münchen, 15. -)s p „spiroergometrie in der breiten sportmedizin“ · isocapnic buffering...
TRANSCRIPT
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SPIROERGOMETRIE IN DER
(BREITEN-)SPORTMEDIZINISCHEN PRAXIS
.. IM SPANNUNGSFELD ZWISCHEN WISSENSCHAFTLICHEM
ANSPRUCH UND ALLTÄGLICHER MACHBARKEIT
→ Folien zum download auf www.spiroergometrie-kurs.de
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
WARUM SPIROERGOMETRIE IN DER SPORTMEDIZIN?→ AUSSAGEN ZU GESUND & LEISTUNGSFÄHIGKEIT
Sportmedizinische Vorsorgeuntersuchung: in S1-LL der DGSP empfohlen
für „Neu- und Wiedereinsteiger im Bereich Freizeit- und Breitensport
jeden Alters (vom Kind bis zu Senioren), ambitionierte Freizeitsportler
wie auch Leistungssportler.“ Empfehlungen zum Belastungsuntersuchung (EKG):
in allen Altersgruppen bei Symptomen
bei Personen über 65 Jahren (auch ohne Risikofaktoren)
bei Männern > 40 Jahre, Frauen > 50 Jahre, wenn ≥ 1 Risikofaktor
Männer > 40 Jahre, Frauen > 50 Jahre vor intensiven Belastungen
Die Spiroergometrie wird im Rahmen der Vorsorgeuntersuchung bei definierten
Personengruppen als fakultative Untersuchung empfohlen.
Sportmedizinische Leistungsdiagnostik: evidenzbasierte
Trainingssteuerung von Ausdauersportlern
Steigende Bedeutung von Lebensstilprävention im Zeitalter
lebensstilbedingter Erkrankungen
Präventionsgesetz vom 10.07.2015: Ab 2016 werden die Leistungen der GKV zur
Prävention von 3,09 auf 7,-Euro je Versicherten angehoben (zuzüglich 21 Millionen aus
den Pflegekassen = 511 Millionen Euro pro Jahr für präventive und gesundheitsfördernde
Leistungen)
Leistungsumfang gesetzl. Krankenkassen: Die Techniker Krankenkasse erstattet seit
01.08.2012 anteilig alle 2Jahre 80% (maximal 60,-/120,-) für eine sportmedizinische
Untersuchung als Satzungsleistung bei einem „zugelassenen Vertragsarzt mit
Zusatzbezeichnung Sportmedizin“. (Listung in der Untersucher Liste der DGSP)
2007 Löllgen H, Hansel J et al, DGSP: S1-Leitlinie Vorsorgeuntersuchung im Sport
2010 Löllgen H, Leyk D, Hansel J, Sportärztliche Vorsorgeuntersuchung im Breiten- und Freizeitsport Dtsch Arztebl Int 2010; 107(42): 742-9; DOI: 10.3238/arztebl.2010.0742
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
3MIN-STUFENPROTOKOLL – DER BESTMÖGLICHE KOMPROMISS?
BDR-Protokoll (Bund Deutscher Radfahrer e.V.): 3min-Stufe, 20W-Inkremente
(DGSP: 2,3 oder 5min-Stufe; 25 oder 50W-Inkremente, Beginn bei 100W)
DGSP-Protokoll Laufband: 3min-Stufe, 2km/h Inkremente; Beginn bei 8km/h [?]
