Cardiopulmonary Exercise Test: Background, Applicability and Interpretation / Teste Cardiopulmonar de Exercício: Fundamentos, Aplicabilidade e Interpretação

ABSTRACT Cardiopulmonary exercise test (CPET) has been gaining importance as a method of functional assessment in Brazil and worldwide. In its most frequent applications, CPET consists in applying a gradually increasing intensity exercise until exhaustion or until the appearance of limiting symptoms and/or signs. The following parameters are measured: ventilation; oxygen consumption (VO2); carbon dioxide production (VCO2); and the other variables of conventional exercise testing. In addition, in specific situations, pulse oximetry and flow-volume loops during and after exertion are measured. The CPET provides joint data analysis that allows complete assessment of the cardiovascular, respiratory, muscular and metabolic systems during exertion, being considered gold standard for cardiorespiratory functional assessment.1-6 The CPET allows defining mechanisms related to low functional capacity that can cause symptoms, such as dyspnea, and correlate them with changes in the cardiovascular, pulmonary and skeletal muscle systems. Furthermore, it can be used to provide the prognostic assessment of patients with heart or lung diseases, and in the preoperative period, in addition to aiding in a more careful exercise prescription to healthy subjects, athletes and patients with heart or lung diseases. Similarly to CPET clinical use, its research also increases, with the publication of several scientific contributions from Brazilian researchers in high-impact journals. Therefore, this study aimed at providing a comprehensive review on the applicability of CPET to different clinical situations, in addition to serving as a practical guide for the interpretation of that test.

RESUMO O teste cardiopulmonar de exercício (TCPE) vem ganhando importância crescente como método de avaliação funcional tanto no Brasil quanto no Mundo. Nas suas aplicações mais frequentes, o teste consiste em submeter o indivíduo a um exercício de intensidade gradativamente crescente até a exaustão ou o surgimento de sintomas e/ou sinais limitantes. Neste exame se mensura a ventilação (VE), o consumo de oxigênio (VO2), a produção de gás carbônico (VCO2) e as demais variáveis de um teste de exercício convencional. Adicionalmente, podem ser verificadas, em situações específicas, a oximetria de pulso e as alças fluxo-volume antes, durante e após o esforço. A análise integrada dos dados permite a completa avaliação dos sistemas cardiovascular, respiratório, muscular e metabólico no esforço, sendo considerado padrão-ouro na avaliação funcional cardiorrespiratória.1-6 O TCPE permite definir mecanismos relacionados à baixa capacidade funcional, os quais podem ser causadores de sintomas como a dispneia, correlacionando-os com alterações dos sistemas cardiovascular, pulmonar e musculoesquelético. Também pode ser de grande aplicabilidade na avaliação prognóstica em cardiopatas, pneumopatas e em pré-operatório, além de auxiliar na prescrição mais criteriosa do exercício em sujeitos normais, em atletas, em cardiopatas e em pneumopatas. Assim como ocorre com o uso clínico, a pesquisa nesse campo também cresce e várias contribuições científicas de pesquisadores nacionais são publicadas em periódicos de alto fator de impacto. Sendo assim, o objetivo deste documento é fornecer uma revisão ampla da aplicabilidade do TCPE nas diferentes situações clínicas, bem como servir como guia prático na interpretação desse teste propedêutico.

Brazilian Cardiorespiratory Fitness Classification Based on Maximum Oxygen Consumption / Classificação Nacional da Aptidão Cardiorrespiratória pelo Consumo Máximo de Oxigênio

