Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e de ciclo a ciclo respiratório. Dentro deste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo comparar, em indivíduos sadios do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, usando-se métodos visuais gráficos e métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos. Foram estudados 24 voluntários sadios do sexo masculino, com idade média de 33,8 ± 9,25 anos. Todos eles se submeteram a um ou dois testes de esforço físico dinâmico, segundo um protocolo contínuo do tipo rampa, na posição sentada, em cicloergômetro eletromagnético, acoplado a um sistema ergoespirométrico computadorizado (CPX/D – MedGraphics), que possibilita o cálculo de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PETO2) e do CO2 (PETCO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV em exercício foram calculados por quatro diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da VCO2, da VE e do PET O2 em relação ao tempo ou da VCO2 em relação ao VO2. Estes métodos foram os seguintes: 1- método Visual VCO2 (M. VISUAL VCO2); 2- método Visual PET O2 (M. VISUAL PET O2); 3- método Automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics (M. AUTOMÁTICO); 4- método semi-automático, implementado em nosso Laboratório, baseado no uso de modelos bissegmentados Linear-Linear (M. L-L VCO2) e Linear-Quadrático (M. L-Q VCO2) na condição de resposta da VCO2 em relação ao tempo e em relação ao VO2 (M. L-L VCO2 - VO2 e M. L-Q VCO2 - VO2). Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada ao conjunto de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os valores de LAV calculados pelos métodos visuais VCO2 e PET O2 foram significativamente superiores (p<0,05) aos obtidos pelos métodos Automático e L-L VCO2; 2- o método Visual VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Visual PET O2; 3- os valores do LAV calculados pelos métodos Automático e L-L VCO2 não foram estatisticamente diferentes e ambos subestimaram os valores do LAV, comparativamente aos métodos visuais VCO2 e PET O2 (p<0,05); 4- os métodos baseados em modelos bissegmentados L-L e L-Q mostraram que somente o M. L-L, para o caso da resposta da VCO2 em relação ao tempo, foi útil para medir quantitativamente o LAV; 5- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Automático, quando ambos foram comparados qualitativa e quantitativamente (maior porcentagem de casos em que foi possível aplicar o modelo e melhor comportamento dos parâmetros das regressões lineares do LAV, relacionando potência e VO2); 6- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 se mostrou promissor, no sentido de que possa ser aprimorado e usado, em futuro próximo, como método totalmente automático de determinação do limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício físico dinâmico. / The technological achievements in last decade made possible to use in laboratory facilities digital computerized equipments that allowed the acquisition, storage ande processing of cardiorespiratory variables during exercise on real time basis. Also, as a consequence of these advances, it was possible to apply mathematical models to represent physiological responses under experimental conditions. The present study must be understood in the context above described. It had the the purpose to compare the ventilatory anaerobic threshold (VAT) during dynamic exercise, by four different methods. Two of them are based on visual analyses made on graphic plots of computer monitor, and two others are based on application of mathematical models. Twenty four active and sedentary healthy men were studied in the present project (mean age 33.8 ± 9.2 years). All of them were studied in seated position using an electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 – Quinton), that allowed the application of ramp powers using a computer software incorporated to the ergoespirometric system (MedGraphics – CPX/D). This system allowed the recording and processing of all cardiorespiratory variables usually needed in exercise physiology, as follow: O2 uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalent ratio (RER), VE/VO2, VE/VCO2, and end tidal expiratory values of O2 (PET O2) and CO2 (PET CO2), as well as, power and rotation speed cycle ergometer values. The exercise protocol included a four minute period at a minimum power (3 - 4 Watts) followed by a ramp (15 – 35 Watts) adjustable individually on the basis of sex, age and weight of volunteers – the peak power was limited by the occurrence of unpleasant symptons or when the heart rate reached a target age value. The VAT values during exercise were measured by using four different methods: 1- visual loss of linearity related to time (VCO2 VIS. M.); 2- visual response of PET O2 at lowest value before the progressive increase in exercise; 3- automatic detection using MedGraphics algorithm; 4- semiautomatic method using bisegmentar mathematical models (Linear-Linear and Linear-Quadratic) applied to VCO2 and VE in relation to time (VCO2 L-L M.; VCO2 L-Q M.; VE L-L M.; VE L-Q M.) and to VCO2 in relation to VO2 during exercise (VCO2 vs. VO2 L-L M.; VCO2 vs. VO2 L-Q M.). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, Linear-Linear and Linear-Quadratic, appling the least-square method. After qualitative and quantitative analyses of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- the VAT values measured by VCO2 and PET O2 visual methods were higher (p<0.05) than the ones obtained by Automatic and semi automatic methods; 2- the Visual VCO2 compared to PET O2 method, presented a better performance when VO2 and power values are represented by regression lines; 3- the VAT values obtained by Automatic and semiautomatic methods were not statistically different and have shown lower values when compared to visual methods (VCO2 and PET O2); 4- comparing the performance of the all bisegmentar methods tested, only the VCO2 L-L related to time was useful for measuring the VAT; 5- compared to Automatic method, the VCO2 L-L method could be applied in higher percentage of cases and presented parameters of regression lines (inclination and intercept) closer to visual methods; 6- the semiautomatic method applied to the response VCO2 in relation to time has shown a promising method that if fully automatic may be useful to calculate VAT in men.

Introdução: O Teste Ergoespirométrico (TEE) tem mudado profundamente a abordagem da avaliação funcional, relacionando aptidão física e parâmetros fisiológicos ao substrato metabólico subjacente, e fornecendo descritores de capacidade de esforço altamente reprodutíveis. A elaboração de uma fórmula para cálculo do incremento de carga em um TEE incremental do tipo rampa por Wasserman e colaboradores representou um grande auxílio na escolha da intensidade mais adequada para otimizar a qualidade do teste e respeitar a recomendação de tempo de duração do teste (10 ± 2 minutos). Em muitos casos, apenas a estimativa do incremento de potência pela fórmula, baseada em características antropométricas e direcionada a indivíduos saudáveis sedentários, acaba subestimando ou superestimando a real capacidade funcional do indivíduo ou paciente. Características marcantes do estado de saúde (boa aptidão física, atleta, treinados), assim como do estado de doença (insuficiência cardíaca crônica, infarto do miocárdio, doença arterial coronária) interferem diretamente no desempenho e homeostase dos sistemas pulmonar, cardiovascular e músculo-esquelético. Objetivo: Os objetivos desse trabalho foram investigar o comportamento das variáveis ventilatórias e suas correlações nas distintas fases de um protocolo de esforço incremental do tipo rampa, em indivíduos saudáveis e coronariopatas, frente a um TEE e, analisar a concordância entre as medidas reais obtidas pelo TEE e os valores previstos pela equação de Wasserman em ambos os grupos. Além disso, caso ocorressem diferenças entre essas medidas, determinar o quanto afetam as diferenças da rampa de potência aplicada. Métodos: Foram recrutados 28 indivíduos do sexo masculino, sendo 16 coronariopatas, idade média 57 ± 8 anos e 12 saudáveis, idade média 47 ± 4 anos. Ambos grupos realizaram um TEE em cicloergômetro, com protocolo do tipo rampa e intensidade calculada segundo a equação de Wasserman. Todos foram incentivados a alcançar o limite máximo de tolerância ao esforço. Resultados e Conclusão: Basicamente, a fórmula de Wasserman não se aplica de forma adequada para prever a capacidade funcional dos voluntários brasileiros estudados, sejam eles saudáveis ou coronariopatas, e assim não prevê precisamente o incremento de potência (rampa) nos TEE incrementais em cicloergômetro. Quando comparamos saudáveis e coronariopatas, a discordância entre as medidas foi muito mais acentuada na amostra coronariopata. Avaliando as variáveis de transporte de oxigênio em repouso e em esforço submáximo e máximo, pudemos observar que o grupo coronariopata apresentou menores valores de FC,VO2 , potência e (FCrepouso: 57 ± 7bpm para GC e 77 ± 14bpm para GS; VO2 repouso: 209,47 ± 34,10ml/min para GC e 259,69 ± 42,25ml/min para GS; FC(LA): 78 ± 15bpm para GC e 103 ± 13 para GS; (LA): 739,75 ± 128,42ml/min para GC e 943,45 ± 191,68ml/min para GS; FC(pico): 117 ± 17bpm para GC e 164 ± 12bpm para GS; VO2 (pico)real: 1327,2 ± 287,15ml/min para GC e 2110 ± 335,83ml/min para GS). Essa redução pôde ser explicada, parcialmente, pelo uso do agente farmacológico bloqueador. A análise de correlação das variáveis obtidas no TEE demonstrou que o efeito cronotrópico negativo é mais pronunciado em intensidades submáximas de esforço. Nessa amostra de