abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil vv7HKFT7gmVKMpDfVvqfyYf 00010 S0066-782X2010000600010 S0066-782X(10)09400610 10.1590/S0066-782X2010005000044 Artigos Originais Reprodutibilidade da determinação do limiar anaeróbico em pacientes com insuficiência cardíaca Pereira Danielle Aparecida Gomes Vieira Danielle Soares Rocha Samora Giane Amorim Ribeiro Lopes Fernanda Lima Alencar Maria Clara Norman Lage Susan Martins Parreira Verônica Franco Velloso Marcelo Moreira Maria da Consolação Vieira Britto Raquel Rodrigues Belo Horizonte Minas Gerais Universidade Federal de Minas Gerais Brazil Belo Horizonte Minas Gerais Centro Universitário de Belo Horizonte Brazil 06 2010 94 6 771 778 28 08 2009 16 05 2009 21 12 2009 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: O limiar anaeróbico (LA) fornece informações sobre a capacidade funcional na insuficiência cardíaca (IC). Porém, a determinação visual do LA por métodos ventilatórios é subjetiva, ficando suscetível à diferença entre examinadores. OBJETIVOS: Avaliar a reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores na determinação do LA em indivíduos com IC leve a moderada pelos métodos visual-gráfico e V-slope. Comparar e correlacionar os resultados encontrados. MÉTODOS: Após realização de teste ergoespirométrico em esteira, utilizaram-se os métodos visual-gráfico e V-slope para análise do LA. Para avaliar a reprodutibilidade, três examinadores detectaram o LA duas vezes em cada método, em dias distintos. Para análise estatística, utilizou-se coeficiente de correlação intraclasse (CCI) com p < 0,05. RESULTADOS: Foram avaliados 16 indivíduos com média de idade de 45,9 ± 9,7 anos, fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 20,5 ± 8,1% e consumo de oxigênio no pico do esforço de 20,6 ± 7,8 ml/kg•min-1. A reprodutibilidade intraexaminador foi alta nos dois métodos para os três examinadores, com valores de CCI entre 0,87 e 0,99. A reprodutibilidade interexaminadores foi moderada tanto no método visual-gráfico (CCI = 0,69) quanto no V-slope (CCI = 0,64). Quando se contrastaram os métodos, foi encontrado CCI de 0,91. CONCLUSÕES: A detecção do LA por meio dos métodos visual-gráfico e V-slope apresentou reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores alta e moderada, respectivamente. Além disso, os dois métodos demonstraram alta concordância quando contrastados. Esses resultados sugerem que ambos os métodos podem ser utilizados, de forma reprodutível, na avaliação do LA em indivíduos com IC de leve a moderada

 Reprodutibilidade limiar anaeróbio insuficiência cardíaca teste de esforço 07 05 2010

ARTIGO ORIGINAL

ERGOESPIROMETRIA

Reprodutibilidade da determinação do limiar anaeróbico em pacientes com insuficiência cardíaca

Danielle Aparecida Gomes PereiraI, II; Danielle Soares Rocha VieiraI, Giane Amorim Ribeiro SamoraI, II; Fernanda Lima LopesI; Maria Clara Norman AlencarI; Susan Martins LageI; Verônica Franco ParreiraI; Marcelo VellosoI; Maria da Consolação Vieira MoreiraI; Raquel Rodrigues BrittoI

IUniversidade Federal de Minas Gerais-UFMG, Belo Horizonte, MG - Brasil

IICentro Universitário de Belo Horizonte-UNI-BH, Belo Horizonte, MG - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: O limiar anaeróbico (LA) fornece informações sobre a capacidade funcional na insuficiência cardíaca (IC). Porém, a determinação visual do LA por métodos ventilatórios é subjetiva, ficando suscetível à diferença entre examinadores.

OBJETIVOS: Avaliar a reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores na determinação do LA em indivíduos com IC leve a moderada pelos métodos visual-gráfico e V-slope. Comparar e correlacionar os resultados encontrados.

MÉTODOS: Após realização de teste ergoespirométrico em esteira, utilizaram-se os métodos visual-gráfico e V-slope para análise do LA. Para avaliar a reprodutibilidade, três examinadores detectaram o LA duas vezes em cada método, em dias distintos. Para análise estatística, utilizou-se coeficiente de correlação intraclasse (CCI) com p < 0,05.

RESULTADOS: Foram avaliados 16 indivíduos com média de idade de 45,9 ± 9,7 anos, fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 20,5 ± 8,1% e consumo de oxigênio no pico do esforço de 20,6 ± 7,8 ml/kg•min-1. A reprodutibilidade intraexaminador foi alta nos dois métodos para os três examinadores, com valores de CCI entre 0,87 e 0,99. A reprodutibilidade interexaminadores foi moderada tanto no método visual-gráfico (CCI = 0,69) quanto no V-slope (CCI = 0,64). Quando se contrastaram os métodos, foi encontrado CCI de 0,91.

CONCLUSÕES: A detecção do LA por meio dos métodos visual-gráfico e V-slope apresentou reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores alta e moderada, respectivamente. Além disso, os dois métodos demonstraram alta concordância quando contrastados. Esses resultados sugerem que ambos os métodos podem ser utilizados, de forma reprodutível, na avaliação do LA em indivíduos com IC de leve a moderada

Palavras-chave: Reprodutibilidade, limiar anaeróbio, insuficiência cardíaca, teste de esforço.

Introdução

Em indivíduos com insuficiência cardíaca (IC), medidas das variáveis cardiopulmonares durante o exercício, por meio do teste de esforço máximo com análise direta de gases expirados, são consideradas referência para a avaliação de capacidade funcional1,2. O consumo de oxigênio mensurado diretamente é uma medida precisa que permite avaliar clinicamente a capacidade aeróbica1-4. Quando um indivíduo alcança seu limite fisiológico em um teste de esforço, pode-se dizer que o consumo máximo de oxigênio (VO2máx) foi atingido1,2. A medida do VO2máx é definida quando o consumo de oxigênio alcança um platô, indicando que a capacidade máxima foi alcançada pela ausência de aumento no VO2 mesmo com aumento adicional de carga1,2. O VO2máx é afetado por idade, sexo, presença de doenças ou uso de medicações2-4. Na IC, essa medida é raramente alcançada, e o consumo de oxigênio atingido no pico do esforço sem alcance de platô (VO2pico) é utilizado para definir a capacidade funcional1,2,5,6.

Como a determinação do esforço máximo pode ser subjetiva na IC, e atividades de vida diária não requerem capacidade máxima, outras variáveis do teste podem ser úteis na avaliação da capacidade funcional1,7, como o limiar anaeróbico (LA). Este é definido como nível de trabalho ou consumo de oxigênio acima do qual a produção de energia aeróbica é suplementada por metabolismo anaeróbico, levando a aumento de lactato sanguíneo8-12. A dissociação do ácido lático leva à liberação de íons H+, que, tamponados na corrente sanguínea pelo bicarbonato, geram maior produção de gás carbônico (VCO2) e aumento da resposta ventilatória1,8-13. Portanto, existe um limiar ventilatório coincidente com o LA13,14, sendo possível sua detecção pela análise dos gases por meio da ergoespirometria15.

Tanto o VO2pico quanto o LA determinado por método ventilatório são considerados válidos e reprodutíveis em indivíduos saudáveis1,5,14,16. Entretanto, como a determinação de esforço máximo pode ser subjetiva em indivíduos com IC1,16, o LA seria uma alternativa para predizer desempenho aeróbico comparado ao VO2pico1,8,13,16-18. Além disso, o LA pode ser útil na determinação de intensidade de prescrição de treinamento em programas de reabilitação, avaliação dos efeitos de treinamento e avaliação de prognóstico em pacientes com IC4,8. Nos indivíduos com IC, o acúmulo de lactato pode ocorrer precocemente, levando a uma duração mais curta do teste de esforço, o que, segundo alguns autores1,12, pode dificultar a identificação do LA. Além disso, a determinação visual do LA por métodos ventilatórios é de natureza subjetiva, ficando suscetível à diferença entre examinadores8. Assim, os objetivos deste estudo foram: 1. avaliar a reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores na determinação do LA em indivíduos com IC leve a moderada pelos métodos visual-gráfico e V-slope, e 2. comparar e correlacionar os resultados encontrados por meio dos dois métodos.

