WELKOM Cursus Interpretatie CPET

(1)

WELKOM

Cursus Interpretatie CPET

The Physiology Academy www.physiology-academy.nl

Twitter: @PhysiolAcademy

Potentiële

belangenverstrengeling GEEN

Voor bijeenkomst mogelijk relevante relaties met bedrijven

GEEN

Disclosure belangen sprekers

Accreditatie beroepsverenigingen: 6 punten

Tim Takken, MSc, PhD Medisch fysioloog Klinisch inspanningsfysioloog

Erik Hulzebos, PT, MSc, PhD (Sport)fysiotherapeut Medisch fysioloog Klinisch inspanningsfysioloog

Even voorstellen Leerdoelen

Na afloop van de cursus kan de deelnemer:

• De indicaties voor een CPET benoemen;

• De belangrijkste CPET parameters benoemen en bepalen;

• De normale cardiopulmonale respons tijdens inspanning en herstel benoemen;

• State-of-the art inspanningsprotocollen met voor- en nadelen benoemen;

• Een uitslag van een CPET interpreteren , waarbij de cursist na afloop van de cursus inzicht heeft in patroon herkenning van pulmonale, cardiale en musculaire inspanningsbeperkingen aan de hand van de 9 Wasserman grafieken;

• De belangrijkste elementen van een CPET rapporteren.

Opbouw cursus

• Methodologie voor CPET

• Protocollen en normwaarden voor CPET

• Cardiopulmonale response tijdens inspanning

• 9 panel grafieken volgens Wasserman

• Interpretatie CPET data

• CPET & Training

• Extra voorbeelden patroonherkenning

• Casus 1 en Casus 2

• Vragen en opdrachten

Vragen ?

Mail vragen naar:

info@physiology-academy.nl

Exercise testing in the field, 1908.

(2)

Methodiek van Inspanningsonderzoek

Dr Tim Takken Dr Erik Hulzebos

Inhoud

• Meetopstelling

• Preparatie

Weten is meer dan meten…

Alle meten is ingebed in interpreteren, kiezen en afwegen

Trudy Dehue, NRC 14 juni 2014

Cardiopulmonale Inspanningstest

• Geïntegreerde fysiologische respons op inspanning

• Progressieve (intensiteit) inspanningsstimulus grote spiergroepen

• Rust submaximaal maximaal herstel

• Noninvasief en dynamisch

• Capaciteit om te voldoen aan toenemende metabole behoeften

• Gouden standaard voor meten VO2piek

• Belangrijke gezondheidsmaat

• Bijdragen aan blootleggen pathologie bij verlaagde VO_2piek

• Diagnostiek

• Prognostiek

• Evaluatief

Meetopstelling

Armergometrie voor non-ambulante patienten

Fiets Loopband

Kosten Lager Hoger

Verplaatsbaarheid Goed Minder goed

Benodigde ruimte Minder Meer

Geluidsniveau Lager Hoger

Veiligheid Veiliger Minder veilig

Aerobe capaciteit (VO_2piek) Lager Hoger

Meten belasting (WR) Ja Nee

Fysiologische metingen Makkelijker Minder makkelijk Geschiktheid voor kinderen >5-6 jaar >3 jaar Lichaamslengte > ~ 100 cm Geen beperking

Meetopstelling Fietsergometrie

Zuurstofsaturatie

Volumemetingen Ademgasanalyse

ECG

Bloeddruk

Belasting SpO2

VE VO2 VCO2

Ritme HR

WRpiek

RER Ventilatoire drempel EqO2 EqCO2 VE/VO2-slope VE/VCO2-slope OUES PETO2 PETCO2 Teugvolume Ademfrequentie

O2-pols

ΔVO2/ΔWR Ventilatoire reserve Longfunctie FEV1

(3)

ECG

Kinder sensor (<30 kg) Klein masker Gevoelige flow meter Kleine manchet Kleine stickers Kleine fiets Aangepast protocol Andere normwaarden Kindvriendelijke ruimte

Flow meter O

₂

CO

₂

Gasanalyse

systeem MENGKAMER OF bXb SYSTEEM

Mengkamer geen PETCO2 en PETO2

Preparatie

• Niet roken (tenminste 8 uur)

• Geen alcohol voor 24 uur

• Eten > 2 uur voor test

• Geen caffeine voor de test

• Dragen sportkleding

• Geen zware inspanning vanaf de dag voor de test

• Medicatie innemen zoals gewenst

• Bv. Bronchodilators 10 min voor test

• Calibratie apparatuur voor elke test

• Desinfectie van apparatuur na elke test

Radtke et al. ERS statement on standardisation of cardiopulmonary exercise testing in chronic lung diseases.

Eur Respir Rev. 2019 Dec 18;28(154).

