Cardiofrequencímetro Não Substitui ECG no Teste de 4 Segundos em Posição Ortostática

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1 Cardiofrequencímetro Não Substitui ECG no Teste de 4 Segundos em Posição Ortostática Cardio-Frequency Meter Does Not Replace EKG for Orthostatic 4-Second Exercise Test Artigo Original 2 Brunno Santos Silva 1, Brenno Santos Silva 1, Rogério Brandão Wichi 2, Joselina Luzia Menezes Oliveira 3, Marcos Bezerra de Almeida 2 Resumo Fundamentos: O teste de exercício de 4 segundos (T4s) em posição ortostática tem por objetivo avaliar o reflexo vagal cardíaco em exercício súbito. No entanto, a dependência do ECG limita o uso desse recurso fora do campo laboratorial. Objetivo: Comparar a utilização do cardiofrequencímetro Polar S810i com o ECG, para a avaliação do reflexo vagal cardíaco pelo T4s em posição ortostática. Métodos: Foram avaliados 13 estudantes universitários (sendo uma mulher) entre 19 e 24 anos, assintomáticos. O reflexo vagal cardíaco foi medido simultaneamente por um ECG digital e por um cardiofrequencímetro. Resultados: Houve pouca concordância entre os instrumentos na maioria das variáveis do teste de 4 segundos em posição ortostática, sendo que os coeficientes de correlação intraclasse para as medidas do reflexo vagal cardíaco foram: r i =0,43 (p=0,05) e r i =0,23 (p=0,227) para as execuções 1 e 2, respectivamente. Conclusão: O cardiofrequencímetro Polar S810i, não é válido para avaliar o reflexo vagal cardíaco pelo T4s em posição ortostática, sendo necessária a utilização do ECG para essa versão do teste. Palavras-chave: Equipamentos e provisões; Frequência cardíaca; Eletrocardiografia; Exercício; Sistema nervoso autônomo Abstract Background: The orthostatic 4-second exercise test (4sET) is intended to evaluate the cardiac vagal reflex during sudden exercise. However, dependence on the electrocardiogram (EKG) hampers the use of this resource outside the laboratory. Objective: to compare a Polar S810i cardio-frequency meter with the EKG in order to assess the cardiac vagal reflex in an orthostatic 4sET. Methods: A sample of thirteen university students (1 female) between 19 and 24 years old was evaluated, after reading and signing the deed of informed consent. The cardiac vagal reflex was measured simultaneously by a digital EKG and a cardio-frequency meter. Results: There was little agreement between the instruments for most of the orthostatic 4sET variables, with the intraclass correlation coefficients for the cardiac vagal reflex measured at r i =0.434 (p=0.05) and r i =0.23 (p=0.209) for the first and second tests respectively. Conclusion: The Polar S810i cardio-frequency meter is not valid for assessing the cardiac vagal reflex by orthostatic 4sET, indicating that the EKG must be used for this version of the test. Keywords: Equipment and supplies; Heart rate; Electrocardiography; Exercise; Autonomic nervous system Introdução A modulação autonômica cardíaca vem sendo amplamente estudada pela comunidade científica, seja na área clínica seja nas Ciências do Esporte, uma vez que estudos têm evidenciado que a interpretação dessa variável é de grande valia tanto como ferramenta na avaliação prognóstica e diagnóstica do risco de mortalidade e eventos cardíacos 1,2 como também no controle e prescrição do treinamento aeróbico 3. Nessa 1 Departamento de Educação Física - Universidade Federal de Sergipe - Aracaju, SE - Brasil 2 Programa de Pós-graduação (Mestrado) em Educação Física - Universidade Federal de Sergipe - Aracaju, SE - Brasil 3 Departamento de Medicina - Universidade Federal de Sergipe - Aracaju, SE - Brasil Correspondência: Brunno Santos Silva brunno_ss@yahoo.com.br Rua Urquiza Leal, 568 ap Salgado Filho Aracaju, SE - Brasil Recebido em: 28/07/2012 Aceito em: 25/09/