Métodos

Sujeitos

O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da instituição, e todos os voluntários assinaram Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Os critérios de inclusão foram indivíduos com IC classes II e III da New York Heart Association (NYHA), independentemente de sexo e etnia, no estágio C de IC19,20, que não praticassem atividade física regular, com idade entre 25 e 59 anos, estabilidade clínica há pelo menos dois meses, fração de ejeção do ventrículo esquerdo em repouso < 45% e que não apresentassem doenças inflamatórias em fase aguda, insuficiência renal, disfunção ortopédica ou neurológica limitante à realização de deambulação, história de doença pulmonar, angina instável, arritmias não controladas ou doença arterial obstrutiva periférica. Respeitando esses critérios, incluíram-se 16 indivíduos com média de idade de 45,9 ± 9,7 anos, IMC de 26,5 ± 5,1 kg/m2, fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 20,5 ± 8,1%, selecionados no ambulatório de insuficiência cardíaca da instituição. A tabela 1 mostra as características clínicas dos 16 indivíduos com IC, avaliados por meio do teste de esforço máximo com análise de gases expirados. A maior parte da amostra foi composta por homens (75%), em sua maioria com IC de origem idiopática (43,75%) e em classe funcional II (81,25%) da NYHA.

Protocolo experimental

O teste de esforço máximo com análise de gases expirados (CPX Ultima®, Medical Graphics, Estados Unidos) foi realizado em esteira ergométrica (Millenium Classic CI®, Inbramed/Inbrasport, Brasil) com protocolo de rampa21-24. O protocolo de rampa foi desenvolvido com base nos valores de velocidade mínima e máxima definidos pelo estudo de Barbosa e Sobral22 para cada década de idade e sexo, para que o teste de esforço tivesse uma duração de, no mínimo, 8 minutos. Realizou-se uma extrapolação polinomial de quarta ordem para determinação dos valores de referência para cada idade e sexo, e cálculo de incrementos a cada 10 segundos, a fim de que o teste de esforço tivesse uma duração de até 15 minutos12. Os incrementos utilizados como referência para o protocolo de rampa encontram-se descritos nas tabelas 2 e 3. Os testes foram realizados com temperatura ambiente a 20 ± 2º C e umidade relativa do ar entre 50% e 70%24.

Para a análise do LA, dois métodos foram utilizados: 1. visual-gráfico plotando VCO2 e VO2 em função do tempo (fig. 1) e 2. V-slope plotando VCO2 em função do VO2 (fig. 2). Em ambos os métodos, o LA foi avaliado em gráficos com média móvel de oito respirações15. No método visual-gráfico, o LA foi definido como o ponto no qual houve quebra da linearidade da resposta de VCO2 comparado ao VO2 em função do tempo15, e no V-slope, como o momento a partir do qual houve mudança na inclinação da curva1,5,12-14. Para a avaliação da reprodutibilidade, três examinadores com treinamento anterior nos dois métodos detectaram o LA de forma independente. O LA foi avaliado duas vezes, em cada método, por cada examinador em dias distintos.

Análise estatística

O teste de Shapiro Wilk foi realizado para análise da distribuição dos dados. O coeficiente de correlação intraclasse (CCI) de consistência e CCI de concordância foram utilizados para avaliar reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores da segunda avaliação, respectivamente. Para comparar as médias dos valores de VO2 no LA dos três examinadores na segunda avaliação, aplicou-se o teste t pareado. Para contrastar os dois métodos, foi feita a média do LA dos três examinadores tanto no método visual-gráfico quanto no V-slope da segunda avaliação, e posteriormente aplicou-se o CCI de concordância. Foi considerado como significativo um p < 0,05. Para a análise dos dados, utilizou-se o software SPSS ® (SPSS Inc., Estados Unidos), versão 13.0.