coronariopatas não foi encontrada alterações da bomba ventricular esquerda, avaliada pelo pulso de oxigênio (11,48 ± 2,91 para GC e 12,95 ± 2,59 para GS), nem alterações das medidas de / slope (27,33 ± 3,24 para GC e 26,14 ± 2,77 para GS), sugerindo que somente em graus mais avançados de comprometimento da reserva funcional possa ocorrer redução dos valores desse parâmetro. Analisando o VO2 /W, encontramos uma redução dessa relação no grupo coronariopata (7,82 ± 1,3 para GC e 9,41 ± 0,91 para GS, p=0,0005), que justificaria uma menor capacidade de metabolizar e disponibilizar o O2 na periferia, sugerindo, portanto, que o VO2 /W possa representar, no TEE, um marcador alternativo de redução da reserva cardiovascular em pacientes coronariopatas. / Introduction: The Cardiopulmonary exercise test has profoundly changed the approach to functional assessment, linking physical and physiological parameters underlying the metabolic substrate, and providing descriptors highly reproducible exercise capacity. The development of a formula for calculating the load increase in a incremental ramp type cardiopulmonary exercise test by Wasserman and colleagues has a great help in choosing the most appropriate intensity to optimize the quality of the test and comply with the recommendation of the duration of the test (10 ± 2 minutes). In many cases, only the estimate of the increase of power by the formula, based on antropometric characteristics and target to individuals healthy sedentary, just underestimating or overestimating the actual functional capacity of the individual or patient. Salient features of health status (good physical fitness, athlete, trained) as well as the state of disease (chronic heart failure, myocardial infarction, coronary artery disease) direct affect performance and homeostasis of the pulmonary system, cardiovascular and musculoskeletal. Objective: The objectives of this study were to investigate the behavior ventilatory variables and their correlations in the different stages of a incremental exercise protocol type ramp, in health (HG) and coronary artery disease subjects (CG), in a cardiopulmonary exercise test and, examines the correlation between the actual measurements obtained by cardiopulmonary exercise test and the predicted values by the equation of Wasserman in both groups. Moreover, in case of difference between these measurements, determine how the differences affect the power applied ramp. Methods: We recruited 28 males subjects, 16 coronary artery disease patients, average age 57 ± 8 years and 12 healthy, average age 47 ± 4 years. Both groups performed cardiopulmonary exercise test in a cycle ergometer with ramp protocol type and intensity calculated using the equation of Wasserman. All were encouraged to achieve the maximum effort tolerance. Results and conclusion: Basically, the formula of Wasserman does not apply adequately to predict the functional capacity of Brazilian volunteers studied, whether healthy or coronary artery disease, and does not provide precisely the increase in power (ramp) in cardiopulmonary exercise test incremental cycle ergometer. When comparing health and coronary artery disease, the disagreement between the measurements was much more pronounced in the sample with coronary artery disease. Assessing the variables of oxygen transport at rest and at submaximal and maximal effort, we observed that the coronary disease group had lower heart rate, oxygen uptake, power and ventilation (FCrepouso: 57 ± 7bpm to CG e 77 ± 14bpm to HG; VO2repouso: 209,47 ± 34,10ml/min to CG e 259,69 ± 42,25ml/min to HG; FC(LA): 78 ± 15bpm to CG e 103 ± 13bpm to HG; (LA): 739,75 ± 128,42ml/min to CG e 943,45 ± 191,68ml/min to HG; FC(pico): 117 ± 17bpm to CG e 164 ± 12bpm tp HG; VO2(pico)real: 1327,2 ± 287,15ml/min to CG e 2110 ± 335,83ml/min to HG). This reduction could be partially explained by the use of pharmacological agent blocker. Correlation analysis of variables obtained in the cardiopulmonary exercise test showed that the negative chronotropic effect is more pronounced at submaximal intensities of effort. In this sample of coronary artery disease was not found changes in left ventricular pump, as measured by oxygen pulse (11,48 ± 2,91 to CG e 12,95 ± 2,59 to HG) or changes in measures Ve /VCO2 slope (27,33 ± 3,24 to CG e 26,14 ± 2,77 to HG), suggesting that only in advanced stages of impaired functional reserve may occur reducing the values of this parameter. Analyzing the VO2 /W, we found a reduction of this ratio in coronary disease group (7,82 ± 1,3 to CG e 9,41 ± 0,91 to HG, p=0,0005),, which would justify a lower capacity to metabolize and provide O2 in the periphery, thus suggesting that the VO2/W represent, in TEE, an alternative marker reduction of cardiovascular reserve in coronary artery disease patients.

Introdução: O Teste Ergoespirométrico (TEE) tem mudado profundamente a abordagem da avaliação funcional, relacionando aptidão física e parâmetros fisiológicos ao substrato metabólico subjacente, e fornecendo descritores de capacidade de esforço altamente reprodutíveis. A elaboração de uma fórmula para cálculo do incremento de carga em um TEE incremental do tipo rampa por Wasserman e colaboradores representou um grande auxílio na escolha da intensidade mais adequada para otimizar a qualidade do teste e respeitar a recomendação de tempo de duração do teste (10 ± 2 minutos). Em muitos casos, apenas a estimativa do incremento de potência pela fórmula, baseada em características antropométricas e direcionada a indivíduos saudáveis sedentários, acaba subestimando ou superestimando a real capacidade funcional do indivíduo ou paciente. Características marcantes do estado de saúde (boa aptidão física, atleta, treinados), assim como do estado de doença (insuficiência cardíaca crônica, infarto do miocárdio, doença arterial coronária) interferem diretamente no desempenho e homeostase dos sistemas pulmonar, cardiovascular e músculo-esquelético. Objetivo: Os objetivos desse trabalho foram investigar o comportamento das variáveis ventilatórias e suas correlações nas distintas fases de um protocolo de esforço incremental do tipo rampa, em indivíduos saudáveis e coronariopatas, frente a um TEE e, analisar a concordância entre as medidas reais obtidas pelo TEE e os valores previstos pela equação de Wasserman em ambos os grupos. Além disso, caso ocorressem diferenças entre essas medidas, determinar o quanto afetam as diferenças da rampa de potência aplicada. Métodos: Foram recrutados 28 indivíduos do sexo masculino, sendo 16 coronariopatas, idade média 57 ± 8 anos e 12 saudáveis, idade média 47 ± 4 anos. Ambos grupos realizaram um TEE em cicloergômetro, com protocolo do tipo rampa e intensidade calculada segundo a equação de Wasserman. Todos foram incentivados a alcançar o limite máximo de tolerância ao esforço. Resultados e Conclusão: Basicamente, a fórmula de Wasserman não se aplica de forma adequada para prever a capacidade funcional dos voluntários brasileiros estudados, sejam eles saudáveis ou coronariopatas, e assim não prevê precisamente o incremento de potência (rampa) nos TEE incrementais em cicloergômetro. Quando comparamos saudáveis e coronariopatas, a discordância entre as medidas foi muito mais acentuada na amostra coronariopata. Avaliando as variáveis de transporte de oxigênio em repouso e em esforço submáximo e máximo, pudemos observar que o grupo coronariopata apresentou menores valores de FC,VO2 , potência e (FCrepouso: 57 ± 7bpm para GC e 77 ± 14bpm para GS; VO2 repouso: 209,47 ± 34,10ml/min para GC e 259,69 ± 42,25ml/min para GS; FC(LA): 78 ± 15bpm para GC e 103 ± 13 para GS; (LA): 739,75 ± 128,42ml/min para GC e 943,45 ± 191,68ml/min para GS; FC(pico): 117 ± 17bpm para GC e 164 ± 12bpm para GS; VO2 (pico)real: 1327,2 ± 287,15ml/min para GC e 2110 ± 335,83ml/min para GS). Essa redução pôde ser explicada, parcialmente, pelo uso do agente farmacológico bloqueador. A análise de correlação das variáveis obtidas no TEE demonstrou que o efeito cronotrópico negativo é mais pronunciado em intensidades submáximas de esforço. Nessa amostra de coronariopatas não foi encontrada alterações da bomba ventricular esquerda, avaliada pelo pulso de oxigênio (11,48 ± 2,91 para GC e 12,95 ± 2,59 para GS), nem alterações das medidas de / slope (27,33 ± 3,24 para GC e 26,14 ± 2,77 para GS), sugerindo que somente em graus mais avançados de comprometimento da reserva funcional possa ocorrer redução dos valores desse parâmetro. Analisando o VO2 /W, encontramos uma redução dessa relação no grupo coronariopata (7,82 ± 1,3 para GC e 9,41 ± 0,91 para GS, p=0,0005), que justificaria uma menor capacidade de metabolizar e disponibilizar o O2 na periferia, sugerindo, portanto, que o VO2 /W possa representar, no TEE, um marcador alternativo de redução da reserva cardiovascular em pacientes coronariopatas. / Introduction: The Cardiopulmonary exercise test has profoundly changed the approach to functional assessment, linking physical and physiological parameters underlying the metabolic substrate, and providing descriptors highly reproducible exercise capacity. The development of a formula for calculating the load increase in a incremental ramp type cardiopulmonary exercise test by Wasserman and colleagues has a great help in choosing the most appropriate intensity to optimize the quality of the test and comply with the recommendation of the duration of the test (10 ± 2 minutes). In many cases, only the estimate of the increase of power by the formula, based on antropometric characteristics and target to individuals healthy sedentary, just underestimating or overestimating the