Abstract Background: Cardiopulmonary exercise test (CPET) is the most complete tool available to assess functional aerobic capacity (FAC). Maximum oxygen consumption (VO2 max), an important biomarker, reflects the real FAC. Objective: To develop a cardiorespiratory fitness (CRF) classification based on VO2 max in a Brazilian sample of healthy and physically active individuals of both sexes. Methods: We selected 2837 CEPT from 2837 individuals aged 15 to 74 years, distributed as follows: G1 (15 to 24); G2 (25 to 34); G3 (35 to 44); G4 (45 to 54); G5 (55 to 64) and G6 (65 to 74). Good CRF was the mean VO2 max obtained for each group, generating the following subclassification: Very Low (VL): VO2 < 50% of the mean; Low (L): 50% - 80%; Fair (F): 80% - 95%; Good (G): 95% -105%; Excellent (E) > 105%. Results: Men VL < 50% L 50-80% F 80-95% G 95-105% E > 105% G1 < 25.30 25.30-40.48 40.49-48.07 48.08-53.13 > 53.13 G2 < 23.70 23.70-37.92 37.93-45.03 45.04-49.77 > 49.77 G3 < 22.70 22.70-36.32 36.33-43.13 43.14-47.67 > 47.67 G4 < 20.25 20.25-32.40 32.41-38.47 38.48-42.52 > 42.52 G5 < 17.54 17.65-28.24 28.25-33.53 33.54-37.06 > 37.06 G6 < 15 15.00-24.00 24.01-28.50 28.51-31.50 > 31.50 Women G1 < 19.45 19.45-31.12 31.13-36.95 36.96-40.84 > 40.85 G2 < 19.05 19.05-30.48 30.49-36.19 36.20-40.00 > 40.01 G3 < 17.45 17.45-27.92 27.93-33.15 33.16-34.08 > 34.09 G4 < 15.55 15.55-24.88 24.89-29.54 29.55-32.65 > 32.66 G5 < 14.30 14.30-22.88 22.89-27.17 27.18-30.03 > 30.04 G6 < 12.55 12.55-20.08 20.09-23.84 23.85-26.35 > 26.36 Conclusions: This chart stratifies VO2 max measured on a treadmill in a robust Brazilian sample and can be used as an alternative for the real functional evaluation of physically and healthy individuals stratified by age and sex.

Resumo Fundamento: O teste cardiopulmonar de exercício (TCPE) é a ferramenta disponível mais completa na avaliação da capacidade aeróbica funcional (CF) do indivíduo. O consumo máximo de oxigênio (VO2 max), importante marcador biológico, reflete a real CF. Objetivo: Elaborar uma classificação de aptidão cardiorrespiratória (ACR) baseada no VO2 max em uma amostra nacional de sujeitos saudáveis e ativos de ambos os sexos. Métodos: Selecionamos 2837 TCPE de indivíduos entre 15 e 74 anos, assim distribuídos: G1 (15 a 24); G2 (25 a 34); G3 (35 a 44); G4 (45 a 54); G5 (55 a 64) e G6 (65 a 74). A ACR boa foi a média do VO2 max obtido em cada grupo, gerando as seguintes subclassificações: Muito Fraca (MF) VO2 < 50% da média; Fraca (F): 50%-80%; Regular (R): 80%-95%; Boa (B): 95%-105%; e Excelente (E) > 105%. Resultados: Homens MF < 50% F 50-80% R 80-95% B 95-105% E > 105% G1 < 25,30 25,30-40,48 40,49-48,07 48,08-53,13 > 53,13 G2 < 23,70 23,70-37,92 37,93-45,03 45,04-49,77 > 49,77 G3 < 22,70 22,70-36,32 36,33-43,13 43,14-47,67 > 47,67 G4 < 20,25 20,25-32,40 32,41-38,47 38,48-42,52 > 42,52 G5 < 17,54 17,65-28,24 28,25-33,53 33,54-37,06 > 37,06 G6 < 15 15,00-24,00 24,01-28,50 28,51-31,50 > 31,50 Mulheres G1 < 19,45 19,45-31,12 31,13-36,95 36,96-40,84 > 40,85 G2 < 19,05 19,05-30,48 30,49-36,19 36,20-40,00 > 40,01 G3 < 17,45 17,45-27,92 27,93-33,15 33,16-34,08 > 34,09 G4 < 15,55 15,55-24,88 24,89-29,54 29,55-32,65 > 32,66 G5 < 14,30 14,30-22,88 22,89-27,17 27,18-30,03 > 30,04 G6 < 12,55 12,55-20,08 20,09-23,84 23,85-26,35 > 26,36 Conclusão: A presente tabela estratifica o VO2 max aferido em esteira em uma robusta amostra nacional e pode ser utilizada como opção para a real avaliação funcional de indivíduos ativos e saudáveis de acordo com sexo e faixa etária.

Valores de referência para o teste cardiopulmonar para homens e mulheres sedentários e ativos / Reference values for cardiopulmonary exercise testing for sedentary and active men and women / Valores de referencia para el test cardiopulmonar para hombres y mujeres sedentarios y activos