t
Last
EQO² (6)
Laktat
EQCO² (6+4)
PetO² (9)
Modifiziert nach 2005 Wasserman K, Hansen JE, Sue DY, Stringer WW, Whipp BJ „Principlesof exercise testing and interpretation“ S. 34, Fig. 2.29
PetCO² (9)
VT1 VT2
Isocapnic BufferingRespiratory
Compensation
Modifiziert nach 2013 Raven PB, Wasserman DH, Squires WG, Tinker DM „ExercisePhysiology – an integrated approach“, S. 348, Fig 10.11
pH (Blut)
HCO³-
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
STUFEN- UND / ODER RAMPENPROTOKOLL UND FELDTEST?- KOMPROMISS ZWISCHEN MACHBARKEIT UND EXAKTHEIT
Die von Davis et al. (45 s) oder Jones & Carter (42s) angenommene Latenz
zwischen VO² an VT1 zwischen Muskel und Maske (Rampentest) wies in
Kontrolluntersuchungen größere Schwankungen auf → Faude, Meyer et al raten
daher in leistungsdiagnostischen Fragestellungen zum Stufentest
Argumente aus der Anwenderpraxis „Leistungsdiagnostik“ PRO Stufentest: Steady
State Bedingungen ermöglichen (hilfreich: „Ausschneidefunktion“)
Bestimmung laktatbasierter Schwellen als Validierungsparameter für VT1/2
Berechnung des „oxygen delay“ nach Wassermann RR-Messung und EKG-Kurvenmorphologie zum Stufenende möglich
Zhang, Wasserman et al. (1991) fanden zwischen Rampe und 3min-Stufenprotokoll
keine Abweichungen bei der Bestimmung der VT1 und V`O²max
Shimizu et al (1991) belegten für die V-slope Methode die geringste
protokollabhängige Interuntersuchervariabilität (Vergleich Rampe, Bruce, Balke,
2min Stufe)
Cohen-Solal et al (1991) belegten im Vergleich Rampe versus 3min-Stufenprotokoll
im Radergometertest für die V`O²max keine und für die VT1 nach V-slope Methode
sehr geringe protokoll- und untersucherabhängige Abweichungen
1991 Zhang YI et al, Effect of exercise testing protocol on parameters of aerobic function, Med Sci Sports Exerc. 1991 May;23(5):625-30.
1991 Shimizu M et al, The ventilatory threshold: method, protocol, and evaluator agreement, Am Heart J. 1991 Aug;122(2):509-16.
1991 Cohel-Solal A et al, Multicentre study of the determination of peak oxygen uptake and ventilatory threshold during bicycle exercise in chronic heart failure. Comparison of graphical methods, interobserver variability and influence of the exercise protocol. The VO2 French Study Group, Eur Heart J. 1991 Oct;12(10):1055-63
2006 Faude O et al, The work rate corresponding to ventilatory threshold during steady-state and ramp exercise Int J Sports Physiol Perform. 2006 Sep;1(3):222-32
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
„A SHIFT FROM RANGE-BASED TO THRESHOLD-BASED …“
HRR = „heart rate reserve“ = difference between basal and peak HR
VO²R = „VO² reserve“ = difference between basal and peak VO²
% peak HR = % maximum heart rate
RPE Borg scale = „rate of perceived exertion“ „Category scale“ 6-20
„Range-basierte“ Trainingszonenmodelle sind insbesondere in der Kardiologie wegen fehlender Linearität von V`O² versus „work rate“ und HR umstritten und können bei kardiologischen Patienten oft zu hohen Belastungsintensitäte führen (→ „adverse effects“, zu geringe Trainingsumfänge, ausbleibender Trainingserfolg)
2006 Tipton CM, Franklin BA „The language of exercise“ in ACSM´s advanced exercisephysiology in 2012 Mezzani A, Hamm LF, et al. „Aerobic exercise intensity assessment andprescription in cardiac rehabilitaion: a joint position statement …“
ACSM classification of exercise relative intensity
% HRR orVO²R
% peak VO² % peak HR RPE Borg scale
Very light <20 <25 <35 <10
Light 20-39 25-44 35-54 10-11
Moderate 40-59 45-59 55-69 12-13
Heavy 60-84 60-84 70-89 14-16
Very heavy >85 >85 >90 17-19
Maximal 100 100 100 20