• Bio ijk

• Zelfde persoon periodiek gestandaardiseerde taak laten uitvoeren

• Kwaliteitspro naast reguliere ijkingen

ECG

• Zuigsysteem of stickers

• Mason – Likar configuratie voor afleidingen

• Extremiteits afl. kan ook op rug geplakt worden

• Gebruik bewegingsfilter in software om artefacten te filteren

• Bluetooth verbinding helpt bewegingsartefacten te voorkomen

Hartminuutvolume

(4)

Bloeddruk

• Manueel of automatisch

• Tijdens inspanning alleen systolische bloeddruk valide meetbaar (Heck 1983)

• Puls oxymeter

• Daling tot 4% acceptabel

• CO kan meting vertekenen

• Probleem meting bij hoge HFs en koude vingers (knijpen in stuur), vasoconstrictie, Raynaud fenomeen

• Meting aan voorhoofd betrouwbaarder

Desaturatie atleten

• 70% van goed getrainde atleten (VO

2max

> 68 ml/kg/min hebben EIAH (SpO

₂

oor ≤ 91%)

• Korte transittijd in long <300 ms geen volledige gaswisseling bij groot hartminuutvolume

Constantini K e.a. Prevalence of Exercise-Induced Arterial Hypoxemia in Distance Runners at Sea Level. Med Sci Sports Exerc. 2017 May;49(5):948-954.

Geen:

• Bloeddruk

• Saturatie

• ECG



TAKE-HOME MESSAGES

• Goede preparatie van patiënt is essentieel

• CPET: alles er op en er aan

• Probeer alle metingen in 1 systeem te integreren

• Kalibratie van systeem is essentieel

• 1 a 2 testleiders nodig voor uitvoer van CPET

Vragen ?

• Mail vragen naar:

• info@physiology-

academy.nl

(5)

Protocollen Inspanningstests

Dr Tim Takken

Inhoud

• Protocollen

• RAMP / getrapt

• Fiets/loopband

• Normen

Algemene Principes CPET Protocollen



optimale duur CPET

±8 – 12 Minuten Fietstest: 7-26 minuten Loopband: 5-26 minuten

Indien: adequate warming-up en loopband geen hellingshoek >15%

RAMP vs Stapsgewijs

• Duur van de stappen afhankelijk van wat je wilt weten

• Is steady state noodzakelijk?

• Kortdurende stappen <1 min geeft mooiere gasanalyse data dan langere stappen

• Testduur niet te lang (8-12 minuten)

• Wpeak (en Wpeak/kg) is afhankelijk van protocol

RAMP vs Stapsgewijs

Steady-state waarden (tot VAT?)

x x

x x x

? ? ?

Veel meetpunten.

Geen steady-state waarden (∆VO

2

/∆WR correct te

bepalen)

VO2 [ml/min/kg]

x

(6)

Hogere Wpeak bij RAMP-protocol Geen verschil in :

- VO

₂

peak

- Ademminuutvolume - Hartfrequentie - Borg-Schaal

Protocollen Maximale Inspanningstests

• Loopband

• Fietsergometer

Voor overzicht inspanningstests

zie BOEK

Basic RAMP-protocol

• 3 min Rust

• 3 min opwarmen (+/- 0 W / ) belasting fiets)

• Inschatting van de prestatie.

• Individuele RAMP instelling gericht op 8-12 min

• 5 W/min (<70 W) 10 W/min (80 - 120 W) 15 W/min (120 - 180 W) 20 W/min (160 – 240 W)

• 25 W/min (> 240 W)

• 30/35 W/min atleten

• Uitfietsen 0-20 W ca 3 min

• 5 min monitoring tot rustwaarden weer bereikt worden

Fiets protocollen….. En vele anderen…

• Jones

16,3 W; + 16,3 W per 1 min

• WHO

25 W; + 25 W per 2 min

• Lactaat testen

50 Watt + 50 W/3 min (25W/min vanaf RER=1)

• Wasserman

3 min unloaded + predicted W /10/Min (RAMP)

• TGTF

1 min 1W/kg, 1 min 1,5 W/kg, 1 min 2 W/kg, daarna 0,25 W/kg/min

Loopband Test Protocollen

• (Modified/1/2) Bruce,

• DGPK / Dubowy,

• Ellestad,

• Balke-Ware,

• Naughton

• Astrand

…

Loopbandprotocollen

• Bruce (3 min stappen)

0 1/2 1 2 3 4 5 6 7

0 5 10 12 14 16 18 20 22 %

2,7 2,7 2,7 4 5,5 6,8 8 8,9 9,7 km/u

• Balke-Ware (1 min stappen)

5,3 km/uur slope 0 - 2 - 3 - 4 - 5 - ... %

• Naughton (2 min stappen)

1,6 km/uur slope 0%, 3.2 km/uur 0, +3.5%

• Astrand (2 min stappen)

8 km/uur slope 0 - 2,5 - 5 - 7,5 - 10 - ... %

• DGSP (3 min stappen)

1% verhoging, snelheid 8 – 10 – 12 – 14 - … km/uur

• Ellestad, Oslo (2 min stappen)

Snelheid en helling wisselen afwisselend

• DGPK (Dubowy) (1,5 min stappen)

2,5 km/uur + 0%; + 0,5 km/uur + 3% elke 1,5 min

(7)

00 01 01 02 02 03 03

0 50 100 150 200

VO2 (L∙min-1)

WR (W)

‘SUPRA-MAXIMAL BLOCK’ (Wpeak +10%)

220

• Grote verschillen tussen studies

• Veel studies methodologische tekortkomingen

• Beschrijven van methode vaak onder de maat (sample time, middeling / filtering van gegevens etc)

• Check welke normwaarden er in de apparatuur staan!

Take-Home Messages

• Veel verschillende protocollen

• Kies protocol bij vraagstelling van test

• Start altijd met onbelast fietsen

• Gebruik identieke verhoging van belasting tijdens test

• Gebruik vaste set aan referentiewaarden

Vragen ?

• Mail vragen naar:

• info@physiology- academy.nl

Herbst 1928

(8)

Cardiopulmonale respons in rust, tijdens en na inspanning

Dr. Erik Hulzebos Dr. Tim Takken

@PhysiolAcademy

Programma

• Indicaties voor een CPET

• Fysiologische respons tijdens inspanning / belangrijkste CPET variabelen

• Normale inspanningsresponsen

• Referentiewaarden

Waarom een CPET?

3

Uitvoering CPET

4

Fysiologische respons

(

koppeling cellulaire (interne) respiratie en pulmonale (externe) respiratie)

Principles of Exercise Testing and Interpretation. Wasserman et al, 2005

Ventilatory (over)Capacity

Rest Maximal Exercise

Circulation

- Heart Frequency 50-100 p/min 200 p/min

- Stroke volume 5.0 mL 7.0 - 25 mL

- Cardiac Output 0.5 L/min 1.4 – 5.0 L/min (factor 10)

Ventilation

- Breathing Frequency 10-20 p/min 40 - 70 p/min

- Tidal Volume 0.5 L 0.8 – 2.5 L

- Ventilation 10 L/min 32 - 175 L/min (factor 17.5)

(Pediatric Norms for Cardiopulmonary Exercise Testing. ISBN: 978-90-8891-998-5)

(9)

VO

₂

max = (HR

_max

X SV

_max

) X (CaO

_2-max

- CvO

_2-max

)

Skeletal Muscles

•Aerobic Enzymes

•Fiber Type

•Muscle Disease

•Capillary density PaO2 Hgb [ ] SaO2

Diffusion Ventilation Perfusion

FICK EQUATION

(220 - Age) Sinus Node Dysfunction Drugs (e.g., B - blockers)

Genetic Factors (Heart Size) Conditioning Factors (Contractility/Afterload/Preload) Disease Factors

(Wall Motion/Ventricular Fn, Valve Stenosis)

(koppeling tussen O2-transport en bloedsomloop)

Belangrijkste CPET variabelen

8

• Maximale zuurstofopname (VO

2-max/peak

)

Plateau= Change VO₂ < 2 ml/min-1/kg-1

VO _2-max uitdrukken in %predicted

(Norm: VO2-max > 80%predicted)

9

ACSM-richtlijnen

10

Peak VO ₂ /kg in relation to Age

Male = 57,6 – (0,39 x Age) Female = 44,9 – (0,32 x Age)

N= 2868; Age 20-60 yr N= 595; Age: 20-60 yr

LLN = 25 – 35 ml/kg/min LLN = 15 – 25 ml/kg/min

Work rate in relation to Height

(Male)

WRpeak = 0,0162 h² - 2,4774 h + 227 (R² = 0,99)

WRpeak/kg = 7E-06 h³ - 0,0016 h² + 0,1093 h + 2,0216 (R² = 0,9981)

N=2868, Age 20-60 yr

Van de Poppe DJ, Hulzebos E, Takken T. Reference values for maximum work rate in apparently healthy Dutch/Flemish adults: data from the LowLands fitness registry. Acta Cardiol. 2018 Jun 22:1-8.

LLN= 2.5 - 3 Watt/kg

(10)

Work rate in relation to Height

(Females)

WR_peak = -0,0642 h² + 24,481 h - 2101,7 (R² = 0,9989)

WR_peak/kg = -0,0004 h2 + 0,029 h + 2,8378 (R² = 0,9988)

N=595, Age: 20-60 yr

Van de Poppe DJ, Hulzebos E, Takken T. Reference values for maximum work rate in apparently healthy Dutch/Flemish adults: data from the LowLands fitness registry.