2 Silva et al. perspectiva, várias pesquisas foram realizadas objetivando buscar marcadores fisiológicos que pudessem avaliar ou o balanço autonômico ou a atividade parassimpática do coração 1,2,4. Araújo et al. 5 validaram farmacologicamente o teste de exercício de 4 segundos (T4s), que avalia isoladamente o ramo vagal do sistema nervoso autônomo nos primeiros 4s de exercício realizado ao longo de uma apneia inspiratória máxima de 12s 5. Esse procedimento tem sido objeto de pesquisa de vários estudos a fim de verificar sua fidedignidade 6, explicar os fenômenos fisiológicos envolvidos no teste 7, bem como verificar a sua relação com diversas variáveis fisiológicas 8. Almeida et al. 9 validaram o T4s na posição ortostática, com o intuito de aumentar a utilização desse procedimento em laboratórios que não possuíssem o cicloergômetro. Contudo, apesar dessas importantes contribuições, algumas adaptações ainda são necessárias para tornar o teste mais acessível, haja vista que a dependência do eletrocardiógrafo (ECG) para sua execução pode limitar em parte sua aplicabilidade 10. Nesse sentido, Pimentel et al. 11 validaram o uso do cardiofrequencímetro portátil Polar S810i (Polar, Finlândia) como recurso alternativo ao ECG no T4s. Se for considerado o potencial do T4s para uso fora do ambiente laboratorial, em especial para a avaliação de atletas em seu próprio local de treinamento, e sem acesso ao cicloergômetro para a execução do teste, torna-se necessário verificar a validação do uso do cardiofrequencímetro também na versão ortostática do T4s. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi verificar a concordância das variáveis RRB, RRC e IVC quando mensurados pelo ECG e pelo cardiofrequencímetro S810i na execução do T4s em posição ortostática, a fim de testar a validade deste equipamento como alternativa ao ECG para a avaliação do reflexo vagal cardíaco no protocolo do T4s. Metodologia O estudo compreendeu uma amostra de 13 universitários (FC de repouso: 88,9±16,0bpm; idade: 22±2 anos; massa corporal: 75±11kg; estatura: 176±5cm), dos quais apenas uma mulher, oriundos dos cursos de Fisioterapia, Odontologia e Educação Física. Para participar do estudo, os indivíduos precisavam ser assintomáticos tanto em relação à função cardiorrespiratória como do aparelho locomotor (Par-Q negativo), independentemente do nível de atividade física. Foi solicitado aos participantes que não utilizassem medicamentos 48 horas antes do teste de exercício (destaque-se que nenhum dos indivíduos 378 utilizava medicamentos) e que não fizessem exercício físico vigoroso pelo menos 24 horas antes do teste. O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da instituição sob o nº Todos os indivíduos leram e assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido de acordo com a resolução CNS nº 196/96. Teste de exercício de 4 segundos O T4s foi executado em posição ortostática seguindo a descrição metodológica previamente validada 9, com o indivíduo fazendo uma corrida estacionária o mais rápido possível do 4º ao 8º segundo, de uma apneia inspiratória máxima de 12 segundos. Quatro comandos consecutivos foram dados a cada quatro segundos: a) realizar uma inspiração máxima e rápida pela boca; b) correr o mais rápido possível; c) parar bruscamente de correr; d) expirar normalmente. A corrida estacionária aconteceu de forma que o avaliado fizesse flexão alternada dos quadris, até alcançar um ângulo aproximado de 90º com o tronco, com os joelhos flexionados, e com fase de voo 12, de forma que os dois pés não tocassem no solo ao mesmo tempo. Antes da coleta dos dados, cada avaliado foi convidado a realizar uma execução de familiarização do teste para aprender o movimento, ou seja, a manobra ventilatória, o exercício e a sequência das fases do teste (os quatro comandos verbais). Caso a ação executada fosse inadequada, o teste era interrompido e uma nova tentativa de familiarização era realizada. Esse procedimento teve o propósito de evitar o efeito da aprendizagem durante a coleta dos dados. O índice vagal cardíaco (IVC) é mensurado a partir da razão entre o intervalo