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
Fettsäureoxidation (obligat aerob)
Aerobe Glykolyse
Aerob-anaerobe „Glykolyse“„Übergangsbereich (AANÜ)“
Anaerobe„Glykolyse“
SPIROERGOMETRIE
1959 Hollmann „PoW“„Punkt des optimalen Wirkungsgrades der Atmung“
„Sauerstoffdauerleistungsgrenze“
1964 Wasserman K, McIlroy MB „threshold of anaerobicmetabolism“, „vAT“, „lactate threshold“
VCP / „RCP“1982 Whipp BJ, Wasserman K
Laktatkinetik
1976 Mader: MaxLaSS„4 mmol/l-Lactatschwelle“ (V4)
1978 Kinderman, Simon, Keul.:„aerobe Schwelle (AS)“ 2 mmol/l
„anaerobe Schwelle (ANS)“ bei 4 mmol/l
1986 Simon, Dickhuth: IANSBasislaktat plus 1,5 mmol1981 Simon, Berg, Dickhuth:
IAS „minimales Laktatäquivalent“erster Anstieg des Basislaktats
2014 Schomaker R, Congress Presentation
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
Fettsäureoxidation (obligat aerob)
Aerob-anaerobe Glykolyse„Übergangsbereich (AANÜ)“
Anaerobe„Glykolyse“
SPIROERGOMETRIE
VT1 VT2
Laktatkinetik
LT2LT1
2013 Tschakert G, Hofman P,„High-Intensity Intermittent Exercise:Methodological and Physiological Aspects“
2013 Westhoff M, Rühle KH, Greiwing A, Schomaker R, Eschenbacher H, Siepmann M, Lehnigk B, „Ventilatorische und metabolische (Laktat-)Schwellen“
Aerobe Glykolyse
lokal aerob (Muskel) lokal anaerob (Muskel)systemisch
anaerob (Blut)systemisch aerob (Blut)
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
WARUM VENTILATORISCHE SCHWELLEN?
Ventilatorische (VT1 & VT2) und laktabasierte (LT1 & LT2) Schwellen dienen zur Festlegung individueller ergometriespezifischer Trainingszonen
Grundlage: Auswertung von >15.000 training sessions von Weltmeistern und Olympiasiegern in Langstreckenlauf, Skilanglauf, Orientierungslauf
77-85% der Trainingsumfänge werden unterhalb von VT1/LT1 absolviert. 15-23% der Trainingsumfänge erfolgen oberhalb von VT1/LT1 mit einer klaren Betonung des Bereichs >VT2/LT2
2009 Seiler KS, Tønnessen E, “Intervals, Thresholds and long slow distance”, sportsci.org
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
WARUM VENTILATORISCHE SCHWELLEN?
Für Trainingsumfänge in aeroben Langzeitausdauersportarten wird sportartunabhängig die „80:20 Regel“ der Trainingsintensität belegt
Höhere Trainingsumfänge >LT1 (Laktat 2mmol/l) führen zu geringeren Leistungszuwächsen gegenüber Training des gleichen Umfangs <LT1
Der Bereich zwischen VT1/LT1 und VT2/LT2 wird von Seiler &Tønnessen als „black whole of training intensity“ bezeichnet
Breitenausdauersportler trainieren vielfach unbewußt zwischen VT1/LT1 und VT2/LT2 und stagnieren in ihren Trainingsfortschritten
2006 Seiler KS, Kjerland, GØ, „Quantifying training intensity distribution in elite endurance athletes”
2010 Guellich A, Seiler KS, „Lactate Profile Changes in Relation to Training ...”
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SCHWELLENBASIERTE TRAININGSZONENMODELLE
TZ 3
TZ 2
TZ 1
„High to extreme“
„Moderate to high“
„Light to moderate“
VT1LT1
VT2LT2
V`O²maxHRmax
VT1LT1
„CP“(critical power)>VT2, >MLSS
V`O²maxHRmax
HIIT-Zone(>90% V`O²max)
„Severe to extreme“
2003 Dekerle J et al, Maximal lactate steady state, respiratory compensation threshold andcritical power, Eur J Appl Physiol (2003) 89: 281–288
2012 Mezzani A, Hamm LF, et al. „Aerobic exerciseintensity assessment and prescription in cardiacrehabilitation: a joint position statement …“
Ein „Position Stand“ der Amerikanischen, Kanadischen und Europäischen Kardiologischen und Pneumologischen Fachorganisationen empfiehlt ein Training nach ventilatorischen / laktatbasierten Schwellen anstelle „range-basierter“ Konzepte (% V`O²max, % Hrmax, etc.)
„CP“ [critical power] („kritische Kraft des Muskels, als maximale Leistung, die er über eine sehr lange Zeit ohne zu ermüden erbringen kann“ Scherrer & Monod, 1965) → „CP“ ≠ VT2, MLSS!
Es werden evidenzbasierte Trainingsempfehlungen basierend auf den o.g. Trainingszonen bei kardiologischen Krankheitsbildern gegeben (→ nächste Folie)
Trend: seit dem Publikationsdatum 2012 hat insbesondere die Evidenz für HIIT (obere TZ 3: „severe to extreme“) bei kardiologischen Patienten zugenommen
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
EVIDENZBASIERTE TRAININGSEMPFEHLUNGENIN DER KARDIOLOGIE BASIEREND AUF VENTILATORISCHEN SCHWELLEN
2012 Mezzani A, Hamm LF, et al. „Aerobic exercise intensity assessment and prescription in cardiac rehabilitaion: a joint position statement …“; European Journal of Preventive Cardiology20(3) 442-467
V= scientific evidence is available in a specificpopulation
X= no scientific evidence is available in a specific population
Exercise Intensity domains
Light tomoderate
Moderate to high
High tosevere
Severe toextreme
Stable Angina Va Va Va X
Chronic coronary artery disease(no residual ischaemia)
V V V V
Percutaneous coronary intervention V V V X
Pacemaker V V X X
Implantable cardioverter defibrillator V V X X
Chronic atrial fibrillation Vb Vb X X
Coronary artery by-pass grafting V V V X
Valve repair / replacement V V X X
Chronic heart failure V V V X
Left ventricular assist device V X X X
Heart transplantation Vc Vc Vc X
a: HR & WR < ischaemic threshold; b & c: HR may not be usable due to variable chronotropic response
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
„LAUFEN OHNE ZU SCHNAUFEN“→ VENTILATORISCHE SCHWELLEN NUTZEN, OHNE EINE SPIROERGOMETRIE ABSOLVIERT ZU HABEN
Ventilatorische Atemantriebe (VT1 & VT2), Sprechfähigkeit & Trainingssteuerung
U.U. genauer als herzfrequenzbasierte Verfahren oder RPE-Skalen scheint der “Talk Test” eine Trainingssteuerung nah an ventilatorischen Schwellen ( z.B. < VT1) und eineMeidung des “black hole of training intensity” (→ TZ2) zu ermöglichen
< VT1: bequemes Sprechen langer Sätze ist möglich, das Alphabet kann aufgesagtwerden
= VT1: das Sprechen ganzer Sätze wird unbequem und erfordert Anstrengung
> VT 1 und < VT 2: abgehacktes Sprechen ist möglich, lange Sätze zu sprechen fälltschwer, das Alphabet kann nicht aufgesagt werden
= VT2: Sprechen ist kaum mehr möglich, mehr als Ein- oder Zwei-Wortsätze könnennicht gesprochen werden. Es besteht das Gefühl die Belastung abbrechen zu müssenwenn man sprechen möchte
2013 Rodríguez-Marroyo JA et al, Relationship between the talk test and ventilatory thresholds in well-trained cyclists, J Strength Cond Res. 2013 Jul;27(7):1942-9
2011 Quinn TJ et al, The Talk Test and its relationship with the ventilatory and lactate thresholds, J Sports Sci. 2011 Aug;29(11):1175-82
2015 Woltmann ML et al, Evidence that the talk test can be used to regulate exercise intensity. J Strength Cond Res. 2015 May;29(5):1248-54
Feld 1
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
„OXYGEN DELAY“ (MRT, MEAN RESPONSE TIME)– WENN DIE TRAININGSZONEN NICHT ZUM SPORTLER PASSEN
Die Latenzzeit (MRT = mean response time) mit der sich V`O² (≈ RQ als zelluläre Größe) im Rampentest als „RER“ (respiratory exchange ratio) in der Atemmaske abbildet variiert beim Gesunden erheblich in Abhängigkeit von Probandenkollektiv, Trainingszustand, Testprotokoll, und Belastungsintensität zwischen 40 +-11s und 126 +-32s (Radtests).
