Spiroergometrie

Unter Spiroergometrie beziehungsweise Ergospirometrie (lat. spirare: atmen, gr. έργον: Arbeit, μέτρον: Maß) versteht man die Messung von Atemgasen während körperlicher Belastung.

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Funktionsweise

Die Atemgasmessung erfolgt mit einem Spiroergometriegerät (Atemgasmessgerät), das die Exspirationsluft (Ausatemluft) der Testperson analysiert. Die Testperson trägt während der Messung eine Gesichtsmaske, an die ein Volumensensor zur Messung des ventilierten Luftvolumens sowie ein dünner Schlauch, die so genannte Absaugstrecke, angeschlossen sind. Über die Absaugstrecke wird ein Teil der Expirationsluft zu den Gassensensoren im Spiroergometriegerät geleitet, wo ihr Gasgehalt analysiert wird. Der prozentuale Gasgehalt der Expirationsluft wird mit dem der Umgebungsluft verglichen. Zur Berechnung absoluter Werte werden die Differenzen der Gaskonzentrationen mit dem ventilierten Luftvolumen multipliziert.

Spiroergometrische Parameter

Die wichtigsten Atemgasparameter, die bei der Spiroergometrie erfasst werden, sind: Atemminutenvolumen (VE), Sauerstoffaufnahme (VO₂), Kohlendioxidabgabe (VCO₂) und Atemfrequenz (AF). Daraus errechnen sich weitere Parameter: Respiratorischer Quotient (RQ = VCO₂/VO₂), Atemäquivalent für O₂ (AÄO₂ = VE/VO₂), Atemäquivalent für CO₂ (AÄCO₂ = VE/VCO₂) und Atemzugvolumen (AZV = VE/AF).

Anwendungsgebiete

Die Spiroergometrie wird im Wesentlichen unter drei verschiedenen Zielsetzungen angewendet:

Beurteilung der Ausdauerleistungsfähigkeit

Mit Hilfe von Parametern wie zum Beispiel der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO_{2 max}, höchste Sauerstoffaufnahme während ansteigender körperlicher Belastung), der aeroben und der anaeroben Schwelle (Schlüsselstellen im Energiestoffwechsel des Organismus) sind Längs- und Querschnittvergleiche der Ausdauerleistungsfähigkeit der Testperson möglich.

Messung des Energiestoffwechsels während körperlicher Belastung - indirekte Kalorimetrie

Der Kalorienverbrauch und der Substratumsatz (Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel) der Testperson werden anhand von VO₂ und RQ berechnet.

Untersuchung der Leistungsfähigkeit des kardiopulmonalen Systems

Durch einen Vergleich mit Normwerten können aus den Ergebnissen der Spiroergometrie Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit des kardiopulmonalen Systems der Testperson gezogen werden. Liegt eine krankhaft reduzierte Leistungsfähigkeit vor, können weiterhin Hinweise darauf gesucht werden, ob die Limitation kardialen, pulmonalen oder kardial-pulmonalen Ursprungs ist.

Literatur

• P. O. Astrand, K. Rodahl: Textbook of Work Physiology. Physiological Bases of Exercise. Singapore: McGraw-Hill Book Co., 1986
• W. Hollmann, T. Hettinger: Sportmedizin: Grundlagen für Arbeit, Training und Präventivmedizin. Stuttgart, New York: Schattauer, 2000
• K. Wasserman, J. Hansen, D. Sue, B. Whipp, R. Casaburi: Principles of Exercise Testing and Interpretation. Philadelphia: Williams & Wilkins, 1994

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