Breathing Reserve Index at Anaerobic Threshold of Cardiopulmonary Exercise Test in Chronic Obstructive Pulmonary Disease

만성폐쇄성 폐질환의 운동부하 심폐기능검사에서 무산소역치 예비호흡지수의 의의

Objective : Cardiopulmonary exercise test is a useful tool to evaluate the operative risk and to plan exercise treatment for the patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD). In cardiopulmonary exercise test, most of the measured parameters are recorded at the time of peak exercise, which are hard to attain in COPD patients. So we evaluated the usefulness of the parameter, breathing reserve index(BRI=minute ventilation [$V_E$]/maximal voluntary ventilation[MVV]) at the time of anaerobic threshold($BRI_{AT}$) for the differentiation of COPD patients with normal controls. Methods : Thirty-six COPD patients and forty-two healthy subjects underwent progressive, incremental exercise test with bicycle ergometer upto possible maximal exercise. All the parameters was measured by breath by breath method. Results : The maximal oxygen uptake in COPD patients (mean$\pm$SE) was $1061.2{\pm}65.6ml/min$ which was significantly lower than $2137.6{\pm}91.4ml/min$ of normal subjects(p<0.01). Percent predicted maximal oxygen uptake was 54.3% in COPD patients and 86.0% in normal subjects(p<0.01). Maximal exercise(respiratory quotient; $VCO_2/VO_2{\geq}1.09$) was accomplished in 7 of 36 COPD patients(19.4%) and in 18 of 42 normal subjects(42.9%). The $BRI_{AT}$ of COPD patients was higher($0.50{\pm}0.03$) than that of control subject($028{\pm}0.02$, p<0.01), reflecting early hyperventilation in COPD patient during exercise. The correlation between $BRI_{AT}$ and BRI at maximal exercise in COPD patients was good(r=0.9687, p<0.01). Conclusion : The $BRI_{AT}$ could be a useful parameter for the differentiation of COPD patients with normal controls in the submaximal cardiopulmonary exercise test.

연구배경 : 만성폐쇄성 폐질환에서 운동부하 심폐기능검사(이하 운동검사)는 환자에 대한 운동처방이나 수술전의 위험성 평가 동의 목적에 유용하게 이용된다. 운동검사에 포함된 여러 지표들은 최대운동(maximal exercise) 시점에서의 값이 주로 이용되므로 환자가 조기에 운동을 중단하여 최대운동에 도달하지 못하면 심폐기능의 적절한 평가가 어려우며 따라서 이런 경우에도 유용할 수 있는 지표의 개발이 필요하다. 최대운동시의 예비호흡지수는 최대운동중의 환기량과 최대환기량의 비율($V_{Emax}$/MVV)로 만성폐쇄성 폐질환에서는 대부분 비정상적으로 증가된 소견을 보인다. 만일 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 최대운동시 뿐만 아니라 무산소역치에서의 예비호흡지수도 역시 증가되어 있다면 최대운동에 도달하지 못한 환자의 운동검사 결과의 해석에 유용할 것으로 판단된다. 방 법 : 만성폐쇄성 폐질환 환자 36명(남 34명, 여 2명)과 정상대조군 42명(남 22명, 여 20명)을 대상으로 운동부하 심폐기능검사를 시행하였다. 결 과 : 만성폐쇄성 폐질환 환자의 FVC(mean$\pm$SE) $3102.8{\pm}132.7mL$, $FEV_1$ (mean$\pm$SE) $1754.7{\pm}108.6mL$, $FEV_1/FVC$ $54.94{\pm}1.62$% 이었으며 정상대조군에서는 FVC(mean$\pm$SE) $4429.3{\pm}142.4mL$, $FEV_1$ (mean$\pm$SE) $3808.6{\pm}111.1mL$, $FEV_1$/FVC $86.05{\pm}0.80$% 이었다. 만성페쇄성 폐질환 환자와 정상대조군의 $VO_{2max}$의 평균은 $1.06{\pm}0.07L/min$와 $2.14{\pm}0.09L/min$ 였으며(p<0.01), 예상치에 대한 백분율은 각각 $54.3{\pm}3.0$%와 $86.0{\pm}1.9$% 이었다(p<0.05). R값 1.09를 기준으로 만성 폐쇄성 폐질환 환자에서 최대운동에 도달한 사람은 36명 중 7명(19.4%), 정상대조군에서는 42명 중 18명(42.9%)이었다. 만성폐쇄성 폐질환 환자와 정상대조군의 무산소역치에서의 예비호흡지수는 $0.50{\pm}0.03$과 $0.28{\pm}0.02$이었다(p<0.01). 최대운동을 수행한 만성폐쇄성 폐질환 환자에서 무산소역치에서의 예비호흡지수과 최대운동시의 예비호흡지수는 유의한 상관관계를 보였다(r=0.9687, p<0.01). 결 론 : 무산소역치에서의 예비호흡지수는 만성폐쇄성 폐질환 환자군과 정상대조군사이에 유의한 차이를 보였으며, 최대운동에서의 예비호흡지수와도 유의한 상관관계를 보였다. 따라서 무산소역치에서의 예비호흡지수는 최대운동에 이르지 못한 만성폐쇄성 폐질환 환자의 평가 지표로 유용할 것으로 판단된다.