Il Test da Sforzo Cardio-Polmonare Alfredo Chetta Cattedra di Malattie dell’Apparto Respiratorio Università degli Studi di Parma SSD di Funzionalità Polmonare Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma chetta@unipr.it

Major Metabolic Pathways during Exercise Glucose:ATP 1:2 Glucose:ATP 1:36 NL Jones & Killian NEJM 2000

Relazione tra i meccanismi fisiologici che supportano il lavoro muscolare espirazione VE=fRxVT CO=fCx SV RQ=0.80 produzione CO2 (V’CO2) inspirazione circolo arterioso venoso consumo O2 (V’O2) ventilazione circolazione metabolismo polmoni cardiovascolare muscoli V’CO2 V’O2

Changes in the distribution of circulation during exercise

Relationship between alveolar PCO2, CO2 output and total ventilation V’CO2 VA = K P CO2

O2 CO2 Polmone Cuore MUSCOLO V’O2=VE*(FIO2-FEO2) V’O2=Q*(CaO2-CvO2) ADP CO2 ATP O2 Polmone V’O2=DO2 (PcO2 – PmitO2) Cuore V’O2=VE*(FIO2-FEO2) V’O2=Q*(CaO2-CvO2)

CASO CLINICO 1 Z. C. , M, 40 aa, BMI: 26 Ex fumatore (20 p/y), Operaio meccanico Storia di asma bronchiale e di atopia Terapia in corso: Formoterolo/Beclometasone, Montelukast. MRC: 0 Abitudine all’esercizio: Corsa 2 v/settimana PFR: FEV1: 4,02 L (102%), FVC: 5,60 L (118%), FEV1/FVC: 72%.

24 WATT/min

CASO CLINICO 1- Riepilogo 0000000000000000

CASO CLINICO 1- conclusione 25

CASO CLINICO 1 llllllllllllllllllllllllllllllllllllll ppppppppppppppppp

CASO CLINICO 1 Soglia anaerobica 81%

CASO CLINICO 1 Soglia anaerobica 81%

CASO CLINICO 1 Risposta della HR all’esercizio: 37 bpm/L

CASO CLINICO 1 Efficienza Metabolica: VO2/w: 10,3 ml/min/w

CASO CLINICO 1 Efficienza Ventilatoria: VE/VCO2: 25

CASO CLINICO 1 Strategia ventilatoria

CASO CLINICO N. 2 B. P. , 62 aa, F, BMI: 24 Ex fumatrice 30 p/y, casalinga BPCO Ipertensione arteriosa, ipertiroidismo

CASO CLINICO N. 2 terapia PRE Rehab POST Rehab Isoptin 120 mg Pritor 40 mg Tapazole Salmeterolo/Fluticasone 50/500 diskus Tiotropio 18 mcg Isoptin 120 mg x2 PritorPlus 40 mg, Tapazole, Statina Salmeterolo/Fluticasone 50/500 diskus Tiotropio 18 mcg

CASO N. 2 PFR -PRE 000000000000000

CASO N. 2 PFR- POST

RAMPA : 5 WATT

RIEPILOGO - PRE PPPPPPPPPPPPP

CASO CLINICO N.2 -Conclusione PRE

RIEPILOGO - POST

CASO CLINICO N. 2-Conclusione POST

GRAFICI PRE

GRAFICI POST

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria Soglia anaerobica Pre 35% Post 56%

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria Soglia anaerobica Pre 35% Post 56%

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria Efficienza metabolica: 9,7 ml/min/w Efficienza metabolica: 7,3 ml/min/w

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria Risposta della HR all’esercizio: 66 bpm/L Risposta della HR all’esercizio: 72 bpm/L

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria Efficienza ventilatoria slope: 30 Efficienza ventilatoria intercetta: 3,6 Efficienza ventilatoria slope: 26 Efficienza ventilatoria intercetta: 2,3

