Integração do monitoramento da saturação do tecido cerebral no teste de exercício cardiopulmonar em pacientes com insuficiência cardíaca

Resumo

Este protocolo integrou a espectroscopia near-infrared no teste cardiopulmonar convencional do exercício para identificar a participação da resposta hemodynamic cerebral na intolerância do exercício nos pacientes com falha de coração.

Resumo

A hipo-oxigenação cerebral durante o repouso ou o exercício impacta negativamente a capacidade de exercício de pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (IC). Entretanto, no teste cardiopulmonar clínico do exercício (CPET), a hemodinâmica cerebral não é avaliada. O NIRS é usado para medir a saturação cerebral de oxigênio tecidual (SctO₂) no lobo frontal. Este método é confiável e válido e tem sido utilizado em diversos estudos. O SctO₂ é menor durante o repouso e o pico de exercício em pacientes com IC do que em controles saudáveis (66,3 ± 13,3% e 63,4 ± 13,8% vs. 73,1 ± 2,8% e 72 ± 3,2%). O SctO₂ em repouso é significativamente correlacionado linearmente com pico vo₂ (r = 0,602), inclinação de eficiência de captação de oxigênio (r = 0,501) e peptídeo natriurético cerebral (r =-0,492), todos reconhecidos como prognósticos e marcadores de gravidade da doença, indicando seu potencial valor prognóstico. O SctO₂ é determinado principalmente pela pressão de co₂ de maré final, pressão arterial média e hemoglobina na população de IC. Este artigo demonstra um protocolo que integra o SctO₂ usando NIRs em cpet incremental em um ergômetro de bicicleta calibrado.

Introdução

O teste de exercício cardiopulmonar (CPET) foi aplicado em pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (IC) para múltiplos objetivos, incluindo a quantificação da aptidão cardiopulmonar, prognóstico, diagnóstico de causas de limitações de exercício e prescrições de exercício^1,2,3. Durante o teste, variáveis hemodinâmicas e dados derivados da troca automática de gás são monitorados e analisados. A monitorização da saturação de oxigênio tecidual cerebral (Scto₂) tem valor para avaliar o prognóstico e a severidade da doença^4,5.

Espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) usa luz infravermelha para penetrar no crânio e estimar a oxigenação do tecido cerebral de forma contínua e não invasora⁶. Uma vez que a oxihemoglobina e a desoxihemoglobina têm diferentes espectros de absorção de luz e são os cromossomos primários que absorvem a^{luz, suas}concentrações podem ser medidas usando^{transmissão de luz}e absorção^6,7. Entretanto, os absorventes claros do fundo igualmente dispersam a luz e podem influenciar a medida⁸. Este estudo adotou um NIRS espacialmente resolvido para medir o SctO₂ de repouso para o pico de exercício⁹. Quatro comprimentos de onda foram emitidos para compensar as perdas de dispersão dependentes de comprimento de onda e eliminar a interferência de fundo, aumentando assim a precisão¹⁰.

SctO₂ representa a proporção de entrega de oxigênio versus consumo no tecido cerebral. A dessaturação cerebral está associada ao fluxo sanguíneo cerebral interrompido (CBF), à diminuição da concentração de oxigênio arterial e ao aumento do consumo de oxigênio tecidual cerebral¹¹. À excepção da insuficiência cardíaca do débito, o HF avançado causa a hipoperfusão cerebral durante o exercício indiretamente induzindo o vasoconstrição cerebral através da pressão parcial arterial de diminuição do dióxido de carbono (Paco₂) com a hiperventilação ^{doze anos}.

O significado clínico da oxigenação cerebral na IC foi revelado por Chen et al.⁴. Primeiro, o SctO₂ foi significativamente diminuído no grupo HF em comparação com controles saudáveis. SctO₂ não é apenas diminuído em repouso, mas também diminuiu ainda mais durante o exercício. Não é observado no grupo saudável. Em segundo lugar, o SctO_2rest e o Scto_2peak foram correlacionados com vo_2peak, peptídeo NATRIURÉTICO cerebral (BNP) e inclinação de eficiência de captação de oxigênio (oues), todos os quais são marcadores prognósticos estabelecidos. Conseqüentemente, o SctO_2rest e o Scto_2peak são muito prováveis ser prognósticos e refletir a severidade da doença em pacientes do HF. Outro estudo de Koike et al. sugeriu que a alteração da oxihemoglobina cerebral medida na testa do repouso para o pico de exercício foi significativamente menor em não sobreviventes em comparação com a dos sobreviventes de pacientes com doença arterial coronariana⁵. Assim, a oxigenação cerebral pode ser empregada para estratificar a severidade da doença e o prognóstico dos pacientes com IC.

