Нагрузочное тестирование в оценке физической работоспособности и функционального состояния дыхательной системы человека

26 февраля

Нагрузочное тестирование (НТ) с мониторингом показателей газового обмена используется для диагностики работоспособности и функционального состояния дыхательной и сердечно — сосудистой системы человека. В частности, с целью выявления ограничения работоспособности при отсутствии клинических проявлений и уточнения причин функциональных нарушений.

Выделяют два типа нагрузочного тестирования. Лабораторное кардиопульмональное нагрузочное тестирование (КПНТ). Для проведения КПНТ используется специальное дорогостоящее оборудование. Внелабораторные нагрузочное тестирование — не требует использования специального оборудования.

КПНТ — метод оценки реакции организма человека на физическую нагрузку. Позволяет при патологии выявлять патофизиологическую причину снижения физической активности. Недостаток метода КПНТ: сложность оборудования и его высокая стоимость, необходимость прохождения дополнительных курсов для обучения персонала работы с системой.

Возможность выполнения физической нагрузки напрямую связана со способность обеспечения сердечнососудистой системы клеток тканей кислородом и высвобождением углекислого газа. Процесс газообмена включает:

Поступление и выведение воздуха в легких (легочная вентиляция).
Обмен кислородом и углекислым газом между легкими и кровью (легочная диффузия).
Обмен углекислым газом между клетками крови в капиллярах и тканях.

Поступление воздуха в легкие обеспечивается — активным вдохом, выведение — пассивным выдохом. Разница в градиенте давления между вдыхаемом и альвеолярным воздухом обеспечивает обменные процессы между клетками крови и воздухом. Дыхание обеспечивает транспорт газов кровью.

Сердечный выброс (СВ = ЧСС x ударный объем), минутная вентиляция (VE) и дыхательный объем (ДО) — изменяются при увеличение потребления кислорода. При физической нагрузки, увеличивается потребление кислорода организмом за счёт работы мышц, сердечный выброс может повышаться в 6 раз. В норме у человека, минутная вентиляция растёт пропорционально физической нагрузке. В процессе дыхания часть вдыхаемого воздуха достигает альвеол, в которых происходит газообмен. Другая часть остается в дыхательных путях. Одновременно происходит увеличение дыхательного объема, который сохраняет альвеолярную вентиляцию и газообмен. Совокупность происходящих процессов называют нормальное вентиляционно-перфузионное соответствие.

Кардиопульмональное нагрузочное тестирование проводиться на беговой дорожке (тредмил) или велоэргометре (ВЭМ). Подбор методики осуществляется индивидуально. Беговая дорожка обеспечивает постоянное нарастание нагрузки путём увеличения скорости и угла наклона поверхности. Протокол с постоянной нагрузкой удобны при мониторинге ответа кардиореспираторной системы на терапию, анализе динамической вентиляции и кинетики газообмена. Преимущества тредмил: привычная форма нагрузки для человека (ходьба и бег), вовлекает в работу всех группы мышц, обеспечивает высокую нагрузку на все органы, при этом потребление кислорода на 5–10% выше, чем при ВЭМ. Недостаток: трудность точного расчёта внешней нагрузки из-за массы тела человека.

Метод ВЭМ рекомендуют пациентам с ожирением, нарушениями походки, равновесия, ортопедическими нарушениями, при необходимости одновременного ультразвукового исследования сердца. Преимущества велоэргометра по сравнению с тредмилом: компактность — занимает меньше пространства, низкая стоимость, меньшее число артефактов при снятии электрокардиограммы. Велоэргометры с современной электронной системой обеспечивают одинаковый уровень нагрузки при различной скорости кручения педалей.

Системы кардиопульмонального нагрузочного тестирования позволяют производить анализ газообмена в покое, во время нагрузки, в период восстановления. Измеряют в течение каждого цикла дыхания: