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Arquivos Brasileiros de Cardiologia

Arq. Bras. Cardiol.

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Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC

São Paulo, SP, Brazil

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Artigos Originais

Precisão da medida do limiar anaeróbio por meio do calorímetro portátil

Nogueira

Fernando dos Santos

Pompeu

Fernando Augusto Monteiro Sabóia

Rio de Janeiro

Universidade Federal do Rio de Janeiro Brazil

09 2010

95 3 354 363 02 03 2010 12 12 2009 15 07 2009

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FUNDAMENTO: Muitos métodos são empregados para determinar o Limiar Anaeróbio (LAn) por meio de ergoespirômetros sofisticados. OBJETIVO: Testar a variação no LAn, detectado por modelos matemáticos e de inspeção visual, quando empregado ergoespirômetro de baixo custo e destinado à aplicação clínica. MÉTODOS: Foram voluntários para esse estudo 79 indivíduos aparentemente saudáveis; desses, 57 homens. O VO2máx e o limiar ventilatório foram determinados por calorimetria indireta de circuito aberto. O método eletroenzimático foi empregado para análise da lactacidemia e determinação direta do limiar de lactato (LL). O LAn foi determinado por dois métodos matemáticos (MM SQR e MMslope), baseados nas trocas gasosas, e pelo método de inspeção visual do log-log, para determinação do LL. Dois pesquisadores independentes determinaram o LAn através da inspeção visual de três gráficos, considerando dois métodos (LAn-a= V-slope, EqV; e LAn-b = V-slope, EqV e ExCO2). Os dados foram analisados por meio da estatística paramétrica para determinação das diferenças entre LAn-a versus ExCO2, MM SQR e MMslope; LAn-b versus MM SQR e MMslope; e LL versus LAn-a, LAN-b, MM SQR e MMslope. RESULTADOS: O MMslope foi o único método que apresentou diferença significativa entre o LAn-a e LAn-b (p=0,001), com CV% >15. O LL versus MMslope não apresentou diferença significativa (p=0,274), contudo, observou-se um elevado CV (24%). CONCLUSÃO: Conclui-se que com o equipamento de baixo custo os métodos MM SQR e LAn-a podem ser utilizados para a determinação do LAn. O método MMslope não apresentou precisão satisfatória para ser empregado com esses equipamentos.

Teste de esforço modelo matemático limiar ventilatório ergoespirometria

16 07 2010

ARTIGOS ORIGINAIS

ERGOESPIROMETRIA

Precisão da medida do limiar anaeróbio por meio do calorímetro portátil

Fernando dos Santos Nogueira; Fernando Augusto Monteiro Sabóia Pompeu

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: Muitos métodos são empregados para determinar o Limiar Anaeróbio (LAn) por meio de ergoespirômetros sofisticados.

OBJETIVO: Testar a variação no LAn, detectado por modelos matemáticos e de inspeção visual, quando empregado ergoespirômetro de baixo custo e destinado à aplicação clínica.

MÉTODOS: Foram voluntários para esse estudo 79 indivíduos aparentemente saudáveis; desses, 57 homens. O VO_2máx e o limiar ventilatório foram determinados por calorimetria indireta de circuito aberto. O método eletroenzimático foi empregado para análise da lactacidemia e determinação direta do limiar de lactato (LL). O LAn foi determinado por dois métodos matemáticos (MM_SQR e MM_slope), baseados nas trocas gasosas, e pelo método de inspeção visual do log-log, para determinação do LL. Dois pesquisadores independentes determinaram o LAn através da inspeção visual de três gráficos, considerando dois métodos (LAn_-a= V-slope, EqV; e LAn_-b = V-slope, EqV e ExCO₂). Os dados foram analisados por meio da estatística paramétrica para determinação das diferenças entre LAn-a versus ExCO₂, MM_SQR e MM_slope; LAn_-bversus MM_SQR e MM_slope; e LL versus LAn_-a, LAN_-b, MM_SQR e MM_slope.

RESULTADOS: O MM_slope foi o único método que apresentou diferença significativa entre o LAn_-a e LAn_-b (p=0,001), com CV% >15. O LL versus MM_slope não apresentou diferença significativa (p=0,274), contudo, observou-se um elevado CV (24%).

CONCLUSÃO: Conclui-se que com o equipamento de baixo custo os métodos MM_SQR e LAn_-a podem ser utilizados para a determinação do LAn. O método MM_slope não apresentou precisão satisfatória para ser empregado com esses equipamentos.

Palavras-chave: Teste de esforço, modelo matemático, limiar ventilatório, ergoespirometria.

Introdução

O limiar anaeróbio (LAn) foi inicialmente proposto como índice da tolerância ao exercício por cardiopatas¹. Atualmente, a determinação do LAn é de primordial importância nas ciências do exercício porque é um indicador do condicionamento em diversos grupos de indivíduos^2-7. Para determinação indireta e incruenta do LAn empregam-se medidas de trocas gasosas e ventilatória durante um teste ergométrico com incrementos na sobrecarga⁸.

Acredita-se que o melhor ajuste para detecção do LAn é a inflexão na relação entre o VO₂versus VCO₂, com b > 1,15, que é obtida por meio da interseção entre dois segmentos de reta^9,10. Essa detecção é realizada por meio da inspeção visual de diagramas de dispersão, porém algoritmos matemáticos e cálculos estatísticos vêm auxiliando na automatização e/ou semiautomatização desse procedimento^9-12.

Os ergoespirômetros com sistemas computadorizados são amplamente utilizados na mensuração das trocas gasosas e na inferência do LAn. Equipamentos sofisticados e de maior custo restringem-se ao uso em laboratórios de pesquisas. Ergoespirômetros mais simples e de menor custo foram criados para investigação clínica e de campo. Diversos estudos validaram as medidas do VO₂, VCO₂ e V_E por meio de tais equipamentos clínicos^13-19, porém poucos estudos determinaram a qualidade das medidas derivadas como o LAn²⁰.

Considerando-se o baixo custo dos equipamentos clínicos e a relevância fisiológica do LAn para os diversos profissionais de saúde, o objetivo do presente estudo retrospectivo foi analisar a precisão do Lan detectado por meio de medidas obtidas pelo sistema de calorimetria indireta TEEM 100^®Total Metabolic Analysis System (Aerosport, Inc., Ann Arbor, Mich., EUA)^17-20, determinando-se a objetividade e a acurácia dos modelos matemáticos de Beaver e cols.⁹ adaptado por Gaskil e cols.²¹ e de Vieth¹⁰ e, dos métodos de inspeção visual V-slope²², V_E/VO₂²³, ExCO₂²¹ e Limiar de Lactato²⁴.

Métodos

Sujeitos

A presente investigação foi dividida em dois ensaios compostos por dois grupos de voluntários de ambos os sexos, de 18 a 37 anos, aparentemente saudáveis, não tabagistas e não atletas, com ou sem experiência no cicloergômetro, engajados ou não em programas de treinamento aeróbio (tab. 1). No primeiro grupo analisou-se a discrepância entre os métodos matemáticos e os de inspeção visual para determinação do LAn. No outro grupo, investigou-se a associação entre os parâmentros ventilatórios e de trocas gasosas com a concentração sanguínea do lactato, para a determinação do LAn.

Foram recomendadas para as 24 horas prévias ao exame a abstinência de atividades físicas extenuantes (> 5 METs) e não ingestão de álcool. Recomendou-se também a manutenção da dieta mista nas 48 horas precedentes ao exame. Solicitou-se a abstinência de alimentos e cafeína nas três horas previas ao esforço. Cada sujeito foi informado quanto aos riscos associados aos procedimentos adotados. Um termo de esclarecimento e consentimento foi lido e assinado. Todos os procedimentos aqui adotados foram aprovados pelo Comitê de Ética Local para Experimentos com Seres Humanos (Rio de Janeiro, CEP/HSE 000.021/99). Este estudo foi realizado conforme a Declaração de Helsinki.

Teste máximo no cicloergômetro

Grupo 1 (G-1) - Empregou-se o protocolo de esforço escalonado, contínuo e máximo¹ no cicloergômetro mecânico (Monark^®, São Paulo, SP, Brasil). A altura do selim foi ajustada para cada sujeito, de maneira que o joelho mantivesse um ângulo próximo à extensão total (aprox. 175º). A potência máxima foi estimada previamente para cada indivíduo, a fim de viabilizar incrementos de 10% da carga máxima a cada minuto²⁵. Após seis minutos em repouso, sentado sobre o selim do cicloergômetro, os sujeitos pedalaram sem carga durante quatro minutos e, posteriormente, iniciou-se a fase escalonada. A duração máxima do exercício foi de 10 ± 2 min. Os sujeitos mantiveram a cadência fixa ao longo do exame (aprox. 1,23 Hz). O ritmo foi controlado por um metrônomo audiovisual (Wittner^â Junior Plast 826, Isny/ Allgäu, Alemanha).

A ventilação minuto (V_E) e a fração expirada de oxigênio e dióxido de carbono foram continuamente medidas por meio de calorimetria indireta de circuito aberto (TEEM 100^®Total Metabolic Analysis System, Aerosport, Ann Arbor, Mich., EUA)^17-20. Os sujeitos utilizaram um clipe de nariz e um pneumotacômetro de fluxo médio (Hans Rudolph^®, Kansas City, MO, EUA). O consumo de oxigênio por minuto (VO₂) e a excreção de gás carbônico por minuto (VCO₂) foram apresentados a cada 20 segundos. A frequência cardíaca (FC) foi monitorada continuamente ao longo do teste por meio de telemetria (Vantage NV^®, Polar Electro Oy, Kempele, Finlândia) e o conceito de esforço percebido (CEP), na escala de Borg de 6 a 20, foi coletado ao final de cada estágio.

