Basic Res. Cardiol. 70, 339-349 (1975)

Carl-Unger-Klinik, Stuttgart

Der Puls-Atem-Quotient der orthostatisch Stabilen und Labilen im Stehen The pulse-respiratory quotient of persons with stable and instable postural circulation while standing M. W e c k e n m a n n Mit 2 Abbildungen u n d 5 Tabellen (Eingegangen am 14. Dezember 1973)

Summary The pulse-respiratory quotient of patients with postural circulatory instability is the same in a prone position as that of patients with stable postural circulation, however, it is higher in an upright position. This is not only caused by the higher pulse frequency of postural circulatory instable patients while standing, b u t also by the lower respiratory rate. The difference of the pulse-respiratory quotient between standing and lying indicates with more accuracy the diagnosis of postural circulatory instability. The severity of the symptoms is related not only to the pulse and respiratory rate, but also to the pulse-respiratory quotient. Tachycardiac patients with a high pulse-respiratory quotient show clinically symptoms more severe than tachycardiac patients with lower pulse-respiratory quotients. Due to the results shown here, the terms of rhythmical concordance and discordance are proposed.

Die Untersuchungen d e r K r e i s l a u f - u n d A t e m f u n k t i o n e n z i e l t e n b i s h e r v o r n e h m l i c h a u f die e n e r g e t i s c h e n GrSi~en ab. Hildebrandt (1960) s t e l l t e d e m g e g e n f i b e r e r s t m a l i g i n u m f a n g r e i c h e n F o r s c h u n g e n die r h y t h m i s c h e O r d n u n g d i e s e r F u n k t i o n e n i n d e n M i t t e l p u n k t u n d zeigte die selbst~indige B e d e u t u n g des P u l s - A t e m f r e q u e n z - V e r h ~ l t n i s s e s m i t s e i n e r o p t i m i e r e n d e n W i r k u n g a u f die e n e r g e t i s c h e n Abl~ufe. W ~ h r e n d die P u l s f r e q u e n z i m S t e h e n schon v i e l f ~ l t i g u n t e r s u c h t w u r d e

(Schellong 1954, Reindell u. M i t a r b . 1955, B r e h m - W e z l e r 1953 u. a. m.), w a r d e r A t e m f r e q u e n z i m S t e h e n b i s h e r v i e l w e n i g e r B e a c h t u n g ges c h e n k t w o r d e n ; das F r e q u e n z v e r h ~ l t n i s b e i d e r ( P u l s - A t e m - Q u o t i e n t ) w u r d e s y s t e m a t i s c h e r s t y o n Hildebrandt (1960 u. a. O.) u n t e r v e r s c h i e d e h e n B e d i n g u n g e n u n t e r s u c h t , a b e r noch n i c h t das V e r h a l t e n des P u l s A t e m - Q u o t i e n t e n der Kreislaufgesunden mit dem der orthostatisch Labil e n i m S t e h e n v e r g l i c h e n . So lag es n a h e , d i e s e r F r a g e n a c h z u g e h e n .

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Basic Research in Cardiology, Vol. 70, No. 3