CASO CLINICO N. 2 valutazione PRE e POST riabilitazione respiratoria

Studio della Risposta Ventilatoria all’Esercizio: Rapporto tra Massima Ventilazione Volontaria e Massima Ventilazione Rapporto tra Capacità Inspiratoria e Capacità Polmonare Totale Relazione tra Ventilazione Sviluppata e CO2 prodotta

Breathing Reserve ventilatory ceiling Breathing Reserve

Massima Ventilazione Volontaria

Changes in Flow and Volume during Exercise in Healthy Subjects MVV

Changes in End Expiratory Lung Volume during Exercise in Healthy Subjects and in COPD Patients

Distribution of the Extent of Change in IC during Exercise DS: 534 pz (85 % riduzione IC). Il 15% senza DH: o mild COPD o extremely severe COPD O’Donnell DE, Rev Mal Repir 2009

Dynamic hyperinflation is associated with a poor cardiovascular response to exercise in COPD patients Tzani et al. Respiratory Research 2011

Increased oxygen pulse after lung volume reduction surgery is associated with reduced dynamic hyperinflation Lammi MR et al, ERJ 2012

Pulmonary Rehabilitation for Management of Chronic Obstructive Pulmonary Disease Richard Casaburi, Ph.D., M.D., and Richard ZuWallack, M.D. N Engl J Med 2009; 360:1329-1335

Pulmonary Rehabilitation Improves Cardiovascular Response to Exercise in COPD Ramponi et al, Respiration 2013

Relazione tra VE e VCO2

VE/VCO2slope and VE/VCO2intercept in CHF and COPD Teopompi E et al, Respiratory Care 2014

ROC Curve Analysis of VE/VCO2slope and VE/VCO2intercept values in order to discriminate CHF from COPD patients categorized according to VO2peak   Patients with VO2peak < 16 ml/kg/min VO2peak ≥ 16 ml/kg/min VE/VCO2slope VE/VCO2intercept AUC 0.732 0.951 0.509 0.820 p value 0.006 0.0001 0.919 Cutoff point 36.5 2.14 L/min ... 2.72 L/min Sensitivity 0.62 0.92 0.64 Specificity 0.79 0.96 Teopompi E et al, Respiratory Care 2014

VE/VCO2intercept vs FEV1/VC in COPD VE/VCO2intercept vs IC/TLC peak in COPD Teopompi E et al, Respir Physiol Neurobiol 2014 Teopompi E et al, Respiratory Care 2014

VE vs VCO2 relationship with 250 mL (---) and 500 mL ( ) of added dead space in patient with CHF Agostoni P et al, Respir Physiol Neurobiol, 2011

Gargiulo P et al, PLoS One. 2014; 9(1): e87395. VE vs VCO2 relationship in healthy subjects with 0 mL (black line), 250 mL (grey line) and 500 mL (dotted line) of additional dead space Gargiulo P et al, PLoS One. 2014; 9(1): e87395.

Exercise Ventilatory Inefficiency in Mild to End-Stage COPD Neder AJ et al, Eur Respir J 2014

Exercise Ventilatory Inefficiency in Mild to End-Stage COPD Neder AJ et al, Eur Respir J 2014

CASO CLINICO N. 3 G. D., F, 65 aa, BMI: 24 Ex fumatrice (40 p/y), ex infermiera BPCO 6MWT: distanza percorsa 318/345 m. Desaturazione significativa (SpO2 media 89%). Terapia in corso: Salmeterolo/Fluticasone, Pantoprazolo, Cardirene MRC: 3 Abitudine all’esercizio: nessuna

CASO CLINICO N.3 PFR 0000000000000 999999999999999999

RAMPA : 5 WATT

CASO CLINICO N.3 000000000000000000000 000000000000

Conclusioni Caso Clinico 3

GRAFICI 000000000000000000000000000 0000000000000000

CASO CLINICO N.3 Soglia anaerobica

CASO CLINICO 3 Efficienza metabolica: 5 ml/min/w

CASO CLINICO 3 Risposta della FC all’esercizio: 100 bpm/L

CASO CLINICO 3 Efficienza Ventilatoria slope: 71

CASO CLINICO 3 Strategia ventilatoria

CASO CLINICO 3

CASO CLINICO N. 4 C. A., M, 64 aa, BMI 29 Cardiopatia dilatativa post-ischemica Ex fumatore (20 p/y) Terapia in corso: Metoprololo 50 mg, Ramipril, Furosemide e Spironolattone, Amiodar, Torvast MRC: 0 Abitudine all’esercizio: cammino 30’/dì