Grupo 2 (G-2) - O protocolo ergoespirométrico foi o mesmo aplicado no G-1, acrescentado-se as medidas do lactato sanguíneo. Foram coletados 25 µl de sangue, por punção do lóbulo da orelha em hiperemia, segundo procedimentos descritos por Shephard²⁶. As coletas foram realizadas durante o repouso, nos dois minutos prévios a realização do exame e a cada dois minutos de esforço. As amostras foram imediatamente analisadas por meio do método eletro enzimático (YSI 1500 Sport L-Lactate Analyser^®, Yellow Springs, EUA). Para determinação do lactato no sangue total, adicionou-se na solução tampão o agente hemolítico Triton X-100 (YSI #1515 Agent Cell Lysing, EUA) a 0,25%. As coletas de sangue foram realizadas por um avaliador experiente entre 20 e 25 segundos finais de cada dois minutos de esforço.

Controles e calibragens

O analisador metabólico, o analisador de lactato e o cicloergômetro foram calibrados antes de cada teste. O ergoespirômetro foi calibrado em circuito fechado, mediante uma mistura certificada de gases contendo 17,01% de oxigênio, 5,00% de gás carbônico e balanceada com nitrogênio (AGA^®, Rio de Janeiro, RJ, Brasil). O fluxo foi calibrado utilizando-se uma seringa de ar de três litros (Hans Rudolph^®, Kansas City, MO, EUA). Ao final de cada teste, foi realizada a medida das frações percentuais de oxigênio e gás carbônico na mistura de gases empregada para calibragem. O erro máximo admitido foi de 16,16% a 17,86% para FO₂ e de 4,75% a 5,25% para FCO₂. O analisador de lactato teve a calibragem confirmada previamente ao teste, mediante uma solução padrão de 5 mmol·l^-1 (YSI #2327 Lactate Standard YSI^®, EUA) de lactato. Antes de cada teste, e a cada hora de uso, realizou-se uma nova calibragem. A linearidade do equipamento foi confirmada até 15 mmol·l^-1 de lactato. Antes do início do experimento a precisão do equipamento foi checada por meio de uma curva de calibragem com padrões de 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 12,0; 15,0; 18,0; 24,0 e 30,0 mmol·l^-1, preparadas mediante a diluição dos padrões fornecidos pelo fabricante (YSI #2327: 5 mmol·l^-1; YSI #2328: 15 mmol·l^-1, YSI#1530: 30 mmol·l^-1Lactate Standard YSI^®, EUA). A associação entre os valores medidos e esperados na curva de calibragem foi r=0,999, y=0,9436x + 0,33011 e EPE=0,20 mmol.l^-1. O cicloergômetro foi calibrado por meio de um lastro de 3 kg.

Os testes foram considerados máximos quando observaram-se pelo menos três dos seguintes critérios²⁷: a) platô no VO₂ (aumento < 150 ml.min^-1 ou 2 ml.kg^-1.min^-1); b) razão de trocas respiratórias (RER) > 1,15; c) 90% da FC_máx prevista pela idade (220 - idade); d) conceito de esforço percebido > 19 (6-20); e) concentração de lactato sanguíneo > 8 mmol·l^-1; e f) fadiga voluntária máxima com incapacidade de manutenção do ritmo preestabelecido. O VO_2máx foi determinado como sendo o mais alto valor encontrado ao final do teste.

Métodos para detecção do LAn por inspeção visual

Três métodos para detecção do limiar anaeróbio por inspeção visual foram utilizados:

Método do equivalente ventilatório (EqV)²³ - Momento em que ocorre um aumento no equivalente ventilatório para consumo de oxigênio (V_E/VO₂) sem o concomitante aumento no equivalente ventilatório para excreção de dióxido de carbono (V_E/VCO₂).

Método do excesso de dióxido de carbono (ExCO₂)²¹ - Com o aumento da intensidade do exercício, observa-se um excesso de produção de dióxido de carbono calculado como ((VCO₂²/VO₂)-VCO₂).

Método V-slope simplificado (V-slope)²² - No gráfico de coordenadas cartesianas, tendo no eixo das abscissas o consumo oxigênio por minuto (VO₂) e no das ordenadas a excreção de gás carbônico por minuto (VCO₂), observou-se o momento em que os pontos ultrapassaram a linha paralela à bissetriz do ângulo reto.

Para cada indivíduo, os três métodos de determinação do LAn foram analisados visualmente por dois investigadores experientes.

Análise do LAn por método matemático

Duas funções de regressão linear foram descritas para o exame a partir da relação entre VO₂versus VCO₂, assim como segue:

onde (x₀,y₀) representam as coordenadas do ponto crítico (LAn).

Na primeira interação, as observações x₁, x₂ e x₃ foram incluídas estimando os parâmetros da primeira linha de regressão. As n-3 observações remanescentes x₄,...x_n foram usadas para ajustar a segunda linha de regressão. Na interação seguinte, a primeira linha de regressão foi ajustada com as observações x₁,...x₄ e os parâmetros da segunda linha de regressão foram baseados nas n-4 observações. A cada interação, uma observação adicional da segunda parte dos dados foi transferida para a primeira parte e a segunda linha de regressão foi ajustada com as observações remanescentes.

Método matemático de Vieth¹⁰(MM_SQR) - A estimativa dos parâmetros foi baseada no método dos mínimos quadrados. Para a inferência do ponto de inflexão, a soma dos quadrados dos resíduos (SQR) foi calculada para cada linha de regressão.

A SQR é usada como um critério para determinar o melhor ajuste. Os ajustes ótimos de a₁,b₁,a₂,b₂ e x₀ são os valores pertencentes a mínima SQR para as duas retas.

Método matemático modificado²¹ do V-slope de Beaver e cols.⁹(MM_slope) - A interseção entre duas linhas de regressão foi empregada para determinação do LAn. A solução foi aceita ao observar-se um aumento na inclinação do segmento inferior para o superior igual a um. Esse método, que originalmente empregava a analise dos gases coletados a cada incursão respiratória, foi modificado para a utilização da média das incursões a cada 20 segundos²¹.

Determinação do Limiar de Lactato

Os resultados obtidos pela análise de lactato sanguíneo foram determinados individualmente através do método log-log, descrito por Beaver e cols.²⁴. A transformação dos dados para a base logarítmica foi realizada para localização do ponto de inflexão, ou do limiar de lactato, que foi entendido como o ponto de cruzamento entre as duas retas formadas.

Análise estatística

O tratamento estatístico foi realizado por meio dos aplicativos Statistical Package for the Social Sciences^® (SPSS, EUA), SigmaPlot^® (Systat Software Inc., Alemanha) e Microsoft Excel^®para Windows XP^®(Microsoft, EUA). Empregou-se a estatística descritiva com a média ± desvio padrão (DP). Utilizou-se a grande média dos resultados obtidos a partir dos métodos EqV e V-slope, pelos dois avaliadores, denominando-se LAn_-a. A grande média dos resultados obtidos a partir dos métodos EqV, V-slope e ExCO₂ pelos dois avaliadores foi denominado LAn_-b. Os valores medidos a partir do LAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope e LAn_-bversus MM_SQR e MM_slope, para G-1 e; LL versus LAn_-a,LAn_-b, MM_SQR e MM_slope, para G-2, foram confrontados mediante análise de variância (ANOVA) com um fator e teste post-hoc de Tukey-HSD. Os limites de concordância de Bland-Altman²⁸ foram empregados. O grau de associação entre os métodos foi determinado por meio do coeficiente de correlação intraclasse (CCI). O erro também foi observado por meio do erro técnico da medida ( s = D.P._dif ÷ ) e do coeficiente de variação (CV). Empregou-se também o tratamento estatístico acima para avaliar os resultados obtidos através dos dois avaliadores. Compararam-se os índices obtidos de LAn_-a e LAn_-bversus Avaliador 1 e Avaliador 2 por meio de ANOVA com dois fatores e teste post-hoc de Tukey-HSD. Todos os testes estatísticos foram realizados no nível de significância< 0,05.

Resultados

As características dos sujeitos encontram-se na tabela 1. A tabela 2 apresenta a média e DP para o LAn_-a, LAn-_b, ExCO₂, MM_SQR, MM_slope e LL, incluindo estatística comparativa entre LAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope e LAn_-bversus MM_SQR, MM_slopepara G-1 e LL versus LAn_-a, LAn_-b, MM_SQR e MM_slopepara G-2. Nota-se que apenas o MM_slope apresentou diferença significativa, quando confrontado com LAn_-a e LAn-_b (p = 0,001) e CV foi acima de 18% nas duas formas de detecção do LAn. Não foi observada diferença significativa entre o LAn_-aversus ExCO₂e MM_SQR e LAn_-bversus MM_SQR. No G-2 os métodos de inspeção visual apresentaram boa correlação, assim como o MM_SQR, quando comparados com o LL.

Os diagramas de dispersão do lado esquerdo das figuras 1 e 2 apresentam a relação entre LAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope e LAn_-bversus MM_SQR, MM_slope, respectivamente. Na figura 3 encontra-se a relação entre LL versus LAn_-a, LAn-_b,MM_SQR e MM_slope. Nota-se a aproximação entre a linha de identidade e as linhas de tendência para LAn_-aversus ExCO₂ e MM_SQRe LAn_-bversus MM_SQR e LL versus LAn_-a, LAn_-b e MM_SQR. Os dados do lado direito dessas figuras referem-se aos limites de concordância de Bland-Altman²⁷. A tabela 2 resume os valores encontrados para cada análise.