actual functional capacity of the individual or patient. Salient features of health status (good physical fitness, athlete, trained) as well as the state of disease (chronic heart failure, myocardial infarction, coronary artery disease) direct affect performance and homeostasis of the pulmonary system, cardiovascular and musculoskeletal. Objective: The objectives of this study were to investigate the behavior ventilatory variables and their correlations in the different stages of a incremental exercise protocol type ramp, in health (HG) and coronary artery disease subjects (CG), in a cardiopulmonary exercise test and, examines the correlation between the actual measurements obtained by cardiopulmonary exercise test and the predicted values by the equation of Wasserman in both groups. Moreover, in case of difference between these measurements, determine how the differences affect the power applied ramp. Methods: We recruited 28 males subjects, 16 coronary artery disease patients, average age 57 ± 8 years and 12 healthy, average age 47 ± 4 years. Both groups performed cardiopulmonary exercise test in a cycle ergometer with ramp protocol type and intensity calculated using the equation of Wasserman. All were encouraged to achieve the maximum effort tolerance. Results and conclusion: Basically, the formula of Wasserman does not apply adequately to predict the functional capacity of Brazilian volunteers studied, whether healthy or coronary artery disease, and does not provide precisely the increase in power (ramp) in cardiopulmonary exercise test incremental cycle ergometer. When comparing health and coronary artery disease, the disagreement between the measurements was much more pronounced in the sample with coronary artery disease. Assessing the variables of oxygen transport at rest and at submaximal and maximal effort, we observed that the coronary disease group had lower heart rate, oxygen uptake, power and ventilation (FCrepouso: 57 ± 7bpm to CG e 77 ± 14bpm to HG; VO2repouso: 209,47 ± 34,10ml/min to CG e 259,69 ± 42,25ml/min to HG; FC(LA): 78 ± 15bpm to CG e 103 ± 13bpm to HG; (LA): 739,75 ± 128,42ml/min to CG e 943,45 ± 191,68ml/min to HG; FC(pico): 117 ± 17bpm to CG e 164 ± 12bpm tp HG; VO2(pico)real: 1327,2 ± 287,15ml/min to CG e 2110 ± 335,83ml/min to HG). This reduction could be partially explained by the use of pharmacological agent blocker. Correlation analysis of variables obtained in the cardiopulmonary exercise test showed that the negative chronotropic effect is more pronounced at submaximal intensities of effort. In this sample of coronary artery disease was not found changes in left ventricular pump, as measured by oxygen pulse (11,48 ± 2,91 to CG e 12,95 ± 2,59 to HG) or changes in measures Ve /VCO2 slope (27,33 ± 3,24 to CG e 26,14 ± 2,77 to HG), suggesting that only in advanced stages of impaired functional reserve may occur reducing the values of this parameter. Analyzing the VO2 /W, we found a reduction of this ratio in coronary disease group (7,82 ± 1,3 to CG e 9,41 ± 0,91 to HG, p=0,0005),, which would justify a lower capacity to metabolize and provide O2 in the periphery, thus suggesting that the VO2/W represent, in TEE, an alternative marker reduction of cardiovascular reserve in coronary artery disease patients.

Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e de ciclo a ciclo respiratório. Dentro deste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo comparar, em indivíduos sadios do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, usando-se métodos visuais gráficos e métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos. Foram estudados 24 voluntários sadios do sexo masculino, com idade média de 33,8 ± 9,25 anos. Todos eles se submeteram a um ou dois testes de esforço físico dinâmico, segundo um protocolo contínuo do tipo rampa, na posição sentada, em cicloergômetro eletromagnético, acoplado a um sistema ergoespirométrico computadorizado (CPX/D – MedGraphics), que possibilita o cálculo de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PETO2) e do CO2 (PETCO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV em exercício foram calculados por quatro diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da VCO2, da VE e do PET O2 em relação ao tempo ou da VCO2 em relação ao VO2. Estes métodos foram os seguintes: 1- método Visual VCO2 (M. VISUAL VCO2); 2- método Visual PET O2 (M. VISUAL PET O2); 3- método Automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics (M. AUTOMÁTICO); 4- método semi-automático, implementado em nosso Laboratório, baseado no uso de modelos bissegmentados Linear-Linear (M. L-L VCO2) e Linear-Quadrático (M. L-Q VCO2) na condição de resposta da VCO2 em relação ao tempo e em relação ao VO2 (M. L-L VCO2 - VO2 e M. L-Q VCO2 - VO2). Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada ao conjunto de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os valores de LAV calculados pelos métodos visuais VCO2 e PET O2 foram significativamente superiores (p<0,05) aos obtidos pelos métodos Automático e L-L VCO2; 2- o método Visual VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Visual PET O2; 3- os valores do LAV calculados pelos métodos Automático e L-L VCO2 não foram estatisticamente diferentes e ambos subestimaram os valores do LAV, comparativamente aos métodos visuais VCO2 e PET O2 (p<0,05); 4- os métodos baseados em modelos bissegmentados L-L e L-Q mostraram que somente o M. L-L, para o caso da resposta da VCO2 em relação ao tempo, foi útil para medir quantitativamente o LAV; 5- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Automático, quando ambos foram comparados qualitativa e quantitativamente (maior porcentagem de casos em que foi possível aplicar o modelo e melhor comportamento dos parâmetros das regressões lineares do LAV, relacionando potência e VO2); 6- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 se mostrou promissor, no sentido de que possa ser aprimorado e usado, em futuro próximo, como método totalmente automático de determinação do limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício físico dinâmico. / The technological achievements in last decade made possible to use in laboratory facilities digital computerized equipments that allowed the acquisition, storage ande processing of cardiorespiratory variables during exercise on real time basis. Also, as a consequence of these advances, it was possible to apply mathematical models to represent physiological responses under experimental conditions. The present study must be understood in the context above described. It had the the purpose to compare the ventilatory anaerobic threshold (VAT) during dynamic exercise, by four different methods. Two of them are based on visual analyses made on graphic plots of computer monitor, and two others are based on application of mathematical models. Twenty four active and sedentary healthy men were studied in the present project (mean age 33.8 ± 9.2 years). All of them were studied in seated position using an electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 – Quinton), that allowed the application of ramp powers using a computer software incorporated to the ergoespirometric system (MedGraphics – CPX/D). This system allowed the recording and processing of all cardiorespiratory variables usually needed in exercise physiology, as follow: O2 uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalent ratio (RER), VE/VO2, VE/VCO2, and end tidal expiratory values of O2 (PET O2) and CO2 (PET CO2), as well as, power and rotation speed cycle ergometer values. The exercise protocol included a four minute period at a minimum power (3 - 4 Watts) followed by a ramp (15 – 35 Watts) adjustable individually on the basis of sex, age and weight of volunteers – the peak power was limited by the occurrence of unpleasant symptons or when the heart rate reached a target age value. The VAT values during exercise were measured by using four different methods: 1- visual loss of linearity related to time (VCO2 VIS. M.); 2- visual response of PET O2 at lowest value before the progressive increase in exercise; 3- automatic detection using MedGraphics algorithm; 4- semiautomatic method using bisegmentar mathematical models (Linear-Linear and Linear-Quadratic) applied to VCO2 and VE in relation to time (VCO2 L-L M.; VCO2 L-Q M.; VE L-L M.; VE L-Q M.) and to VCO2 in relation to VO2 during exercise (VCO2 vs. VO2 L-L M.; VCO2 vs. VO2 L-Q M.). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, Linear-Linear and Linear-Quadratic, appling the least-square method. After qualitative and quantitative analyses of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- the VAT values measured by VCO2 and PET O2 visual methods were higher (p<0.05) than the ones obtained by Automatic and semi automatic methods; 2- the Visual VCO2 compared to PET O2 method, presented a better performance when VO2 and power values are represented by regression lines; 3- the VAT values obtained by Automatic and semiautomatic methods were not statistically different and have shown lower values when compared to visual methods (VCO2 and PET O2); 4- comparing the performance of the all bisegmentar methods tested, only the VCO2 L-L related to time was useful for measuring the VAT; 5- compared to Automatic method, the VCO2 L-L method could be applied in higher percentage of cases and presented parameters of regression lines (inclination and intercept) closer to visual methods; 6- the semiautomatic method applied to the response VCO2 in relation to time has shown a promising method that if fully automatic may be useful to calculate VAT in men.

A variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) tem sido utilizada como um marcador fisiológico do controle autonômico do coração, enquanto a eletromiografia de superfície (EMGs) tem mostrado ser uma ferramenta útil de análise para avaliar a resposta muscular frente ao exercício físico. Assim os objetivos do presente estudo foram: avaliar o controle autonômico do coração a partir das respostas da freqüência cardíaca e de sua variabilidade nas condições de repouso, nas posições supina e sentada, e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo rampa (TEFDC-R). Avaliar a atividade eletromiográfica durante o TEFDC-R e ainda verificar a correlação entre a atividade eletromiográfica e a variabilidade da freqüência cardíaca durante o TEFDC-R. Metodologia: estudou se 10 homens, ativos, saudáveis, jovens (23,7 ± 3,02 anos) em repouso, nas posições supina e sentada, e durante TEFDC-R, com incrementos de 20 Watts (W) por minuto. Os dados de freqüência cardíaca e dos intervalos R-R (ms) foram coletados em tempo real, batimento a batimento, durante o repouso e o exercício. A EMGs integrada foi coletada do músculo vasto lateral (VL) nos 20 segundos finais de cada minuto durante o TEFDC-R. Análise dos dados: foram calculados os valores médios da freqüência cardíaca (FC) em bpm e dos intervalos R-R (iR-R) em ms em repouso durante os 15 minutos e o índice temporal RMSSD dos iR-R (ms) e da FC (bpm) nessas condições. Durante o TEFDC-R, foi obtida a média da FC (bpm) e o RMSSD dos iR-R (ms) nos 20 s finais de cada minuto de exercício paralelamente a análise da EMGs pelo índice RMS da amplitude do sinal em microvolts. Metodologia estatística: Para a análise estatística utilizou-se os testes não paramétricos de Wilcoxon para amostras pareadas, de Friedman para medidas repetidas seguido de técnicas de comparações múltiplas com o teste de Dunn e análise de correlação de Spearman. Foram considerados níveis de significância de á=0,05. Resultados: os dados apresentam significância estatística (p<0,05) nas seguintes análises: 1) menor FC (bpm) e maior iR-R (ms) médios em supino em relação a sentado; 2) maior VFC em supino quando comparado a sentado; 3) FC (bpm) média e RMSSD dos iR-R (ms), durante o TEFDC-R, entre a potência de 4 W e os intervalos a partir de 55 e 60 W; 4) aumento do índice RMS da EMGs entre 4 W e a partir do intervalo de 57 e 60 W; 5) correlação entre RMS e RMSSD (rs=-0,64), entre FC e RMS (rs=0,61) e entre FC (bpm) e RMSSD (rs=-0,76). Conclusões: nossos dados sugerem que houve uma alteração no balanço vago-simpático com predominância vagal na posição supina quando comparada com a sentada. Mostram ainda, uma associação entre o incremento de potências durante o exercício físico com o aumento do recrutamento de fibras musculares com concomitante aumento da freqüência cardíaca e diminuição da VFC. Essa associação é atribuída tanto ao comando de controle central como dos mecanismos reflexos periféricos, ativados a partir das aferências das fibras musculares do grupo III (ergoceptores) e do grupo IV (metaboloreceptores). Sugerindo o trânsito de informações advindos do córtex motor ativando as fibras musculares e paralelamente à área cardiovascular, modulando o sistema nervoso autonômico do coração / Heart rate variability (HRV) has been used as a physiological marker of heart autonomic control, while surface electromyography (SEMG) has shown to be a useful analysis tool for evaluating muscular response to physical exercise. Therefore, the purpose of the present research was to evaluate heart autonomic control beginning from heart rate (HR) answers and its variability (HRV) in rest conditions, in supine and seating positions, and during test of dynamic physical exercise continuous of ramp type (TDPEC-R). We also intended to evaluate electromyographic activity during TDPEC-R and analyze correlation between HRV and SEMG during test of dynamic physical exercise continuous of ramp type (TDPEC-R). Methodology: Ten men; young (23,7 ± 3,02 years), healthy and with an active life style; were followed up during TDPEC-R in rest, supine and seating positions, with 20 W increments per minute. The HR and R-R intervals (R-RI) data were recorded on a beat-to-beat basis in real time during rest and exercise. Integrated SEMG was collected from vastus lateralis muscle captured during the last 20 seconds of each minute during TDPEC-R. Analysis of the data: HR average values were calculated [in beats per minute (bpm)] and R-RI, in rest condition for 15 minutes. RMSSD temporal index of R-RI and HR were calculated in both conditions. During TDPEC-R, the average HR and RMSSD of R-RI was achieved in the last 20 s of each minute of exercise in parallel with SEMG analysis by RMS index of signal width in microvolts. Statistics Methodology: Wilcoxon nonparametric tests were used for paired samples, Friedman’s for repeated measures followed by multiple comparisons techniques with Dunn test and correlation analysis of Spearman. a=0.05 was the considered level of significance. Results: the data presented statistic significance (p<0,05) in the following analyses: 1) lower HR (bpm) and R-RI (ms) average values in supine than in seating position; 2) higher HRV values in supine in comparison to seating position; 3) average HR (bpm) and xiii RMSSD of R-RI (ms) values, during TDPEC-R, between potency of 4 W and intervals starting from 55 and 60 W; 4) increase of RMS index of SEMG between 4 W and starting from interval of 57 and 60 W; 5) correlation between RMS and RMSSD (rs=-0.64), between HR and RMS (rs=0.61) and between HR (bpm) and RMSSD (rs=-0.76). Conclusions: our data suggest that there was an alteration in vagal- sympathetic balance with vagal predominance in supine position in comparison to seating position. The data also demonstrate association between power increment during physical exercise with increase of muscular fibers recruitment with simultaneous HR increase and HRV decrease. This association is attributed to central control command as well as to outlying reflexes mechanisms, activated from afferent muscular fibers of groups III (ergoreceptors) and IV (metaboreceptors). Which suggests information traffic from the motor cortex, activating muscular fibers, and parallel to cardiovascular area, modulating the autonomous nervous system of the heart

A variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) tem sido utilizada como um marcador fisiológico do controle autonômico do coração, enquanto a eletromiografia de superfície (EMGs) tem mostrado ser uma ferramenta útil de análise para avaliar a resposta muscular frente ao exercício físico. Assim os objetivos do presente estudo foram: avaliar o controle autonômico do coração a partir das respostas da freqüência cardíaca e de sua variabilidade nas condições de repouso, nas posições supina e sentada, e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo rampa (TEFDC-R). Avaliar a atividade eletromiográfica durante o TEFDC-R e ainda verificar a correlação entre a atividade eletromiográfica e a variabilidade da freqüência cardíaca durante o TEFDC-R. Metodologia: estudou se 10 homens, ativos, saudáveis, jovens (23,7 ± 3,02 anos) em repouso, nas posições supina e sentada, e durante TEFDC-R, com incrementos de 20 Watts (W) por minuto. Os dados de freqüência cardíaca e dos intervalos R-R (ms) foram coletados em tempo real, batimento a batimento, durante o repouso e o exercício. A EMGs integrada foi coletada do músculo vasto lateral (VL) nos 20 segundos finais de cada minuto durante o TEFDC-R. Análise dos dados: foram calculados os valores médios da freqüência cardíaca (FC) em bpm e dos intervalos R-R (iR-R) em ms em repouso durante os 15 minutos e o índice temporal RMSSD dos iR-R (ms) e da FC (bpm) nessas condições. Durante o TEFDC-R, foi obtida a média da FC (bpm) e o RMSSD dos iR-R (ms) nos 20 s finais de cada minuto de exercício paralelamente a análise da EMGs pelo índice RMS da amplitude do sinal em microvolts. Metodologia estatística: Para a análise estatística utilizou-se os testes não paramétricos de Wilcoxon para amostras pareadas, de Friedman para medidas repetidas seguido de técnicas de comparações múltiplas com o teste de Dunn e análise de correlação de Spearman. Foram considerados níveis de significância de á=0,05. Resultados: os dados apresentam significância estatística (p<0,05) nas seguintes análises: 1) menor FC (bpm) e maior iR-R (ms) médios em supino em relação a sentado; 2) maior VFC em supino quando comparado a sentado; 3) FC (bpm) média e RMSSD dos iR-R (ms), durante o TEFDC-R, entre a potência de 4 W e os intervalos a partir de 55 e 60 W; 4) aumento do índice RMS da EMGs entre 4 W e a partir do intervalo de 57 e 60 W; 5) correlação entre RMS e RMSSD (rs=-0,64), entre FC e RMS (rs=0,61) e entre FC (bpm) e RMSSD (rs=-0,76). Conclusões: nossos dados sugerem que houve uma alteração no balanço vago-simpático com predominância vagal na posição supina quando comparada com a sentada. Mostram ainda, uma associação entre o incremento de potências durante o exercício físico com o aumento do recrutamento de fibras musculares com concomitante aumento da freqüência cardíaca e diminuição da VFC. Essa associação é atribuída tanto ao comando de controle central como dos mecanismos reflexos periféricos, ativados a partir das aferências das fibras musculares do grupo III (ergoceptores) e do grupo IV (metaboloreceptores). Sugerindo o trânsito de informações advindos do córtex motor ativando as fibras musculares e paralelamente à área cardiovascular, modulando o sistema nervoso autonômico do coração / Heart rate variability (HRV) has been used as a physiological marker of heart autonomic control, while surface electromyography (SEMG) has shown to be a useful analysis tool for evaluating muscular response to physical exercise. Therefore, the purpose of the present research was to evaluate heart autonomic control beginning from heart rate (HR) answers and its variability (HRV) in rest conditions, in supine and seating positions, and during test of dynamic physical exercise continuous of ramp type (TDPEC-R). We also intended to evaluate electromyographic activity during TDPEC-R and analyze correlation between HRV and SEMG during test of dynamic physical exercise continuous of ramp type (TDPEC-R). Methodology: Ten men; young (23,7 ± 3,02 years), healthy and with an active life style; were followed up during TDPEC-R in rest, supine and seating positions, with 20 W increments per minute. The HR and R-R intervals (R-RI) data were recorded on a beat-to-beat basis in real time during rest and exercise. Integrated SEMG was collected from vastus lateralis muscle captured during the last 20 seconds of each minute during TDPEC-R. Analysis of the data: HR average values were calculated [in beats per minute (bpm)] and R-RI, in rest condition for 15 minutes. RMSSD temporal index of R-RI and HR were calculated in both conditions. During TDPEC-R, the average HR and RMSSD of R-RI was achieved in the last 20 s of each minute of exercise in parallel with SEMG analysis by RMS index of signal width in microvolts. Statistics Methodology: Wilcoxon nonparametric tests were used for paired samples, Friedman’s for repeated measures followed by multiple comparisons techniques with Dunn test and correlation analysis of Spearman. a=0.05 was the considered level of significance. Results: the data presented statistic significance (p<0,05) in the following analyses: 1) lower HR (bpm) and R-RI (ms) average values in supine than in seating position; 2) higher HRV values in supine in comparison to seating position; 3) average HR (bpm) and xiii RMSSD of R-RI (ms) values, during TDPEC-R, between potency of 4 W and intervals starting from 55 and 60 W; 4) increase of RMS index of SEMG between 4 W and starting from interval of 57 and 60 W; 5) correlation between RMS and RMSSD (rs=-0.64), between HR and RMS (rs=0.61) and between HR (bpm) and RMSSD (rs=-0.76). Conclusions: our data suggest that there was an alteration in vagal- sympathetic balance with vagal predominance in supine position in comparison to seating position. The data also demonstrate association between power increment during physical exercise with increase of muscular fibers recruitment with simultaneous HR increase and HRV decrease. This association is attributed to central control command as well as to outlying reflexes mechanisms, activated from afferent muscular fibers of groups III (ergoreceptors) and IV (metaboreceptors). Which suggests information traffic from the motor cortex, activating muscular fibers, and parallel to cardiovascular area, modulating the autonomous nervous system of the heart

Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e a cada ciclo respiratório. Inserido neste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo estudar, em pacientes portadores de doença de Chagas e em indivíduos sadios, do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, realizado em cicloergômetro, usando-se métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos, comparativamente com o método visual gráfico. Foram estudados 51 voluntários do sexo masculino, sendo 24 chagásicos e 27 saudáveis, a média de idade dos grupos chagásico e saudável foi de 33,77 ± 7,86 e 35,91 ± 9,84 anos, respectivamente. Todos eles foram submetidos a dois testes de esforço físico dinâmico, com um protocolo contínuo do tipo rampa e um outro protocolo de esforço físico descontínuo, ambos na posição sentada, em cicloergômetro de frenagem eletromagnética, acoplado a um ergoespirômetro (CPX/D MedGraphics), que possibilitou o cálculo e armazenamento de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PET O2) e do CO2 (PET CO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV, durante o protocolo contínuo, foram calculados por seis diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da , em relação ao tempo ou da em relação ao . Estes métodos foram os seguintes: 1- método visual; 2- método automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics; 3- modelo bissegmentado linear-linear aplicado à resposta da em função do tempo; 4- modelo bissegmentado linear-quadrático aplicado à resposta da em função do tempo; 5- modelo bissegmentado linear-linear aplicado à resposta da em função do consumo de O2; e 6- modelo bissegmentado linear-quadrático aplicado à resposta da em função do consumo de O2. Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Foram aplicados, aos dados do protocolo descontínuo, nas várias potências estudadas, um modelo semiparamétrico que ajusta uma reta por meio de uma regressão linear. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada aos conjuntos de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os modelos matemáticos bissegmentados usados no presente estudo, do tipo linear-linear e linear-quadrático, mostrando a resposta das variáveis VCO2 vs. tempo e VCO2 vs. VO2, com protocolos contínuos em rampa, puderam ser aplicados em 64% dos voluntários estudados (16 chagásicos e 17 saudáveis), e os valores do limiar de anaerobiose ventilatório, expressos em potência e consumo de oxigênio, não diferiram estatisticamente dos obtidos pelo método visual gráfico, nos grupos de pacientes chagásicos e de indivíduos saudáveis; 2- o método automático, incorporado ao ergoespirômetro MedGraphics, possibilitou a determinação limiar de anaerobiose em todos os voluntários estudados nos grupos chagásico (n=24) e saudável (n=27); entretanto, com valores do limiar de anaerobiose ventilatório subestimados comparativamente ao método visual gráfico; 3- não houve diferença estatisticamente significante entre a comparação dos coeficientes (inclinação e intercepto) das retas de regressão, que relacionam a potência com o consumo de oxigênio dos valores do limiar de anaerobiose ventilatório calculados para os seis métodos usados; 4- as análises das retas de regressão dos modelos semiparamétricos, aplicados no protocolo descontínuo, mostraram porcentagem pequena de casos, em que a mudança de inclinação das retas coincidiu com o valor do limiar de anaerobiose ventilatório, o que ainda torna questionável a utilidade desta abordagem, pelo menos nas condições em que os protocolos progressivos do tipo degrau tenham 6 minutos de duração; 5- Os quatro modelos bissegmentados testados e o método automático do equipamento, aplicados às respostas das variáveis ventilatórias, usando-se o protocolo de rampa, se mostraram adequados, como ferramentas úteis para se quantificar o limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício dinâmico; 6- o janelamento dos dados, durante a aplicação da rampa de potência em esforço, se mostrou de fundamental importância para permitir o uso adequado dos modelos matemáticos bissegmentados e do método automático, visando à quantificação do limiar de anaerobiose ventilatório. / With the advance of digital computers it was possible to develop high quality equipments and specific software for the acquisition, processing and storage of a great number of cardio respiratory variables. In this context, exercise physiology has shown a substantial progress, particularly with the use of ergospirometric systems that allow a simultaneous recording of respiratory and metabolic variables during dynamic exercise. The aim of the present study was to evaluate the usefulness of a special kind of mathematical models, the so called bisegmentar models, linear-linear (L-L) and linear-quadratic (L-Q), applied to the ventilatory variables during dynamic exercise for identification of the ventilatory anaerobic threshold (VAT) in chagasic patients. In this study 51 volunteers were included: 24 chagasic patients (mean ± age= 33.77 ± 7.86 years) and 27 healthy men (35.91 ± 9.84 years), paired for sex, age and