Spiroergometria

Kasvonaamio testattavalle henkilölle

Spiroergometria tai ergospirometria tai ergospirografia ( latinalaisesta spirare: hengittää , kreikka ἔργον: työ ja μέτρον: toimenpide ) on diagnostinen menetelmä, jossa sydämen , verenkierron , hengityksen ja aineenvaihdunnan reaktio sekä kardiopulmonaalinen suorituskyky laadullisesti ja mittaamalla hengitysteiden fyysisen rasituksen aikana esiintyvät kaasut tutkitaan kvantitatiivisesti .

historia

Lavoisierin ja Seguinin yritys työhön vuonna 1789

Spiroergometria noin vuonna 1900 Yhdysvalloissa

Spirometria kenttätestissä Berliinissä vuonna 1928

→ Katso myös ergometrian historia

Vuonna 1789 Marie ja Antoine Laurent de Lavoisier ja Armand-Jean-François Seguin tekivät ensimmäiset kokeet ihmisen kaasun aineenvaihdunnan mittaamiseksi fyysisen työn aikana. Englantilainen lääkäri William Prout suoritti tutkimuksia jalkamarssien yhteydessä vuonna 1813, mutta ei voinut saada lopullisia tuloksia. Vuosien 1855 ja 1857 välillä ranskalainen fyysikko Gustav-Adolf Hirn suoritti laskelmat mekaanisesta lämpöekvivalentista ilmatiiviisti suljetuissa kammioissa. Hän tutki uloshengitetyn ilman hiilidioksidi-, happi- ja typpipitoisuutta. Strasbourgin lääketieteellisessä klinikassa vuosina 1845-1880 opettanut ja sitten Jarsin saarella kokeileva lääkäri Charles Schützenberger (1809-1881) esitteli spirometriset mittaukset. Vuonna 1924 Archibald Vivian Hill löysi maksimaalisen hapenoton (VO ₂ max). Hän loi termit O ₂ vaje , vakaassa tilassa ja O ₂ -debt . Hugo Wilhelm Knippingiä pidetään nykypäivän spiroergometrian isänä .

toiminnallisuutta

Hengityskaasun mittaus suoritetaan spirometrilaitteella (hengityskaasun mittauslaite), joka analysoi testattavan henkilön uloshengitetyn ilman (uloshengitetyn ilman). Kuormaa ohjataan ergometrin avulla . Mittauksen aikana, koehenkilö kuluu kasvonaamion, johon tilavuuteen anturi mittaamiseksi ilmanvaihto ilmamäärän ja ohut putki, ns imu osa, on liitetty. Osa uloshengitetystä ilmasta johdetaan imuosion läpi spiroergometrisen laitteen kaasuantureihin, joissa sen kaasupitoisuus analysoidaan. Hengitetyn ilman kaasuprosenttia verrataan ympäröivään ilmaan. Absoluuttisten arvojen laskemiseksi kaasupitoisuuksien erot kerrotaan tuuletetun ilman tilavuudella. Nykyaikaisilla menetelmillä jokaisen hengityksen kaasupitoisuus voidaan analysoida (hengitys hengityksen kautta).

Spiroergometriset parametrit

Tärkeimmät spiroergometriaan kirjatut hengityskaasuparametrit ovat: minuutin ilmanvaihto (VE), hapenotto (VO ₂ ), hiilidioksidin vapautuminen (VCO ₂ ) ja hengitysnopeus (AF). Muut parametrit lasketaan tältä: hengitysosamäärä (RQ = VCO ₂ / VO ₂ ), hengitysekvivalentti O _{2: lle} (AÄO ₂ = VE / VO ₂ ), hengitysekvivalentti CO _{2: lle} (AÄCO ₂ = VE / VCO ₂ ) ja vuorovesi äänenvoimakkuus (AZV = VE / AF).

Suurin hapenottokyky (VO ₂ max)

→ Katso Maksimihapenotto

Pitkän ajan ruumiinpainoon perustuvaa suhteellista maksimaalista hapenottoa (VO ₂ max) pidettiin tärkeänä parametrina, koska tämä arvo on helppo mitata ja osoittaa hyvää korrelaatiota suorituskykyyn aerobisella alueella. Kun arvioidaan aerobista suorituskykyä fyysisen rasituksen aikana, kaasun kinetiikalla submaximaalisilla harjoitustasoilla on suurempi rooli.

Hengityskompensointipiste (RCP)

Hengitysteiden korvaus kohta (RCP) kuvaa piste, josta lasku CO ₂ -pitoisuus hengityksessä voidaan havaita yhä fyysisen rasituksen . Se vastaa siis subjektiivisesti todettavissa olevaa lisääntynyttä hengitystä. Syynä tähän on lisääntyvä anaerobinen energiansaanti , joka johtaa veren happamoitumiseen . Lääketieteellisen opin mukaan tämä stimuloi hengitystä ( hyperventilaatio ), mikä johtaa CO ₂ -pitoisuuden liialliseen laskuun .