R-R anterior ao exercício, ou o primeiro durante o exercício, o que for maior (denominado RRB), e o menor intervalo R-R durante o exercício (denominado RRC). Duas execuções foram realizadas como proposto no protocolo original 5. Esses procedimentos foram adotados em conformidade com a descrição metodológica apresentada por Almeida et al. 13. Os dados do IVC foram obtidos simultaneamente em eletrocardiógrafo (ErgoPC 13, Micromed, Brasil) em três derivações (CM5, D2M e V2M), sendo considerada para análise a derivação D2M (devido à amplitude do sinal), registradas a uma velocidade de 25mm/s (base 60Hz e sensibilidade de 10mm/mV), e em cardiofrequencímetro (S810i, Polar, Finlândia). Os indivíduos foram orientados a não olhar para o cronômetro nem para o eletrocardiógrafo a fim de evitar respostas antecipatórias. Foram orientados

3 também a permanecer em repouso por um período de 5min antes da realização dos procedimentos. Também em consonância com as sugestões metodológicas apresentadas por Almeida et al. 13 no T4s, o cronômetro deve ser acionado 5s antes do primeiro comando verbal, fazendo com que os períodos de 4s de cada fase sejam iniciados no 5º (inspiração e apneia), 9º (exercício) e 13º (parada brusca do exercício) segundos, e a fase de expiração e retorno ao padrão ventilatório usual no 17º segundo. Dessa forma, no cardiofrequencímetro o RRB foi identificado como o mais longo intervalo R-R localizado próximo ao 9º segundo de registro, e o RRC, o mais curto intervalo observado entre o 9º e o 13º segundo do registro. Os dados do cardiofrequencímetro foram armazenados e em seguida transmitidos ao computador para análise em software específico (SW Performance de Precisão, versão , Polar, Finlândia). Foram aplicados: o coeficiente de correlação intraclasse, o teste t emparelhado de Student e a plotagem de Bland-Altman para verificar a concordância entre os instrumentos, através da análise de correlação e magnitude de diferença entre os testes. Foi considerado um nível de significância de 5%. Os cálculos foram efetuados pelo software estatístico BioEstat 5.0 (UFPA, Brasil). Figura 1 Diagrama de dispersão dos dados do IVC medidos a partir dos registros do ECG e do cardiofrequencímetro em duas execuções do T4s. De acordo com a plotagem de Bland-Altman o IVC do cardiofrequencímetro apresentou uma variação média de -0,08 quando comparado ao ECG, com valores mínimo e máximo de concordância situados entre -0,95 e +0,80, respectivamente (Figura 2). Na execução 2, o IVC do cardiofrequencímetro apresentou variação de -0,12 (-1,24 a +1,00, mínimo a máximo, Figura 3), mostrando que em nenhum dos dois testes os valores do cardiofrequencímetro foram concordantes aos do ECG. Resultados Não houve diferença significativa entre as variáveis do T4s tanto para a execução 1 quanto para a execução 2 (Tabela 1). Entretanto o coeficiente de correlação intraclasse mostrou ser replicativo de forma moderada a excelente para o RRB e moderada para o IVC do teste. Tanto o RRC de ambas as execuções quanto o IVC da execução 2 apresentaram coeficientes de correlação intraclasse de baixa magnitude. A Figura 1 ilustra a dispersão dos dados do IVC medidos a partir dos registros dos dois equipamentos. Figura 2 Plotagem de Bland-Altman para o IVC do teste 1 Tabela 1 Resultados (média±desvio-padrão) obtidos no Teste de 4s pelo ECG e pelo cardiofrequencímetro PolarS810i, em duas execuções ECG Polar S810i p IC 95% ri p Execução 1 RRB (ms) 683±39 679±35 0, a 36 0,94 <0,001 RRC (ms) 473±22 465±39 0, a 98 0,14 0,304 IVC 1,46±0,09 1,57±0,15 0,425-0,39 a 0,17 0,43 <0,05 Execução 2 RRB (ms) 720± ±42 0, a 122 0,57 0,013 RRC(ms) 500±23 454±23 0, a 129 0,00 0,900 IVC 1,47±0,10 1,58±0,13 0,454-0,47 a 0,22 0,23 0,227 RRB=intervalo RR antes do exercício; RRC=intervalo RR durante o exercício; IVC=índice vagal cardíaco 379