FUNDAMENTO: Os valores de referência de teste cardiopulmonar (TCP) disponíveis no Brasil foram derivados de cicloergômetro, em população sedentária e relativamente pequena. OBJETIVO: Fornecer valores de referência para o TCP em brasileiros de ambos os sexos, sedentários e ativos. MÉTODOS: ENtre 2006 e 2008, 3.992 TCP de indivíduos saudáveis foram selecionados de nosso laboratório. Atletas, fumantes, portadores de qualquer patologia conhecida, usuários de medicação contínua e obesos foram excluídos. VO2 pico foi considerado VO2 máx. Analisamos também VO2 de limiar anaeróbico, ventilação máxima e pulso de oxigênio de acordo com sexo, faixa etária, sedentários e ativos. As faixas etárias foram assim divididas: G1 (15-24 anos), G2 (25-34), G3 (35-44), G4 (45-54), G5 (55-64) e G6 (65-74). RESULTADOS: De acordo com as faixas etárias, os valores médios de VO2 em ml/kg/min com os respectivos desvios-padrão foram: Homem ativo: G1-50,6 ± 7,3; G2-47,4 ± 7,4; G3-45,4 ± 6,8; G4-40,5 ± 6,5; G5-35,3 ± 6,2; G6-30,0 ± 6,1. Mulher ativa: G1-38,9 ± 5,7; G2-38,1 ± 6,6; G3-34,9 ± 5,9; G4-31,1 ± 5,4; G5-28,6 ± 6,1; G6-25,1 ± 4,4. Homem sedentário: G1-47,4 ± 7,9; G2-41,9 ± 7,2; G3-39,0 ± 6,8; G4-35,6 ± 7,7; G5-30,0 ± 6,3; G6-23,1 ± 6,3. Mulher sedentária: G1-35,6 ± 5,7; G2-34,0 ± 4,8; G3-30,0 ± 5,4; G4-27,2 ± 5,0; G5-23,9 ± 4,2; G6-21,2 ± 3,4. CONCLUSÃO: ESte artigo fornece valores de referência de VO2 máx, entre outros parâmetros, no Teste Cardiopulmonar realizados na esteira ergométrica em indivíduos de ambos os sexos, ativos e sedentários.

BACKGROUND: The reference values for cardiopulmonary exercise testing (CPET) available in Brazil were derived from a cycle ergometer in a sedentary and relatively small population. OBJECTIVE: Provide reference values for CPET in Brazilians of both sexes, either sedentary or active. METHODS: From 2006 to 2008, 3,992 CEPT of healthy individuals were selected from our laboratory. Athletes, smokers, patients with any known pathology, users of continuous medication and obese patients were excluded. Peak VO2 was considered max VO2. We also analyzed the anaerobic threshold VO2, maximum ventilation and oxygen pulse according to sex, age, sedentary and active patients. Age groups were divided as follows: G1 (15-24), G2 (25-34), G3 (35-44), G4 (45-54), G5 (55-64) and G6 (65-74). RESULTS: According to age groups, the mean values of VO2 in ml/kg/min with their standard deviations were: Active man: G1-50.6 ± 7.3, G2-47, 4 ± 7.4, G3-45, 4 ± 6.8, G4-40.5 ± 6.5; G5-35.3 ± 6.2; G6-30.0 ± 6.1. Active woman: G1-38.9 ± 5.7; G2-38.1 ± 6.6; G3-34.9 ± 5.9; G4-31.1 ± 5.4; G5-28.6 ± 6.1; G6-25.1 ± 4.4. Sedentary man: G1-47.4 ± 7.9; G2-41.9 ± 7.2; G3-39.0 ± 6.8; G4-35.6 ± 7.7; G5-30.0 ± 6.3; G6-23.1 ± 6.3. Sedentary woman: G1-35.6 ± 5.7; G2-34.0 ± 4.8; G3-30.0 ± 5.4; G4-27.2 ± 5.0; G5-23.9 ± 4.2; G6-21.2 ± 3.4. CONCLUSION: This article provides reference values of max VO2, among other parameters, in the Cardiopulmonary Exercise Testing performed on the treadmill in individuals of both sexes, either active and sedentary.

