata, portanto, de uma verdadeira calibrao de fluxo. Tal calibrao deve ser repetida antes de cada novo teste: a presena de drift bastante comum aps um TECP. Calibrao metablica A calibrao do mdulo de anlise gasosa dos sistemas metablicos integrados deve iniciar-se apenas aps o seu tempo de aquecimento e a estabilizao da bomba de suco a vcuo (geralmente 20-30 minutos), a qual responsvel pela amostragem contnua do ar expirado. Durante a calibrao, dois pontos so habitualmente utilizados, assumindo-se uma linearidade adequada do sistema: a amostra gasosa de referncia (ar atmosfrico saturado temperatura ambiente ou gs de referncia seco, ou seja, O2 a 21% e CO2 a 0%) e a amostra gasosa de uma mistura de calibrao (O2 a 12%, CO2 a 5% e N2 de balano, por exemplo). Esta concentrao de oxignio e gs carbnico parece ser particularmente til, j que a mesma se encontra num meio-termo dentro do provvel espectro de fraes mensuradas no evolver do teste(5,134). Outras combinaes teis so: [CO2]/[O2] = 3%/13%, 5%/ 15%, 6%/17%). Caso seja necessrio o uso de O2 suplementar durante o teste que deve ser sempre evitado, devido aos erros inerentes de clculo das variveis a calibrao deve necessariamente envolver uma [O2] similar FiO2 a ser empregada. O cuidado com o controle da presso parcial de vapor dgua [PH2O] particularmente crtico quando se utiliza oJ Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

ar ambiente como gs de referncia. Desta forma, os analisadores ao mensurarem a presso parcial dos gases, so afetados pela [PH2O], alm da presso no sistema de amostragem e modificaes na presso baromtrica (conhecida previamente). Como o gs expirado satura-se rapidamente com o vapor dgua medida que sua temperatura reduz-se ao contato com o ambiente, este aumento da PH2O deve ser conhecido a fim de evitar-se a subestimao das fraes expiradas de O2 e CO2(133). Habitualmente, as fraes ins e expiratrias de vapor dgua so estimadas a partir da umidade relativa do ar na temperatura ambiente, partindo do pressuposto de que o gs expirado totalmente saturado a uma dada temperatura, e o volume de nitrognio e o de outros gases inertes no diferem entre as fases do ciclo respiratrio. A maioria dos sistemas modernos utiliza uma linha de amostragem constituda de um polmero com permeabilidade seletiva gua (Nafion), permitindo um equilbrio rpido com a umidade ambiente. No caso da utilizao de amostras secas (na calibrao e no teste, por desidratao ativa ou pelo uso de uma contracorrente dessecante em torno da linha de Nafion), tais correes no se fazem, ao menos teoricamente, necessrias. Esquematicamente, as seguintes etapas devem ser seguidas na calibrao dos analisadores (Quadro V): a) obteno de um valor zero para a [O2] lida geralmente no necessria para a [CO2], j que esta de aproximadamente 0,03%; b) calibrao do primeiro ponto (gs de referncia), com ajuste do valor lido ao esperado: a [O2] no ar ambiente seco, por exemplo, deve ser lida como 20,93 0,03% e a [CO2], 0,03 0,02%; c) calibrao do segundo ponto (gs de calibrao), com ajuste do valor lido ao esperado; d) calibrao acurada do atraso de fase (phase delay) nos sistemas respirao-por-respirao tanto para o O2 quanto para o CO2. Nesta calibrao, define-se o tempo no qual o sistema ir aguardar o sinal gasoso antes de analis-lo em concomitncia com o sinal de fluxo: como comentado previamente, o sinal de fluxo virtualmente instantneo, mas as fraes gasosas demoram algum tempo para serem mensuradas. Uma estratgia prtica em nosso meio pode ser a obteno de misturas gasosas precisas de fornecedores de gases medicinais, exigindo-se, do fornecedor, um adequado controle de qualidade. Uma alternativa adicional a manuteno de um cilindro original de calibrao geralmente fornecido quando da compra do sistema para futuras comparaes. Entretanto, deve-se rolar o cilindro periodicamente para evitar estratificao aps longo tempo de depsito. Os problemas mais comuns de calibrao dos analisadores geralmente dizem respeito ao supe-