4 Silva et al. uso do monitor de frequência cardíaca como ferramenta para avaliar a função autonômica, seja através da VFC 10,14 seja através do T4s 11, apontaram correlação entre os aparelhos. Figura 3 Plotagem de Bland-Altman para o IVC do teste 2 Discussão Apesar de todo o rigor aplicado na metodologia descrita, os resultados não indicaram concordância entre a maioria dos intervalos R-R do ECG quando comparados aos do cardiofrequencímetro durante o T4s, principalmente os intervalos referentes ao período de exercício (RRC). Esses achados não confirmam os dados apresentados na literatura científica, uma vez que a maioria dos estudos que objetivaram validar o Cabe ressaltar que uma análise simplificada dos resultados pode levar à interpretação equivocada. O IVC não apresentou diferença significativa, o que tenderia a assumir que os equipamentos medem de forma similar as respostas da FC nesse protocolo de teste. Entretanto, ao aplicar a estratégia de Bland- Altman, pôde-se observar que o grau de concordância entre os métodos é limitado, uma vez que a variação entre os equipamentos alcançou valores discrepantes entre -0,95 e 0,80. Considerando que os valores de normalidade do T4s estão compreendidos na faixa de 1,20 a 1,70 6, um erro de leitura 0,80, por exemplo, classificaria equivocadamente um indivíduo vagotônico (>1,70) como se tivesse disfunção autonômica (<1,20). Essas diferenças parecem não ser observadas em estudos que analisaram a VFC em situação de repouso. De fato, apenas dois indivíduos apresentaram IVC considerado similar entre os dois equipamentos, com diferenças de 0,10 e 0,13. Entre os demais, cinco mostraram discrepâncias superiores a 0,50, o que é suficiente para classificá-los em estratos diferentes da função autonômica, a depender do equipamento utilizado no teste. Um caso típico está exemplificado na Figura 4. Figura 4 Identificação dos intervalos RRB e RRC no registro do cardiofrequencímetro (painel A) e no ECG (painel B) 380

5 No estudo de Gamelin et al. 10, que objetivou validar o uso do cardiofrequencímetro para avaliar a VFC em crianças, todos os índices de variabilidade nos domínios da frequência e do tempo apresentaram correlação de r=0,99 ou r=1,00. Quando a concordância foi avaliada em repouso 15, os mesmos pesquisadores encontraram uma correlação de r=0,99 para os dados corrigidos; quando não houve correção dos dados, a correlação caiu para r=0,88. Apesar de menor, esse valor ainda mostra uma reprodutibilidade boa entre os dois equipamentos. De acordo com os mesmos autores o tipo de erro mais encontrado foi uma quantidade excessiva de intervalos R-R, admitindo-se a possibilidade do cardiofrequencímetro ter reconhecido as ondas T e/ou P como uma onda R. Já para Weippert et al. 14, a concordância dos aparelhos parece ser indivíduo-dependente, o que também pode ser uma explicação para os achados inesperados do presente estudo. Considerando que o intervalo RRB apresentou excelente concordância na primeira execução do teste e concordância de média a boa na segunda (Tabela 1), parece clara a influência do exercício nos resultados. É possível que pelo tipo de movimento proposto na versão ortostática do T4s (corrida estacionária), o registro do sinal elétrico do cardiofrequencímetro seja algo comprometido em função de maior instabilidade da região central do corpo do executante. Nessa perspectiva, a corrida estacionária pode ser considerada como um movimento multissaltos, e a oscilação vertical do corpo pode gerar breves momentos de perda de contato da cinta do cardiofrequencímetro com o corpo do indivíduo, diferentemente do que ocorre no exercício no cicloergômetro. Contudo, os estudos que utilizaram a concordância entre os métodos feitos com exercício físico apresentaram excelente correlação entre as ferramentas 14,16. Cabe destacar que esses estudos adotaram como exercício a pedalada no cicloergômetro e a caminhada leve, respectivamente, ou seja, exercícios cujas posturas são relativamente estáveis durante a execução e menos suscetíveis a alterações de registro do