Sydän- tai keuhkoperäisen rasitushengenahdistuksen perusselvityksiin kuuluvat lääkärin tekemä kliininen perustutkimus ja tavalliset verikokeet sekä keuhkojen ja sydämen perustutkimukset.

Jos niiden perusteella ei selvästi voida osoittaa hengenahdistustaipumuksen syytä, ovat lisätutkimukset aiheellisia. On myös huomattava, että henkilöllä voi olla samanaikaisesti useampikin syy hengenahdistukseen, kuten esimerkiksi keuhkoahtaumatauti ja pienentynyt verenkiertoelimistön kapasiteetti.

Paras ja monipuolisin rasitushengenahdistuksen tutkimus on spiroergometria. Siinä kliiniseen rasituskokeeseen on yhdistetty monipuoliset keuhkojen toiminnan mittaukset.

Tutkimuksessa henkilöä rasitetaan polkupyöräergometrilla tai juoksumatolla kuormaa kasvattaen lähes maksimaaliselle suorituskykytasolle (n. 90 % maksimista).

Koettua kuormittuneisuutta seurataan Borgin asteikon (6–20) avulla ja hengenahdistus- tai rintakipuoiretta toisella Borgin asteikolla (0–10, taulukko Mitä ovat hengästyminen ja hengenahdistus?).

Tutkimusta ohjaavat lääkäri ja hoitaja. Siinä seurataan tutkittavan oireita ja vointia sekä monitoroidaan jatkuvasti sydämen sähköstä toimintaa 12-kytkentäisellä EKG:llä ja valtimoveren happikyllästeisyyttä sormeen kiinnitetyn pulssioksimetrin avulla. Verenpaine mitataan säännöllisin väliajoin.

Lisäksi mitataan jatkuvasti useita hengitys- ja kaasujenvaihduntasuureita. Näitä ovat mm. hengityksen taajuus minuutissa, hengityksen minuuttitilavuus eli keuhkojen tuuletuksen määrä minuutissa, elimistön hapenkulutus ja hiilidioksidin tuotto sekä näistä laskettavat lukuisat fysiologiset suureet. Tutkimuksessa mitataan myös uloshengitysilman hiilidioksidipitoisuutta.

Kuvassa on graafinen tulostus siitä, miten hapenkulutus, hiilidioksidin tuotto ja keuhkotuuletus suurenevat rasituksen aikana ja missä kohden ilmaantuu anaerobinen kynnys. Tuloksista nähdään myös, milloin hengitysosamäärä eli uloshengitetyn hiilidioksidimäärän suhde sisäänhengitettyyn happimäärään nousee yli arvon 1,0. Anaerobisen kynnyksen (AT) kohdalla maitohappoa alkaa kertyä vereen happea käyttämättömän aineenvaihdunnan alkamisen merkkinä (ks. kuva). Tästä johtuen hiilidioksidin määrä uloshengitysilmassa alkaa kasvaa enemmän kuin hapenoton, jolloin hengitysosamäärän arvo nousee yli arvon 1,0. Hapenottokyvyn maksimi on tällöin hyvin lähellä. Hengitysosamäärää voidaankin käyttää fyysisen suorituksen maksimaalisuuden arviointiin.

Hengityksen mekaniikan häiriöihin saadaan huomattavaa lisävalaistusta mittaamalla rasituksen eri vaiheissa hengitysilman virtaus samanaikaisen hengitysilman tilavuusmuutoksen kanssa (virtaus-tilavuuskäyrät); näin voidaan todeta mm. poikkeava virtausrajoitus uloshengityksessä, mikä voi olla osasyynä hengenahdistukseen. Samalla voi paljastua myös muita hengitysmekaniikan poikkeavuuksia, jotka johtavat hengenahdistuksen aiheuttajan jäljille.

Keuhkoahtaumataudissa potilas hengittää hyvin korkealla keuhkojen ilmatäytteisyystasolla, siis keuhkot koko ajan hyvin täynnä ilmaa. Sen sijaan sydämen kroonista vajaatoimintaa sairastavat ja lihavat henkilöt hengittävät liian pienellä keuhkojen ilmatäytteisyystasolla.

Nämä tyyppimuutokset näkyvät hyvin spiroergometriatutkimuksessa. Molemmat häiriöt vaikeuttavat keuhkojen mekaniikkaa ja lisäävät hengitystyön määrää.

Tutkimuksen yhteydessä mitataan myös uloshengityksen sekuntikapasiteetti (FEV₁) ennen ja jälkeen rasituksen mahdollisen rasitusastman toteamiseksi.

Spiroergometrian avulla voidaan erottaa keuhko-ongelmasta johtuva rasitushengenahdistus ja sydänperäinen tai huonosta fyysisestä kunnosta johtuva hengenahdistus.

Eräs tärkeä laskennallinen suure on rasituksen lopussa jäljellä oleva keuhkojen tuuletusreservi; normaalisti keuhkojen tuuletuskapasiteettia jää jäljelle yli 30 % maksimaalisessa rasituksessa. Keuhkosairauksissa, joissa joko keuhkotilavuudet ovat pienentyneet tai hengitystiet ahtautuneet, reserviä ei välttämättä jää jäljelle lainkaan.

Hengityslihasten hapenkulutus kasvaa poikkeavan suureksi keuhkosairauksien, lihavuuden ja sydämen vajaatoiminnan seurauksena (ks. kuva). Maksimirasituksessa terveiden henkilöiden hengityslihasten hapenkulutus on 5 % koko hapenotosta, mutta vaikeissa keuhkosairauksissa tai vaikeasti lihavilla se voi olla jopa 40–50 %. Tällöin liikuntaa suorittaville lihaksille jää käyttöön huomattavasti vähemmän happea. Hengenahdistus tulee entistäkin herkemmin maitohapon ilmaantumisen myötä.

Spiroergometriatutkimuksen avulla voidaan laskea myös ulkoisen työn aineenvaihdunnallinen hyötysuhde; kuinka paljon mitatusta hapenkulutuksesta on käytetty ergometrin pyörittämiseen ja kuinka paljon hengittämiseen. Jos hyötysuhde on madaltunut, on todennäköistä, että hengitystyö kuluttaa poikkeuksellisen paljon happea ja energiaa, mikä selittää rasitushengenahdistuksen.

Ulkoisen työn aineenvaihdunnallista hyötysuhdetta pienentävät tyypillisesti vyötärölihavuus, lievää vaikeampi keuhkoahtaumatauti ja sydämen vajaatoiminta.

Kuvassa on vertailtu spiroergometriamittausten perusteella hengenahdistuksen ilmaantumista keuhkoahtaumataudissa, lihavuudessa, sydämen vajaatoiminnassa ja terveillä. Suorituskykyä rajoitti näissä kaikissa tapauksissa hengenahdistus, Borgin asteikolla 4–7/10. Potilasesimerkeissä, jotka edustivat kohtalaisen vaikeaa sairauden astetta, fyysinen suorituskyky oli vain noin puolet terveen normaalipainoisen henkilön suorituskyvystä.

Spiroergometria on paras fysiologinen tutkimus rasitushengenahdistuksen syiden selvittämisessä. Sitä tarvitaan silloin, kun syyt eivät selviä muilla yksikertaisemmilla tutkimuksilla. Tutkimuksessa integroituvat kaikki keskeiset hengitykseen, sydämen toimintaan ja lihasten toimintaan liittyvät tekijät (vrt. kuva).