Acta Cardiol. 2018 Jun 22:1-8.

LLN= 2.0 - 2.5 Watt/kg

Loopband (Dubowy) Normen VO _2-peak

Cardiol Young 2008; 18: 615–623

♂

♀

Belangrijkste CPET variabelen

15

• Hartfrequentie

Maximale Hartfrequentie

• HR

_peak

: 208 – (0.70 x Age) [Tanaka, 2008]

16

Heart Rate (Response / Recovery)

17

• Chronotrope Respons Index (%) =

[(HR-max – HR-rest) / (220 – Age – HR-rest)] X 100%

• Normaal CRI = 0,8 – 1,3

• Chronotrope incompetentie bij CRI < 80%

Belangrijkste CPET variabelen

18

• Zuurstofpols (ml/beat) = VO

2 (ml/min)

/ HR

(bpm)

(11)

Belangrijkste CPET variabelen

19

Belangrijkste CPET variabelen

20

RR beloop tijdens inspanning

21 SBP ↑ ~ 0.35 mmHg per Watt

Normwaarden Bloeddruk (en HRpeak)

Gläser et al. Heart, Lung and Circulation 2013;22:661–667

Belangrijkste CPET variabelen

23

• Ventilatie

Norm: VE ≈ 9 L/min in rest and ~9 L VE / 25 Watt

Belangrijkste CPET variabelen

24

• Ventilatie (MVV= FEV

1

* 30 / 35 / 40 / 45)

MVV= 40 or 45 X FEV₁

VR= 100 – [(VE_peak/MVV) * 100%]

Measuring VR Norm > 15%

(12)

Belangrijkste CPET variabelen

25 BF= 40 – 60 bpm

VT= 0.8 x IC or 0.5 x (F)VC

Dysfunctional Breathing

26

Airflow limitations during exercise

27 IC < 150 ml

Expiratory Flow Limitation

28 TFVrest

TFVpeak exercise

(EELV↑: dynamic hyperinflation) (EELV ↓)

Flow-Volume_rest

FVexercise EELV↑: dynamic hyperinflation

EELV = TLC – IC 

IRV EELV

Belangrijkste CPET variabelen

29

• CO

2

-production

30 ATPS → BTPS

To correct a volume of gas collected at room (ambient) temperature and pressure saturated with water vapor (ATPS) to the volume that it would occupy at body temp

(BTPS)

(13)

Belangrijkste CPET variabelen

• Ventilatory Equivalents (VE/VCO

2

)

• ~25 L VE / 1 L CO

₂

Belangrijkste CPET variabelen

32

• Respiratory Exchange Ratio ( = VCO

₂

/ VO

₂

)

Belangrijkste CPET variabelen

33

• Respiratory Exchange Ratio

Belangrijkste CPET variabelen

34

• Respiratory Exchange Ratio

Belangrijkste CPET variabelen

35

• Respiratory Exchange Ratio

Drempels…VT1 en VT2

36

(14)

37

(VAT) (RCP)

Belangrijkste CPET variabelen

38

• (V) Anaerobic Threshold en Respiratory Compensation Point (equivalenten methode)

Belangrijkste CPET variabelen

39

• (V) Anaerobic Threshold (V-slope method)

Belangrijkste CPET variabelen

40

• (V) Anaerobic Threshold (PETO

2

↑)

Belangrijkste CPET variabelen

41

• Respiratory Compensation Point (PETCO

2

↓)

Belangrijkste CPET variabelen

42

• Normal (V) Anaerobic Threshold (1

^E

Threshold)

(15)

Belangrijkste CPET variabelen

43

• Normal values VE/VCO

2

Take-Home Messages

44

• CPET heeft een toegevoegde waarde bij de diagnostiek en evaluatie van patiënten en sporters met (on)begrepen inspanningsintolerantie

• Kennis van het normale verloop/beloop van de belangrijkste CPET- parameters (kwalitatief en kwantitatief) is essentieel voor een goede interpretatie

• Goede interpretatie/registratie van inspanningsgegevens geeft de (sport)arts relevante en aanvullende (diagnostische of evaluatieve) informatie voor het fysiologisch redeneren en klinisch handelen.

45

Vragen

(16)

Interpreteren van de 9 Wasserman grafieken?

Dr Tim Takken Dr Erik Hulzebos

Take-Home Messages

• 9 grafieken met de sleutelparameters van de CPET

• Handig voor analyse van diverse parameters (VAT, RCP, VE/VCO

₂

slope en ∆VO

₂

/∆WR)

• Grafische weergave nodig voor interpretatie CPET parameters (zie later)

3

9-panel grafiek

?

