Dr. Burkei Internist Kaiserslautern

Spiroergometrie

Ziel einer spiroergometrischen Untersuchung ist es, die Funktion von Herz, Kreislauf, Atmung und muskulärem Stoffwechsel in Ruhe und unter ansteigender körperlicher Belastung bis hin zur Ausbelastung zu beurteilen. Dazu erfasst die Methode die pro Atemzug (Atemzugtiefe) oder pro Zeiteinheit (Atemminutenvolumen) transportierten Atemvolumina. Die zeitgleiche Messung der Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen in der Ein- und Ausatemluft ermöglicht die Bestimmung von Sauerstoffaufnahme (VO2) und Kohlendioxidabgabe (VCO2). bei der bei uns verwendeten neu entwickelten sogenannten „breath-by-breath"-Analyse, werden die genannten Messvariablen für jeden einzelnen Atemzyklus bestimmt , woraus eine hohe Messwertauflösung resultiert.

Durchführung der Untersuchung

Je nach Fragestellung wird als ergometrische Belastungsform ein stufen- oder rampenförmiges Protokoll auf dem Fahrradergometer gewählt. Anfangsleistung und Steigerungsschritte der dabei vorgegebenen Belastung werden unter individuellen Gesichtspunkten festgelegt.
Zur Durchführung der Spirometrie trägt die untersuchte Person eine dicht sitzende Atemmaske, die mit einem sogenannten Flowmeter versehen ist. Über dieses werden die Atemvolumina bestimmt und bei jedem Atemzug Gasproben zur Messung der O2- und CO2- Konzentrationen gewonnen. Gleichzeitig erfolgt eine Registrierung der Herzfrequenz über das Belastungs-EKG und die Messung der Blutdruckwerte.

Aussagekraft der Untersuchung

Die Messung der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO2max) ermöglicht eine Beurteilung der aeroben Kapazität der eingesetzten Muskelgruppen, der Funktionsreserve Ihres kardiopulmonalen Systems und somit ganz generell auch der maximalen körperlichen Leistungsfähigkeit. Ergänzt wird diese Aussage durch die Ermittlung der sogenannten (ventilatorischen) anaeroben Schwelle (AT).

Diese reflektiert jene Belastungsintensität, ab der es zu einem vermehrten Verbrauch an Kohlenhydraten bei der muskulären Energiegewinnung und damit auch zu einem messbaren Anstieg der Laktatbildung in der Muskulatur kommt. Der respiratorische Kompensationspunkt (RCP) wiederum ermittelt die Belastungsintensität, ab der die laktatbedingte Übersäuerung (Azidose) nur noch über ein deutlich gesteigertes Atemminutenvolumen mit Abatmung von CO2 kompensiert werden kann.

Bei niedrigen und mittleren Belastungsintensitäten ist es darüber hinaus möglich, anhand des Verhaltens von VO2 und VCO2 auf den Kalorienverbrauch und die Raten der Verstoffwechselung von Fetten und Kohlenhydraten zu schließen (indirekte Kalorimetrie). Letztendlich lassen sich unter Betrachtung von Variablen der Ventilation wie Atemminutenvolumen, -frequenz, Atemzugtiefe und der Flusskinetik während des Ein- und Ausatemvorganges auch Rückschlüsse auf die Atemmechanik ziehen.

Anwendungsschwerpunkte

Die Anwendungsschwerpunkte der Spiroergometrie umfassen die Leistungsdiagnostik und kardiopulmonale Funktionsbeurteilung. Entsprechend besitzt diese Methode einen breiten Anwendungbereich, der vom herzinsuffizienten oder lungenkranken Patienten bis hin zum Hochleistungssportler reicht.

Sportmedizin

Wesentliche Messwerte sind die VO2max und die ventilatorisch bestimmten Schwellen AT und RCP. Die VO2max gilt als Prädiktor der Talentierung für höhere Ausdauerleistungen. Zur Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit auf mittlerer Belastungsstufe kann die Leistung oder Sauerstoffaufnahme an der AT herangezogen werden, so wie dies auch durch Erstellung einer Laktatleistungskurve möglich ist. Ähnlich wie bei der Laktatdiagnostik können über die Leistung an der AT auch individuelle Intensitätsbereiche für das Ausdauertraining ermittelt werden. Durch die Lage des RCP zur AT kann zudem eine gewisse Aussage bezüglich der vorhandenen Pufferkapazität eines Athleten getroffen werden.

Kardiologie

Aus der gemessenen AT und VO2max kann auch auf die Funktionsfähigkeit des Herzkreislaufsystems geschlossen werden, was insbesondere bei einer bereits bekannten Erkrankung des Herzens wertvolle zusätzliche Informationen liefern kann. Durch Bestimmung der AT kann dabei beispielsweise objektiviert werden, ob die krankheitsbedingte Funktionseinschränkung des Herzens dazu geführt hat, dass bereits Alltagsaktivitäten eine hochbelastende Intensität darstellen und somit nur über kurze Zeit möglich sind. Wiederholungsmessungen z.B. nach Einleitung oder Optimierung von Therapiemaßnahmen machen deren Effektivität in funktioneller Hinsicht überprüfbar. Ergänzende Informationen liefert das zeitgleich mitregistrierte EKG sowie das Blutdruck- und Blutgasverhalten.

Pneumologie

Hierbei stellt sich häufig die Frage der Abklärung von belastungsabhängiger Atemnot. Diese kann ganz unterschiedliche Ursachen haben. Eine Differenzierung möglicher Ursachen ist mit Hilfe der Spiroergometrie unter Hinzunahme der Ergebnisse der zeitgleich ermittelten kapillären Blutgasanalyse möglich. Dabei stellt sich zumeist die zentrale Frage, ob Störungen der Atemmechanik oder des Gasaustausches selbst den limitierenden Faktor darstellen. Die Effizienz der Atmung kann anhand der Messung der Atemäquivalente für O2 und CO2 ermittelt werden.

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