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

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Protocol

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…

Representative Results

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<…

Discussion

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 …

Materials

Bicycle ergometer	Ergoline, Germany	Ergoselect 150P
Cardiopulmonary exercise testing gas analysis	Cardinal-health Germany	MasterScreen CPX
Finger pulse oximetry	Nonin Onyx, Plymouth, Minnesota	Model 9500
Sphygmomanometer	SunTech Medical, UK	Tango