cardiofrequencímetro. A grande questão é que o cardiofrequencímetro foi validado para sequências temporais de intervalos R-R, mas não apropriadamente para a identificação isolada e específica de um ou outro intervalo, ou seja, na média de uma sequência, não existem diferenças nem para o valor absoluto da FC e nem para os índices de variabilidade da FC, mas os estudos não relatam ou demonstram comparação de intervalo por intervalo. Por isso, acredita-se que uma possível perda de contato do monitor em função do movimento multissaltos possa ter comprometido o registro dos intervalos imediatos ao movimento súbito e brusco, mas não afetaria o registro de uma forma geral, pois o algoritmo do cardiofrequencímetro trabalha com médias de intervalos R-R para determinar a FC imediata e apresenta erros de medida em torno de 1% ou 1bpm (de acordo com o manual do fabricante). Este percentual em uma sequência longa de intervalos não tem representação estatística ou fisiológica importante, mas em se tratando de um único intervalo, pode gerar discrepâncias consideráveis, como as observadas nos resultados aqui encontrados. Vale ressaltar ainda que estudos que validaram as medidas de FC e VFC em cardiofrequencímetro consideraram grandes sequências de intervalos R-R ao longo de certo período de tempo, fazendo com que os possíveis artefatos sejam diluídos na análise dessa resposta. Por outro lado, no T4s são considerados especificamente dois intervalos R-R, sendo um deles ao longo de apenas 4s de exercício, o que torna a interpretação mais complicada quando cercada de artefatos e erros de registro. O universo de intervalos R-R no T4s é substancialmente menor e, assim, qualquer erro de registro pode comprometer a leitura e interpretação do teste. Apesar do potencial arritmogênico do T4s em sua versão original 17, o protocolo realizado na posição ortostática ainda não apresentou evidências que corroborem essa premissa, haja vista que o efeito sobre a retirada vagal é mais atenuado nessa versão em comparação com o teste realizado em cicloergômetro 9. Ademais, no presente estudo, não foram encontrados batimentos ectópicos que comprometessem a identificação dos intervalos R-R alvo em nenhum dos equipamentos utilizados. Todavia, em estudo similar a este, Pimentel et al. 11 utilizaram o T4s feito no cicloergômetro e obtiveram correlações de r=0,99 tanto para RRB como RRC e IVC e entre o cardiofrequencímetro e o ECG, bastante superiores aos resultados aqui encontrados. Sendo assim, além do caráter súbito do exercício, adicionamse as influências da postura corporal do avaliado e do tipo de exercício como possíveis razões para a discrepância de resultados entre os equipamentos durante a realização do T4s em posição ortostática. De fato, Almeida et al. 9 mostraram que o T4s em posição ortostática apresentava menores valores de IVC do que o T4s convencional (no cicloergômetro). Sabe-se que a posição vertical induz à elevação da atividade simpática devido à maior ativação dos músculos posturais e deslocamento do sangue da região central para as extremidades inferiores, aumentando a atividade vasomotora 18. Isso pode ser observado na comparação entre o T4s convencional 381

6 Silva et al. vs. ortostático, cujo intervalo RRB foi menor na postura em pé, enquanto que o intervalo RRC foi similar 9. Apesar de a maioria dos estudos apoiarem o uso de cardiofrequencímetros como ferramenta para análise da atividade autonômica, recente estudo apresentou dados divergentes com os da literatura. Wallén et al. 19 verificaram a relação do cardiofrequencímetro com o ECG para avaliar a VFC em repouso em 341 pessoas. Esses pesquisadores constataram que a concordância entre os equipamentos foi dependente da idade e do sexo, sendo que os dados de mulheres e indivíduos acima de 60 anos tendem a apresentar coeficientes de correlação intraclasse menores e maiores quantidades de artefatos. Além disso, embora os resultados tenham apresentado