Im Rampentest werden vielfach 45+3s zugrunde gelegt, in der neueren Literatur finden sich erhebliche Abweichungen
RQ= Q`CO²/Q`O²
RER= V`CO²/V`O²
MUSKEL
MASKE
„oxygen
delay“
2008 Boone J, Koppo K, Bouckaert J „The V`O² response to submaximal ramp cycle exercise: Influence of ramp slope and training status“, Resp. Physiol. & Neurobiol.; 2008;161: 291-2971982 Davis JA et al, Effect of ramp slope on determination of aerobic parameters from the ramp exercise test. Med Sci Sports Exerc. 1982;14:339-343.
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SAUERSTOFFDEFIZIT (ΔO²) UND MITTLERE PHYSIOLOGISCHE
ANTWORTZEIT (Τ-ZEIT) IM STUFENTEST
Regressionsgrade durch V`O2
τ
2005 Wasserman K et. Al „Principles of ExerciseTesting & Interpretation“, 4th ed., S. 57
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SAUERSTOFFDEFIZIT (ΔO²) UND MITTLERE PHYSIOLOGISCHE
ANTWORTZEIT (Τ-ZEIT) IM STUFENTEST
V`O2 in l/min gegen Zeit / Last
τ
Maßeinheiten:ΔVO2: [L]V‘O2: [L/min]ΔVO2 / V‘O2: [min]
Warum 63%? 63% ergeben sich aus der Definition des Flächenintegrals
τ = ΔVO2 / (V‘O2Load – V‘O2Rest) V‘O2 = (V‘O2Load – V‘O2Rest) * (1 – e-(t/τ)) + V‘O2Rest (1 – e-(t/τ))|t=τ = 1 – e-1 = 0,63
τ = physiologische Antwortzeit bis nach Beginn der Laststufe 63% der adäquaten Sauerstoffaufnahme erreicht sind
2005 Wasserman K et. Al „Principles of Exercise Testing & Interpretation“, 4th ed., S. 57
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SAUERSTOFFDEFIZIT (ΔO²) UND MITTLERE PHYSIOLOGISCHE
ANTWORTZEIT (Τ-ZEIT) IM STUFENTEST
Das O²-Defizit ΔO² entspricht 63% der Fläche über der Kurve
Die τ-Zeit („physiologische Antwortzeit“) ist der Zeitraum von Stufenbeginn bis 63% der adäquaten Sauerstoffaufnahme erreicht sind
Die für die Laststufe der VT1 ermittelte „τ-Zeit“ kann in die Trainingszonenzuweisung eingebunden werden (→ „VT1 – τ“)
In der Praxis können die Werte für „τ“ zwischen aufeinander folgenden Laststufen erheblich variieren (Relevanz?)
Herstellersoftware erlaubt die Ermittlung eines Mittelwerts für „τ“ (Sinn >VT1? → „slow component of VO²“)
2005 Wasserman K et. Al „Principles of Exercise Testing & Interpretation“, 4th ed., S. 57
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
→ GIBT ES EIN „PLATEAU VON V`O²“ OBERHALB VON VT1?
Das lineare Verhältnis zwischen VO² und Last endet bei inkrement. Tests an der VT1 (= „Sauerstoffdauerleistungsgrenze“) → ≈Trainingszone 1
Oberhalb der VT1 wird ein V`O² steady-state bei höheren V`O²werten erreicht als unterhalb der VT1 [„slow component of V`O²“]→ ≈Trainingszone 2
Oberhalb der VT2 wird kein V`O² steady-state mehr erreicht → ≈Trainingszone 3 [inkl. HIIT-Zone >90% V`O²peak/max]
2012 Mezzani A, Hamm LF, et al. „Aerobic exercise intensity assessment and prescription in cardiac rehabilitaion: a joint position statement …“; European Journal of Preventive Cardiology20(3) 442-467, Figure 3, p. 447
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
„OXYGEN DELAY“ > VT1- SINN ODER UNSINN?V`O²MAX = PLATEAU VON V`O²- AUSNAHME ODER REGEL?