CASO CLINICO N. 4 – prima dell’ impianto di ICD bicamerale pppppppppppppppp

CASO CLINICO N. 2 – dopo l’impianto di ICD bicamerale 0000000000000

RAMPA : 12 WATT

CASO CLINICO N. 4 – prima dell’ impianto di ICD bicamerale - RIEPILOGO OOOOOOOOOOO

CASO CLINICO N. 4 – prima dell’ impianto di ICD bicamerale - CONCLUSIONE

CASO CLINICO N. 4 – dopo l’ impianto di ICD bicamerale - RIEPILOGO oooooooooooooo

CASO CLINICO N. 2 – dopo l’ impianto di ICD bicamerale - CONCLUSIONE

Caso clinico GRAFICI PRE OOOOOOOOOOOO

Caso clinico GRAFICI POST OOOOOOOOOOOOOO Caso clinico GRAFICI POST

CASO CLINICO 4 PRIMA DOPO Soglia anaerobica Pre 32% Post 40%

CASO CLINICO 4 PRIMA DOPO Soglia anaerobica Pre 32% Post 40%

CASO CLINICO 4 DOPO PRIMA Efficienza metabolica: 7,5 ml/min/w

CASO CLINICO 4 DOPO PRIMA Risposta della HR all’esercizio: 31 bpm/L Risposta dell’ HR all’esercizio: 25 bpm/L

CASO CLINICO 4 PRIMA DOPO Efficienza Ventilatoria 33

CASO CLINICO 4 PRIMA DOPO Strategia ventilatoria

The Fick equation Qt = V’O2/CaO2-CvO2

A plot of cardiac output during peak exercise against an indicator of aerobic exercise capacity, the peak oxygen consumption Cooke et al, Heart 1998

Ingle L, Eur J Heart Fail. 2008

VE vs VCO2 Relationship in Patients with CHF Piepoli M, Respiration 2009

A prognosticating algorithm for the individual patient Cardiopulmonary exercise testing and prognosis in chronic heart failure A prognosticating algorithm for the individual patient Corrà U et al. Chest 2004

CASO CLINICO N. 5 C.C., M, 64 aa, BMI 25.7 Ipertensione polmonare primitiva (PAPs 65 mmHg), TAPSE 20 Insufficienza Renale Cronica Terapia: Bosentan, Warfarin, Lisopril, MRC: 0 Abitudine all’esercizio: cammino

CASO CLINICO N. 5 ppppppppppppppp

CASO CLINICO N. 5 44 mm

RAMPA : 8 WATT

CASO CLINICO N .5 RIEPILOGO OOOOOOOOOOOOO

CASO CLINICO N. 5 CONCLUSIONE

CASO CLINICO N. 5 Soglia anaerobica 34%

CASO CLINICO N. 5 Efficienza metabolica: 6,6 ml/min/w

CASO CLINICO N. 5 Risposta della HR all’esercizio: 73 bpm/L

CASO CLINICO N. 5 Efficienza ventilatoria slope: 53 Efficienza ventilatoria intercetta: -1,69

CASO CLINICO N. 5 Strategia Ventilatoria

Assessment of Survival in Patients with PPH: Importance of CPET Wensel et al Circulation 2002; 106:319-324

Evercise Testing to Estimate Survival in Pulmonary Hypertension Groepenhoff et al, Med Sci Sports Exerc 2008

Evercise Testing to Estimate Survival in Pulmonary Hypertension Groepenhoff et al, Med Sci Sports Exerc 2008

Ambulatorio CPET SSD di Funzionalità Polmonare Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma