Del VO2 pico a la inteligencia artificial en la prueba de esfuerzo cardiopulmonar

La disnea de esfuerzo es el síntoma que, con más frecuencia, lleva a un paciente cardiológico a consulta por primera vez. Cuando las pruebas convencionales, electrocardiograma, ecocardiograma en reposo y espirometría, no explican su origen, la prueba de esfuerzo cardiopulmonar (CPET) se convierte en la herramienta de referencia. Permite estudiar, de forma integrada, la fisiología del ejercicio e identificar en cuál de los sistemas, cardiovascular, pulmonar, periférico o mitocondrial, reside la limitación al esfuerzo.

En el contexto actual, la ergoespirometría convencional ha ido ampliándose con dos modalidades avanzadas: la CPET invasiva (CPETi), que añade registro hemodinámico simultáneo mediante cateterismo derecho durante el esfuerzo, y la CPET con ecocardiografía de estrés, que incorpora datos de imagen ventricular y valvular. A estas innovaciones se suma, en el horizonte inmediato, la integración de sistemas portátiles e inteligencia artificial para estimar el consumo máximo de oxígeno sin necesidad de desplazarse a un laboratorio hospitalario.

En este artículo

1. Cuatro décadas de ergoespirometría: lo que sabíamos hasta ahora
2. La prueba de esfuerzo cardiopulmonar ante la disnea de causa incierta
3. VO2 pico, pulso de oxígeno y pendiente VE/VCO2: las variables que definen el pronóstico
4. CPET invasiva y CPET con ecocardiografía de estrés
5. Algoritmos de estratificación de riesgo
6. Wearables e inteligencia artificial en la estimación del VO2 pico
7. Qué nos falta aún por saber

Cuatro décadas de ergoespirometría: lo que sabíamos hasta ahora

Desde los trabajos pioneros de Weber sobre fisiopatología del fallo cardiaco y los de Mancini sobre el papel del VO2 pico en la indicación del trasplante, la CPET se ha consolidado como prueba funcional de referencia en la insuficiencia cardiaca (IC) [1, 2]. Los documentos de consenso EACPR/AHA de 2012 y la actualización focalizada de 2016 sistematizaron las variables, los valores de corte y las indicaciones en poblaciones específicas [3]. El consumo de oxígeno pico y la pendiente VE/VCO2 emergieron como marcadores pronósticos de primer orden, dando lugar, respectivamente, a las clasificaciones de Weber (A-D) y las clases de eficiencia ventilatoria (VC I-IV).

Sin embargo, la CPET no formaba parte de los algoritmos diagnósticos de la IC con FEVI preservada (IC-FEVIp), ni del esquema HFA-PEFF de la Heart Failure Association ni del H2FPEF de la Clínica Mayo, porque el VO2 pico carece de especificidad diagnóstica en este fenotipo: sus valores se solapan ampliamente con los de causas no cardiacas de disnea. Este punto ciego, junto con el crecimiento de las clínicas de disnea y la incorporación de nuevas modalidades diagnósticas, define el espacio que las innovaciones actuales vienen a cubrir.

La prueba de esfuerzo cardiopulmonar ante la disnea de causa incierta

Un VO2 pico superior al 70% del previsto apunta, en ausencia de otras alteraciones, hacia un origen psicógeno o no orgánico. Un VO2 pico inferior al 70% del previsto combinado con un cociente de intercambio respiratorio (RER) superior a 1,1 confirma limitación real al esfuerzo. En la IC con FEVI reducida (ICFEr) predomina la limitación central, con reducción del gasto cardiaco y del volumen sistólico durante el ejercicio. En la IC-FEVIp, en cambio, el defecto difusivo periférico es el eslabón más débil de la cadena de transporte de oxígeno, con mayor impacto en mujeres, donde tanto la convección como la difusión de oxígeno desde el capilar a la mitocondria están más comprometidas. La regurgitación mitral funcional añade complejidad: deteriora la convección pero activa un mecanismo compensador de extracción periférica máxima que permite mantener parcialmente el VO2 durante el esfuerzo, a costa de un gasto cardiaco muy limitado.

La distinción entre estos mecanismos tiene implicaciones terapéuticas directas: no es lo mismo intervenir sobre el gasto cardiaco que sobre la difusión periférica. Puedes profundizar en la base diagnóstica de la ergoespirometría en IC en este artículo de CardioTeca sobre CPET en insuficiencia cardiaca.

