A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validado. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência cardíaca e, finalmente, encontramos que a variabilidade ventilatória correlaciona-se inversamente com a fração de ejeção ventricular esquerda em pacientes com insuficiência cardíaca. Estudos futuros deverão analisar o poder prognóstico da variabilidade ventilatória nestes pacientes. / Exercise periodic breathing confers a bad prognosis in patients with heart failure. There is no agreement among proposed criteria to diagnose exercise periodic breathing. The dichotomic interpretation (presence or absence) when diagnosing this phenomenon impairs a more detailed risk stratification in heart failure. Thus, this thesis evaluates the use of established signal variability techniques to quantify ventilatory oscillations during cardiopulmonary exercise test, in healthy individuals, athletes and patients with heart failure. A short protocol used to perform cardiopulmonary exercise test in arm crank was proposes and validated. This protocol was used in the next study, which found that, although timing of breathing was not altered by exercise type, ventilatory variability was greater during arm dynamic exercise when compared to leg exercise. Aerobic capacity of healthy individuals also influences ventilatory variability during cardiopulmonary exercise test. This was proven by the lower time-domain ventilatory variability in athletes when compared to sedentary individuals. The evaluation of these individuals with principal components analysis showed that tidal volume variability is the principal component o minute-ventilation variability in athletes, whilst in sedentary men, respiratory frequency variability is the responsible for minute-ventilation variability. In a randomized controlled study we have found that even healthy individuals reduce their exercise ventilatory variability after 12 weeks exercise training. We have shown that cardiac rehabilitation reverted exercise periodical breathing in a patient with heart failure and, finally, found that exercise ventilatory variability inversely correlates to left ventricle ejection fraction in patients with heart failure. Future studies should evaluate the prognostic value of ventilatory variability in these patients.

A presença de ventilação periódica durante o exercício confere pior prognóstico a pacientes com insuficiência cardíaca. Existem divergências quanto aos critérios para identificação deste fenômeno. Além disso, a interpretação dicotômica (presença ou ausência) quanto a este fenômeno dificulta a estratificação de risco mais detalhada dos pacientes com insuficiência cardíaca. Desta forma, esta tese avalia a utilização de técnicas estabelecidas para análise de variabilidade de sinais para quantificar as oscilações ventilatórias que ocorrem durante o teste cardiopulmonar de exercício, em indivíduos saudáveis, atletas e com insuficiência cardíaca. Um protocolo mais curto para realização de teste cardiopulmonar de exercício em cicloergômetro de braço foi proposto e validado. Tal protocolo foi utilizado em estudo posterior, onde se comprovou que, apesar dos tempos respiratórios não serem influenciados pelo tipo de exercício realizado, a variabilidade ventilatória é maior durante a realização de exercício dinâmico com membros superiores do que com membros inferiores. A capacidade aeróbica de indivíduos sadios também influencia a variabilidade ventilatória durante o teste cardiopulmonar de exercício. Isto foi comprovado pela menor variabilidade ventilatória no domínio do tempo em atletas do que sedentários durante exercício. A análise destes voluntários com o método da análise dos componentes principais revelou que em atletas a variabilidade do volume corrente é a principal responsável pela variabilidade da ventilação-minuto durante o exercício, ao passo que em sedentários a variabilidade da freqüência respiratória apresenta-se como principal responsável por tais variações. Em estudo randomizado e controlado comprovamos que, mesmo indivíduos sadios apresentam redução da variabilidade ventilatória ao exercício após 12 semanas de treinamento físico. Comprovamos que a reabilitação cardíaca reverteu a ocorrência de ventilação periódica em um paciente com insuficiência cardíaca e, finalmente, encontramos que a variabilidade ventilatória correlaciona-se inversamente com a fração de ejeção ventricular esquerda em pacientes com insuficiência cardíaca. Estudos futuros deverão analisar o poder prognóstico da variabilidade ventilatória nestes pacientes. / Exercise periodic breathing confers a bad prognosis in patients with heart failure. There is no agreement among proposed criteria to diagnose exercise periodic breathing. The dichotomic interpretation (presence or absence) when diagnosing this phenomenon impairs a more detailed risk stratification in heart failure. Thus, this thesis evaluates the use of established signal variability techniques to quantify ventilatory oscillations during cardiopulmonary exercise test, in healthy individuals, athletes and patients with heart failure. A short protocol used to perform cardiopulmonary exercise test in arm crank was proposes and validated. This protocol was used in the next study, which found that, although timing of breathing was not altered by exercise type, ventilatory variability was greater during arm dynamic exercise when compared to leg exercise. Aerobic capacity of healthy individuals also influences ventilatory variability during cardiopulmonary exercise test. This was proven by the lower time-domain ventilatory variability in athletes when compared to sedentary individuals. The evaluation of these individuals with principal components analysis showed that tidal volume variability is the principal component o minute-ventilation variability in athletes, whilst in sedentary men, respiratory frequency variability is the responsible for minute-ventilation variability. In a randomized controlled study we have found that even healthy individuals reduce their exercise ventilatory variability after 12 weeks exercise training. We have shown that cardiac rehabilitation reverted exercise periodical breathing in a patient with heart failure and, finally, found that exercise ventilatory variability inversely correlates to left ventricle ejection fraction in patients with heart failure. Future studies should evaluate the prognostic value of ventilatory variability in these patients.