aerobic capacity. The chagasic patients presented the undetermined and the cardiac form of the disease; in this last condition the patients did not show any increase of heart dimension on echocardiography. All subjects studied were submitted to two different types of exercise protocols, undertaken in cycle ergometer in seated position: 1- a continuous ramp type test; 2- a progressive step type test, interrupted in each exercise level for the return of variables to basal values. An electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 Quinton) was used in both cases. A computerized ergospirometric system (MedGraphics CPX/D) was used to apply the exercise tests. This system allowed the recording and processing of all ventilatory variables for application of the mathematical models: oxygen uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalents (VE/VCO2,VE/VO2), power (Watts), rotation speed, and others. The ramp was calculated considering sex, age, weight and aerobic capacity, evaluated on the basis of a questioner of physical activity. The VAT was measured by visual manner (mean values obtained from 3 different observers), and also by the automatic method supplied by the MedGraphics equipment (AuT), based on the VCO2-VO2 inclination changes of the straight lines, and the ones obtained by the bisegmentar methods adjusted to the response of VO2 related to time (L-L VCO2, L-Q VCO2) and of VCO2 in relation to VO2 (L-L VCO2/VO2, L-Q VCO2/VO2). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, linear-linear and linear-quadratic applying the least square method. After a qualitative and quantitative analysis of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- all four bisegmentar models applied to ramp type tests could be used in 64% of cases (16 chagasics an 17 healthy), and the calculated VAT values were not statistically different from the ones obtained by VM and AuT methods ? also, the VAT values were not different comparing the two groups; 2- the AuT method could be used in all volunteers studied, including the chagasic (n=24) and the control (n=27) groups; 3- the intercepts and inclination coefficients that relate power and of VAT values obtained by all 6 methods were not statistically significant in both groups studied; 4- the inclination changes of linear fitting obtained from step tests were coincident with the VAT values calculated from ramp tests in a small percentage of cases, what makes this method questionable, at least in protocols with 6 minute duration; 4- all bisegmentar models and AuT method using the ramp protocols have shown an adequate tool to quantify the VAT; 6- the use of appropriate windows to analyze the data during ramp exercise protocols is of uppermost importance to achieve a good performance of the mathematical models and the automatic method for quantifying the VAT.

O presente trabalho tem como objetivos avaliar a resposta da freqüência cardíaca (FC) e de sua variabilidade nas condições de repouso e em exercício físico dinâmico; determinar o limiar de anaerobiose a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico pelos modelos matemáticos e estatísticos autorregressivos-integrados-médias móveis (ARIMA) e semiparamétrico (SMP) e pelos índices de variabilidade da freqüência cardíaca (VFC); comparar o grau de correlação entre as três metodologias de análise na detecção de alterações no padrão de resposta da FC como indicador do limiar de anaerobiose (LA). Foram estudados doze voluntários com idade em mediana de 42 anos, considerados ativos e saudáveis, a partir dos resultados da avaliação clínica, cardiovascular e do eletrocardiograma (ECG) em repouso e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo degrau (TEFDC-D). O protocolo experimental consistiu de teste de esforço físico dinâmico descontínuo do tipo degrau (TEFDD-D), com potências progressivas de 10 em 10 watts (W) sendo que a potência inicial foi de 25W. Os intervalos RR (IRR) e a FC, captados a partir dos registros do ECG em tempo real, batimento a batimento, foram obtidos utilizando-se um programa de processamento de sinais. Os dados foram captados na condição de repouso por um período de 900 s na posição supina, 900 s na posição sentada e sentado no cicloergômetro durante 60 s em repouso, 360s em exercício e 60s em recuperação. Foram calculadas: as médias da FC; os índices de RMSSD dos IRR de repouso e em exercício; tempo de variação da FC (t/DFC t1 – t0 ) em segundos onde t1 eqüivale ao instante em que ocorreu o maior valor da FC no período entre 0 (t0) e 20 s do início do exercício físico e a variação da FC no mesmo intervalo. Para determinar o LA a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico utilizou-se os modelos matemáticos autorregressivos-integrados- médias móveis (ARIMA) e o modelo SMP. Para análise estatística utilizou-se o teste de Wilcoxon, e nas comparações múltiplas o teste de Friedman, seguido do teste de Dunn, e o de correlação de Spearman, com nível de significância de 5%.A FC em repouso na posição sentada foi superior a da posição supina (p<0,05), já a VFC foi semelhante. O t/DFC t1 – t0 e o DFC (bpm) apresentou diferenças estatisticamente significantes nas potências realizadas pelos voluntários. Os índices de VFC durante o TEFDD-D reduziram com o incremento de potência apresentando diferenças estatisticamente significantes (p<0,05), para o RMSSD nas potências de 55 e 60 W em relação ao repouso sentado e em relação as potências de 25 e 35 W. O nível do LA foi em 60 W com uma FC de 97 bpm e em 55 W com uma FC de 97 bpm, determinados pelo modelo ARIMA e pelo modelo SMP, respectivamente (p>0,05). Na comparação dos índices de RMSSD dos IRR no nível de potência do LA determinado pelos modelos de análise, não observamos diferenças significantes (p>0,05). O coeficiente de correlação entre os índices de RMSSD do modelo SMP vs ARIMA foi rs= 0,82 com p<0,05; entre as potências dos dois modelos foi: rs = 0,72, p < 0,05 e entre a FC foi rs = 0,87, p < 0,05. A análise da VFC, a partir do índice de RMSSD foi sensível na identificação de alterações da modulação autonômica sobre o nódulo sinusal. O aumento da FC com concomitante redução da VFC, associado ao incremento de potência sugere uma menor participação da atuação vagal e predomínio da atividade simpática sobre o nó sinusal. As três metodologias de análise utilizadas neste trabalho mostraram respostas similares, apresentando uma correlação estatisticamente significante, sendo portanto adequadas para detectar o ponto de mudança da resposta da FC concomitante ao achatamento da VFC como indicativo do limiar de anaerobiose. / The objectives of the present study were to assess the heart rate (HR) response and its variability under resting conditions and during dynamic physical exercise, to determine the anaerobic threshold from the analysis of the HR responses during physical exercise using the autoregressive-integrated-moving average (ARIMA) and semi-parametric (SMP) mathematical and statistical models and the indices of heart rate variability (HRV), and to compare the degree of correlation between the three methods of analysis for the detection of changes in the pattern of HR response as an indicator of anaerobic threshold (AT). The study was conducted on 12 volunteers (median age: 42 years) considered to be active and healthy on the basis of clinical and cardiovascular evaluation of resting electrocardiogram (ECG) and of ECG during a continuous dynamic physical effort test of the step type (CDPET-S). The experimental protocol consisted of a discontinuous DPET-S (DDPET-S) with progressive 10 Watts increments starting from and initial power of 25 Watts. RR intervals (RRI) and HR obtained from ECG recordings in real time, beat to beat, were recorded using a signal processing system. The data were obtained in the resting condition for a period of 900 s with the subject in the supine position, for 900 s in the sitting position ,and with the subject sitting on the bicycle ergometer for 60 s at rest, for 360 s while exercising and for 60 s during recovery. We calculated mean HR, RMSSD and RRI indices at rest and during exercise, HRV time (t/DHR t1 – t0 ) in seconds, where t1 is the instant when the highest HR value occurred during the period between 0 (t0) and 20 s after the beginning of physical exercise, and HR variation (DHR)during the same interval. To determine AT from the analysis of the HR responses during physical exercise we used the ARIMA and SMP models. Data were analyzed statistically by the Wilcoxon test and by the Friedman test for multiple comparisons followed by the Dunn test. Correlation was calculated by the Spearman test and the level of significance was set at 5% in all analyses. Resting HR in the sitting position was higher than in the supine position (p<0.05), whereas HRV was similar.t/DHR t1 – t0 and DHR (beat/min) presented statistically