Protocolo

O seguinte protocolo foi aprovado pelo Comitê de ética em Chang Gung Memorial Hospital, Linkou, Taiwan. O teste ergométrico foi realizado em laboratório climatizado com temperatura atmosférica de 22-25 ° c, pressão de 755 a 770 Torr e umidade relativa de 55-65%. Antes de cada teste, o analisador de gás foi calibrado seguindo as instruções do fabricante usando ar ambiente e uma mistura de gás de concentração conhecida (FO₂: 0,12; FCO₂: 0, 5; N₂ como saldo). O medidor de vazão da turbina do sistema foi calibrado pelo método de 2 pontos com 0,2 L/s e 2 L/s por um sistema de bombeamento automático.

1. preparação: colocação de sensores e gravadores

1. Limpe a testa duas vezes com uma almofada de álcool para remover o suor ea sujeira da pele.
2. Coloque sensores NIRS na testa bilateralmente. Utilize um sensor grande no qual a distância entre o emissor e o detector é de 5 cm. A profundidade de medição estimada é de 2,5 cm. Assegure-se de que os sensores estão firmemente ligados.
3. Anexar manchas de eletrocardiografia ao tórax anterior, articulações acromioclaviculares bilaterais e parte inferior das costas.
4. O paciente sente-se no ergômetro de bicicleta.
5. Coloque a braçadeira do esfigmomanômetro.
6. Instrua o paciente a usar a máscara para a análise do gás. Certifique-se de que nenhum gás escapa através da borda da máscara.
7. Coloque os sensores do oxímetro de pulso no lóbulo da orelha e no dedo indicador do paciente.

2. monitoração de CPET e de SctO₂

1. Diga ao paciente para descansar por pelo menos 2 min para obter um valor basal estável, incluindo o SctO₂ e a relação de troca respiratória.
2. Ter o paciente completar o estágio de aquecimento a uma taxa de trabalho de 10 W por 1 min no cicloergômetro.
3. Aumente a taxa em 10 W/min e peça ao paciente para pedalar em torno de 60 rpm até que não se mantenha com uma cadência > 50 rpm apesar do forte incentivo (teste de exercício limitado por sintomas).
4. Média do valor SctO₂ a cada segundo automaticamente a partir de dados digitalizados na freqüência de 100 Hz.
5. Meça a pressão sanguínea cada 2 minutos automaticamente pelo Sphygmomanometer.
6. Analise o respiro componente do gás pela respiração, incluindo VO₂ e pressão de dióxido de carbono de maré final (P_etco₂).
7. Ter o paciente completar o estágio de recuperação a uma taxa de trabalho de 0 W para 2-6 min.

Resultados

34 pacientes com IC e 17 controles saudáveis foram matriculados no Hospital Memorial Linkou Chang Gung, Taiwan. Cada sujeito submeteu-se ao teste cardiopulmonar do exercício que incorporou a monitoração de SctO₂ por NIRs. Resumidamente, os valores de SctO₂ (REST; pico) foram significativamente menores no grupo ic (66,3 ± 13,3%; 63,4 ± 13,8%,) do que no controle (73,1 ± 2,8%; 72 ± 3,2%) Grupo (Figura 1). No grupo HF, o SctO₂ em...

Discussão

A oxigenação cerebral monitorada de forma não invasiva e contínua por NIRS tem sido aplicada em vários cenários, incluindo a cirurgia cardiovascular¹³ e análises funcionais cerebrais como aquelas que estimam a atividade neural¹⁴. Este protocolo integrou o NIRS no CPET convencional para identificar o envolvimento da resposta hemodinâmica cerebral na intolerância ao exercício em pacientes com IC. Aumenta o valor do teste do exercício em determinar o prognóstico e a severidade...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Bicicleta ergométrica	Ergoline, Alemanha	Ergoselect 150P
Teste de exercício cardiopulmonar análise de gás	Cardinal-health Alemanha	MasterScreen CPX
Oximetria de pulso de dedo	Nonin Onyx, Plymouth, Minnesota	Modelo 9500
Esfigmomanômetro	SunTech Medical, Reino Unido	Tango
Espectroscopia	de infravermelho próximoCAS Medical Systems, Inc., Branford, sistema		FORE-SIGHT

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