Resultados

Um avaliador não conseguiu identificar o LA de dois pacientes, nos dois métodos. Dessa forma, foram considerados para as análises de reprodutibilidade os dados de 14 pacientes. A tabela 4 mostra a reprodutibilidade intraexaminador. Foram observados valores de CCI de alta magnitude variando de 0,87 a 0,99, demonstrando alta reprodutibilidade nos dois métodos para os três examinadores. A reprodutibilidade interexaminadores foi de magnitude moderada tanto no método visual-gráfico (CCI = 0,69; p = 0,0001) quanto no V-slope (CCI = 0,64; p = 0,0001). O VO2pico atingido no teste de esforço máximo foi de 20,6 ± 7,8 ml/kg•min-1. As médias dos valores de VO2 no LA dos três examinadores foram 15,10 ± 3,20 ml/kg•min-1 e 16,15 ± 3,63 ml/kg•min-1 para os métodos visual-gráfico e V-slope, respectivamente. Essas medidas não apresentaram diferença estatística quando comparadas (p = 0,09). A figura 3 mostra o gráfico da dispersão dos dados obtidos com os dois métodos. Correlacionando os dois métodos, foi encontrado CCI de 0,91 (p = 0,001).

Discussão

Os principais resultados encontrados no presente estudo foram a alta reprodutibilidade intraexaminador e a moderada interexaminadores tanto do método visual-gráfico quanto do V-slope. Tais resultados reforçam a possibilidade da utilização de ambos os métodos na identificação do LA, considerando principalmente o fato de eles serem técnicas não invasivas de determinação dessa variável.

A detecção do LA por métodos ventilatórios é considerada válida5,14,16,25 e, em indivíduos saudáveis e atletas, demonstrou ser altamente reprodutível5,25. Já em indivíduos com IC, existe o questionamento em relação à avaliação por métodos ventilatórios, por causa das dificuldades na detecção do LA nessa população1,6,12,14,26 e em razão da subjetividade inerente à análise visual8. Em um estudo de Matsumara e cols.16, foi encontrada alta reprodutibilidade da detecção do LA em uma população mista de indivíduos saudáveis e indivíduos com IC por meio da análise da relação gráfica ventilação minuto/VO2. O presente estudo foi realizado com uma amostra composta exclusivamente de indivíduos com IC, e as técnicas de escolha para detecção do LA basearam-se na análise do VCO26,14,26.

A reprodutibilidade intraexaminador da detecção do LA foi alta tanto no método visual-gráfico quanto no V-slope, o que demonstra alta consistência dos três examinadores avaliando especificamente indivíduos com IC. Esses achados estão de acordo com Weber e cols.27 que, ao avaliarem a ventilação em indivíduos com IC durante o esforço, também encontraram reprodutibilidade intraexaminador alta na detecção do LA por meio da análise gráfica quando buscaram o aumento não linear da ventilação-minuto e do VCO2 em relação ao tempo.

Apesar da estabilidade das análises de cada examinador, a reprodutibilidade interexaminadores apresentou magnitude moderada, reforçando a hipótese de que diferença entre examinadores talvez seja inevitável na avaliação visual pelo método ventilatório8.

Na literatura, é descrito percentual de perdas quando se avalia o LA por meio de análise visual de até 50%13. No presente estudo, um dos examinadores não conseguiu detectar o LA de apenas dois indivíduos (12,5%), o que não afetou a análise de correlação entre os dois métodos (apresentada na figura 3). Nesse caso, foi considerada a média dos valores obtidos pelos dois outros avaliadores. A média do VO2pico encontrada na população estudada foi de 20,6 ± 7,8 ml/kg•min-1. Segundo a classificação de Weber1,27,28, a amostra seria definida pelo valor da média do VO2pico como classe A (gravidade leve). Essa informação reforça a hipótese de que seria esperado um número de limiares não detectáveis inferior ao descrito na literatura, considerando a gravidade menor da amostra avaliada neste estudo.