correlações variando de boa a excelente para os índices de VFC, houve muito conflito na detecção e correção de batimentos ectópicos de diferentes origens. Segundo os autores, o software usado para armazenar e tratar os dados do cardiofrequencímetro não foi capaz de detectar e corrigir adequadamente 18 de 21 registros que apresentaram número de artefatos 5%. Esses achados dão suporte aos resultados encontrados no presente estudo, uma vez que o número de batimentos irregulares registrados pelo cardiofrequencímetro foi grande na maioria dos indivíduos. Uma observação mais atenta dos dados ainda permitiu perceber que o IVC foi maior na primeira execução do T4s em 9 dos 13 indivíduos avaliados, tanto para o ECG quanto para o cardiofrequencímetro. Isso vai de encontro ao que Araújo et al. 6 mostraram em 1699 indivíduos, nos quais a segunda execução foi a maior em 65% dos testes. Ainda que a enorme diferença entre as amostras (1699 vs. 13) possa influenciar nos resultados, esperava-se uma mesma tendência do estudo de Araújo et al. 6. As diferenças encontradas relativas aos limites de concordância foram bastante amplas, o que ratifica a baixa confiabilidade do equipamento no protocolo do T4s feito em posição ortostática. Nesse contexto, estes resultados foram surpreendentes, tendo em vista que os intervalos R-R pré-exercício foram similares, o que indica que o tempo de recuperação entre os testes foi suficiente para permitir a adequada restauração autonômica. Outro aspecto que merece ser enfatizado, é que o efeito da aprendizagem do movimento tende a promover uma melhor execução do teste como um todo (manobra ventilatória e velocidade do movimento de membros inferiores) na segunda execução, o que não necessariamente ocorreu no presente estudo. Conclusão Uma vez que não houve concordância com o ECG quando comparado à maioria das variáveis relacionadas ao T4s (RRC e IVC), conclui-se que o cardiofrequencímetro Polar S810i não é válido para avaliar o reflexo vagal cardíaco no teste de exercício de 4 segundos em posição ortostática. Estes resultados se devem principalmente a uma discordância dos valores do intervalo R-R durante o exercício. Potencial Conflito de Interesses Declaro não haver conflitos de interesses pertinentes. Fontes de Financiamento O presente estudo foi parcialmente financiado pelo COPES/ UFS por intermédio do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica da Universidade Federal de Sergipe. Vinculação Acadêmica Este artigo é parte do Trabalho de Conclusão de Curso em Educação Física de Brunno Santos Silva pela Universidade Federal de Sergipe (UFS). Referências 1. Cole CR, Blackstone EH, Pashkow FJ, Snader CE, Lauer MS. Heart-rate recovery immediately after exercise as a predictor of mortality. N Engl J Med. 1999;341(18): Falcone C, Buzzi MP, Klersy C, Schwartz PJ. Rapid heart rate increase at onset of exercise predicts adverse cardiac events in patients with coronary artery disease. Circulation. 2005;112(13): Erratum in: Circulation. 2005;112(17):e Kiviniemi AM, Hautala AJ, Kinnunen H, Tulppo MP. Endurance training guided individually by daily heart rate variability measurements. Eur J Appl Physiol. 2007;101(6): Kawasaki T, Kaimoto S, Sakatani T, Miki S, Kamitani T, Kuribayashi T, et al. Chronotropic incompetence and autonomic dysfunction in patients without structural heart disease. Europace. 2010;12(4): Araujo CG, Nobrega AC, Castro CL. Heart rate responses to deep breathing and 4-seconds of exercise before and after pharmacological blockade with atropine and propranolol. Clin Auton Res. 1992;2(1): Araujo CG, Almeida MB, Ricardo DR. Fidedignidade intra e interdias do teste de exercício de 4 segundos. Rev Bras Med Esporte. 2003;9(5): Oliveira RB, Vianna LC, Ricardo DR, de Almeida MB, Araujo CG. Influence of different respiratory maneuvers on exercise-induced cardiac vagal inhibition. Eur J Appl Physiol. 2006;97(5):

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