Test-Retest Reliability of Non-Invasive Cardiac Output Measurement during Exercise in Healthy Volunteers in Daily Clinical Routine

Barroso, Michael Thomas Coll; Hoppe, Matthias Wilhelm; Boehme, Philip; Krahn, Thomas; Kiefer, Christian; Kramer, Frank; Mondritzki, Thomas; Pirez, Phillipe; Dinh, Wilfried

Abstract Background:

Thoracic bioreactance (TB), a noninvasive method for the measurement of cardiac output (CO), shows good test-retest reliability in healthy adults examined under research and resting conditions.

Objective:

In this study, we evaluate the test-retest reliability of CO and cardiac power (CPO) output assessment during exercise assessed by TB in healthy adults under routine clinical conditions.

Methods:

25 test persons performed a symptom-limited graded cycling test in an outpatient office on two different days separated by one week. Cardiorespiratory (power output, VO2peak) and hemodynamic parameters (heart rate, stroke volume, CO, mean arterial pressure, CPO) were measured at rest and continuously under exercise using a spiroergometric system and bioreactance cardiograph (NICOM, Cheetah Medical).

Results:

After 8 participants were excluded due to measurement errors (outliers), there was no systematic bias in all parameters under all conditions (effect size: 0.2-0.6). We found that all noninvasively measured CO showed acceptable test-retest-reliability (intraclass correlation coefficient: 0.59-0.98; typical error: 0.3-1.8). Moreover, peak CPO showed better reliability (intraclass correlation coefficient: 0.80-0.85; effect size: 0.9-1.1) then the TB CO, thanks only to the superior reliability of MAP (intraclass correlation coefficient: 0.59-0.98; effect size: 0.3-1.8).

Conclusion:

Our findings preclude the clinical use of TB in healthy subject population when outliers are not identified.

Resumo Fundamento:

A biorreatância torácica (BT), um método não invasivo destinado à medição do débito cardíaco (DC), mostra boa confiabilidade teste-reteste em adultos saudáveis examinados em condições de pesquisa e repouso.

Objetivo:

No presente estudo, avaliamos a confiabilidade teste-reteste da avaliação do DC e trabalho cardíaco (TC) durante exercício, avaliado por BT em adultos saudáveis sob condições clínicas de rotina.

Métodos:

25 indivíduos realizaram teste ergométrico gradual sintoma-limitante em ambiente ambulatorial em dois dias diferentes, com intervalo de uma semana. Parâmetros cardiorrespiratórios (trabalho cardíaco, VO2máx) e hemodinâmicos (frequência cardíaca, volume sistólico, DC, pressão arterial média, TC) foram medidos em repouso e continuamente sob exercício utilizando sistema espiroergométrico e cardiógrafo de biorreatância (NICOM, Cheetah Medical).

Resultados:

Após 8 participantes terem sido excluídos devido a erros de medição (outliers), não houve viés sistemático em nenhum dos parâmetros em todas as condições (tamanho do efeito: 0,2-0,6). Observamos que todos os débitos cardíacos medidos de forma não invasiva apresentaram níveis aceitáveis de confiabilidade teste-reteste (coeficiente de correlação intraclasse: 0,59-0,98; erro típico: 0,3-1,8). Além disso, TC máximo apresentou melhor confiabilidade (coeficiente de correlação intraclasse: 0,80-0,85; tamanho do efeito: 0,9-1,1), seguido do DC pela BT, graças apenas à confiabilidade superior da PAM (coeficiente de correlação intraclasse: 0,59-0,98; tamanho do efeito: 0,3-1,8).

Conclusão:

Nossos achados impedem o uso clínico da BT em indivíduos saudáveis quando outliers não forem identificados.