De 9 grafieken

Grafiek

1: Ventilatie vs Tijd (of Wattage) 2: Hartfrequentie en Zuurstofpols vs Tijd 3: Vo

₂

en VCo

₂

vs Tijd

4: Ventilatie vs VCO

₂

5: Hartfrequentie vs Vo

₂

/ VCo

₂

vs Vo

₂

6: Ve/Vo

₂

& Ve/VCo

₂

vs tijd 7: Teugvolume vs Ventilatie 8: RER (Vd/Vt / saturatie) vs tijd

9: PETCo

₂

en PETo

₂

vs tijd (en Pao

₂

en PaCo

₂

indien BGA)

Nieuwe lay-out 9 panel plot

Wasserman e.a . 2012

(17)

Verschil nieuw en oud

Wasserman e.a . 2012

1 2 3

4 5 6

7 8 9

‚Circulatory Axis‘

‚Ventilatory Efficiency Axis‘ ‚Ventilatory Efficiency Axis‘

Metabolism

Va/Q matching

Metabolism

Andere mogelijkheden

• Van den Aardweg (pulmonologie)

• 12 panel plot Inbar

9

PLOT 1 - Ventilatie

• Snellere stijging VE boven de VAT en RCP.

• Schatting Maximale Vrijwillige Ventilatie (MVV) uit FEV1 x 40

• Ventilatoire reserve (VR) >

15% / 11 L VE (L/min) ^{Plot – 1}

Tijd

RCP _VR ^MVV

PLOT 2 - Hartslag (HF) en VO

₂

/HF (Zuurstofpols)

• O₂pols voorspeld = VO₂peak voorspeld / HFpeak voorspeld

• Is er afbuiging in O2pols?

• Lineaire toename HF?

• Is HFpeak voorspeld behaald?

• Chronotrope incompetentie HF<85%

• HF is verhoogd en O₂pols afgenomen (VO2/HF = slag volume x A-v O2 verschil) voor een bepaalde belasting bij patienten met een verlaagd hartminuutvolume.

• Uitzonderingen: bradycardia, atrio- ventriculair block en b-blockade.

Plot – 2 HF (min ^-1)

Tijd

VO₂/HF (ml/beat)

Plot – 3 VO2 (L/min)

VCO2 (L/min)

Watt

PLOT 3 - VO ₂ en VCO ₂

• Dit is de eerste grafiek om naar te kijken om inspanning te evaluaren.

• Eventuele insp. limitaties zijn hier te zien.

• Bepaling ∆VO2/ ∆WR. Normaal = 10,3 ml/watt/min (bij Ramp protocol)

• Ook beloop is belangrijk. Is er een plateau in VO2?

• Boven de VAT neemt VCO2 sneller toe dan VO2.

Tijd

(18)

PLOT 4 - VE vs VCO ₂

• VE/VCO2-slope bestaat uit 2 delen: De eerste van de start van inspanning tot RCP (einde van isocapnische buffer periode).

• De tweede slope, boven het RCP is steiler

• De 1^e VE/VCO2 slope gebruiken we voor het bepalen van VE/VCO2 slope (ventilatory drive).

Plot – 4

VCO2 (L/min) VE (L/min)

Om de slope goed te berekenen word het eerste deel van de data niet meegenomen (invloed van psychogene hyperventilatie) evenals de gegevens boven het RCP. De slope is een belangrijke prognostische indicator bij CHF / PH / CHD.

! Als er een RCP is, dan is een significante longaandoening onwaarschijnlijk. RCP

PLOT 4 - VE vs VCO ₂

V

PLOT 5 - HF vs VO ₂ en VCO ₂ vs VO ₂

• Normaal: toename HF lineair met VO2.

• Bij CHF of PH patiënten neemt de HF sneller toe.

• Bij ischemie extra versnelling van de hartfrequentie

• VCO₂ neemt lineair toe met VO2, boven VAT is relatie steiler vanwege buffering van lactaat.

• De verandering van de slope is de VAT dmv (V-slope methode).

Plot – 5

HF (min ^-1) VCO2 (L/min)

VO2 (L/min)

: Hansen point

• Normaal VAT: 40-60%

voorspelde VO

₂

max;

• Hierdoor «effort independent»;

• Bij duursporters aanzienlijk hoger (vaak hoger dan voorspelde VO

₂

max)

VO₂ (L/min) VCO₂(L/min)

VAT dmv V-Slope Methode

VAT

PLOT 6 - Ventilatore equivalent voor O

₂

en CO

₂

(VE/VO

₂

& VE/VCO

₂

) vs. Tijd

• VE/VO2 daalt tot de VAT.

• VE/VCO₂ daalt tot eind isocapnische buffer periode (RCP).

• RCP: normaal 60-90% VO2max

• Curven zijn verhoogd bij o.a. PH en CHF.

