Ergoespirometria: indicaciones, realización, interpretación y aplicaciones en programas de rehabilitación cardiaca
Autora principal: Ana Marta Riba Torres
Vol. XIX; nº 20; 930
Cardiopulmonary Exercise Test: indications, technique, results and applications in cardiac rehabilitation programs
Fecha de recepción: 22/09/2024
Fecha de aceptación: 23/10/2024
Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XIX. Número 20 Segunda quincena de Octubre de 2024 – Página inicial: Vol. XIX; nº 20; 930
Autores:
- Ana Marta Riba Torres, Servicio de Medicina Física y Rehabilitación, Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa, Zaragoza, España.
- Ana Peñas Fernández, Servicio de Farmacia, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
- Carlos Ignacio Díaz-Calderón Horcada, Servicio de Farmacia, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
- Claudia Lamban Mascaray, Servicio de Medicina Familiar y Comunitaria, Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa, Zaragoza, España.
- Fátima Mocha Campillo, Servicio de Oncología Médica, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España
- Laura Fernández Cuezva, Servicio de Hematología y Hemoterapia, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España
- Nuria Goñi Ros, Servicio de Bioquímica Clínica, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
- Ángela Sánchez-Luis Jiménez, Servicio de Neurofisiología Clínica, Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, España.
Resumen: La ergoespirometría es una herramienta fundamental para evaluar la capacidad funcional durante el ejercicio, permitiendo un análisis detallado de la respuesta cardiopulmonar y metabólica del organismo ante el esfuerzo físico.
Además, ayuda a identificar situaciones específicas relacionadas con diversas condiciones y puede utilizarse para la estratificación del riesgo en la rehabilitación cardiorrespiratoria.
Es fundamental conocer las indicaciones y la técnica para la realización de esta prueba, así como el conocimiento de todos los parámetros y valores y su posterior interpretación en función de la patología de cada paciente. Además, también son útiles para estratificación del riesgo para la realización de programas de rehabilitación cardiaca.
Palabras clave: prueba cardiorespiratoria, consumo de oxígeno, capacidad funcional, rehabilitación cardiaca.
Summary: Cardiopulmonary Exercise Test is a fundamental tool to identify specific situations related to various conditions and can be used for risk stratification in cardiorespiratory rehabilitation.
In addition, it helps for assessing functional capacity during exercise, allowing a detailed analysis of the cardiopulmonary and metabolic response of the organism to physical exercise.
It is essential to know the indications and technique for performing this test, as well as knowledge of all the parameters and values and their subsequent interpretation according to the pathology of each patient. In addition, they are also useful for risk stratification for the implementation of cardiac rehabilitation programs.
Keywords: cardiopulmonary exercise test, oxygen consumption, physical capacity, rehabilitación cardiaca.
Declaración de buenas prácticas:
Los autores de este manuscrito declaran que:
Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflictos de intereses
La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).
El manuscrito es original y no contiene plagio.
El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.
Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.
Han preservado las identidades de los pacientes.
Introducción
La ergoespirometría es una prueba de esfuerzo que combina un test ergométrico-electrocardiográfico y la medición de la ventilación pulmonar e intercambio de gases respiratorios. Es considerada el gold estandar para evaluar la capacidad funcional real de un paciente de manera objetiva, y se realiza precedida por una espirometría basal. Se utiliza para diagnosticar enfermedades coronarias, diferenciar entre patología cardíaca y respiratoria, pronosticar y seguir la evolución de enfermedades cardiorespiratorias, entre otros. Además, es esencial en la elaboración de programas de rehabilitación y alto rendimiento deportivo (1).
Fisiología del ejercicio
Durante el ejercicio físico, las necesidades metabólicas aumentan y se producen cambios a nivel sistémico y local. El ejercicio activa distintos sistemas energéticos, como la vía anaeróbica aláctica, la aeróbica y la anaeróbica láctica, dependiendo de la intensidad y duración.
La capacidad funcional se evalúa mediante el consumo de oxígeno (VO2), que depende de la ecuación de Fick. El incremento del consumo está relacionado con el gasto cardíaco, que depende del volumen sistólico y la frecuencia cardíaca; y con la diferencia arteriovenosa de oxígeno, que aumenta a medida que se realiza el esfuerzo(1).
A nivel respiratorio, durante el ejercicio se produce un aumento de la ventilación y de los volúmenes respiratorios, seguido por un incremento de la frecuencia respiratoria. La diferencia A-V de oxígeno en el músculo periférico aumenta con el esfuerzo, alcanzando un nivel máximo para después estabilizarse. A partir de entonces, el aumento en el consumo de oxígeno se debe al incremento del gasto cardíaco.
En personas entrenadas, una carga constante equilibra las necesidades y aportes de O2 y la producción y eliminación de CO2 (VCO2), manteniendo el esfuerzo prolongadamente. Con la carga progresiva, se alcanzan dos zonas de transición: el primer umbral ventilatorio (VT1), en el que metabólicamente se produce una transición de fase aeróbica a anaeróbica, y el segundo umbral ventilatorio (VT2) que es un punto en el que se producen adaptaciones respiratorias y cardíacas compensatorias(2).