Aus der uneinheitlichen Nomenklatur (hypotone Dysregulation, pathologische O r t h o s t a s e r e a k t i o n , o r t h o s t a t i s c h e D y s r e g u l a t i o n , o r t h o s t a t i s c h e L a b i l i t ~ t ) w~ihlten w i r z u n ~ c h s t die B e g r i f f s b e s t i m m u n g e n v o n S c h m i d t V o i g t (1950) aus a) o r t h o s t a t i s c h n o r m a l b) o r t h o s t a t i s c h l a b i l (O1) c) o r t h o s t a t i s c h i n s u f f i z i e n t . S t a t t o r t h o s t a t i s c h n o r m a l sei h i e r o r t h o s t a t i s c h s t a b i l COst) gesetzt. Diese B e g r i f f e k n i i p f e n v o r t e i l h a f t e r w e i s e a n k e i n e m e i n z e l n e n P a r a m e t e r a n (z. B. B l u t d r u c k ) u n d p r ~ j u d i z i e r e n s o m i t n i c h t s , u m f a s s e n das G e s c h e h e n a b e r s i n n v o l l . A u s g l e i c h e m G r u n d e b e h a l t e n w i r m i t L a w i n (1971) a u c h d e n B e g r i f f K o l l a p s ftir die o r t h o s t a t i s c h e I n s u f f i z i e n z bei, w e n n sich a u c h i n d e r W e l t l i t e r a t u r d e r A u s d r u c k Schock i m m e r m e h r e i n b f i r gert. A u s d e r F i i l l e d e r sich e r g e b e n d e n F r a g e n n a c h d e m V e r h a l t e n des P u l s - A t e m - Q u o t i e n t e n i m S t e h e n , w~ihlten w i r v o r e r s t f o l g e n d e aus: 1. W e l c h e v a r i a t i o n s - s t a t i s t i s c h e n U n t e r s c h i e d e d e r P u l s - u n d A t e m f r e q u e n z sowie des P u l s - A t e m - Q u o t i e n t e n b e s t e h e n z w i s c h e n d e n o r t h o statisch S t a b i l e n u n d d e n o r t h o s t a t i s c h L a b i l e n bzw. I n s u f f i z i e n t e n , u n d w i e s c h a r f ist e i n e G r e n z z i e h u n g z w i s c h e n b e i d e n G r u p p e n m S g lich? 2. B r i n g t d e r P u l s - A t e m - Q u o t i e n t zus~itzlich S i c h e r h e i t ffir die D i a g n o s e stellung der orthostatischen Labilit~t? 3. B e s t e h e n B e z i e h u n g e n z w i s c h e n d e m S c h w e r e g r a d des k l i n i s c h e n B i l des u n d d e m P u l s - A t e m - Q u o t i e n t e n ?

Methoden 1. A u s w a h l der Probanden

Ftir die Gruppe der orthostatisch Stabilen standen 30 F r a u e n mit 37,6 +_ 14,7 J a h r e n u n d 27 Mfinner mit 48,7 + 15,6 Jahren, fiir die Gruppe der orthostatisch Labilen 79 F r a u e n mit 35,9 _+ 12,4 J a h r e n u n d 26 M~inner mit 31,9 _+ 10,0 J a h r e n zur Verfiigung. I n die Gruppe der orthostatisch Stabilen n a h m e n wir n u r P r o b a n d e n auf, die keine Zeichen einer K r e i s l a u f e r k r a n k u n g boten u n d klinisch objektiv und subjektiv weder beim Stehversuch noch in der A n a m n e s e Zeichen orthostatischer Labilit~t zeigten. I n die Gruppe der Labilen wurden n u r Versuchspersonen aufgenommen, die w~ihrend des Stehversuches sowohl objektiv als auch subjektiv a n e r k a n n t giiltige Zeichen der orthostatischen Labilit~t zeigten u n d deren A n a m n e s e n auch darauf hinwiesen. In dieser Gruppe befinden sich auch einige wenige orthostatisch Insuffiziente. I n die Gruppe der orthostatisch Labilen w u r d e n n u r P a tienten mit konstitutioneller Hypotonie u n d mit vaskul~rer Dilatation (Hegglin 1963) mit der Diagnose einer ,,idiopathic orthostatic hypotension" (Schirger, Hines, Molnar u n d Thomas 1961) aufgenommen. Alle P a t i e n t e n mit einer ,,secondary orthostatic hypotension" w u r d e n ausgeschlossen, z.B. bei kardiogener Hypotonie, Karotissinussyndrom, Herzfehler u n d -insuffizienz, adh~siver Perikarditis, akuter u n d chronischer Hypovolfimie sowie An~mie, Hypokali~mie u n d Kachexie, Arteriosklerose, organischen Gef~Berkrankungen u n d Hypertonie, Zerebralsklerose u n d a n d e r e n organischen Hirn-, Riickenmarks- u n d Nerven-