FUNDAMENTO: Los valores de referencia de test cardiopulmonar (TCP) disponibles en el Brasil fueron derivados de ciclóergómetro, en población sedentaria y relativamente pequeña. OBJETIVO: Proveer valores de referencia para el TCP en brasileños de ambos sexos, sedentarios y activos. MÉTODOS: Entre 2006 y 2008, 3.992 TCP de individuos sanos fueron seleccionados de nuestro laboratorio. Atletas, fumantes, portadores de cualquier patología conocida, usuarios de medicación continua y obesos fueron excluidos. VO2 pico fue considerado VO2 máx. Analizamos también VO2 de umbral anaeróbico, ventilación máxima y pulso de oxígeno de acuerdo con sexo, franja etárea, sedentarios y activos. Las franjas etáreas fueron así divididas: G1 (15-24 años), G2 (25-34), G3 (35-44), G4 (45-54), G5 (55-64) y G6 (65-74). RESULTADOS: De acuerdo con las franjas etáreas, los valores medios de VO2 en ml/kg/min con los respectivos desviación-estándar fueron: Hombre activo: G1-50,6 ± 7,3; G2-47,4 ± 7,4; G3-45,4 ± 6,8; G4-40,5 ± 6,5; G5-35,3 ± 6,2; G6-30,0 ± 6,1. Mujer activa: G1-38,9 ± 5,7; G2-38,1 ± 6,6; G3-34,9 ± 5,9; G4-31,1 ± 5,4; G5-28,6 ± 6,1; G6-25,1 ± 4,4. Hombre sedentario: G1-47,4 ± 7,9; G2-41,9 ± 7,2; G3-39,0 ± 6,8; G4-35,6 ± 7,7; G5-30,0 ± 6,3; G6-23,1 ± 6,3. Mujer sedentaria: G1-35,6 ± 5,7; G2-34,0 ± 4,8; G3-30,0 ± 5,4; G4-27,2 ± 5,0; G5-23,9 ± 4,2; G6-21,2 ± 3,4. CONCLUSIÓN: Este artículo provee valores de referencia de VO2 máx, entre otros parámetros, en el Test Cardiopulmonar realizados en la cinta ergométrica en individuos de ambos sexos, activos y sedentarios.

Construção e validação do "CADE-Q" para educação de pacientes em programas de reabilitação cardíaca / Construction and validation of the CADE-Q for patient education in cardiac rehabilitation programs

FUNDAMENTO: O conhecimento sobre a doença arterial coronariana pode ser considerado o primeiro passo para reduzir o risco de complicações cardíacas. OBJETIVOS: Construir e validar um instrumento capaz de avaliar e descrever o conhecimento do paciente coronariano em programas de reabilitação cardíaca, com a finalidade de educação. MÉTODOS: Para construção, foi realizada análise de artigos e estudo de campo para a apresentação de itens a uma equipe multidisciplinar associada à reabilitação cardíaca. Após análise, foi gerada a versão testada em um estudo-piloto. O instrumento, nomeado CADE-Q (Questionário para Educação do Paciente Coronariano), foi aplicado em 155 pacientes com idade de 61 ± 9 anos (mín = 36 ; máx = 86), participantes de programas de reabilitação cardíaca. Dos 155 pacientes, 114 eram homens. A consistência interna foi verificada pelo coeficiente Alpha de Cronbach. A reprodutibilidade foi testada através do coeficiente de correlação intraclasse (CCIC) e a validade de construto por análise fatorial exploratória. Foi realizada análise comparando os escores totais em função de características da população e entre os grupos de reabilitação (privado e público). RESULTADOS: A versão final possui 19 questões com 4 alternativas, com 4 quadrantes de conhecimento. O Alpha de Cronbach foi de 0,68 e CCIC foi de 0,783. A análise fatorial revelou 6 fatores, abrangendo três áreas de conhecimento, o que demonstra a multifatoriedade do instrumento. A análise das características da população em função do escore total apresentou diferenças significativas em função das variáveis do nível socioeconômico (tipo de reabilitação, renda familiar e escolaridade). CONCLUSÃO: O instrumento CADE-Q apresenta validade e confiabilidade adequadas para sua utilização na população brasileira em futuras pesquisas.

BACKGROUND: Being aware of the coronary artery disease can be considered the first step to reduce the risk of cardiac complications. OBJECTIVE: Building and validating a tool to assess and describe coronary patients' awareness in cardiac rehabilitation programs, with the purpose of education. METHODS: For the construction, we analyzed articles and field studies to submit items to multidisciplinary team associated to cardiac rehabilitation. After this analysis, we generated the version tested in a pilot study. The tool, named CADE-Q (Questionnaire for Coronary Patient Education) was applied in 155 patients aged 61 ± 9 (min = 36, max = 86) in response to cardiac rehabilitation programs. Out of the 155 patients, 114 were men. Internal consistency was measured by Cronbach's alpha coefficient. Reproducibility was tested by the intraclass correlation coefficient (ICC) and construct validity was performed by exploratory factor analysis. The analysis compared the total scores as a function population characteristics and rehabilitation groups (private and public). RESULTS: The final version has 19 questions with 4 alternatives, with 4 quadrants of awareness. Cronbach's alpha was 0.68 and ICC was 0.783. The factor analysis revealed 6 factors, covering three areas of awareness, which demonstrates the multifactorial nature of the instrument. The population characteristics as a function of the total score showed significant differences depending on the socioeconomic status variables (type of rehabilitation, household income and education level). CONCLUSION: CADE-Q has proper validity and reliability to be used in the Brazilian population in future research.