Antes de iniciar cualquier ejercicio, es fundamental tener en cuenta los parámetros en reposo y seguir criterios específicos para la realización de una ergoespirometría máxima. Además, se deben elegir las modalidades y protocolos adecuados para obtener resultados precisos y evaluar la capacidad aeróbica del paciente.
Contraindicaciones de una ergoespirometría
Entre las contraindicaciones absolutas para realizar una ergometría con gases se encuentran: infarto reciente, angina inestable, arritmias no controladas, estenosis aórtica severa sintomática, insuficiencia cardíaca no estabilizada, hipertensión pulmonar muy severa, neumotórax, hipertensión arterial severa, pericarditis o miocarditis aguda, disección aortica, infecciones respiratorias activas y otras enfermedades graves(3).
Se consideran contraindicaciones relativas: estenosis aortica moderada, anormalidades electrolíticas, taquiarritmias o bradiarritmias, miocardiopatía hipertrófica o embarazo(3).
Realización de una ergoespirometría
Es importante conocer los valores normales basándose en las ecuaciones de Wasserman y considerando que los valores del cicloergómetro necesitan un ajuste cuando se obtienen en cinta rodante.
En cuanto a los programas, es importante elegir la modalidad de ejercicio (cicloergómetro o tapiz rodante) y el protocolo adecuado. Éste debe ser de tipo incremental, para evaluar la tolerancia al esfuerzo y calcular el VO2 máximo. Es preferible utilizar protocolos en rampa, con incrementos progresivos para obtener resultados óptimos.
Variables y representación gráfica de los resultados de la prueba
Se utilizan las 9 gráficas de Wasserman. En las gráficas, el eje X normalmente representa el tiempo o la carga. Los ejes Y indican distintas variables en cada gráfica, de forma que existen gráficas que interpretan capacidad funcional y el sistema cardiovascular, otras los parámetros respiratorios y otra estudia el metabolismo energético(4).
Variables de capacidad funcional y esfuerzo realizado
- Tiempo de ejercicio
- Carga alcanzada (W, km/h, inclinación)
- Consumo de O2: Es el parámetro más estudiado y valora la capacidad funcional. Se expresa en ml/min/kg o en METS y se considera normal un VO2 ≥85% del valor predicho. El VO2 máximo representa la máxima cantidad de O2 que el organismo puede absorber, transportar y consumir durante un esfuerzo. Cuando el VO2 máximo no se alcanza durante la prueba, el mayor valor obtenido se denomina VO2 pico(1).
- Recuperación del consumo de O2: Es el tiempo medio de recuperación del VO2, importante para evaluar el pronóstico. Una reducción rápida del VO2 pico alcanzado se asocia con un buen pronóstico.
- Pendiente de la eficiencia del consumo de oxígeno (OUES): Representa el incremento del consumo de VO2 en respuesta a una ventilación determinada. Es un marcador de eficiencia en la capacidad funcional y está disminuido en pacientes con IC, HTP o cardiopatía isquémica(5).
- Relación entre VO2 y carga de trabajo: Un menor aumento está relacionado con diversas patologías cardíacas(3).
- Cociente respiratorio o RER: Es la relación entre CO2 eliminado y O2 consumido y refleja los procesos metabólicos. Un RER elevado indica un mayor uso de glucógeno como fuente de energía(3).
- Umbrales ventilatorios: Son etapas durante un ejercicio progresivo donde varían los metabolismos aeróbico y anaeróbico. Los umbrales VT1 y VT2 son importantes para el diseño de programas de entrenamiento y la valoración de la capacidad funcional(1).
Estos parámetros y variables son esenciales para comprender la capacidad funcional y el rendimiento en diversas condiciones de salud, especialmente en pacientes con problemas cardíacos. La representación gráfica de estos datos nos proporciona una visión clara y visual de cómo se comportan las variables durante el ejercicio.
Existen tres métodos principales para calcular los umbrales en el ejercicio físico. El primero es el método V-slope, que se refiere a la disociación de las pendientes de VCO2 y VO2. El segundo son los equivalentes ventilatorios, que son marcadores de eficiencia ventilatoria. El tercero son las presiones parciales de O2 y CO2 en el aire espirado, que también son indicadores de eficiencia ventilatoria. Estos métodos suelen dar resultados similares, pero en caso de discrepancia, se debe buscar el punto de máximo consenso(3).
Además de estos métodos, hay otros criterios que pueden ayudar en el cálculo de los umbrales, como el aumento de la frecuencia cardíaca, de la ventilación y de la frecuencia respiratoria, así como cambios en las curvas de ventilación y en el índice de intercambio respiratorio.
En cuanto a los umbrales, es importante tener en cuenta que el VT1 siempre se alcanzará en condiciones normales, mientras que al VT2 se llega en función de la condición física del individuo. En pacientes con problemas cardíacos, es posible que el VT1 se alcance precozmente con bajos niveles de esfuerzo(2).