Weckenmann, Der Puls-Atem-Quotient

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erkrankungen, endokrinerl E r k r a n k u n g e n , Psychosen, Schwangerschaft, Infekten u n d Entzfindungen, malignen Tumoren, Intoxikationen (einschlieBlich Antihypertonika), Anaphylaxie, Rekonvaleszenz u n d a n d e r e n sehweren Erk r a n k u n g e n u n d Zustand nach Operationen. F r a u e n w u r d e n w~hrend der Menses yon den U n t e r s u c h u n g e n ausgeschlossen. 2. Durchfiihrung der Untersuchung Die P r o b a n d e n w u r d e n jeweils frfihestens 2 Stunden nach E i n n a h m e einer Mahlzeit untersucht u n d erhielten keine kreislaufaktiven Substanzen oder MaBnahmen verordnet. Sie lagen bei behaglichem Raumklima in l~irmarmer Umgebung, bis stabile Werte von Puls-, Atemfrequenz und Blutdruck erzielt wurden. Danach b e g a n n e n die Messungen: Es wurden innerhalb der 1. halben Minute der Blutdruck nach Riva-Rocci u n d innerhalb der 2. halben Minute Puls- u n d Atemfrequenz bestimmt. Solange der Puls eine halbe Minute palpatorisch gemessen wurde, konnte zu gleicher Zeit die Atemfrequenz u n b e m e r k t visuell gezfihlt werden (Reichel u n d Weidlich 1959). Bei einiger U b u n g kSnnen yon einem Untersucher bequem beide P a r a m e t e r zu gleicher Zeit erfaBt werden. W e n n sich im Liegen konstante Werte eingestellt hatten, w u r d e n fiir 3 M i n u ten die oben g e n a n n t e n P a r a m e t e r notiert. Danach stand der Patient auf. Z u m sicheren Abklingen der Sofortreaktion (Barbey u. Mitarb. 1966 a, b, c) w u r d e ira Stehen zun~ichst eine halbe Minute gewartet, danach wurden die Messungen 10 M i n u t e n lang im Stehen in gleicher Weise wie im Liegen fortgesetzt. Die Ergebnisse der Puls- u n d Atemfrequenzmessung wurden auf M i n u t e n werte (P/min u n d A/min) umgerechnet u n d daraus der P u l s - A t e m - Q u o t i e n t (QP/A) ermittelt. Aus diesen Zahlen w u r d e n die Mittelwerte (.~) f~r Liegen (lg) u n d Stehen (st) berechnet. Die weitere Verarbeitung und graphische Darstellung der P u l s - A t e m - Q u o t i e n t e n erfolgte logarithmisch {log), da nach Hildebrandt (1960) n u r d a n n eine symmetrische Haufigkeitsverteilung erreicht wird. Die U n t e r s u c h u n g e n erstreekten sich fiber einen Zeitraum von 6 Jahren, so dal3 sich saisonbedingte Einfliisse neutralisierten.

Ergebnisse 1. V e r g l e i c h der M e f i w e r t e der P r o b a n d e n m i t A n g a b e n aus der L i t e r a t u r W e g e n d e r S c h w i e r i g k e i t , das M i n u t e n v o l u m e n zu b e s t i m m e n , w o d u r c h w e n i g s t e n s 99 ~ d e r F~ille o b j e k t i v i e r t w e r d e n k 6 n n t e n ( P a r r 1957), h a t sich i n d e r K l i n i k die B e s t i m m u n g y o n B l u t d r u c k urid P u l s f r e q u e n z als b r a u c h b a r e r w i e s e n (Scholz u. K l i m t 1971). W i r h a b e n d a h e r z u n ~ c h s t zur Oberpr~fung der yon uns ausgew~hlten Gruppen einen Vergleich mit i n d e r L i t e r a t u r a n g e g e b e n e n W e r t e n v o r g e n o m m e n (Tab. 1). D a die Met h o d e n z u r E r f a s s u n g d e r W e r t e v e r s c h i e d e n s i n d (End-, MitteN, M a x i m a l - , M i n i m a l w e r t e , G r u n d u m s a t z b e d i n g u n g e n usw.), k S n n e n die Z a h l e n nur bedingt miteinander verglichen werden. Ffir d i e s e n L i t e r a t u r v e r g l e i c h w ~ h l t e n w i r aus u n s e r e n M e s s u n g e n i m S t e h e n d e n M a x i m a l w e r t der P u l s f r e q u e n z u n d des d i a s t o l i s c h e n B l u t d r u c k s sowie d e n M i n i m a l w e r t d e r B l u t d r u c k a m p l i t u d e u n d des s y s t o l i s c h e n B l u t d r u c k s aus. Das V e r h a l t e n d e r P u l s f r e q u e n z u n s e r e r G r u p p e d e r o r t h o s t a t i s c h L a b i l e n u n t e r s c h e i d e t sich d e u t l i c h v o n d e n o r t h o s t a t i s c h S t a b i l e n u n d paint g u t zu d e n A n g a b e n i n d e r L i t e r a t u r . G l e i c h e s gilt fiir die B l u t d r u c k a m p l i t u d e i m S t e h e n , w o b e i Parr (1957) e i n e r e l a t i v grol3e A m p l i t u d e a n gibt, w e l c h e e h e r u n s e r e m 1 0 - M i n u t e n - M i t t e l w e r t n a h e k o m m t (s. Tab. 5).