O método V-slope vem sendo classicamente descrito como método de escolha na avaliação de LA em indivíduos com IC1,6. No entanto, no presente estudo, as reprodutibilidades intraexaminador e interexaminadores de ambos os métodos foram similares, não demonstrando superioridade de um método em relação a outro. Além disso, quando se contrastaram os dois métodos correlacionando a média dos resultados dos três examinadores no método visual-gráfico com a média dos examinadores no V-slope, foi encontrado alto coeficiente de correlação intraclasse, o que demonstra que existe boa concordância entre eles.

Apesar do número pequeno de pacientes avaliados, especialmente na classe III de NYHA, os achados deste estudo apresentam relevância clínica, pois demonstram que a detecção do LA por métodos ventilatórios em indivíduos com IC de gravidade leve a moderada pode ser factível com reprodutibilidade adequada. Uma das limitações deste trabalho é que foram avaliados indivíduos de gravidade leve, em sua maioria classe II da NYHA, não permitindo extrapolar conclusões relativas à avaliação de pessoas com IC de maior gravidade e pior classe funcional. Futuros estudos são necessários para investigar a reprodutibilidade da detecção do LA em indivíduos com IC de maior gravidade.

Conclusão

A detecção do LA por meio dos métodos visual-gráfico e V-slope apresentou reprodutibilidade intraexaminador e interexaminadores alta e moderada, respectivamente. Além disso, os dois métodos demonstraram alta concordância quando contrastados. Esses resultados sugerem que ambos os métodos podem ser utilizados, de forma reprodutível, na avaliação do LA em indivíduos com IC de leve a moderada.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo foi parcialmente financiado pela FAPEMIG e CNPq.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de tese de Doutorado de Danielle Aparecida Gomes Pereira pela Universidade Federal de Minas Gerais.

Correspondência:

Danielle Aparecida Gomes Pereira

Departamento de Fisioterapia - UFMG - Campus Pampulha

Av. Antônio Carlos, 6627 - Pampulha

31270-901 - Belo Horizonte, MG - Brasil

E-mail:

d.fisio@ig.com.br,

d.fisio@bol.com.br

Artigo recebido em 16/05/09; revisado recebido em 28/08/09; aceito em 21/12/09.

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Determination of aerobic capacity and the severity of chronic cardiac and circulatory failure Circulation 1987 VI40 45 76 Weber KT Janicki JS McElroy PA Original Articles Reproducibility of the determination of anaerobic threshold in patients with heart failure

BACKGROUND: The anaerobic threshold (AT) provides information on functional capacity in heart failure (HF). However, the visual determination of the AT by ventilatory methods is subjective, being susceptible to differences between examiners. OBJECTIVE: To evaluate the inter- and intra-examiner reproducibility in the determination of the AT in patients with mild to moderate HF, using visual-graphic and V-slope methods. To compare and correlate the results. METHODS: After performing a cardiopulmonary exercise test on a treadmill, visual-graphic and V-slope methods were used for the analysis of the AT. To assess the reproducibility, three examiners determined the AT twice by each method, on different days. For statistical analysis, we used intra-class correlation coefficient (ICC) with p <0.05. RESULTS: We evaluated a total of 16 subjects, with a mean age of 45.9 ± 9.7 years, left ventricle ejection fraction of 20.5 ± 8.1%, and peak exercise oxygen consumption of 20.6 ± 7.8 mL/kg•min-1. The intra-examiner reproducibility was high in both methods for the three examiners, with ICC values between 0.87 and 0.99. The inter-examiner reproducibility was moderate in both visual-graphic method (ICC = 0.69) and V-slope method (ICC = 0.64). When comparing methods, the ICC found was 0.91. CONCLUSION: AT determination by visual-graphic and V-slope methods showed high and moderate inter- and intra-examiner reproducibility, respectively. Moreover, both methods showed good agreement when compared with each other. These results suggest that both methods can be used in a reproducible way in AT assessment of patients with mild to moderate HF.