• normaal VE/VO2 tussen 22 -27

• normaal VE/VCO₂ tussen 26 -30 Tijd

Plot – 6

VE/ VO₂ VE/ VCO₂

VAT RCP

PLOT 7 - Teugvolume vs. VE

• Eerst toename TV daarna pas in ademfrequentie

• MVV (gemeten of geschat uit FEV

₁

x 40)[of 45 bij duursporters]

• Breathing reserve >11 L/min of > 15%

MVV

• Geen daling van TV tijdens inspanning

Plot – 7

VE (L/min) TV (L)

VC MVV IC

(19)

PLOT 8 - RER (VCO

₂

/VO

₂

)

• RER begin van inspanning is rond 0,8 en stijgt boven 1,1 (volw) en 1,0 (kind) bij max inspanning;

• Acute hyperventilatie in rust/onb fietsen zorgt voor lage PETCO2 en hoge RER;

• Laag RER indicatie voor Glycogeen stapelingsziekte (bv McArdle);

• Hoog RER indicatie voor b.v.

deconditioneren, mitochondriele myopathie/vetzuuroxidatiestoornis

.

Plot – 8

Tijd RER

PLOT 9- PETCO

₂

and PETO

₂

• Een lage PETCO2 en hoge PETO2 is passend bij hyperventilatie of ventilatie/perfusie (VA/Q) mismatch.

• In combinatie met hoge RER, index voor acute hyperventilatie.

• Arteriële bloedgas analyse (HCO3^_) helpt te discrimineren tussen chronische hyperventilatie en VA/Q mismatch bij lage PETCO2.

• Stijging PETO2: VAT

• Daling PETCO2: RCP

• Hypoventilatie: Lage PETO2 en hoge PETCO2

Plot – 9

Tijd

PETO2 (mmHg) PETCO2 (mmHg)

Normale patronen in de 9-panel grafieken

Plot – 5 HF (min ^-1) VCO2 (L/min)

VO2 (L/min) Plot – 8

Tijd RER

Plot – 2 HF (min ^-1)

Tijd VO2/HF (ml/min)

TV (L) Plot – 7

VE (L/min) VC MVV

IC

Plot – 9

Tijd PETO2 (mmHg) PETCO2(mmHg) Plot – 4

VCO2 (L/min)

VE (L/min) _{VE/ VO} Plot – 6

2 VE/ VCO2

Tijd VAT RCP Plot – 3 VO2 (L/min) VCO2 (L/min)

Tijd VE (L/min) Plot – 1

Tijd RCP

VAT RCP VAT

SaO2 RCP

MVV

Take-Home Messages

• 9 grafieken met de sleutelparameters van de CPET

• Handig voor analyse van diverse parameters (VAT, RCP, VE/VCO

₂

slope en ∆VO

₂

/∆WR)

• Grafische weergave nodig voor interpretatie CPET parameters (zie later)

Vragen ?

(20)

Extra: Patroon herkenning: voorbeelden

Dr Tim Takken

@PhysiolAcademy

Patroon Herkenning

1 2 3

6 5

8 9 7

4 Interpretatie schema

3

Plot 1 – Ventilatoire limitatie

Parameter unit %pred.

VC l 1.36 32

IC l 1.01 36

FVCex l 1.25 30-6.84

FEV1 l 1.16 32

FEV1/IVC% 85 101

FEV1/FVC% 93 111

PM: Atleten hebben vaak een enorme ventilatie en Lage ventilatoire reserve bij max. inspanning.

Er is niets mis met hun longen.

Patient 30 jaar Status na LTX

PLOT 2- Hartslag (HR) en VO ₂ /HR (Zuurstofpols)

Pacemaker

Loopband test

PLOT 3 - VO ₂ en VCO ₂

PLATEAU

(21)

Plot 3 ∆VO ₂ / ∆ WR

DWork DVO2

Normal

DWork DVO2

CHF / PH

DWork DVO2

CAD

DVO2

DWatt Normal Obesity

CHF PH CAD

norm= 10,3 ml/min/watt

PLOT 4 - VE vs VCO

₂

• Exercise induced laryngeal obstruction

• Inspiratoire stridor

• Dyspnoe bij inspaniing,verdwijnt direct na inspanning

• Inefficiente ademhaling

• Hoge Ve/VCO2-slopen

• Grote scatter van datapunten

Plot 5. HF beloop en VAT (V-slope)

• 16 jarige patiente

• Bekend met SVTs,

• Betablocker,

• Ablatie niet succesvol

Plot 5. Chronotrope Incompetentie ?

HFmax<(70,80%) of 85% APHR (en RER>1,1!)