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Basic Research in C a r d i o l o g y , VoL 70, No. 3

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Viel w e n i g e r u n t e r s c h e i d e n sich die o r t h o s t a t i s c h S t a b i l e n y o n den o r t h o statistisch L a b i l e n beziiglich d e r Differenzen: RR~ st-RRs lg u n d RRa s t RRd lg. S o m i t e r g i b t sich, dab 1. u n s e r e g e f u n d e n e n W e r t e den in der L i t e r a t u r a n g e g e b e n e n n a h e liegen, so dab die A u s w a h l u n s e r e r P r o b a n d e n als verl~Blich a n g e s e h e n w e r d e n kann, u n d 2. u n s e r e E r g e b n i s s e die C h a r a k t e r i s i e r u n g des o r t h o s t a t i s c h e n S y m p t o m e n k o m p l e x e s d u r c h Parr (1957) im groBen und ganzen best~tigen: a) a u s g e p r ~ g t e r P u l s f r e q u e n z a n s t i e g b) A m p l i t u d e n v e r m i n d e r u n g des B l u t d r u c k e s bei e r h a l t e n e m M i t t e l druck. A u s den l e t z t e n b e i d e n S p a l t e n d e r Tab. 1 e r k e n n t man, dab i n n e r h a l b d e r in d e r L i t e r a t u r a n g e g e b e n e n n o r m a l e n Bereiche z w a r fast alle o r t h o s t a t i s c h S t a b i l e n sind, a b e r i m m e r noch r e l a t i v viele o r t h o s t a t i s c h Labile. Es soll g e p r i i f t w e r d e n , ob eine sch~rfere G r e n z e gezogen w e r d e n kann.

2. Pri~fung cler zuf~lligen Stichproben auf Nichtnormaliti~t I m f o l g e n d e n w e r d e n i m m e r die M i t t e l w e r t e der 10 Messungen w~ihr e n d des S t e h e n s u n d nicht M a x i m a l - o d e r M i n i m a l w e r t e v e r w e n d e t . Hildebrandt (1960) wies an 903 E r w a c h s e n e n im Liegen a n h a n d d e r P r o b i t t r a n s f o r m a t i o n nach, dab die H~iufigkeit d e r Puls-, A t e m f r e q u e n z u n d des L o g a r i t h m u s des P u l s - A t e m - Q u o t i e n t e n (log Q~'/A) n o r m a l v e r t e i l t ist. W i r prfiften m i t d e m Z~--Verfahren a n h a n d der c - T r a n s f o r m a t i o n , k o n n t e n die E r g e b n i s s e Hildebrandts an den o r t h o s t a t i s c h S t a b i l e n im L i e gen b e s t ~ t i g e n u n d d a r t i b e r h i n a u s nachweisen, dab die H ~ u f i g k e i t s v e r t e i l u n g auch im S t e h e n n o r m a l ist (Tab. 2). Bei den o r t h o s t a t i s c h L a b i l e n w a r e n im Liegen Puls-, A t e m f r e q u e n z u n d log QP/A, im S t e h e n A t e m f r e q u e n z u n d log Q r / A e b e n f a l l s n o r m a l v e r t e i l t (Tab. 2). Die H ~ u f i g k e i t s v e r t e i l u n g d e r P u l s f r e q u e n z d e r o r t h o statisch L a b i l e n im S t e h e n ist doppelgipflig. Die D a r s t e l l u n g im W a h r Tab. 2. Prfifung der H~iufigkeitsverteilung yon Puls-, Atemfrequenz und des log QP/A der orthostatisch Stabilen (Ost) und Labilen (O~) im Liegen und Stehen auf Nichtnormalit~it mit dem ~e-Verfahren anhand der c-Transformation. Die Hfiufigkeitsverteilung der Pulsfrequenz der orthostatisch Stabilen im Stehen ist doppelgipflig, so dab eine relativ bradykarde Gruppe (Br) yon einer tachykarden Gruppe (Ta) abgetrennt wurde. Eine Normalverteilung liegt immer dann vor, wenn 2 p > 0,05 ist. Priifung auf Nichtnormalit~it liegend stehend P/rain

Ost Ol

0,5 < 2 p < 0,6 0,I < 2 p < 0,2

0,3 < 2 p < 0,4 2 p ~ 0,005 Br 0,7