Não houve diferença significativa para determinação do LAn por meio da inspeção visual entre avaliadores (p=0,757) e métodos (p=0,700), assim como não houve interação entre avaliadores versus métodos (p=0,876). Os avaliadores apresentaram para LAn_-a: limites de concordância = 0,02 ± 0,29 l.min^-1, CCI = 0,92, s = 0,11 l.min^-1 e CV = 7%; e para LAn_-b: limites de concordância = 0,01 ± 0,24 l.min^-1, CCI = 0,95, s = 0,09 l.min^-1 e CV = 6%.

A tabela 3 apresenta os índices de confiabilidade obtidos a partir de estudos prévios de equipamentos clínicos ou para o uso laboratorial. Observam-se índices CCI elevados entre os equipamentos para o uso clínico, com exceção do MetaMáx II. Índices semelhantes são encontrados em equipamentos de uso laboratorial.

Discussão

O teste ergoespirométrico e a análise do LAn permitem o estudo da integração entre os sistemas pulmonar, cardiovascular e musculoesquelético^29,30. Há casos em que esse é o único meio para compreensão de mecanismos fisiopatológicos como na severa doença vascular pulmonar sem hipertensão direita, no forame oval aberto com desenvolvimento de shunt esquerda-direita durante o exercício, na dispneia de esforço, na hipoxemia de esforço, entre outras³¹. Sua aplicação em grupos de cardiopatas e pneumopatas é vantajosa antes de procedimentos invasivos ou de alto custo^30,31. A proposta do presente estudo foi testar a acurácia de um equipamento ergoespirométrico que permite mensurações com qualidade destinada a aplicação clínica. Compararam-se os métodos matemáticos propostos por Beaver e cols.⁹ e Vieth¹⁰, com os métodos V-Slope²², Equivalente Ventilatório para o VO₂²³, Excesso de CO₂²¹e Limiar de Lactato²⁴ para a determinação do LAn.

A amostra desse estudo foi composta por sujeitos não atletas hígidos, com ou sem experiência no cicloergômetro, engajados ou não em programas de treinamento aeróbio. Características hereditárias e o envolvimento em programas de exercícios podem explicar a grande dispersão nos valores do VO_2máx. Mesmo considerando a experiência dos indivíduos com o cicloergômetro, esse equipamento pode sobrecarregar os membros inferiores, causando a fadiga precocemente^32,33. A fadiga dos membros inferiores pode resultar em baixo VO_2máxe LAn (%) relativamente alto³¹. O LAn pode, ainda, certamente ser supra ou subestimado em resposta aos incrementos na sobrecarga⁹. O LAn (%) encontrado para os sujeitos durante o teste progressivo foi próximo ao esperado para indivíduos não obesos, fisicamente ativos e aparentemente saudáveis³¹. Billat³⁴ demonstrou que sujeitos altamente treinados são capazes de utilizar mais intensamente as vias oxidativas, portanto com menor acúmulo de lactato, com intensidades de até 90% de seus VO_2máx. Nossos resultados permitiram estimar o LAn, pelos métodos do LAn_-a, LAn_-b, MM_SQR, MM_slopee LL, em percentagem do VO_2máx e, foram próximos ao esperado para um teste realizado em cicloergômetro³¹.

Gaskill e cols.²¹ estudaram a associação existente entre os diversos métodos de inspeção visual e sugeriram que há benefícios na análise combinada dos métodos: V-slope, ExCO₂ e EqV. Outro estudo²⁰, utilizando o mesmo equipamento aqui adotado, também sugeriu a utilização de análises combinadas de parâmetros de trocas gasosas e ventilatórias a fim de reduzir o erro metodológico na determinação do LAn. A presente investigação optou por fazer comparações mediante dados combinados (LAn_-a e LAn_-b) e testou apenas o método do ExCO₂ em separado. A análise estatística mostrou uma boa associação entre o método ExCO₂ e o método LAn_-a, porém o acréscimo de mais um método para detecção do LAn não reduziu significativamente o CV% do observado para o MM_SQR, MM_slope e LL (tab. 2).

Os dados apresentados na tabela 2 e nas figuras 1, 2 e 3 sugerem uma satisfatória aproximação entre os métodos LAn_-a e LAn_-b. Esses métodos apresentaram uma excelente correlação com o MM_SQR e LL. Uma correlação razoável foi encontrada entre o LL e o MM_slope. Caiozzo e cols.²³ apresentaram o EqV como o melhor método isolado para determinação do LAn (r = 0,93). Segundo esses autores, o método V-slope não produz uma boa estimativa do LAn. Entretanto, Gaskill e cols.²¹ não encontraram diferença significativa entre os métodos V-slope e EqV quando comparado com o LL (± 5 ml·min^-1) indicando boa concordância entre os métodos. Achados semelhantes foram relatados por Santos e cols.³⁵ e por Granja Filho e cols.²⁰.

Beaver e cols.⁹ propuseram um método no qual se eliminam os pontos que produzam uma inclinação da linha de regressão menor do que 0,6 e os valores acima do ponto de compensação respiratório. A presente investigação, com base em um estudo anterior²¹, modificou o método original para que todos os dados fossem utilizados no ajuste linear. Tal adaptação foi necessária em razão da resolução temporal das medidas por meio do equipamento aqui empregado. Kelly³⁶ observou que os resultados obtidos pelo método matemático original de Beaver e cols.⁹ apresentaram um maior erro padrão da estimativa, quando comparado com o MM_SQR. Santos e cols.³⁵ encontraram para esse método índices porcentuais de 83% do VO_2máx. No nosso estudo observamos intensidades elevadas de LAn³¹ por meio do MM_slope, indicando uma possível imprecisão do método.

Poucos são os estudos relacionados à confiabilidade dos sistemas de análise metabólica de baixo custo. A tabela 3 apresenta alguns indicadores para equipamentos de uso clínico e científico. O equipamento aqui utilizado apresenta uma confiabilidade teste-reteste de 5,5% para o VO_2máx, segundo Granja Filho e cols.²⁰. Melanson e cols.¹⁷ encontraram CCI de 0,96 para VO₂ e 0,86 para V_E. No mesmo estudo¹⁷, validou-se o equipamento comparando-o com um sistema referência computadorizado e encontraram-se coeficientes de correlação de Pearson de 0,91 a 0,97 para V_E e 0,88 a 0,97 para VO₂. Wideman e cols.¹⁹ encontraram diferenças de 2% a 11% para VO₂ e 5% a 17% para VCO₂ em diversas intensidades. Uma diferença média de 3,9% para VO₂ foi encontrada por Novitsky e cols.¹⁸ quando comparado com o Sensormedics 2900^®. Os índices apresentados na tabela 3 referentes a validade e confiabilidade do VO₂, VCO₂ e V_E do TEEM 100, e demais equipamentos clínicos, encontram-se ligeiramente aquém dos observados para os equipamentos mais sofisticados destinados as investigações científicas.

Considerando-se a importância do LAn como índice de tolerância ao exercício e indicador do condicionamento em diversos grupos de indivíduos^1-7, concluímos que o MM_SQR, assim como os métodos de inspeção visual do LAn_-a e LAn_-b são satisfatoriamente acurados e objetivos para a determinação daquela referência metabólica. A inclusão de mais um método de inspeção visual (ExCO₂) não reduziu significativamente o erro. Concluímos também que o MM_slope não apresentou acurácia significativa para a determinação do LAn no equipamento aqui adotado³⁸.

Agradecimentos

Os autores deste estudo expressam seus agradecimentos à Associação dos Amigos do Centro de Estudos e Aperfeiçoamento do Hospital dos Servidores do Estado do Rio de Janeiro, na pessoa do Dr. Aluysio S. Aderaldo Jr. pela contribuição significativa para a realização deste trabalho e aos colegas Gilberto Sabóia Pompeu Neto, Michelle F. S. Porto Nogueira e Lucenildo Cerqueira. Esse estudo recebeu o apoio da FAPERJ e MCT/ CNPq.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo foi financiado pela CAPES, MCT/CNPq e FAPERJ.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Fernando dos Santos Nogueira pela Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Correspondência:

Fernando dos Santos Nogueira

Rua Conselheiro Paranaguá, 48/101 - Vila Isabel

20551-150 - Rio de Janeiro, RJ - Brasil

E-mail:

nogueira_ufrj@hotmail.com,

mportomedicina@yahoo.com.br

Artigo recebido em 15/07/09; revisado recebido em 12/12/09; aceito em 02/03/10.

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Original Articles

Measurement precision of the anaerobic threshold by means of a portable calorimeter

BACKGROUND: Many methods are used for determining the Anaerobic Threshold (AT) by means of sophisticated ergospirometer. OBJECTIVE: To test the AT variation, detected by mathematical models and visual inspection, when low cost ergospirometer is used and intended for clinical application. METHODS: Seventy nine apparently healthy subjects were volunteers in this study; from these, 57 men. The VO2max and the ventilatory threshold were determined by indirect, open-circuit calorimetry. The electro-enzymatic method was used for analyzing the lactacidemia and direct determination of the Lactate Threshold (LT). The AT was determined by two mathematical methods (MM RSS and MMslope), based on the gases exchange, and by the log-log visual method, for determining the LT. Two independent investigators determined the AT through visual inspection of three graphs, considering two methods (AT-a= V-slope, EqV; and AT-b = V-slope, EqV and ExCO2). The data were analyzed by means of parametric statistics for determining the differences between AT-a versus ExCO2, MM RSS and MMslope; AT-b versus MM RSS and MMslope; and LT versus AT-a, AT-b, MM RSS and MMslope. RESULTS: The MMslope was the only method that presented a significant difference between the AT-a and AT-b (p=0.001), with CV% >15. LT versus MMslope did not present significant difference (p=0.274), however, it was observed a high CV (24%). CONCLUSION: It was concluded that with the low cost equipment, the MM RSS and AT-a methods can be used for determining the TAn. The MMslope method did not present satisfactory precision to be employed with this equipment.