Voor CI moet de CPET wel (metabool) maximaal uitgevoerd zijn! -> RER>1.1 VO2

HR VCO2

Plot 5. Chronotrope Incompetentie

12 HFmax<(70,80) of 85% APHR (en RER>1,1!)

Voor CI moet de CPET wel (metabool) maximaal uitgevoerd zijn! -> RER>1.1

PLOT 6. VAT en Ademefficiëntie

• Semiprof wielrenner

• 26 jaar

• Geen klachten

• Zeer goed getraind

• VO2max/kg 86 ml/kg/min

• Wmax: 560 Watt

• Zeer goede ademefficiëntie

(22)

PLOT 7 - Teugvolume vs. VE

• Volwassen dame

• Wedstrijdroeien

• Benauwdheidsklachten

• FEV1= 3,57

• VEmax=134 L/min

• VR= 8,5 %

PM: Maak F/V curven tijdens inspanning wanneer je de ademhaling erg gaat horen

PLOT 7 - Teugvolume vs. VE

• 23 jarige sporter

• Benauwdheidsklachten tijdens en na sporten

• Normale longfunctie in rust

PLOT 7. Beperkte Toename TV

dynamische hyperinflatie

16 17 jarige man

Cystic Fibrosis FEV1:34% voorspeld

PLOT 8 - RER (VCO2/VO2, RQ)

• 15 jarige patiënt

• Inspanningsintolerantie

• Spierkrampen

PLOT 9- PETCO

₂

/ PETO

₂

• Jongen 13 jaar

• Inspanningsintolerantie

• Nachtelijke hypoventialtie

Daling

Toename

Extra: F/V loops tijdens inspanning

19 RUST

(23)

Expiratory flow limitation

20

Fysiologie: samenhang van factoren

• Jongen, 17 jr

• “onverklaarbare”

inspanningsintolerantie

• Neusademhaling

Take-Home Messages

• Volg het stappenplan

• Bekijk de responses

• Fysiologische systemen hangen met elkaar samen

• Vlieguren maken !

22

Vragen ?

Email naar:

info@physiology- academy.nl

PO Astrand, 1970 23

www.physiology-academy.nl

(24)

Interpretatie Cardiopulmonale Inspanningstests

Dr Tim Takken Dr Erik Hulzebos

@PhysiolAcademy

2. SYSTEMATIC ERRORS Ventilatory response

Peripheral response

7. CONCLUSIONS Cardiovascular

response

Gas exchange 1. REASON FOR TESTING

3. QUALITY of CPET

6. SYMPTOM PERCEPTION 5. PHYSIOLOGICAL RESPONSE 4. AEROBIC

PERFORMANCE

Oorzaak van inspanningsbeperking

4

Interpretatie schema

5

Volgorde interpretatie

• Vraagstelling verwijzer / patiënt – diagnose

• Test technisch goed uitgevoerd (technische / medische problemen)?

• Stopreden / klachten tijdens test

• [8] Kwaliteit testuitvoer: RER>1.1, [2] HF> 85% leeftijd voorspelde HF

• [3] Aerobe Prestatie: VO2peak normaal (absoluut en relatief)?

• [3] Wpeak normaal (absoluut en relatief)?

• [5,6,9] Anaerobe drempel normaal (VO2AT / VO2 voorspeld)

• [2,3,5] Cardiovasculaire respons, Beloop HF en O2 pols, VO2/WR, anaerobe drempel, HR-VO2 relatie, bloeddruk / saturatie

• [1,4,7] Ventilatoire response, beloop ventilatie, VE/MVV, VE/VCO2 slope, teugvolume beloop, teugvolume, ademfrequentie, flow-volume curven, saturatie.

• [6,9] Gaswisseling (Equivalenten, PET-CO2 en PET-O2)

• [8, 3] Spier metabolisme , VO2/WR, ventilatoire anaerobe drempel, lactaat, ammoniak, CK [aanvullende diagnostiek]

• Ervaren mate van inspanning, stopreden, klachten tijdens/na test, dyspnoe /palpitaties zichtbaar in fysiologische response?

Patroon Herkenning

(25)

TAKE-HOME MESSAGES

• Veel parameters om naar te kijken

• Patroon herkenning

• Eerst beschrijven daarna concluderen

• 9 panel grafiek geeft overzicht

• Soms combinatie van parameters

• Systematische aanpak – 9 stappen

27

VRAGEN

Email:

info@physiology-academy.nl

28

(26)

www.physiology-academy.nl

@PhysiolAcademy

Definitie van Training

(Wikipedia)

• Training is teaching, or developing in oneself or others, any skills and knowledge that relate to specific useful competencies.

• Training has specific goals of improving one's capability, capacity, productivity and performance.

• Physical training concentrates on mechanistic goals: training- programs in this area develop specific skills or muscles, often with a view of peaking at a particular time.

• Some physical training programs focus on raising overall physical fitness.