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raquecimento da clula de O2 (alguns sistemas fornecem a possibilidade de tentar resfri-la, antes da troca) e debris ou condensao aquosa na cmara de CO2 . Outras calibraes O ganho dos dispositivos externos com aferncia analgica ao sistema (e.g., oxmetro, monitor cardaco) devem ser tambm diariamente calibrados: na verdade, no se trata de uma verdadeira calibrao, mas sim a verificao de quo corretamente o sistema est registrando o sinal analgico. Na prtica, comparam-se os valores registrados pelo dispositivo (e.g., oximetria digital captada do prprio operador e freqncia padro de um eletrocardigrafo) e os de referncia, definida anteriormente. Em caso de diferena, o valor registrado deve ser convertido automaticamente no desejado. Procedimento semelhante realizado em relao ao ergmetro, quando conectado ao sistema: exemplificando, deve-se gerar uma freqncia de pedalagem (rpm) a uma carga sabida (ambos lidos pelo cicloergmetro), induzindo o sistema a registrar estes valores como voltagem de referncia. Assim as variaes de rpm e W sero comparadas com este valor padro, garantindo-se uma intercomunicao adequada entre o ergmetro e o computador. Sempre que factvel, o cicloergmetro deve ser calibrado com torqumetro a cada seis meses ou sempre que um ergmetro eletromagntico for movido. O funcionamento adequado da esteira pode ser analisado tanto em termos de graus de inclinao(9) quanto velocidade por exemplo, contando-se o nmero de revolues por minuto, com o indivduo exercitando-se, e multiplicando este nmero pelo comprimento da plataforma. Controle de qualidade O elemento fundamental para o controle de qualidade num laboratrio que se prope a realizar o TECP o de garantir-se da execuo de uma calibrao criteriosa. Esta deve ser acompanhada do registro, descritivo e grfico, das tendncias de modificao das variveis calibradas a longo prazo. Assim, pode-se detectar, muito precocemente, qualquer mudana sistemtica nas quantidades biolgicas que esto sendo calibradas longitudinalmente. Portanto, a validao conjunta da calibrao do sistema pode ser realizada contra: (a) o trabalhoso, mas extremamente acurado, padroouro, ou seja, anlise fracionada em espectrmetro de massa com o ar coletado numa bolsa de Douglas e depois direcionado para um gasmetro de Tissot (de campnula) para a medida volumtrica; (b) simuladores especficos de troca gasosa, os quais, atravs de um sistema de cilindro e pisto, geram diferentes combinaes de VC e f. Estes, por sua vez, impulsionam uma mistura gasosa de concentrao conhecida,

produzindo diferentes taxas metablicas. Deve-se atentar, entretanto, que tais validadores no consideram aspectos relacionados temperatura e umidade(135). Tanto para o item (a) quanto (b), deve-se procurar obter valores medidos dentro de 3% do esperado; (c) validao biolgica, repetindo-se freqentemente o teste em 3-5 indivduos (por exemplo, pessoal do laboratrio), em trs nveis de potncia sublimar de lactato por seis minutos cada: valores estado-estveis (mdia do quinto a sexto minuto) de VO2, VCO2 e VE que no difiram entre si mais do que 7% (ou que estejam dentro de 100mL para o VO2, o que for menor), podem ser considerados reprodutveis(1) (Tabela I).

II.6. VARIVEIS E PARMETROS DE RELEVNCIA

CLNICA

Carga ou potncia Potncia (ou carga do cicloergmetro) representa a quantidade de trabalho (fora aplicada x distncia) que realizado num dado perodo de tempo. A potncia geralmente expressa em Watts (1W = 1J/s) ou kilopondsmetro por minuto (1W = 6,12kpm/min). Deve-se ter cautela na interpretao dos valores previstos para a carga mxima atingida num protocolo rapi. damente incremental (Wmx): valores bastante diferentes podem ser obtidos num mesmo indivduo, caso se usem incrementos mais rpidos (geralmente valores de pico maiores) ou mais lentos (valores menores). A Tabela II . traz as equaes de previso para a Wmx em indivduos sedentrios adultos(14). Notar que idade (negativamente) e altura (positivamente) devem ser considerados em ambos os sexos; nos homens, o peso tambm constitui-se em varivel preditiva positiva. Metabolismo Consumo de oxignio (VO2) Constitui o volume de O2 extrado do ar inspirado pela ventilao pulmonar num dado perodo de tempo: calculado, portanto, como a diferena entre o volume de O2 inspirado e expirado. Em condies estado-estveis (carga constante), ou aps considerarmos o tempo de atraso msculo-pulmo (carga incremental), o VO2 pode ser .uma estimativa confivel da taxa perifrica de troca de O2 (QO2). Geralmente expresso em mL/min ou L/min (STPD): correes para massa corporal total devem ser interpretadas com cautela, principalmente nos indivduos em sobrepeso realizando atividade cicloergomtrica. Como seria de se esperar, o VO2 depende da intensidade do exerccio sendo realizado (painel superior da Figura 3): uma anlise particularmente informativa obtida relacionando-se dinamicamente o VO2 com a carga aplicada. Logo, a .inclinao da relao linear entre VO2 e potncia (VO2/W) oferece importantes informaes relativas J Pneumol 28(Supl 3) outubro de 2002

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TABELA II Equaes de previso para variveis metablicas e cardiovasculares em homens (M) e mulheres (F) sedentrios(4,14) Equao Idade (anos) Peso (kg) Altura (cm) Escore de atividade* Constante R2 SEE

1. VO2mx (mL/min) M F 2. VO2mx (mL/min) M F 3. VO2mx (mL/min) M F 4. VO2mx (mL/min) M F 5. Wmx (W) M F 6. FC mx (bpm) M F 7. PuO2 mx (mL/bat) M F 8. L (mL/min) M F 9. L (% VO2mx) M F

24,3 13,7 22,8 12,7 25,2 14,7 24,5 14,5 1,78 1,19 0,87 0,88 0,09 0,04 6.043 3.011 0,277 0,347

12,5 7,5 14,3 9,5 14,3 8,3 0,65 0,43 0,09 0,08 4.477 5.654

9,8 7,4 17,9 13,6 4,9 5,4 1,36 0,96 0,241

197,1 103,2 .

702 372 207 170 2267 1470 1113 535 45,4 28,1 211 239 10,1 5,1 943 519 75,6 37,4

0,755 0,812 0,687 0,754 0,742 0,794 0,796 0,843 0,674 0,714 0,563 0,691 0,452 0,498 0,425 0,408 0,582 0,494

270 136 302 155 274 141 249 126 25 14 13 11 2,13 1,16 248 185 7,2 10,1

.

Definio das abreviaes: mx =

suple_140!45!99 teste do exercicio cardiopulmonar

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