Exercise test mathematical model ventilatory threshold ergospirometry

ORIGINAL ARTICLES

Measurement precision of the anaerobic threshold by means of a portable calorimeter

Fernando dos Santos Nogueira; Fernando Augusto Monteiro Sabóia Pompeu

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Many methods are used for determining the Anaerobic Threshold (AT) by means of sophisticated ergospirometer.

OBJECTIVE: To test the AT variation, detected by mathematical models and visual inspection, when low cost ergospirometer is used and intended for clinical application.

METHODS: Seventy nine apparently healthy subjects were volunteers in this study; from these, 57 men. The VO_2max and the ventilatory threshold were determined by indirect, open-circuit calorimetry. The electro-enzymatic method was used for analyzing the lactacidemia and direct determination of the Lactate Threshold (LT). The AT was determined by two mathematical methods (MM_RSS and MM_slope), based on the gases exchange, and by the log-log visual method, for determining the LT. Two independent investigators determined the AT through visual inspection of three graphs, considering two methods (AT_-a= V-slope, EqV; and AT_-b = V-slope, EqV and ExCO₂). The data were analyzed by means of parametric statistics for determining the differences between AT_-aversus ExCO₂, MM_RSS and MM_slope; AT-b versus MM_RSS and MM_slope; and LT versus AT_-a, AT_-b, MM_RSS and MM_slope.

RESULTS: The MM_slope was the only method that presented a significant difference between the AT_-a and AT_-b (p=0.001), with CV% >15. LT versus MM_slope did not present significant difference (p=0.274), however, it was observed a high CV (24%).

CONCLUSION: It was concluded that with the low cost equipment, the MM_RSS and AT_-a methods can be used for determining the TAn. The MM_slope method did not present satisfactory precision to be employed with this equipment.

Key words: Exercise test, mathematical model, ventilatory threshold, ergospirometry.

Introduction

The anaerobic threshold (AT) was initially proposed as tolerance index for cardiopaths¹ exercises. Currently, AT determination is of capital importance in the exercise science because it is a conditioning indicator in several groups of subjects^2-7. For the indirect and bloodless determination of the AT, gas and ventilatory exchange measures were taken during an ergometric test with increments in the overload⁸.

It is believed that the best adjust for detecting the AT is the flexion in the relation between the VO₂versus VCO₂, with b > 1.15, which is obtained by means of the intersection between two line segments^9,10. This detection is performed by means of visual inspection of dispersion diagrams, although mathematical algorithms and statistical calculations have been helping in the automatization and/or semi-automatization of this procedure^9-12.

The ergospirometers with computerized systems are broadly used in measuring the gases exchange and in the inference of the AT. Sophisticated and more expensive equipment is restricted to research labs. Simpler and cheaper ergospirometers were created for clinical and field investigation. Several studies validated the measurements of VO₂, VCO₂ and V_E by means of such clinical equipment^13-19, however a few studies determined the quality of the derived measurements such as AT²⁰.

Considering the low cost of the clinical equipment and the physiological relevance of the AT for several health professionals, the objective of this retrospective study was to analyze the accuracy of the AT detected by means of the measurements obtained by the indirect calorimetry system TEEM 100^TM Total Metabolic Analysis System (Aerosport, Inc., Ann Arbor, Mich., USA)^17-20, determining the objectivity and the accuracy of the mathematical models of Beaver et al⁹ adapted by Gaskil et al²¹ and Vieth¹⁰ and of the visual inspection methods V-slope²², V_E/ VO₂²³, ExCO₂²¹ and lactate threshold²⁴.

Methods

Subjects

The present investigation was divided into two assays consisted of two volunteer groups of both sexes, from 18 to 37 years old, apparently healthy, no smokers and no athletes, with or without experience in cycloergometer, engaged or not in aerobic training programs (tab. 1). In the first group, it was analyzed the discrepancy between the mathematical methods and the visual inspection ones to determine the AT. In another group, it was investigated the association between the ventilatory parameters and the gas exchange with the blood concentration of lactate to determine AT.

It was recommended, for the 24 hours before the test, absence of extenuating physical activities (> 5 METs) and no alcohol ingestion. It was also recommended to keep the mixed diet in the 48 hours before the test. It was also requested no ingestion of food and caffeine three hours before the effort. Each subject was informed regarding the risk associated to the adopted procedures. An informed consent was read and signed. All the procedures adopted were approved by the Local Ethics Committee on Research with human beings (Rio de Janeiro, CEP/HSE 000.021/99). This study was performed as per Declaration of Helsinki.

Maximum test on the cycloergometer

Group 1 (G-1) - The continuous and maximum, scaled effort protocol¹ was used with a mechanical cycloergometer (Monark^TM, São Paulo, SP, Brazil). The height of the saddle was adjusted for each subject, so the knee could keep an angle close to the total extension (approx. 175º). The maximum power was previously estimated for each subject, in order to make possible 10% increments of the maximum load every minute²⁵. After six minutes in rest, sitting on the cycloergometer saddle, the subjects pedalled with load for four minutes and, then, the scaled phase was started. The maximum duration of the exercise was of 10 ± 2 min. The subjects kept the fixed rhythm during the test (approx. 1.23 Hz). The rhythm was controlled by an audiovisual metronome (Wittner^â Junior Plast 826, Isny/ Allgäu, Germany).

The minute ventilation (V_E) and the oxygen and carbon oxide expired fraction were continuously measured by means of open circuit indirect calorimetry (TEEM 100^TM Total Metabolic Analysis System, Aerosport, Ann Arbor, Mich., USA)^17-20. The subjects used a nose clip and a medium flow pneumotachometer (Hans Rudolph^TM, Kansas City, MO, USA). The minute consumption oxygen (VO₂) as well as the carbon dioxide excretion, per minute (VCO₂) were presented every 20 seconds. The heart rate (HR) was monitored continuously during the test by means of telemetry (Vantage NV^TM, Polar Electro Oy, Kempele, Finland) and the perceived effort concept (PEC), in Borg scale of 6 to 20, was collected at the end of each stage.

Group 2 (G-2) - The ergospirometric protocol was the same of G-1, being added the blood lactate measurements. It was collected 25 µl of blood, by puncture of the ear lobe in hyperemia, as per the procedures described by Shephard²⁶. The collections were performed during rest, two minutes before the test and every two minutes of effort. The samples were immediately analyzed by electroenzymatic method (YSI 1500 Sport L-Lactate Analyser^TM, Yellow Springs, USA). For determining the total blood lactate, the hemolytic agent Triton X-100 (YSI #1515 Agent Cell Lysing, USA) at 0.25% was added to the buffer solution. The blood collections were performed by an experienced evaluator between the 20 and 25 final seconds of every two minutes of effort.

Controls and calibration

The metabolic analyzer, the lactate analyzer and the cycloergometer were calibrated before each test. The ergospirometer was calibrated in closed circuit, by means of a certified mixture of gases containing 17.01% of oxygen, 5.00% of carbon dioxide and balanced with nitrogen (AGA^TM, Rio de Janeiro, RJ, Brazil). The flow was calibrated using a three-liter air syringe (Hans Rudolph^TM, Kansas City, MO, USA). At the end of each test, the measurement of oxygen and carbon dioxide percentage fractions in the gas mixture used for calibration was performed. The maximum error allowed was 16.16% to 17.86% for FO₂ and 4.75% to 5.25% for FCO₂. The lactate analyzer had the calibration confirmed before the test, by means of a standard solution of 5 mmol·l^-1 (YSI #2327 Lactate Standard YSI^TM, USA) of lactate. Before each test, and at every hour of use, a new calibration was performed. The linearity of the equipment was confirmed at 15 mmol·l^-1 of lactate. Before the beginning of the experiment, the precision of the equipment was checked by means of a calibration curve with standards of 1.0; 2.5; 5.0; 7;5; 12.0; 15.0; 18.0; 24.0 and 30.0 mmol·l^-1, prepared by the dilution of standards supplied by the manufacturer (YSI #2327: 5 mmol·l^-1; YSI #2328: 15 mmol·l^-1, YSI#1530: 30 mmol·l^-1 Lactate Standard YSI^TM, USA). The association between the measured and the expected values in the calibration curve was r=0.999, y=0.9436x + 0.33011 and EPE=0,20 mmol.l^-1. The cycloergonometer was calibrated by means of a 3 kg-ballast.

The tests were considered as maximum when at least three of the following criteria were observed²⁷: a) plateau in VO₂ (increase < 150 ml.min^-1 or 2 ml.kg^-1.min^-1); b) respiratory exchange ratio (RER) > 1.15; c) 90% of FC_max forecast by the age (220 - age); d) perceived effort concept > 19 (6-20); e) blood lactate concentration > 8 mmol·l^-1; and f) maximum voluntary fatigue with inability of keeping the pre-established rhythm. The VO_2max was determined as being the highest value found at the end of the test.

Methods for detecting AT by visual inspection

Three methods for detecting the anaerobic threshold for visual inspection were used:

Ventilatory equivalent method (EqV)²³ - Moment when there is an increase of the ventilatory equivalent for oxygen consumption (V_E/VO₂) without the concurrent increase in the ventilatory equivalent for carbon dioxide excretion (V_E/VCO₂).

Carbon dioxide excess method (ExCO₂)²¹ - With the increase of the exercise intensity, it is observed an excess of carbon dioxide production calculated as ((VCO₂²/VO₂)-VCO₂).