 Reproducibility of results anaerobic threshold heart failure exercise test

ORIGINAL ARTICLE

Danielle Aparecida Gomes PereiraI, II; Danielle Soares Rocha VieiraI; Giane Amorim Ribeiro SamoraI, II; Fernanda Lima LopesI; Maria Clara Norman AlencarI; Susan Martins LageI; Verônica Franco ParreiraI; Marcelo VellosoI; Maria da Consolação Vieira MoreiraI; Raquel Rodrigues BrittoI

IUniversidade Federal de Minas Gerais-UFMG, Belo Horizonte, MG - Brazil

IICentro Universitário de Belo Horizonte-UNI-BH, Belo Horizonte, MG - Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: The anaerobic threshold (AT) provides information on functional capacity in heart failure (HF). However, the visual determination of the AT by ventilatory methods is subjective, being susceptible to differences between examiners.

OBJECTIVE: To evaluate the inter- and intra-examiner reproducibility in the determination of the AT in patients with mild to moderate HF, using visual-graphic and V-slope methods. To compare and correlate the results.

METHODS: After performing a cardiopulmonary exercise test on a treadmill, visual-graphic and V-slope methods were used for the analysis of the AT. To assess the reproducibility, three examiners determined the AT twice by each method, on different days. For statistical analysis, we used intra-class correlation coefficient (ICC) with p <0.05.

RESULTS: We evaluated a total of 16 subjects, with a mean age of 45.9 ± 9.7 years, left ventricle ejection fraction of 20.5 ± 8.1%, and peak exercise oxygen consumption of 20.6 ± 7.8 ml/kg•min-1. The intra-examiner reproducibility was high in both methods for the three examiners, with ICC values between 0.87 and 0.99. The inter-examiner reproducibility was moderate in both visual-graphic method (ICC = 0.69) and V-slope method (ICC = 0.64). When comparing methods, the ICC found was 0.91.

CONCLUSIONS: AT determination by visual-graphic and V-slope methods showed high and moderate inter- and intra-examiner reproducibility, respectively. Moreover, both methods showed good agreement when compared with each other. These results suggest that both methods can be used in a reproducible way in AT assessment of patients with mild to moderate HF.

Key Words: Reproducibility of results; anaerobic threshold; heart failure; exercise test.

Introduction

In subjects with heart failure (HF), measurements of cardiopulmonary variables during exercise, using maximal exercise testing with direct analysis of expired gases, are considered as reference for the evaluation of functional capacity1,2. Directly measured oxygen consumption is an accurate method for clinical assessment of the aerobic capacity1-4. When an individual reaches its physiological limit in an exercise test, this indicates that the maximum oxygen consumption (VO2max) has been reached1,2. The measurement of the VO2max is determined when the oxygen consumption reaches a plateau, indicating that the maximum capacity has been reached by the lack of increase in VO2, even with further increase in the load1,2. The VO2max is affected by age, gender, medical condition, or medication use2-4. In HF, this plateau is rarely reached, and the peak exercise oxygen consumption achieved without reaching a plateau (VO2peak) is used to determine the functional capacity1,2,5,6.

Since the determination of the maximum stress in HF patients can be subjective, and as daily activities do not require maximal capacity, other variables in the test, such as the anaerobic threshold (AT), may be useful in assessing functional capacity1,7. AT is defined as the work level or the oxygen consumption above which aerobic energy production is supplemented by anaerobic metabolism, leading to increased blood lactate levels8-12. The dissociation of the lactic acid leads to the release of H+ ions, which are buffered in the bloodstream by bicarbonate, generating the production of more carbon dioxide (VCO2) and an increased ventilatory response1,8-13. Therefore, there is a ventilatory threshold coincident with the AT13,14, which is detected by gas analysis using spirometry.15

Both VO2peak and AT determined by the ventilatory method are considered valid and reproducible in healthy subjects1,5,14,16. However, as the determination of maximum stress can be subjective in individuals with HF1,16, AT can be an alternative option comparable to the VO2peak to predict aerobic performance1,8,13,16-18. Moreover, AT may be useful in determining the intensity of the training prescription in rehabilitation programs, in evaluating the effects of training, and in assessing the prognosis of patients with HF4,8. In HF patients, the accumulation of lactate may occur earlier, leading to a shorter duration of the exercise test, a fact which according to some authors1,12 can complicate AT determination. Moreover, the visual determination of AT by ventilatory methods is subjective, being susceptible to differences between examiners8. Thus, the objectives of this study were: 1) to assess the inter- and intra-examiner reproducibility in AT assessment of patients with mild to moderate HC using visual-graphic and V-slope methods; and 2) to compare and correlate the results found by both methods.