RCP ei osoita maksimaalisen hapenoton aluetta, mutta submaximaalista aluetta, jolla harjoituksen intensiteetti voidaan ylläpitää noin 60 - 120 minuutin ajan (vakaa tila). Siten se luonnehtii pitkän aikavälin kestävyys- tai kestävyysrajaa ja on verrattavissa, mutta ei identtinen, anaerobisen kynnyksen kanssa . RCP: ssä otetaan huomioon mahdolliset kompensointimekanismit ja vaikuttavat tekijät, kuten puskurikapasiteetti, laktaattimetabolia ja vegetatiivinen hormonaalinen vaste. RCP: n ja kilpailusuorituksen välillä on läheisempi suhde kuin suhteelliseen VO ₂ max: iin.

käyttöalueet

Spiroergometriaa käytetään nykyään muun muassa seuraaviin tarkoituksiin:

• Kestävyyden arviointi

→ Katso suorituskyvyn diagnostiikka

Parametrien, kuten VO ₂ max tai RCP, avulla testaajan kestävyyssuoritusten pituus- ja poikkileikkausvertailut ovat mahdollisia.

• Energia-aineenvaihdunnan mittaus

→ Katso epäsuora kalorimetria

Testattavan henkilön energianvaihto ja substraattiliikevaihto ( rasva- ja hiilihydraattimetabolia) lasketaan käyttämällä VO _{2: ta} ja RQ: ta.

• Hengityselinten tehokkuuden tutkimus

Vertaamalla spiroergometrian tuloksia normaaliarvoihin voidaan tehdä johtopäätökset testattavan henkilön sydän- ja keuhkojärjestelmän suorituskyvystä.

• Kelpoisuuskokeita vuonna ammatillisissa , sotilas- , ilmailu- ja avaruuslääketiede
• Lääketieteelliset tutkimukset
  • Jos suorituskyky on patologisesti heikentynyt, esimerkiksi stressi-astman , sepelvaltimotaudin , sydämen vajaatoiminnan , tarkkaavaisuus- / hyperaktiivisuushäiriön , valtimoiden lepo tai stressi-hypertensio , hengityskaasunvaihtohäiriöt , obstruktiiviset tai rajoittavat ilmanvaihtohäiriöt , tietoa voidaan silti pyytää. onko rajoitus sydämen, keuhkojen vai sydän-keuhkojen alkuperää (katso myös 6 minuutin kävelytesti ).
  • Kardiopulmonaalisen järjestelmän ennaltaehkäisevä tutkimus
  • Lääkkeiden vaikutusten hallinta
  • pre- ja postoperatiivinen kardiopulmonaalisen suorituskyvyn arviointi
  • Suorituksen arviointi pitkittyneen lepotilan jälkeen
  • Potilaiden altistusannossuositukset ( esim . Sydänryhmien yhteydessä )
  • Potilaiden ennusteen arviointi
• Asiantuntijoiden suorituskykyanalyysi ( esim. Vakuutuslainsäädännön kysymykset)
• Tieteelliset tutkimukset

Mittausongelmat

Hyperventilaatio on merkittävä virhelähde.Jos tämä laukeaa emotionaalisesti, esimerkiksi asettamalla hengitysnaamari , uloshengitetään enemmän CO _{2: ta} , joka ei tule aineenvaihdunnasta, vaan otetaan kudoksesta ja verestä. Koska O ₂ kertymä ei kasva hyperventilaation, hengityselinten osamäärä kasvaa, mikä välillisten kalorimetrian johtaa ylimääritetyn energiankulutuksen ja suorituskyvyn diagnostiikka virheellisen hengityksen korjausasemalle.

nettilinkit

• Leistungsstest.info: Spiroergometria: testi ja tulkinta. Kardiologin esitys animaatioilla ja viitteillä

Yksittäiset todisteet

1. B ^{a b c} Wildor Hollmann: Urheilulääketiede . Schattauer, Stuttgart 2000, ISBN 3-7945-1672-9 , s. 332-333 . 
2. ↑ Barbara I. Tshisuaka: Schützenberger, Charles. Julkaisussa: Werner E.Gerabek , Bernhard D.Haage , Gundolf Keil , Wolfgang Wegner (toim.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berliini / New York 2005, ISBN 3-11-015714-4 , s.1310 .
3. ↑ ^{a b c d} Hans-Hermann Dickhuth : Johdatus urheiluun ja suorituskykyyn . Hofmann, Schorndorf 2000, ISBN 3-7780-8461-5 , s. 202 . 
4. ↑ Muut kirjoittajat puhuvat "keskushermostosta", ts. H. stimulaation sympaattisen hermon aktiivisuuden, joka, riippumatta siitä, CO ₂ uloshengityksen tarpeen säädellä veren PH, lisää merkittävästi syvyys ja taajuus hengitys, katso esim. Uni Jena: Atemregulation ( Memento des alkuperäinen joulukuu 20, 2012 jälkeen Internet- Arkisto ) Tiedot: Arkistolinkki lisättiin automaattisesti eikä sitä ole vielä tarkistettu. Tarkista alkuperäinen ja arkistolinkki ohjeiden mukaisesti ja poista tämä ilmoitus. . @ 1@ 2Malline: Webachiv / IABot / www2.uni-jena.de
5. ↑ Dickhuth, HH  ; Yin, L.; Niess, A .; Roecker, K .; Mayer, F .; Heitkamp, ​​HC; Horstmann, T.: Ilmanvaihto-, laktaatti- ja katekoliamiinikynnykset juoksumaton ajon aikana: suhde ja uusittavuus . Julkaisussa: International Journal of Sports Medicine . nauha 20 , ei. 2 , 1999, s. 122-127 . 
6. ↑ Wildor Hollmann: Urheilulääketiede . Schattauer, Stuttgart 2000, ISBN 3-7945-1672-9 , s. 385 .