Simplified V-slope method (V-slope)²² - In the Cartesian coordinates graph, having in the abscissa axis the consumption of oxygen per minute (VO₂) and in the ordinate, the excretion of carbon dioxide per minute (VCO₂), it was observed the moment when the points surpass the line parallel to the right angle bisectrix.

For each individual, the three methods of AT determination were analyzed visually by two experienced investigators.

AT analysis by mathematical method

Two functions of linear regression were described for the test from the relation between VO₂versus VCO₂, as follows:

where (x₀,y₀) represents the coordinate of critical point (AT).

On the first interaction, the observations x₁, x₂ and x₃ were included, estimating the parameters of the first regression line. The remaining observations n-3, x₄,...x_n were used to adjust the second regression line. In the following interaction, the first regression line was adjusted with the observations x₁,...x₄ and the parameters of the second regression line were based on the observations n-4. At each interaction, an additional observation of the second part of the data was transferred to the first part and second regression line was adjusted with the remaining observations.

Vieth's mathematical method¹⁰(MM_RSS) - The estimate of the parameters was based on the least square methods. For the inference of the inflexion point, the residual sum of squares (RSS) was calculated for each regression line.

The RSS is used as a criterium to determine the best adjust. The optimum adjusts of a₁,b₁,a₂,b₂ and x₀ are the values of the minimum RSS for the two lines.

Beaver's⁹Modified mathematical method²¹ of V-slope (MM_slope) - The intersection between the two regression lines was employed for determining the AT. The solution was accepted when it is observed an increase in the inferior segment slope to the superior equal to one. This method, which originally employed an analysis of the collected gases at each respiratory incursion, was modified for the use of the incursions average at every 20 seconds²¹.

Determination of lactate threshold

The results obtained by the blood lactate analysis were determined individually through the log-log method, described by Beaver et al²⁴. The transformation of the data for the logarithmic method was performed for locating the inflexion point or the lactate threshold, which was understood as a crossing point between the two formed lines.

Statistical analysis

The statistical treatment was performed by means of the Statistical Package for the Social Sciences^TM (SPSS, USA), SigmaPlot^TM (Systat Software Inc., Alemanha) and Microsoft Excel^TM applications for Windows XP^TM (Microsoft, USA). The descriptive statistics was used, with average ± standard deviation (SD). It was used the grand average of the results obtained from the EqV and V-slope methods, by two evaluators, designating AT_-a. The grand average of the results obtained from the EqV, V-slope and ExCO₂ methods, used by two evaluators designated AT_-b. The values measured from AT_-aversus ExCO₂, MM_RSS, MM_slope and AT_-bversus MM_RSS and MM_slope, for G-1 and; LT versus AT_-a,AT_-b, MM_RSS and MM_slope, for G-2, were compared by means of variance analysis (ANOVA) with a factor and post-hoc test of Tukey-HSD. The limits of agreement of Bland-Altman²⁸ were employed. The association degree between the methods was determined by means of an intra class correlation coefficient (ICC). The error was also observed by measurement of technical error ( s = D.P._dif ÷ ) and of the variation coefficient (VC). It was also employed the above statistical treatment to evaluate the results obtained through two evaluators. It was compared the indices obtained of AT_-a and AT_-bversus Evaluator 1 and Evaluator 2 by means of ANOVA with two factors and post-hoc test of Tukey-HSD. All the statistical tests were performed at the significance level < 0.05.

Results

The characteristics of the subjects are in table 1. Table 2 presents the average and SD for AT_-a, AT-_b, ExCO₂, MM_RSS, MM_slope and LT, including comparative statistics between AT_-a ExCO₂, MM_RSS, MM_slope and AT_-bversus MM_RSS, MM_slope for G-1 and LT versus AT_-a, AT_-b, MM_RSS and MM_slope for G-2. It is noted that only MM_slope presents significant difference, when compared to AT_-a and AT-_b (p = 0.001) and CV was above 18% in the two detection forms of AT. It was not observed a significant difference between AT_-aversus ExCO₂and MM_RSS and AT_-bversus MM_RSS. In G-2, the visual inspection methods presented good correlation, as well as the MM_RSS, when compared to LT.

The dispersion diagrams of the left hand side of the figures 1 and 2 presented the relation between AT_-aversus ExCO₂, MM_RSS, MM_slope and AT_-bversus MM_RSS, MM_slope, respectively. In figure 3, there is a relation between LT versus AT_-a, AT-_b,MM_RSS and MM_slope.. It is noted the proximity between the identity line and the trend lines for AT_-aversus ExCO₂ and MM_RSSand AT_-bversus MM_RSS and LT versus AT_-a, AT_-band MM_RSS. The right hand side data in these figures refer to the limits of agreement of Bland-Altman²⁷. Table 2 summarizes the values found for each analysis.

There was no significant difference for determining AT by means of visual inspection between the evaluators (p=0.757) and methods (p=0.700), and also there was no interaction between the evaluators versus methods (p=0.876). The evaluators presented for AT_-a: limits of agreement = 0.02 ± 0.29 l.min^-1, ICC = 0.92, s = 0.11 l.min^-1 and CV = 7%; and for AT_-b: limits of agreement = 0.01 ± 0.24 l.min^-1, ICC = 0.95, s = 0.09 l.min^-1 and CV = 6%.

Table 3 presents the reliability indices obtained from the previous studies of clinical equipment or for the lab use. High ICC indices were observed between the pieces of equipment for clinical use, with exception of MetaMax II. Similar indices are found in lab use equipment.

Discussion

The ergospirometric test and the AT analysis allow the integration study between the pulmonary, cardiovascular and muscleskeletal systems^29,30. There are cases where this is the only means to understand the physiopathological mechanisms as in severe pulmonary vascular disease without right hypertension, in the open oval foramen with development of left-right shunt, during the exercise, in effort dyspnea, in effort hypoxemia, among others³¹. Its application in cardiopaths and pneumopaths groups is advantageous before the invasive or high cost procedures^30,31. The present study proposal was to test the accuracy of the ergospirometric equipment that allows measurements with quality for the clinical application. Comparing the mathematical methods proposed by Beaver et al⁹ and Vieth¹⁰, with the V-Slope²², Ventilatory Equivalent for VO₂²³, CO₂Excess²¹and Lactate Treshold²⁴ methods for determining AT.

The sample of this study was consisted of non-athlete, healthy subjects, with or without experience in cycloergometer, engaged or not in aerobic training programs. Hereditary characteristics and the involvement in exercise programs can explain the large dispersion of VO_2max values. Even considering the experience of the individuals with the cycloergometer, this equipment can overload the inferior limbs, causing early fatigue^32,33. The fatigue of the inferior limbs may result in low and relatively high AT (%)³¹. The AT can, also, certainly be super or subestimated in response to the overload increments⁹. The AT (%) found for the subjects during the progressive test was close to what was expected for non-obese, physically active and apparently healthy individuals³¹. Billat³⁴ demonstrated that the highly trained subjects are able to use more intensively the oxidative routes, therefore with lower lactate accumulation, with intensities of up to 90% of its VO_2max. Our results allowed to estimate the AT by the AT_-a, AT_-b, MM_RSS, MM_slope and LT methods, in percentage of VO_2max and, were close to the expected results for a test performed in cycloergometer³¹.

Gaskill et al²¹ studies the association between the several visual inspection methods and suggested that there are benefits in the analysis with the combination of the methods: V-slope, ExCO₂ and EqV. Another study²⁰, using the same equipment adopted in this study, also suggested the use of combined analysis of gas exchange and ventilatory parameters in order to reduce the methodological error in determining the AT. The present investigation decided to make the comparisons with combined data (AT_-a and AT_-b) and tested only the ExCO₂ method separately. The statistical analysis showed a good association between the ExCO₂ and the AT_-a methods; however the increase of more than a detection method of AT did not reduce significantly the CV% from the one observed for MM_RSS, MM_slope and LT (tab. 2).

The data presented in table 2 and figures 1, 2 and 3 suggest a satisfactory approximation between the AT_-a and AT_-b methods. These methods presented an excellent correlation with MM_RSS and LT. A reasonable correlation was found between LT and MM_slope. Caiozzo et al²³ presented the EqV as the best isolated method for determining the AT (r = 0.93). According to these authors, the V-slope method does not produce a good estimate of AT. However, Gaskill et al²¹ did not find a significant difference between the V-slope and EqV methods, when compared with the LT (± 5 ml·min^-1) indicating good agreement between the methods. Similar findings related by Santos et al³⁵ and by Granja Filho et al²⁰.

Beaver et al⁹ proposed a method that eliminates the points that produce a regression line slope lower to 0.6 and values above the respiratory compensation point. The present investigation, based on a previous study²¹, modified the original method so all the data could be used in the linear adjust. Such adaptation was necessary due to the temporal resolution of the measurements by means of the equipment used in this study. Kelly³⁶ observed that the results obtained by the original mathematical method of Beaver et al⁹ presented a major estimate standard error, when compared to MM_RSS. Santos et al³⁵ found for this method, percentage indices of 83% of VO_2max. In our study, we observed high intensities of AT³¹ by means of MM_slope, indicating a possible method inaccuracy.

There are few studies related to the reliability of the metabolic analysis system of low cost, The table 3 presents some indicators for clinical and scientific use equipment. The equipment used in this study presents a test-retest reliability of 5.5% for VO_2max, according to Granja Filho et al²⁰. Melanson et al¹⁷ found ICC of 0.96 for VO₂ and 0.86 for V_E. On the same study¹⁷, the equipment was validated comparing it with a computerized reference system, and Pearson's correlation coefficients of 0.91 to 0.97 were found for V_E and 0.88 to 0.97 for VO₂. Wideman et al¹⁹ found differences of 2% to 11% for VO₂ and 5% to 17% for VCO₂ in several intensities. An average difference of 3.9% for VO₂ was found by Novitsky et al¹⁸ when compared to Sensormedics 2900^TM. The indices presented in table 3 related to the validity and reliability of VO₂, VCO₂ and V_E of TEEM 100, and other clinical equipment were found a little under the ones observed for the most sophisticated equipment for the scientific investigations.

Considering the AT importance as exercise tolerance índex and conditioning indicator in several groups of individuals^1-7, we conclude that MM_RSS, as well as the visual inspection methods of AT_-a and AT_-b are satisfactorily accurate and objective for the determination of that metabolic reference. The inclusion of another visual inspection method (ExCO₂) did not reduce significantly the error. We also conclude that MM_slope did not present significant accuracy for determining the AT in the equipment adopted in this study³⁸.

Acknowledgements

The authors of the present study would like to thank "Associação dos Amigos do Centro de Estudos e Aperfeiçoamento do Hospital dos Servidores do Estado do Rio de Janeiro", especially Dr. Aluysio S. Aderaldo Jr. for their important contribution in carrying out this study and their colleagues Gilberto Sabóia Pompeu Neto, Michelle F. S. Porto Nogueira and Lucenildo Cerqueira. This study was supported by FAPERJ and MCT/CNPq.

Potential Conflict of Interest

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

Sources of Funding

This study was funded by CAPES, MCT/CNPq and FAPERJ.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Fernando dos Santos Nogueira, from Universidade Federal do Rio de Janeiro.

References

Precisión de la medición del umbral anaerobio por medio del calorímetro portátil

FUNDAMENTO: Muchos métodos se emplean para que se determine el Umbral Anaerobio (UAn) por medio de ergoespirómetros sofisticados. OBJETIVO: Probar la variación en el UAn, detectado por modelos matemáticos y de inspección visual, cuando empleado ergoespirómetro de bajo costo y destinado a la aplicación clínica. MÉTODOS: Fueron voluntarios para este estudio 79 individuos aparentemente sanos; de ellos, 57 varones. El VO2máx y el umbral ventilatorio se determinaron por calorimetría indirecta de circuito abierto. El método electroenzimático se empleó para análisis de lactacidemia y determinación directa del umbral de lactato (UL). El UAn fue determinado por dos métodos matemáticos (MM SQR y MMslope), basados en los cambios gaseosos, y por el método de inspección visual del log-log, para determinación del UL. Dos investigadores independientes determinaron el UAn a través de la inspección visual de tres gráficos, teniendo en cuenta dos métodos (UAn-a= V-slope, EqV; y UAn-b = V-slope, EqV y ExCO2). Los datos se analizaron por medio de la estadística paramétrica para determinación de las diferencias entre UAn-a versus ExCO2, MM SQR y MMslope; UAn-b versus MM SQR y MMslope; y UL versus UAn-a, UAN-b, MM SQR y MMslope. RESULTADOS: El MMslope fue el único método que presentó diferencia significativa entre el UAn-a y UAn-b (p=0,001), con CV% >15. El UL versus MMslope no presentó diferencia significativa (p=0,274), con todo, se observó un elevado CV (24%). CONCLUSIÓN: Se concluyó que con el equipamiento de bajo costo los métodos MM SQR y UAn-a pueden utilizarse para la determinación del UAn. El método MMslope no presentó precisión satisfactoria para ser empleado con estos equipamientos.

Prueba de esfuerzo modelo matemático umbral ventilatorio ergoespirometría

ARTÍCULO ORIGINAL

Precisión de la medición del umbral anaerobio por medio del calorímetro portátil

Fernando dos Santos Nogueira; Fernando Augusto Monteiro Sabóia Pompeu

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Correspondencia

RESUMEN

FUNDAMENTO: Muchos métodos se emplean para que se determine el Umbral Anaerobio (UAn) por medio de ergoespirómetros sofisticados.

OBJETIVO: Probar la variación en el UAn, detectado por modelos matemáticos y de inspección visual, cuando empleado ergoespirómetro de bajo costo y destinado a la aplicación clínica.

MÉTODOS: Fueron voluntarios para este estudio 79 individuos aparentemente sanos; de ellos, 57 varones. El VO_2máx y el umbral ventilatorio se determinaron por calorimetría indirecta de circuito abierto. El método electroenzimático se empleó para análisis de lactacidemia y determinación directa del umbral de lactato (UL). El UAn fue determinado por dos métodos matemáticos (MM_SQR y MM_slope), basados en los cambios gaseosos, y por el método de inspección visual del log-log, para determinación del UL. Dos investigadores independientes determinaron el UAn a través de la inspección visual de tres gráficos, teniendo en cuenta dos métodos (UAn_-a= V-slope, EqV; y UAn_-b = V-slope, EqV y ExCO₂). Los datos se analizaron por medio de la estadística paramétrica para determinación de las diferencias entre UAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR y MM_slope; UAn_-bversus MM_SQR y MM_slope; y UL versus UAn_-a, UAN_-b, MM_SQR y MM_slope.

RESULTADOS: El MM_slope fue el único método que presentó diferencia significativa entre el UAn_-a y UAn_-b (p=0,001), con CV% >15. El UL versus MM_slope no presentó diferencia significativa (p=0,274), con todo, se observó un elevado CV (24%).

CONCLUSIÓN: Se concluyó que con el equipamiento de bajo costo los métodos MM_SQR y UAn_-a pueden utilizarse para la determinación del UAn. El método MM_slope no presentó precisión satisfactoria para ser empleado con estos equipamientos.

Palabras clave: Prueba de esfuerzo, modelo matemático, umbral ventilatorio, ergoespirometría.

Introducción

El umbral anaerobio (UAn) se propuso inicialmente como índice de la tolerancia al ejercicio por cardiópatas¹. Actualmente, la determinación del UAn es de primordial importancia en las ciencias del ejercicio porque es un indicador del condicionamiento en diversos grupos de individuos^2-7. Para la determinación indirecta e incruenta del UAn se emplean las mediciones de cambios gaseosos y ventilatorio durante una prueba ergométrica con incrementos en la sobrecarga⁸.

Se cree que el mejor ajuste para la detección del UAn es la inflexión en la relación entre el VO₂versus VCO₂, con β > 1,15, que es obtenida por medio de la intersección entre dos segmentos de recta^9,10. Esta detección se realiza por medio de la inspección visual de diagramas de dispersión, pero algoritmos matemáticos y cálculos estadísticos vienen auxiliando en la automatización y/o semiautomatización de este procedimiento^9-12.

Los ergoespirómetros con sistemas computarizados son ampliamente utilizados en la cuantificación de los cambios gaseosos y en la inferencia del UAn. Equipamientos sofisticados y de mayor costo se restrinjan al uso en laboratorios de investigaciones. Ergoespirómetros más sencillos y de menor costo se crearon para investigación clínica y de campo. Diversos estudios validaron las mediciones del VO₂, VCO₂ y V_E por medio de dichos equipamientos clínicos^13-19, sin embargo pocos estudios determinaron la calidad de las mediciones derivadas como el UAn²⁰.

Teniendo en cuenta el bajo costo de los equipamientos clínicos y la relevancia fisiológica del UAn para los diversos profesionales de salud, el objetivo del presente estudio retrospectivo fue analizar la precisión del UAn detectado por medio de mediciones por el sistema de calorimetría indirecta TEEM 100^®Total Metabolic Analysis System (Aerosport, Inc., Ann Arbor, Mich., EUA)^17-20, determinándose la objetividad y la exactitud de los modelos matemáticos de Beaver et al⁹ adaptado por Gaskil et al²¹ y de Vieth¹⁰ y, de los métodos de inspección visual V-slope²², V_E/VO₂²³, ExCO₂²¹ y Umbral de Lactato²⁴.

Métodos

Sujetos

La presente investigación se dividió en dos ensayos compuestos por dos grupos de voluntarios de ambos sexos, de 18 a 37 años, aparentemente sanos, no tabaquistas y no atletas, con o sin experiencia en el cicloergómetro, dedicados o no en programas de entrenamiento aerobio (Tab. 1). En el primer grupo analizó la discrepancia entre los métodos matemáticos y los de inspección visual para la determinación del UAn. En el otro grupo, se investigó la asociación entre los parámetros ventilatorio y de cambios gaseosos con la concentración sanguínea del lactato, para la determinación del UAn.

Se recomendaron para las 24 horas previas al examen la abstinencia de actividades físicas extenuantes (> 5 METs) y no ingesta de alcohol. Se recomendó también el mantenimiento de la dieta mixta en las 48 horas precedentes al examen. Se solicitó la abstinencia de alimentos y cafeína en las tres horas previas al esfuerzo. Cada sujeto fue informado en cuanto a los riesgos asociados a los procedimientos adoptados. Un formulario de consentimiento informado fue leído y firmado. Todos los procedimientos aquí adoptados fueron aprobados por el Comité de Ética Local para Experimentos con Seres Humanos (Río de Janeiro, CEP/HSE 000.021/99). Este estudio se llevó a cabo de conformidad a la Declaración de Helsinki.

Prueba máxima en el cicloergómetro

Grupo 1 (G-1) - Se empleó el protocolo de esfuerzo escalonado, continuo y máximo¹ en el cicloergómetro mecánico (Monark^®, São Paulo, SP, Brasil). La altura del sillín fue ajustada para cada sujeto, de manera que las rodillas se mantuvieran en un ángulo próximo a la extensión total (aprox. 175º). La potencia máxima se estimó previamente para cada individuo, a fin de viabilizar incrementos del 10% de la carga máxima a cada minuto²⁵. Tras seis minutos en reposo, sentado sobre el sillín del cicloergómetro, los sujetos pedalearon sin carga durante cuatro minutos y, posteriormente, se inició la fase escalonada. La duración máxima del ejercicio fue de 10 ± 2 min. Las personas mantuvieron la cadencia fija a lo largo del examen (aprox. 1,23 Hz). El ritmo fue controlado por un metrónomo audiovisual (Wittner^â Junior Plast 826, Isny/ Allgäu, Alemania).