Otro aspecto a considerar son las variables de respuesta cardiovascular, como el pulso de oxígeno, que se relaciona directamente con el volumen sistólico y con el gasto cardíaco. Es importante observar cómo varía el pulso de oxígeno durante el ejercicio, ya que cambios significativos pueden indicar problemas cardíacos(1).
La frecuencia cardíaca y la presión arterial son también indicadores importantes durante el ejercicio. La frecuencia cardíaca debe aumentar de manera progresiva con el esfuerzo, y su disminución posterior al ejercicio es un buen indicador de salud cardiovascular. Por otro lado, la presión arterial sistólica tiende a aumentar con el ejercicio, y una falta de incremento o incluso un descenso pueden ser signos de mal pronóstico(3).
El doble producto, que es la multiplicación de la presión arterial sistólica y la frecuencia cardíaca, es útil para valorar la carga de trabajo de cada paciente durante la realización de las sesiones de los programas de rehabilitación cardíaca. Es importante tener en cuenta todos estos aspectos para evaluar de manera adecuada la respuesta cardiovascular al ejercicio físico.
Realización de la Ergoespirometría
En reposo, antes de iniciar el ejercicio, se deben tener en cuenta los siguientes parámetros:
- VO2 < 5 ml/min/kg,
- Cociente respiratorio (RER=VCO2/VO2) <0,85. Si el RER es mayor a 0,85, significa que se está eliminando más CO2 de lo normal, lo cual puede deberse al estrés.
- Frecuencia respiratoria (FR): 8-15 respiraciones/minuto
- Ventilación (Ve): 6-12 l/min. La ventilación corresponde al volumen tidal, circulante o corriente (Vt) multiplicado por la frecuencia respiratoria (FR).
- Tensión arterial (TA) <150/90
- Al finalizar el ejercicio, se debe permitir que el paciente realice unos minutos de pedaleo con baja carga para evitar una brusca hipotensión por vasodilatación post-esfuerzo.
Criterios de ergoespirometría máxima:
- VO2 máximo alcanzado del valor predicho para la edad, sexo, peso y altura del paciente
- RER > o = 1.1 en el PICO de esfuerzo o > 1.09 a los 2 min de recuperación.
- FC > o = al 95% de la FC máxima teórica.
- BR <15%.
- Ácido láctico > o = 8 mM. pH < 7.3.
Criterios médicos para detener la prueba:
- Problemas clínicos, electrocardiográficos o hemodinámicos.
- Positividad ECG con descenso del ST > o = a 2mm en 2 o más derivaciones.
- Hipotensión o disminución >10mmHg de TAS.
- Aparición de arritmias propias de isquemia.
- Taquicardia súbita.
- BAV de 2º grado con disminución significativa de FC o BAV 3º grado(3).
Situaciones específicas
La obesidad se caracteriza por un aumento en la tasa metabólica y una deuda de oxígeno elevada al finalizar el esfuerzo, con una eficiencia muscular por debajo de lo esperado(3).
En el caso de un atleta, se observa un índice respiratorio RER mayor a 1.1, así como un VO2 pico y en VT1 por encima del 100% esperado, con una recuperación rápida de la frecuencia cardíaca y del VO2(6).
Por otro lado, la insuficiencia cardíaca se manifiesta con una baja carga de trabajo, un VO2 pico reducido y un pulso de oxígeno disminuido, junto con una deuda de oxígeno anormalmente elevada (1).
En cuanto a la enfermedad pulmonar, se evidencia una espirometría alterada y desaturación con el ejercicio, entre otras señales(7).
La hipertensión pulmonar se caracteriza por una severa ineficiencia respiratoria y una baja carga de trabajo, con datos de ineficiencia ventilatoria(3).
Por último, la cardiopatía isquémica se caracteriza por presentar alteraciones clínicas y eléctricas, con un VO2 pico bajo y deuda de oxígeno elevada, así como parámetros de ventilación-perfusión normales.
Programas de RHBC
En cuanto a las aplicaciones en la rehabilitación cardiorrespiratoria de la ergoespirometría, se pueden utilizar para la estratificación del riesgo, donde se clasifican en bajo, medio y alto riesgo según los diferentes parámetros clínicos y de capacidad funcional.
Los parámetros ergoespirométricos más importantes para la elaboración de un programa de rehabilitación cardiaca son el VO2 máximo o pico, ya que valoran de forma objetiva la mayor capacidad de oxígeno que el paciente es capaz de aprovechar en una situación de demanda metabólica alta. Por otro lado, el umbral anaerobio (VT1), es un indicador submáximo independiente del uso de fármacos con acción cronotropa, útil en casos en los que la frecuencia cardiaca sea un mal indicador (8).
También es una prueba útil para valorar la evolución antes y después de la realización de los programas de rehabilitación cardiaca (9).
Conclusión
La ergoespirometría es una prueba ayuda a identificar y evaluar de forma completa diferentes situaciones específicas relacionadas con la obesidad, atletas, insuficiencia cardíaca, enfermedad pulmonar, hipertensión pulmonar y cardiopatía isquémica, proporcionando información útil para la rehabilitación cardiorrespiratoria. Además, se utiliza para la estratificación del riesgo en el contexto clínico.
Bibliografía
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