2014 Edvardsen E et al.: Laufbandtests mit 804 gesunden Probanden/innen zwischen 20 und 85 Jahren: 42% erreichten ein Plateau von V`O²max (auf Basis der „Goldstandard-Definition“ der V`O²max nach Taylor et al., 1955: ↑V`O² <2,1ml/min/kg oder 150ml/min)
Je nach Plateaudefinition, untersuchtem Kollektiv und Ergometrieform (nicht Testprotokoll) erreichen <50% - >90% der Probanden ein Plateau von V`O² 90-100% (1960 Astrand et al., 1965 Glassford et al., 1958 Mitchell et al., 1955
Taylor et al.)
60-80% (1990 Pollock et al, 1977 Sidney et al.)
<50% ( 2014 Edvardsen et al., 1974 Froelicher et al., 1967 Cumming et al., 1952 Astrand et al.)
Zugrundeliegende Definitionen für Plateau V`O²: Ø Änderung oder ↓ V`O² bei ↑ Last (1952 Astrand et al.)
↑V`O² <54ml/min (1958 Mitchel et al.) ↑V`O² <80ml/min (1960 Astrand et al.)
↑V`O² <10ml/min (1962 Issekutz et al.)
↑V`O² <10ml/min (1967 Cumming et al.)
2014 Edvardsen E, Hem E, Anderssen SA „End Criteria for Reaching Maximal Oxygen Uptake Must Be Strict and Adjusted to Sex and Age: A Cross-Sectional Study” PLOS One, Volume 9. Issue 1 e85276
1955 Taylor HL, Buskirk E, Henschel A “Maximal oxygen intake as an objective measure of cardio-respiratory performance” J Appl Physiol 8: 73–80
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
BELASTUNGS-EKG: SENSITIVITÄT & SPEZIFITÄT- WAS BIETET DIE SPIROERGOMETRIE?
Wird ein „positiver Befund“ als ST-depression > 0,1mV (1mm) definiert, liegt für eine > 50%ige Stenose die Sensitivität bei 45-50% und die Spezifität bei 85-90%
„Haupteinflußfaktor“ auf die Sensitivität ist der Grad der Ausbelastung [oft <85% HRmax] → Bedeutung der Laufbandergometrie
Die Spiroergometrie kann dazu beitragen, die Sensitivität des Belastungs-EKGs zu erhöhen (→ Ausbelastungskriterien)
Diagnostik Diagnose KHK
Sensitivität (%) Spezifität (%)
Belastungs-EKG 45-50 85-90
Belastungs-StressECHO 80-85 80-88
Belastungs-StressSPECT 73-92 63-87
Dobutamin-StressECHO 79-83 82-86
Dobutamin-StressMRT 79-88 81-91
Vasodilatator-StressECHO 72-79 92-95
Vasodilatator-StressSPECT 90-91 75-84
Vasodilatator-StressMRT 67-94 61-85
Koronare CT-angiographie 95-99 64-83
Vasodilatator-StressPET 81-97 74-91
2013 ESC guidelines on the management of stable coronary artery disease, European Heart Journal (2013) 34, 2949-3003. hier S. 2962 & 2964
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
V`E-SLOPE / „RELATIVE“ V`O²MAX (ML/MIN/KG)
110 Probanden (gesund oder kardial oder pulmonal limitert)
8-12min Lastphase Radergometer Rampe, symptomlimitierte Ausbelastung
Pretest 3min „unloaded“ pedaling; 2min Nachlastphase, „breath-by-breath“ Zeitgleiche Stressechokardiografie + Ruhechokardiografie
Peak V`O², O²Puls, V`O² / WR, VT (AT) erlaubten keine klare Abgrenzung zwischen Dekonditionierung und kardialer Limitierung
2017 Rozenbaum Z et al. Discriminating Circulatory Problems From Deconditioning: Echocardiographic and Cardiopulmonary Exercise Test Analysis. Chest 2017; 151: 431 – 440
𝑉`𝐸/𝑉`𝐶𝑂²𝑟𝑒𝑙. 𝑉`𝑂2𝑝𝑒𝑎𝑘 = 2,7
> 2,7
< 2,7
Kardiale Limitierung
Dekonditionierung
Spiroergometrie in der Sportmedizin
AG Spiroergometrie„DOUBLE SLOPE SIGN“
– EIN MÖGLICHES SCREENING TOOL AUF KHK BEIM „GESUNDEN“?