Hoe trainbaar is het (aërobe) vermogen (VO _2-max )

1. Intensity distribution & volume load → substantieel effect 2. Periodization → small effect

3. Individual variation is large (responsive – non responsive) (Dr. Stephen Seiler)

Prognostic value of

cardiorespiratory fitness (VO _2-max ) to mortality

VO2-max < 21 ml/O2/kg

VO2-max > 42 ml/O2/kg

Exercise improves cardiovascular

health

(27)

Cardiorespiratoir: duurtraining (omvang) Cardiovasculair: intervaltraining (intensiteit)

Physiological adaptations in VO _2-max with exercise training

C. Lundby, Acta Physiol, 2016 O2-transport ↔ O2-opname

Anaerobe drempel afhankelijk van capillarisatie!

Adaptations that VO2↑-max

Efficiency

Prestatie

SVmax

HMVmax

Snelheid op AD VO2-max op AD [Hb], %SaO2

Max (a-v) O2verschil

VO2-max

Framewerk van een Fysioloog

Beste voorspeller van prestatie!

Neuro musculair HFmax

Hart

Capillaire dichtheid

Oxidatieve enzymen

Spier

Biologische Wetmatigheden Training

Drie belangrijkste:

• Overload

• Specificiteit

• Reversibiliteit

Drie afgeleiden:

• Individualiteit

• Optimale belasting

• Verminderde meeropbrengst

(28)

• T - Type activiteit(en)

NB. De FITT-factoren verschillen per persoon en manier van training (“personalized-based” training).

Intensiteit van de Training

Hartfrequentie

Ervaren mate van inspanning

Zuurstofopname

Vermogen (wattage)

Musculoskeletale prikkel Cardiorespiratoire prikkel

Samenspel energiesystemen:

(Tijd – Intensiteit/Vermogen-Relatie)

Takken, 2008 Anaeroob-alactisch

Anaeroob-lactisch

Aeroob-alactisch

3-Fasen model (Lactaat metabolisme)

Drie Fasen (Threshold) Model

(29)

Maffetone P and Laursen PB (2020) Maximum Aerobic Function: Clinical Relevance, Physiological Underpinnings, and Practical Application. Front. Physiol. 11:296. doi: 10.3389/fphys.2020.00296

Polarized -training model

(%VO₂ max)

Relatieve Percent Method (HRR)

Threshold Based Method (VT1 – VT2) (N= 7; 58%) (N=5; 42%)

Progressed Training:

• 30 min/dag

• 5 dgn/week

• 12 wkn

Intensiteit sleutelfactor

AMPK PGC-1α CaMK

% type 1 vezels

Mitochondriële biogenese

Vetoxidatie capaciteit

GLUT4 Spierglycogeen

High-Intensity training High-Volume training

ATP AMP [Ca²⁺]

Master switch

Herhaalde contracties Hoog-intensieve contracties

• PGC-1α belangrijke regulator

• Intensiteit sleutelfactor

• Activator(s) PGC-1α nog niet geheel duidelijk

p38 MAPK

?

Vergelijking HIIT and MICT t.a.v.

CRF

Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 1533; doi:10.3390/ijerph16091533

Samenvatting

• Met training 20-25% winst te boeken in VO

_2-peak

• Intensiteit is een van de belangrijke trainingsparameters

• Toename (3,5 ml.O

₂

.kg

^-1

) van de VO

_2-max

heeft belangrijk beschermend effect voor mobiditeit en mortaliteit.

(30)

(31)

Training & CPET

Dr Tim Takken

@PhysiolAcademy

Take-Home Messages

• Trainingszones uit data op te maken

• Bepaling VAT en RCP belangrijk

• Zones zijn sport-specifiek

• Training op basis van zones effectiever dan op basis van % maximale

hartfrequentie

Componenten van Training

3

FITT-Factoren

Frequentie Intensiteit Tijd Type

Training : Drie Fasen Model

VAT RCP

Isocapnische bufferfase

TRANING ZONES

5

VAT RCP

Fysiologische Monitoring

VO2 Hartslag Bloedlactaat RPE/Borg Vermogen

(32)

Trainingzones

ACSM, 2011 7

Vertaling naar andere sporten

• CPET vaak op fiets uitgevoerd

• Hartslag respons bij andere type inspanning verschillend

• Zo sport specifiek mogelijk testen (loper op loopband, triatleet op zowel fiets, loopband & zwembad)

8

Lactaat curve wielrenner

9

14 Methoden voor de Lactaat Drempel

Jamnick NA, Botella J, Pyne DB, Bishop DJ. Manipulating graded exercise test variables affects the validity of the lactate threshold and Vo2peak. PLoS One. 2018 Jul 30;13(7):e0199794.

Voorbeeld CPET

11 VAT RCP 12

(33)

Take-Home Messages

• Trainingszones uit data op te maken

• Bepaling VAT en RCP belangrijk

• Zones zijn sport-specifiek

• Training op basis van zones effectiever dan op basis van % maximale

hartfrequentie

• Email:

• Info@physiology-academy.nl

14