Methods

Subjects

The study was approved by the Ethics and Research Committee of the institution, and all volunteers signed an Informed Consent. Inclusion criteria were: Individuals with HF in New York Heart Association (NYHA) Class II and III, regardless of gender and ethnicity, in stage C of HF19,20, who did not practice regular physical activity, aged between 25 and 59 years, who showed clinical stability for at least two months, with ejection left ventricle fraction at rest < 45%, and who had shown no acute-phase inflammatory diseases; renal failure; orthopedic or neurological dysfunctions limiting ambulation; history of pulmonary disease; unstable angina; uncontrolled arrhythmias; or peripheral arterial disease. Respecting these criteria, 16 subjects were included, with a mean age of 45.9 ± 9.7 years, BMI of 26.5 ± 5.1 kg/m2, left ventricle ejection fraction of 20.5 ± 8.1%, selected from the heart failure outpatient clinic of the institution. Table 1 shows the clinical characteristics of 16 HF patients, assessed by the maximal exercise test with expired gas analysis. Most of the sample was composed of men (75%), mostly with idiopathic HF (43.75%) in NYHA class II (81.25%).

Experimental Protocol

The maximal exercise test with expired gas analysis (CPX UltimaTM, Medical Graphics, USA) was performed on a treadmill (Millennium Classic CITM, Inbramed/Inbrasport, Brazil) with a ramp protocol21-24. The ramp protocol was developed with base on the values of minimum and maximum speed defined by the study of Barbosa and Sobral22 for each decade of age and gender, so that the stress test had a duration of at least 8 minutes. A fourth-order polynomial extrapolation was performed to determine reference values for each age and gender, and the increment was calculated every 10 seconds, so that the stress test had a duration of 12 to 15 minutes12. The increments used as reference for the ramp protocol are described in Tables 2 and 3. The tests were performed at room temperature, at 20 ± 2º C, and relative humidity between 50% and 70%24.

For AT analysis, two methods were used: 1. the visual-graphic method, in which VCO2 and VO2 were plotted as a function of time (Fig. 1); and 2. the V-slope method, in which VCO2 was plotted as a function of VO2 (Fig. 2). In both methods, the AT was assessed in charts with eight-breath moving average15. In the visual-graphic method, AT was defined as the point at which there was a break in the linearity of the response of VCO2 compared to VO2, as a function of time15; and in the V-slope method, AT was determined as the point from which there was a change in the slope of the curve1,5,12-14. To evaluate reproducibility, three investigators with prior training in both methods determined the AT independently. AT was assessed twice by each method by each examiner on different days.

Statistical analysis

The Shapiro Wilk test was performed to analyze the data distribution. The intra-class correlation coefficient (ICC) for consistency and the ICC for agreement were used to assess intra- and inter-examiner reproducibility in the second evaluation, respectively. To compare the mean values of VO2 determined by the three examiners in the second evaluation, we applied the paired t test. To contrast the two methods, the average AT values of the second evaluation conducted by the three examiners were calculated by both the visual-graphic method and the V-slope method, and subsequently the ICC for agreement was applied. The p-value was considered significant at p < 0.05. For data analysis, we used the SPSSTM (SPSS Inc., USA), version 13.0.