„Double Slope Sign“ = Interpretationsverfahren zur Detektion einer myokardialen Ischämie bei einem kardiopulmonalen Ausbelastungstest auf dem Rad (Rampentest) → ist dieses Kriterium auch im Stufentest und bei Laufbandergometrie verwertbar? KHK-Spezifität?
Im Rampentest auf dem Radergometer besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Sauerstoffaufnahme und Leistung von ≈ 10ml/min/Watt → bei Laufbandergometrie ist dieser Zusammenhang nicht validiert (6km/h-Läufer kann u.U. 8km/h nicht „ökonomisch“ laufen)
Wird dieses Verhältnis deutlich unterschritten (= V`O² < 4,0ml/min/Watt) und ist ein identisches Abflachen auch zum selben Zeitpunkt beim Sauerstoffpuls nachweisbar weist dies auf eine myokardiale Ischämie hin (>30s vor Lastende!)
Die Autoren weisen dem Verfahren eine >Ischämie-Sensitivität als dem Belastungs-EKG zu
2003 Belardinelli R et al, Exercise-induced myocardial ischaemia detected by cardiopulmonary exercise testing. [Research Support, Non-U.S. Gov't]. Eur Heart J, 24(14), 1304-1313.2014 Belardinell, Ret al, Cardiopulmonary exercise testing is more accurate than ECG-stress testing in diagnosing myocardial ischemia in subjects with chest pain. [Comparative Study]. Int J Cardiol, 174(2), 337-342. doi: 10.1016/j.ijcard.2014.04.102
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
ISCHÄMIEKASKADE UND SENSITIVITÄT- WELCHE ZUKUNFTSPERSPEKTIVE HAT DAS „DOUBLE SLOPE SIGN“?
Die relativ geringe Sensitivität des Belastungs-EKGs unter unzureichender Ausbelastung erklärt die „Ischämiekaskade“.
Sensitivität und Spezifität hängen von Geschlecht (bei Frauen schlechter), untersuchten Patientengut (Prävalenz), Symptomatik (typ. Angina, atyp. Angina, nichtanginöser Brustschmerz) und Ausbelastungsgrad (nichtkardiale Limitationen → ggf. pharmakolog. Stress [Dobutamin]) ab.
2009 Loellgen H, Erdmann E, Gitt AK ,“Ergometrie – Belastungsuntersuchungen in Klinik und Praxis“, 3. Aufl., S.86; 2014 Personal Correspondence
V`O²
Last
O²-bedarf
O²-angebot
Ischämie
Perfusionsstörungen
Metabol. Veränderungen
Diastol. WBSt.
Syst. Wandbewegungs-Störungen (Echo, MRI)
EKG-Veränderungen
Angina pectoris
„Double Slope Sign“ ?
Warum Spiroergometrie in der Sportmedizin?
Stufen- oder Rampenprotokoll?
Ventilatorische Schwellen
Trainingszonen
Oxygen Delay
V`E-Slope/V`O² ratio? Double Slope,?
32. JahrestagungAG SpiroergometrieMünchen, 15. – 16.02.2019
„Spiroergometrie in der Sportmedizin“
Ralph Schomaker, Münster
SPIROERGOMETRIE IN DER SPORTMEDIZIN
VIELEN DANKFÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!
FRAGEN UND ANREGUNGEN AUS DER PRAXIS
FRAGEN?