VO2 pico, pulso de oxígeno y pendiente VE/VCO2: las variables que definen el pronóstico

El VO2 pico debe interpretarse siempre como porcentaje del valor previsto por edad, sexo y peso corporal, no de forma absoluta. Las guías ISHLT 2024 para la evaluación de candidatos a trasplante fijan el umbral de apoyo a la inclusión en lista en un VO2 pico inferior a 12 mL/min/kg con betabloqueante activo, inferior a 14 mL/min/kg sin betabloqueante, o inferior al 50% del previsto como criterio integrador [4]. El pulso de oxígeno (VO2/frecuencia cardiaca) refleja los cambios en el volumen sistólico durante el ejercicio y comparte su valor pronóstico cuando se expresa en porcentaje del previsto. En la IC-FEVIp, un valor entre 14 y 20 mL/kg/min resulta diagnósticamente neutro: por debajo de 14 se favorece el diagnóstico, por encima de 20 se descarta con alta probabilidad.

La pendiente VE/VCO2 ocupa un lugar singular. Sus mecanismos fisiopatológicos difieren entre fenotipos: en la ICFEr predomina la alteración en la regulación del CO2 arterial (PaCO2), reflejo de hiperventilación central; en la IC-FEVIp, el aumento del espacio muerto alveolar (VD/VT) traduce una disfunción alveolo-capilar intrínseca desproporcionada al grado de hipertensión pulmonar presente. En la miocardiopatía hipertrófica, una pendiente VE/VCO2 superior a 32 puede ser el dato que descubra el fenotipo negativo en portadores genéticos aún asintomáticos, y un umbral superior a 34 en cualquier paciente orienta hacia enfermedad vascular pulmonar.

CPET invasiva y CPET con ecocardiografía de estrés

La CPETi añade cateterismo derecho simultáneo durante el ejercicio, con medición directa del gasto cardiaco por Fick o termodilución, la presión de enclavamiento pulmonar (PAWP), la presión arterial pulmonar media (mPAP) y la resistencia vascular pulmonar. Sus aplicaciones principales son la confirmación de IC-FEVIp cuando PAWP ≥20 mmHg y el cociente PAWP/GC ≥2,4, la distinción entre hipertensión pulmonar precapilar de ejercicio (mPAP ≥30 mmHg con PAWP <15 mmHg) y poscapilar (IC-FEVIp grupo 2 con PAWP ≥15 mmHg), y la identificación de limitación periférica o por precarga insuficiente. Una limitación relevante aún no resuelta es la falta de concordancia entre las medidas obtenidas en posición supina y erguida durante el esfuerzo, lo que puede afectar a la exactitud de los criterios diagnósticos.

La CPET con ecocardiografía de estrés evalúa la función biventricular, la dinámica valvular y el acoplamiento del ventrículo derecho con la circulación pulmonar mediante la pendiente TAPSE/PASP. Aunque menos precisa que la CPETi en la valoración hemodinámica estricta, añade información sobre perturbaciones valvulares y de las cavidades auriculares que el catéter no detecta, y está siendo incorporada a algoritmos de clasificación de la IC-FEVIp con implicaciones terapéuticas individualizadas. Puedes ampliar su papel diagnóstico en el análisis de eco de estrés y hemodinámica en IC con FEVI preservada disponible en CardioTeca.

Algoritmos de estratificación de riesgo

En cohortes contemporáneas con ICFEr, IC con FEVI levemente reducida (ICFElr) e IC-FEVIp, las clases de Weber A y B han perdido valor pronóstico, mientras que las clases C y D mantienen su capacidad discriminativa, especialmente cuando se combinan con las clases de eficiencia ventilatoria más elevadas. Las puntuaciones compuestas, Seattle Heart Failure Model, Heart Failure Survival Score y puntuación MECKI, integran variables metabólicas y analíticas con los parámetros de la CPET. Las guías ISHLT 2024 recomiendan su uso cuando existe incertidumbre para la indicación de trasplante basada en variables individuales [4].

Su principal limitación es que han sido validadas casi exclusivamente en ICFEr e ICFElr, pero no en la IC-FEVIp, ni en pacientes de edad avanzada o con obesidad, que representan el fenotipo predominante de este último subgrupo en la práctica clínica real. Aplicar los umbrales habituales de VO2 pico en estas poblaciones requiere una calibración que todavía no existe, con el riesgo de sobre o infraestimar el pronóstico.

Wearables e inteligencia artificial en la estimación del VO2 pico

Los sistemas portátiles de análisis de gases han demostrado una precisión aceptable para evaluar la capacidad cardiorrespiratoria fuera del entorno hospitalario, con utilidad creciente en el seguimiento funcional ambulatorio. En el plano de la inteligencia artificial, el ensayo TRUE-HF está evaluando si los datos de monitorización continua procedentes de dispositivos portátiles de consumo permiten estimar el VO2 pico mediante aprendizaje automático, sin necesidad de realizar una CPET formal [5]. Si sus resultados son positivos, la medición funcional del consumo de oxígeno podría extenderse a la práctica clínica diaria. Las limitaciones actuales incluyen la ausencia de aprobación regulatoria definitiva, la heterogeneidad de la validación en distintas poblaciones y el posible sesgo de selección asociado al uso de tecnología digital.

Qué nos falta aún por saber

• La IC-FEVIp es el talón de Aquiles de la ergoespirometría como herramienta de estratificación: los umbrales validados de VO2 pico y las puntuaciones compuestas de riesgo no han sido calibrados para los subgrupos de mayor edad u obesidad, que concentran a la mayoría de estos pacientes. Sin datos propios para estas poblaciones, la toma de decisiones clínicas sigue apoyándose en extrapolaciones de estudios no representativos.
• La concordancia entre la hemodinámica supina y la erguida durante la CPETi no está resuelta. Las discordancias publicadas afectan directamente a los criterios diagnósticos de IC-FEVIp, con riesgo real de sobrediagnóstico o infradiagnóstico según el protocolo empleado en cada laboratorio.
• La CPET con imagen sigue sin tener nivel de recomendación formal en las guías de las principales sociedades científicas. Su integración en los algoritmos diagnósticos dependerá de la estandarización de protocolos y de estudios de validación multicéntricos en curso.
• Los sistemas de inteligencia artificial para estimar el VO2 pico precisan confirmación prospectiva en poblaciones diversas antes de incorporarse a la práctica asistencial de forma rutinaria. Puedes explorar el estado actual de estas aplicaciones en el análisis de ergoespirometría más allá de la capacidad cardiorrespiratoria disponible en CardioTeca.

Mensajes clave

• La CPET es sensible para detectar la intolerancia al ejercicio, pero requiere un análisis integrado de múltiples variables para identificar el mecanismo fisiopatológico subyacente y tomar decisiones clínicas.
• En la ICFEr predomina la limitación convectiva por bajo gasto cardiaco; en la IC-FEVIp, el defecto difusivo periférico es el punto crítico de la cadena de transporte de oxígeno, con mayor impacto en mujeres.
• La CPETi y la CPET con ecocardiografía de estrés amplían el alcance diagnóstico de la ergoespirometría, especialmente en la IC-FEVIp, la hipertensión pulmonar de ejercicio y la cardiopatía valvular.
• Las puntuaciones de riesgo disponibles (MECKI, Seattle HF Model) no están validadas en IC-FEVIp ni en pacientes de edad avanzada u obesos; su aplicación en estas poblaciones requiere cautela.
• Los wearables con inteligencia artificial son la siguiente frontera para la estimación no invasiva y continua del VO2 pico en el seguimiento ambulatorio de la IC.

Relevancia y aplicación clínica

La ergoespirometría cardiopulmonar ha dejado de ser una prueba restringida a las unidades de trasplante. Su papel como herramienta de diagnóstico diferencial de la disnea, estratificación de riesgo y guía de tratamiento se ha extendido a toda la cardiología: desde la miocardiopatía hipertrófica, donde una pendiente VE/VCO2 superior a 32 puede descubrir el fenotipo negativo en portadores genéticos, hasta la amiloidosis, la cardiopatía valvular o la hipertensión arterial pulmonar. La creación de clínicas de disnea que integren la CPET, la ecocardiografía de estrés y la valoración hemodinámica invasiva representa uno de los avances estructurales más importantes de la última década en cardiología funcional.