La ventilación minuto (V_E) y la fracción expirada de oxígeno y dióxido de carbono fueron continuamente medidas por medio de calorimetría indirecta de circuito abierto (TEEM 100^®Total Meolic Analysis System, Aerosport, Ann Arbor, Mich., EUA)^17-20. Los sujetos utilizaron un clip de nariz y un pneumotacómetro de flujo promedio (Hans Rudolph^®, Kansas City, MO, EUA). El consumo de oxígeno por minuto (VO₂) y la excreción de gas carbónico por minuto (VCO₂) se presentaron a cada 20 segundos. La frecuencia cardíaca (FC) se monitoreó continuamente a lo largo de la prueba por medio de telemetría (Vantage NV^®, Polar Electro Oy, Kempele, Finlandia) y el concepto de esfuerzo percibido (CEP), en la escala de Borg de 6 a 20, se recolectó al final de cada fase.

Grupo 2 (G-2) - El protocolo ergoespirométrico fue el mismo aplicado en el G-1, añadido si las mediciones del lactato sanguíneo. Se recolectaron 25 µL de sangre, por punción del lóbulo de la oreja en hiperemia, según procedimientos descriptos por Shephard²⁶. Las recolecciones se llevaron a cabo durante el reposo, en los dos minutos previos a la realización del examen y a cada dos minutos de esfuerzo. Las muestras fueron inmediatamente analizadas por medio del método electro enzimático (YSI 1500 Sport L-Lactate Analyser^®, Yellow Springs, EUA). Para la determinación del lactato en la sangre total, se añadió en la solución tapón o agente hemolítico Triton X-100 (YSI #1515 Agent Cell Lysing, EUA) a un 0,25%. Las recolecciones de sangre fueron realizadas por un evaluador experimentado entre 20 y 25 segundos finales de cada dos minutos de esfuerzo.

Controles y calibraciones

El analizador meólico, el analizador de lactato y el cicloergómetro se calibraron antes de cada prueba. El ergoespirómetro se calibró en circuito cerrado, mediante una mezcla certificada de gases conteniendo un 17,01% de oxígeno, el 5% de gas carbónico y balanceada con nitrógeno (AGA^®, Río de Janeiro, RJ, Brasil). El flujo fue calibrado utilizándose una seringa de aire de tres litros (Hans Rudolph^®, Kansas City, MO, EUA). Al final de cada prueba, se llevó a cabo la medición de las fracciones porcentuales de oxígeno y gas carbónico en la mezcla de gases empleada para calibración. El error máximo admitido fue desde un 16,16% al 17,86% para FO₂ y desde un 4,75% al 5,25% para FCO₂. El analizador de lactato tuvo la calibración confirmada previamente a la prueba, mediante una solución estándar de 5 mmol^.l^-1 (YSI #2327 Lactate Standard YSI^®, EUA) de lactato. Antes de cada prueba, y a cada hora de uso, se llevó a cabo una calibración. La linealidad del equipo se confirmó hasta 15 mmol^.l^-1 de lactato. Antes del inicio del experimento la precisión del equipo se checó por medio de una curva de calibración con estándares de 1,0; 2,5; 5,0; 7,5; 12,0; 15,0; 18,0; 24,0 y 30,0 mmol^.l^-1, preparadas mediante a la dilución de los estándares suministrados por el fabricante (YSI #2327: 5 mmol^.L^-1; YSI #2328: 15 mmol^.l^-1, YSI#1530: 30 mmol^.l^-1Lactate Standard YSI^®, EUA). La asociación entre los valores medidos y esperados en la curva de calibración fue r=0,999, y=0,9436x + 0,33011 y EPE=0,20 mmol.l^-1. El cicloergómetro fue calibrado por medio de un lastro de 3 kg.

Las pruebas se consideraron máximos cuando se observaron al menos tres de los criterios²⁷ a continuación: a) meseta en el VO₂ (aumento < 150 ml^.min^-1 ó 2 ml^.kg^-1min^-1); b) razón de cambios respiratorios (RCR) >1,15; c) el 90% de la FC_máx prevista por la edad (220 - edad); d) concepto de esfuerzo percibido >19 (6-20); e) concentración de lactato sanguíneo >8 mmol^.l^-1; e f) fatiga voluntaria máxima con incapacidad de mantenimiento del ritmo preestablecido. El VO_2máx se determinó como el más alto valor encontrado al final de la prueba.

Métodos para la detección del UAn por inspección visual

Tres métodos para la detección del umbral anaerobio por inspección visual fueron utilizados:

Método del equivalente ventilatorio (EqV)²³ - Momento en que ocurre un aumento en el equivalente ventilatorio para consumo de oxígeno (V_E/VO₂) sin el concomitante aumento en lo equivalente ventilatorio para la excreción de dióxido de carbono (V_E/VCO₂).

El Método del exceso de dióxido de carbono (ExCO₂)²¹ - Con el aumento de la intensidad del ejercicio, se observa un exceso de producción de dióxido de carbono calculado como ((VCO₂²/VO₂)-VCO₂).

Método V-slope simplificado (V-slope)²² - en el gráfico de coordinadas cartesianas, que tiene en el eje de las abscisas el consumo de oxígeno por minuto (VO₂) y en el de las ordenadas la excreción de gas carbónico por minuto (VCO₂), se observó el momento en que los puntos ultrapasaran la línea paralela a la bisectriz del ángulo reto.

A cada individuo, los tres métodos de determinación del UAn fueron analizados visualmente por dos investigadores experimentados.

Análisis del UAn por método matemático

Dos funciones de regresión lineal se describieron para el examen a partir de la relación entre VO₂versus VO₂, así como sigue:

donde (x₀,y₀) representan las coordinadas del punto crítico (UAn).

En la primera interacción, las observaciones x₁, x₂ y x₃ se incluyeron estimando los parámetros de la primera línea de regresión. Las n-3 observaciones remanentes x₁,...x₄ se utilizaron para ajustar la segunda línea de regresión. En la interacción siguiente, la primera línea de regresión se ajustó con las observaciones x₁,...x₄ y los parámetros de la segunda línea de regresión fueron basados en las n-4 observaciones. A cada interacción, una observación adicional de la segunda parte de los datos se transfirió a la primera parte y la segunda línea de regresión se ajustó con las observaciones remanentes.

Método matemático de Vieth¹⁰ (MM_SQR) - La estimación de los parámetros se basó en el método de los mínimos cuadrados. Para la inferencia del punto de inflexión, la suma de los cuadrados de los residuos (SQR) se calculó para cada línea de regresión.

La SQR es usada como un criterio para determinar el mejor ajuste. Los ajustes óptimos de a₁,b₁,a₂,b₂ y x₀ son los valores pertenecientes a la mínima SQR para las dos rectas.

Método matemático modificado²¹del V-slope de Beaver et al⁹ (MMslope) - La intersección entre dos líneas de regresión fue empleada para la determinación del UAn. La solución se aceptó al observarse un aumento en la inclinación del segmento inferior para el superior igual a un. Este método, que originalmente empleaba el análisis de los gases recolectados a cada incursión respiratoria, se modificó para la utilización del promedio de las incursiones a cada 20 segundos²¹.

Determinación del umbral de lactato

Los resultados obtenidos por el análisis de lactato sanguíneo se determinaron determinados individualmente a través del método log-log, descripto por Beaver et al²⁴. La transformación de los datos para la base logarítmica se llevó a cabo para localización del punto de inflexión, o del umbral de lactato, que se entendió como el punto de cruzamiento entre las dos rectas formadas.

Análisis estadístico

El tratamiento estadístico se llevó a cabo por medio de los aplicativos Statistical Package for the Social Sciences^® (SPSS, EUA), SigmaPlot^® (Systat Software Inc., Alemania) y Microsoft Excel^® para Windows XP^® (Microsoft, EUA). Se empleó la estadística descriptiva con el promedio ± desviación estándar (DE). Se utilizó el gran promedio de los resultados obtenidos a partir de los métodos EqV y V-slope, por los dos evaluadores, denominándose UAn_-a. El gran promedio de los resultados obtenidos a partir de los métodos EqV y V-slope ExCO₂ por los dos evaluadores de denominó UAn-b. Los valores medidos a partir del UAn a versus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope y UAn_-bversus MM_SQR y MM_slope, pa a G-1 y; UL versus UAn_-a, UAn_-b, MM_SQR y MM_slope, pa a G-2, se confrontaron mediante análisis de varian a (ANOVA) con un factor y prue a post-hoc de Tukey-HSD. Los límites de concordancia de Bland-Altman²⁸ se emplearon. El grado de asociación entre los métodos se determinó por medio del coeficiente de correlación intraclase (CCI). El error también se observó por medio del error técnico de la medición ( ) y del coeficiente de variación (CV). Se empleó también el tratamiento estadístico mencionado anteriormente para evaluar los resultados obtenidos a través de los dos evaluadores. Se compararon los índices obtenidos de UAn_-a y UAn_-bversus Evaluador 1 y Evaluador 2 por medio de ANOVA con dos factores y prueba post-hoc de Tukey-HSD. Todas las pruebas estadísticas se llevaron a cabo en el nivel de significancia < 0,05.