significant differences at the powers reached by the volunteers. The HRV indices during the DDPET-S were reduced with increasing power, showing statistically significant differences (p<0.05) for RMSSD at the powers of 55 and 60 Watts compared to sitting rest and compared to the powers of 25 and 35 Watts. The AT level determined by ARIMA was at 60 Watts, with HR of 97 beat/min, and the AT level determined by SMP was at 55 Watts, with HR of 97 beat/min (p>0.05). Comparison of the RMSSD indices of the RRI at the power level of AT determined by the analysis models did not show significant differences (p>0.05). The correla tion coefficient between the RMSSD indices of the SMP model vs ARIMA was rs= 0.82, with p<0.05; between the powers of the two models it was rs = 0.72, p < 0.05, and between HR of the two models it was rs = 0.87, p < 0.05. HRV analysis from the RMSSD index was sensitive for the identification of changes in autonomic modulation of the sinus node. The increase in HR with a concomitant reduction in HRV, together with the increment in power suggests a lower participation of vagal activity and a predominance of sympathetic activity in the sinus node. The three methods used for analysis in the present study showed similar responses and were strongly correlated and therefore are adequate to detect the point of change in the HR response concomitant with HRV flattening as an indication that AT.

O presente trabalho tem como objetivos avaliar a resposta da freqüência cardíaca (FC) e de sua variabilidade nas condições de repouso e em exercício físico dinâmico; determinar o limiar de anaerobiose a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico pelos modelos matemáticos e estatísticos autorregressivos-integrados-médias móveis (ARIMA) e semiparamétrico (SMP) e pelos índices de variabilidade da freqüência cardíaca (VFC); comparar o grau de correlação entre as três metodologias de análise na detecção de alterações no padrão de resposta da FC como indicador do limiar de anaerobiose (LA). Foram estudados doze voluntários com idade em mediana de 42 anos, considerados ativos e saudáveis, a partir dos resultados da avaliação clínica, cardiovascular e do eletrocardiograma (ECG) em repouso e durante teste de esforço físico dinâmico contínuo do tipo degrau (TEFDC-D). O protocolo experimental consistiu de teste de esforço físico dinâmico descontínuo do tipo degrau (TEFDD-D), com potências progressivas de 10 em 10 watts (W) sendo que a potência inicial foi de 25W. Os intervalos RR (IRR) e a FC, captados a partir dos registros do ECG em tempo real, batimento a batimento, foram obtidos utilizando-se um programa de processamento de sinais. Os dados foram captados na condição de repouso por um período de 900 s na posição supina, 900 s na posição sentada e sentado no cicloergômetro durante 60 s em repouso, 360s em exercício e 60s em recuperação. Foram calculadas: as médias da FC; os índices de RMSSD dos IRR de repouso e em exercício; tempo de variação da FC (t/DFC t1 – t0 ) em segundos onde t1 eqüivale ao instante em que ocorreu o maior valor da FC no período entre 0 (t0) e 20 s do início do exercício físico e a variação da FC no mesmo intervalo. Para determinar o LA a partir da análise das respostas de FC durante o exercício físico utilizou-se os modelos matemáticos autorregressivos-integrados- médias móveis (ARIMA) e o modelo SMP. Para análise estatística utilizou-se o teste de Wilcoxon, e nas comparações múltiplas o teste de Friedman, seguido do teste de Dunn, e o de correlação de Spearman, com nível de significância de 5%.A FC em repouso na posição sentada foi superior a da posição supina (p<0,05), já a VFC foi semelhante. O t/DFC t1 – t0 e o DFC (bpm) apresentou diferenças estatisticamente significantes nas potências realizadas pelos voluntários. Os índices de VFC durante o TEFDD-D reduziram com o incremento de potência apresentando diferenças estatisticamente significantes (p<0,05), para o RMSSD nas potências de 55 e 60 W em relação ao repouso sentado e em relação as potências de 25 e 35 W. O nível do LA foi em 60 W com uma FC de 97 bpm e em 55 W com uma FC de 97 bpm, determinados pelo modelo ARIMA e pelo modelo SMP, respectivamente (p>0,05). Na comparação dos índices de RMSSD dos IRR no nível de potência do LA determinado pelos modelos de análise, não observamos diferenças significantes (p>0,05). O coeficiente de correlação entre os índices de RMSSD do modelo SMP vs ARIMA foi rs= 0,82 com p<0,05; entre as potências dos dois modelos foi: rs = 0,72, p < 0,05 e entre a FC foi rs = 0,87, p < 0,05. A análise da VFC, a partir do índice de RMSSD foi sensível na identificação de alterações da modulação autonômica sobre o nódulo sinusal. O aumento da FC com concomitante redução da VFC, associado ao incremento de potência sugere uma menor participação da atuação vagal e predomínio da atividade simpática sobre o nó sinusal. As três metodologias de análise utilizadas neste trabalho mostraram respostas similares, apresentando uma correlação estatisticamente significante, sendo portanto adequadas para detectar o ponto de mudança da resposta da FC concomitante ao achatamento da VFC como indicativo do limiar de anaerobiose. / The objectives of the present study were to assess the heart rate (HR) response and its variability under resting conditions and during dynamic physical exercise, to determine the anaerobic threshold from the analysis of the HR responses during physical exercise using the autoregressive-integrated-moving average (ARIMA) and semi-parametric (SMP) mathematical and statistical models and the indices of heart rate variability (HRV), and to compare the degree of correlation between the three methods of analysis for the detection of changes in the pattern of HR response as an indicator of anaerobic threshold (AT). The study was conducted on 12 volunteers (median age: 42 years) considered to be active and healthy on the basis of clinical and cardiovascular evaluation of resting electrocardiogram (ECG) and of ECG during a continuous dynamic physical effort test of the step type (CDPET-S). The experimental protocol consisted of a discontinuous DPET-S (DDPET-S) with progressive 10 Watts increments starting from and initial power of 25 Watts. RR intervals (RRI) and HR obtained from ECG recordings in real time, beat to beat, were recorded using a signal processing system. The data were obtained in the resting condition for a period of 900 s with the subject in the supine position, for 900 s in the sitting position ,and with the subject sitting on the bicycle ergometer for 60 s at rest, for 360 s while exercising and for 60 s during recovery. We calculated mean HR, RMSSD and RRI indices at rest and during exercise, HRV time (t/DHR t1 – t0 ) in seconds, where t1 is the instant when the highest HR value occurred during the period between 0 (t0) and 20 s after the beginning of physical exercise, and HR variation (DHR)during the same interval. To determine AT from the analysis of the HR responses during physical exercise we used the ARIMA and SMP models. Data were analyzed statistically by the Wilcoxon test and by the Friedman test for multiple comparisons followed by the Dunn test. Correlation was calculated by the Spearman test and the level of significance was set at 5% in all analyses. Resting HR in the sitting position was higher than in the supine position (p<0.05), whereas HRV was similar.t/DHR t1 – t0 and DHR (beat/min) presented statistically significant differences at the powers reached by the volunteers. The HRV indices during the DDPET-S were reduced with increasing power, showing statistically significant differences (p<0.05) for RMSSD at the powers of 55 and 60 Watts compared to sitting rest and compared to the powers of 25 and 35 Watts. The AT level determined by ARIMA was at 60 Watts, with HR of 97 beat/min, and the AT level determined by SMP was at 55 Watts, with HR of 97 beat/min (p>0.05). Comparison of the RMSSD indices of the RRI at the power level of AT determined by the analysis models did not show significant differences (p>0.05). The correla tion coefficient between the RMSSD indices of the SMP model vs ARIMA was rs= 0.82, with p<0.05; between the powers of the two models it was rs = 0.72, p < 0.05, and between HR of the two models it was rs = 0.87, p < 0.05. HRV analysis from the RMSSD index was sensitive for the identification of changes in autonomic modulation of the sinus node. The increase in HR with a concomitant reduction in HRV, together with the increment in power suggests a lower participation of vagal activity and a predominance of sympathetic activity in the sinus node. The three methods used for analysis in the present study showed similar responses and were strongly correlated and therefore are adequate to detect the point of change in the HR response concomitant with HRV flattening as an indication that AT.

Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e a cada ciclo respiratório. Inserido neste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo estudar, em pacientes portadores de doença de Chagas e em indivíduos sadios, do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, realizado em cicloergômetro, usando-se métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos, comparativamente com o método visual gráfico. Foram estudados 51 voluntários do sexo masculino, sendo 24 chagásicos e 27 saudáveis, a média de idade dos grupos chagásico e saudável foi de 33,77 ± 7,86 e 35,91 ± 9,84 anos, respectivamente. Todos eles foram submetidos a dois testes de esforço físico dinâmico, com um protocolo contínuo do tipo rampa e um outro protocolo de esforço físico descontínuo, ambos na posição sentada, em cicloergômetro de frenagem eletromagnética, acoplado a um ergoespirômetro (CPX/D MedGraphics), que possibilitou o cálculo e armazenamento de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PET O2) e do CO2 (PET CO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV, durante o protocolo contínuo, foram calculados por seis diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da , em relação ao tempo ou da em relação ao . Estes métodos foram os seguintes: 1- método visual; 2- método automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics; 3- modelo bissegmentado linear-linear aplicado à resposta da em função do tempo; 4- modelo bissegmentado linear-quadrático aplicado à resposta da em função do tempo; 5- modelo bissegmentado linear-linear aplicado à resposta da em função do consumo de O2; e 6- modelo bissegmentado linear-quadrático aplicado à resposta da em função do consumo de O2. Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Foram aplicados, aos dados do protocolo descontínuo, nas várias potências estudadas, um modelo semiparamétrico que ajusta uma reta por meio de uma regressão linear. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada aos conjuntos de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os modelos matemáticos bissegmentados usados no presente estudo, do tipo linear-linear e linear-quadrático, mostrando a resposta das variáveis VCO2 vs. tempo e VCO2 vs. VO2, com protocolos contínuos em rampa, puderam ser aplicados em 64% dos voluntários estudados (16 chagásicos e 17 saudáveis), e os valores do limiar de anaerobiose ventilatório, expressos em potência e consumo de oxigênio, não diferiram estatisticamente dos obtidos pelo método visual gráfico, nos grupos de pacientes chagásicos e de indivíduos saudáveis; 2- o método automático, incorporado ao ergoespirômetro MedGraphics, possibilitou a determinação limiar de anaerobiose em todos os voluntários estudados nos grupos chagásico (n=24) e saudável (n=27); entretanto, com valores do limiar de anaerobiose ventilatório subestimados comparativamente ao método visual gráfico; 3- não houve diferença estatisticamente significante entre a comparação dos coeficientes (inclinação e intercepto) das retas de regressão, que relacionam a potência com o consumo de oxigênio dos valores do limiar de anaerobiose ventilatório calculados para os seis métodos usados; 4- as análises das retas de regressão dos modelos semiparamétricos, aplicados no protocolo descontínuo, mostraram porcentagem pequena de casos, em que a mudança de inclinação das retas coincidiu com o valor do limiar de anaerobiose ventilatório, o que ainda torna questionável a utilidade desta abordagem, pelo menos nas condições em que os protocolos progressivos do tipo degrau tenham 6 minutos de duração; 5- Os quatro modelos bissegmentados testados e o método automático do equipamento, aplicados às respostas das variáveis ventilatórias, usando-se o protocolo de rampa, se mostraram adequados, como ferramentas úteis para se quantificar o limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício dinâmico; 6- o janelamento dos dados, durante a aplicação da rampa de potência em esforço, se mostrou de fundamental importância para permitir o uso adequado dos modelos matemáticos bissegmentados e do método automático, visando à quantificação do limiar de anaerobiose ventilatório. / With the advance of digital computers it was possible to develop high quality equipments and specific software for the acquisition, processing and storage of a great number of cardio respiratory variables. In this context, exercise physiology has shown a substantial progress, particularly with the use of ergospirometric systems that allow a simultaneous recording of respiratory and metabolic variables during dynamic exercise. The aim of the present study was to evaluate the usefulness of a special kind of mathematical models, the so called bisegmentar models, linear-linear (L-L) and linear-quadratic (L-Q), applied to the ventilatory variables during dynamic exercise for identification of the ventilatory anaerobic threshold (VAT) in chagasic patients. In this study 51 volunteers were included: 24 chagasic patients (mean ± age= 33.77 ± 7.86 years) and 27 healthy men (35.91 ± 9.84 years), paired for sex, age and aerobic capacity. The chagasic patients presented the undetermined and the cardiac form of the disease; in this last condition the patients did not show any increase of heart dimension on echocardiography. All subjects studied were submitted to two different types of exercise protocols, undertaken in cycle ergometer in seated position: 1- a continuous ramp type test; 2- a progressive step type test, interrupted in each exercise level for the return of variables to basal values. An electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 Quinton) was used in both cases. A computerized ergospirometric system (MedGraphics CPX/D) was used to apply the exercise tests. This system allowed the recording and processing of all ventilatory variables for application of the mathematical models: oxygen uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalents (VE/VCO2,VE/VO2), power (Watts), rotation speed, and others. The ramp was calculated considering sex, age, weight and aerobic capacity, evaluated on the basis of a questioner of physical activity. The VAT was measured by visual manner (mean values obtained from 3 different observers), and also by the automatic method supplied by the MedGraphics equipment (AuT), based on the VCO2-VO2 inclination changes of the straight lines, and the ones obtained by the bisegmentar methods adjusted to the response of VO2 related to time (L-L VCO2, L-Q VCO2) and of VCO2 in relation to VO2 (L-L VCO2/VO2, L-Q VCO2/VO2). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, linear-linear and linear-quadratic applying the least square method. After a qualitative and quantitative analysis of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- all four bisegmentar models applied to ramp type tests could be used in 64% of cases (16 chagasics an 17 healthy), and the calculated VAT values were not statistically different from the ones obtained by VM and AuT methods ? also, the VAT values were not different comparing the two groups; 2- the AuT method could be used in all volunteers studied, including the chagasic (n=24) and the control (n=27) groups; 3- the intercepts and inclination coefficients that relate power and of VAT values obtained by all 6 methods were not statistically significant in both groups studied; 4- the inclination changes of linear fitting obtained from step tests were coincident with the VAT values calculated from ramp tests in a small percentage of cases, what makes this method questionable, at least in protocols with 6 minute duration; 4- all bisegmentar models and AuT method using the ramp protocols have shown an adequate tool to quantify the VAT; 6- the use of appropriate windows to analyze the data during ramp exercise protocols is of uppermost importance to achieve a good performance of the mathematical models and the automatic method for quantifying the VAT.