Para el cardiólogo clínico, el mensaje práctico es claro: cuando el paciente refiere disnea de esfuerzo que los estudios convencionales no explican, la lectura integrada del VO2 pico en porcentaje del previsto, el pulso de oxígeno, la pendiente VE/VCO2 y la relación ΔVO2/ΔCarga marca la diferencia entre un diagnóstico orientativo y uno preciso. La integración de dispositivos portátiles e inteligencia artificial para estimar el consumo de oxígeno pico sin realizar una prueba de esfuerzo cardiopulmonar formal representa la siguiente frontera: si los estudios en curso confirman su validez, la ergoespirometría entrará en una nueva era, más accesible y continua, con impacto directo en el seguimiento de la insuficiencia cardiaca en el mundo real.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve la prueba de esfuerzo cardiopulmonar cuando las pruebas básicas son normales?
Cuando el electrocardiograma, el ecocardiograma y la espirometría son normales o no explican de forma suficiente la disnea, la CPET permite identificar en cuál de los sistemas orgánicos reside la limitación. Un VO2 pico superior al 70% del previsto orienta hacia una causa psicógena o no estructural. Por debajo del 70% con RER mayor de 1,1 se confirma limitación real, y el análisis integrado del pulso de oxígeno, la pendiente VE/VCO2 y la relación ΔVO2/ΔCarga permite localizar el eslabón fallido en la cadena de transporte de oxígeno.

¿Cuál es el VO2 pico que indica valorar a un paciente con insuficiencia cardiaca para trasplante?
Las guías ISHLT 2024 establecen como criterio de apoyo a la inclusión en lista un VO2 pico inferior a 12 mL/min/kg con betabloqueante activo, o inferior a 14 mL/min/kg sin betabloqueante. Un VO2 pico inferior al 50% del previsto actúa como criterio integrador para indicar tratamiento avanzado. Estos umbrales han ido evolucionando a lo largo de los años a medida que el tratamiento médico optimizado mejoraba el pronóstico basal de la ICFEr.

¿En qué se diferencia la pendiente VE/VCO2 en la IC con FEVI reducida y con FEVI preservada?
En la ICFEr, el principal mecanismo que eleva la pendiente VE/VCO2 está relacionado con la regulación del CO2 arterial, que refleja hiperventilación central. En la IC-FEVIp, predomina el aumento del espacio muerto alveolar (VD/VT), que traduce una disfunción alveolo-capilar intrínseca que en algunos casos supera al grado de hipertensión pulmonar presente. Esta distinción fisiopatológica es clínicamente relevante porque orienta las intervenciones terapéuticas hacia mecanismos distintos según el fenotipo.

¿Puede un dispositivo portátil sustituir a la ergoespirometría formal en el seguimiento de la insuficiencia cardiaca?
De momento no, pero es el objetivo de líneas de investigación activas. Los dispositivos portátiles actuales permiten monitorización continua y estimaciones indirectas de la capacidad funcional. El ensayo TRUE-HF está testando si el procesamiento de esos datos mediante aprendizaje automático permite estimar el VO2 pico con suficiente precisión clínica. Hasta que no existan datos prospectivos en poblaciones diversas, la CPET formal sigue siendo la prueba de referencia para la estratificación de riesgo y la indicación de tratamiento avanzado.

Bibliografía recomendada:

1. Weber KT, Janicki JS, Maskin CS. Pathophysiology of cardiac failure. Am J Cardiol. 1985;56(3):3B-7B.
2. Mancini DM, Eisen H, Kussmaul W, et al. Value of peak exercise oxygen consumption for optimal timing of cardiac transplantation in ambulatory patients with heart failure. Circulation. 1991;83(3):778-86.
3. Guazzi M, Arena R, Halle M, et al. 2016 focused update: clinical recommendations for cardiopulmonary exercise testing data assessment in specific patient populations. Eur Heart J. 2018;39(14):1144-61.
4. Peled Y, Ducharme A, Kittleson M, et al. International Society for Heart and Lung Transplantation Guidelines for the Evaluation and Care of Cardiac Transplant Candidates-2024. J Heart Lung Transplant. 2024;43(11):1529-628.
5. Moayedi Y, Foroutan F, Gao Y, et al. Developments in Digital Wearable in Heart Failure and the Rationale for the Design of TRUE-HF Apple CPET Study. Circ Heart Fail. 2025;18(2):e012204.