Resultados

Las características de los sujetos se encuentran en la Tabla 1. La Tabla 2 presenta el promedio y DE para el UAn_-a, UAn-_b, ExCO₂, MM_SQR, MM_slope y UL, incluyendo estadística comparativa entre UAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope y UAn_-bversus MM_SQR, MM_slope para G-1 y UL versus UAn_-a, UAn_-b, MM_SQR y MM_slope para G-2. Se nota que solamente el MM_slope presentó diferencia significativa, cuando confrontado con UAn_-a y UAn-_b (p = 0,001) y CV se mostró superior a 18% en las dos formas de detección del UAn. No se observó diferencia significativa entre el UAn_-aversus ExCO₂ y MM_SQR y UAn_-bversus MM_SQR. En el G-2 los métodos de inspección visual presentaron buena correlación, así como el MM_SQR, cuando comparados con el UL.

Los diagramas de dispersión del lado izquierdo de las figuras 1 y 2 presentan la relación entre UAn_-aversus ExCO₂, MM_SQR, MM_slope y UAn_-bversus MM_SQR, MM_slope, respectivamente. En la figura 3 se encuentra al relación entre UL versus UAn_-a, UAn-_b, MM_SQR y MM_slope. Se nota la aproximación entre la línea de identidad y las líneas de tendencia para UAn_-aversus ExCO₂ y MM_SQR y UAn_-bversus MM_SQR y UL versus UAn_-a, UAn_-b y MM_SQR. Los datos del lado derecho de estas figuras se refieren a los límites de concordancia de Bland-Altman²⁷. La Tabla 2 resume los valores encontrados a cada análisis.

No hubo diferencia significativa para la determinación del UAn por medio de la inspección visual entre evaluadores (p=0,757) y métodos (p=0,700), así como no hubo interacción entre evaluadores versus métodos (p=0,876). Los evaluadores presentaron para UAn_-a: límites de concordancia = 0,02 ± 0,29 l^.min^-1, CCI = 0,92, s = 0,11 l^.min^-1 y CV = 7%; y para UAn_-b: límites de concordancia = 0,01 ± 0,24 l^.min^-1, CCI = 0,95, s = 0,09 l^.min^-1 y CV = 6%.

La Tabla 3 presenta los índices de confiabilidad obtenidos a partir de estudios previos de equipamientos clínicos o para el uso laboratorial. Se observaron los índices CCI elevados entre los equipamientos para el uso clínico, a excepción del MetaMáx II. Índices semejantes son encontrados en equipamientos de uso laboratorial.

Discusión

La prueba ergoespirométrica y el análisis del UAn permiten el estudio de la integración entre los sistemas pulmonar, cardiovascular y musculoesquelético^29,30. Hay casos en que este es el único medio para la comprensión de mecanismos fisiopatológicos como en la enfermedad vascular pulmonar severa sin la hipertensión derecha, en el foramen oval abierto con el desarrollo de shunt izquierda-derecha durante el ejercicio, en la disnea de esfuerzo, en la hipoxemia de esfuerzo, entre otras³¹. Su aplicación en grupos de cardiópatas y neumópatas es vantajosa antes de procedimientos invasivos o de alto costo^30,31. La propuesta del presente estudio fue probar la exactitud de un equipo ergoespirométrico que permite mediciones con la calidad destinada a la aplicación clínica. Se compararon los métodos matemáticos propuestos por Beaver et al⁹ y Vieth¹⁰, con los métodos V-Slope²², Equivalente Ventilatorio para el VO₂²³, Exceso de CO₂²¹ y Umbral de Lactato²⁴ para la determinación del UAn.

La muestra de este estudio estaba compuesta por sujetos no atletas hígidos, con o sin experiencia en el cicloergómetro, dedicados o no a programas de entrenamiento aeróbio. Características hereditarias y la implicación en programas de ejercicios pueden explicar la gran dispersión en los valores del VO_2máx. Aun considerando la experiencia de los individuos con el cicloergómetro, este equipo puede sobrecargar los miembros inferiores, ocasionando la fatiga precozmente^32,33. La fatiga de los miembros inferiores puede resultar en bajo VO_2máx y UAn (%) relativamente alto³¹. El UAn puede, todavía, ciertamente ser supra o subestimado en respuesta a los incrementos en la sobrecarga⁹. El UAn (%) encontrado para los sujetos durante la prueba progresiva fue próximo a lo esperado para individuos no obesos, físicamente activos y aparentemente sanos³¹. Billat³⁴ demostró que sujetos altamente entrenados son capaces de utilizar más intensamente las vías oxidativas, por tanto con menor acumulación de lactato, con intensidades de hasta el 90% de sus VO_2máx. Nuestros resultados permitieron estimar el UAn, por los métodos del UAn_-a, UAn_-b, MM_SQR, MM_slope y UL, en porcentaje del VO_2máx y, fueron próximos al esperado para una prueba llevada a cabo en cicloergómetro³¹.

Gaskill et al²¹ estudiaran la asociación existente entre los diversos métodos de inspección visual y sugirieron que hay beneficios en el análisis combinado de los métodos: V-slope, ExCO₂ y EqV. Otro estudio, utilizando el mismo equipamiento aquí adoptado, también sugirió la utilización de análisis combinados de parámetros de cambios gaseosos y ventilatorios a fin de que se reduzca el error metodológico en la determinación del UAn. La presente investigación ha optado por hacer comparaciones mediante datos combinados (UAn_-a y UAn_-b) y se ha probado solamente el método del ExCO₂ en separado. El análisis estadístico mostró una buena asociación entre el método ExCO₂ y el método UAn_-a, sin embargo el empleo de un método más para la detección del UAn no reduzco significativamente el CV% del observado para el MM_SQR, MM_slope y UL (Tab. 2).

Los datos presentados en la Tabla 2 y en las figuras 1, 2 y 3 sugieren una satisfactoria aproximación entre los métodos UAn_-a y UAn_-b. Estos métodos presentaron una excelente correlación con el MM_SQR y UL. Una correlación razonable se encontró entre el UL y el MM_slope. Caiozzo et al²³ presentaron el EqV como el mejor método aislado para la determinación del UAn (r = 0,93). Según estos autores, el método V-slope no produce una buena estimación del UAn. Sin embargo, Gaskill et al²¹ no encontraron diferencia significativa entre los métodos V-slope y EqV cuando comparado con el UL (± 5 ml^.min^-1) indicando una buena concordancia entre los métodos. Los hallazgos semejantes fueron relatados por Santos et al³⁵ y por Granja Filho et al²⁰.

Beaver et al⁹ propusieron un método con que se eliminan los puntos que produzcan una inclinación de la línea de regresión menor que 0,6 y los valores superiores al punto de compensación respiratorio. La presente investigación, con base en un estudio anterior²¹, ha cambiado el método original para que todos los datos se utilizaran en el ajuste lineal. Dicha adaptación fue necesaria en razón de la resolución temporal de las mediciones por medio del equipo aquí empleado. Kelly³⁶ observó que los resultados obtenidos por el método matemático original de Beaver et al⁹ han presentado un mayor error estándar de la estimación, cuando comparado al MM_SQR. Santos et al³⁵ encontraron para este método índices porcentuales del 83% del VO_2máx. En nuestro estudio observamos intensidades elevadas de UAn³¹ por medio del MM_slope, indicando una posible imprecisión del método.

Pocos son los estudios relacionados a la confiabilidad de los sistemas de análisis metabólico de bajo costo. La Tabla 3 presenta algunos indicadores para equipos de uso clínico y científico. El equipo aquí utilizado presenta una confiabilidad prueba-reprueba de un 5,5% para el VO_2máx, según Granja Filho et al²⁰. Melanson et al¹⁷ encontraron CCI de 0,96 para VO₂ y 0,86 para V_E. En el mismo estudio¹⁷, se validó el equipo al compararlo con un sistema referencia computarizado y se encontraron coeficientes de correlación de Pearson de 0,91 a 0,97 para V_E y 0,88 a 0,97 para VO₂. Wideman et al¹⁹ encontraron diferencias del 2% al 11% para VO₂ y el 5% al 17% para VCO₂ en diversas intensidades. Una diferencia promedio de un 3,9% para VO₂ se encontró por Novitsky et al¹⁸ cuando comparado con el Sensormedics 2900^®. Los índices presentados en la Tabla 3 referentes la validad y confiabilidad del VO₂, VCO₂ y V_E del TEEM 100, y demás equipos clínicos, se encuentran ligeramente en un nivel inferior de los observados para los equipamientos más sofisticados destinados a las investigaciones científicas.

Teniendo en consideración la importancia del UAn como índice de tolerancia al ejercicio e indicador del condicionamiento en diversos grupos de individuos^1-7, concluimos que el MM_SQR, así como los métodos de inspección visual del UAn_-a y UAn_-b son satisfactoriamente exactos y objetivos a la determinación de aquella referencia metabólica. La inclusión de más un método de inspección visual (ExCO2) no redujo significativamente el error. Concluimos también que el MM_slope no presentó exactitud significativa a la determinación del UAn en el equipo aquí adoptado³⁸.

Agradecimientos

Los autores de este estudio expresan sus agradecimientos a la Asociación de los Amigos del Centro de Estudios y Perfeccionamiento del Hospital de los Servidores del Estado de Río de Janeiro, ante al Dr. Aluysio S. Aderaldo Jr. por la contribución significativa para la realización de este trabajo y a los colegas Gilberto Sabóia Pompeu Neto, Michelle F. S. Porto Nogueira y Lucenildo Cerqueira. Este estudio ha recibido la ayuda de FAPERJ y MCT/CNPq.

Potencial Conflicto de Intereses

Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.

Fuentes de Financiación

El presente estudio fue financiado por CAPES, MCT/CNPq y FAPERJ.

Vinculación Académica

Este artículo forma parte de disertación de Maestría de Fernando dos Santos Nogueira por la Universidad Federal de Rio de Janeiro.

Referencias