Results

One of the examiners could not identify the AT of two patients in both methods. Thus, data from 14 patients were taken into account for the reproducibility analysis. Table 4 shows the intra-examiner reproducibility. The ICC values were high, ranging from 0.87 to 0.99, indicating high reproducibility of both methods for the three examiners. The inter-examiner reproducibility was moderate in both visual-graphic method (ICC = 0.69, p = 0.0001) and V-slope method (ICC = 0.64, p = 0.0001). The VO2peak reached at maximal exercise test was 20.6 ± 7.8 ml/kg•min-1. The mean values of VO2 in AT determined by the three examiners were 15.10 ± 3.20 ml/kg•min-1 and 16.15 ± 3.63 ml/kg•min-1 for the visual-graphic and V-slope methods, respectively. These values showed no statistical difference when compared (p = 0.09) with each other. Figure 3 shows the data dispersion graph obtained with both methods. Comparing the two methods, the ICC found was 0.91 (p = 0.001).

Discussion

The main findings of this study were a high intra-examiner reproducibility and a moderate inter-examiner reproducibility, both in the visual-graphic method and the V-slope method. These results reinforce the possibility of using both methods in AT detection, especially considering the fact that they are non-invasive techniques for determining this variable.

AT detection by ventilatory methods is considered valid5,14,16,25 and in healthy subjects and athletes, it has proven to be highly reproducible5,25. In HF patients, the validity of ventilatory methods is questioned, because of difficulties in detecting AT1,6,12,14,26 in this population, and because of the inherent subjectivity of the visual analysis.8 In a study conducted by Matsumara et al16, a highly reproducible AT detection was observed in a mixed population of healthy subjects and HF patients, by examining graphically the relationships between minute ventilation and VO2. The present study was conducted with a sample composed exclusively of individuals with HF, and the techniques of choice for AT detection were based on VCO2 analysis6,14,26.

The intra-examiner reproducibility in AT detection was high both in the visual-graphic method and the V-slope method, which indicates a high consistency between the three examiners while specifically evaluating patients with HF. These findings are in agreement with Weber et al27 who, when assessing ventilation in HF patients during exercise, also found high intra-examiner reproducibility in the detection of AT through graphical analysis, with a non-linear increase in minute ventilation and VCO2 as a function of time.

Despite the stability in the analysis of each examiner, the inter-examiner reproducibility showed moderate magnitude, reinforcing the hypothesis that differences between examiners may be unavoidable in the visual assessment of ventilatory methods8.

In the literature, a percentage of failure of up to 50% is described when assessing AT by visual analysis13. In this study, one of the examiners could not detect the AT in just two individuals (12.5%), which did not affect the correlation analysis between the two methods (shown in Figure 3). In these cases, we have taken into account the mean values obtained by the two other examiners. The mean VO2 max found in the study population was 20.6 ± 7.8 ml/kg•min-1. According to the classification of Weber1,27,28, the sample should be defined as class A (mild severity) by the value of the mean VO2 max. This information strengthens the hypothesis that there may be a smaller number of non-detectable thresholds than what has been described in the literature, considering the lower severity of HF in the patients of the sample evaluated in this study.

The V-slope method has been classically described as a method of choice in AT assessment of HF patients1,6. However, in this study, intra and inter-examiner reproducibilities of both methods were similar, showing no superiority of one method over the other. Moreover, when the two methods were contrasted, comparing the average results of the three examiners who used the visual-graphic method with the average results of the examiners who used the V-slope method, we found high intra-class correlation coefficients, which show that there is good agreement between both methods.

Despite the small number of patients evaluated, especially in NYHA class III, our findings have clinical relevance, because they demonstrate that AT determination by ventilatory methods in patients with HF of mild or moderate severity may be feasible with adequate reproducibility. One of the limitations of this study was that we evaluated subjects with mild severity, mostly in NYHA class II, and this does not allow an extrapolation of the conclusions to the assessment of patients with more severe HF and worse functional class. Future studies are needed to investigate the reproducibility of AT detection in patients with more severe HF.

Conclusion

AT determination by the visual-graphic and V-slope methods showed high and moderate intra-examiner and inter-examiner reproducibility, respectively. Moreover, the two methods showed good agreement when contrasted. These results suggest that both methods can be used in a reproducible way, in AT assessment of patients with mild to moderate HF.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Sources of Funding

This study was partially funded by FAPEMIG and CNPq.

Study Association

This article is part of the thesis of doctoral submitted by Danielle Aparecida Gomes Pereira, from Universidade Federal de Minas Gerais.

References