Validering af objektivt og subjektivt målt fysisk aktivitet mod energiforbrug hos ældre voksne

Baggrund

Fysisk inaktivitet er blevet estimeret til at forårsage 5,3 millioner dødsfald om året globalt og er identificeret som en af ​​de vigtigste modificerbare risikofaktorer for kroniske sygdomme, funktionstab og handicap. For korrekt at identificere og studere fysisk inaktivitet i alderdommen er pålidelige vurderingsværktøjer afgørende i både forskning og kliniske omgivelser.

Nylige teknologiske fremskridt inden for bærbare aktivitetsmonitorer har ført til et stigende antal store, befolkningsbaserede undersøgelser, der bruger accelerometre til at måle fysisk aktivitet, stillesiddende adfærd (i form af samlet volumen, intensitet og mønster) og søvn blandt ældre voksne. Men den brede brug af accelerometre bringer også udfordringer, når man sammenligner resultaterne på tværs af forskellige undersøgelser, der bruger forskellige mærker og modeller, forskellige vurderingsprotokoller (f.eks. anatomiske placeringer, prøveudtagningsfrekvens), databehandlingsprocedurer og rapportere forskellige resultater. Forskellige accelerometer opsætninger (dvs. mærke, model, kropsposition, initialiseringsprotokol osv.) kan udfordre fortolkningen af ​​sundhedsfremmende effekt af fysisk aktivitet og skadelig effekt af stillesiddende adfærd blot på grund af metodiske problemer.

Accelerometre måler acceleration, defineret som ændringen i hastighed over tid (Δv/t), som kvantificerer volumen og intensiteten af ​​bevægelse. Derudover er acceleration en vektorstørrelse med komponenter af størrelse og retning, som kan bruges til at identificere accelerometerets position i forhold til tyngdekraften. Derfor kunne accelerometer også bruges til at skelne mellem kropsholdning (f.eks. siddende, stående, liggende) afhængigt af placeringsstedet.

Da rå accelerationssignaler er svære at fortolke, bliver de typisk "oversat" af kalibreringsundersøgelser til fysiologiske resultater (f. energiforbrug, iltforbrug) eller adfærdskategorier (f.eks. sidder, går, løber). Gennem regressionsmodellering producerer kalibreringsstudier ofte punktestimat af energiforbrug fra accelerometertællinger eller etablerer en række accelerometertællinger for forskellige fysiske aktivitetsintensitetsniveauer. Dette interval af accelerometertællinger omtales som "cut-points" for forskellige intensiteter af fysisk aktivitet.

Før brug af accelerometre er fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd primært blevet vurderet med spørgeskemaer. Selvom omfanget af accelerometerundersøgelser vokser hurtigt, betragtes spørgeskemaer stadig som en vigtig vurderingsmetode ved vurdering af fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd i store undersøgelser. Nogle accelerometre og spørgeskemaer er blevet valideret ved objektivt målt energiforbrug. Men for spørgeskemaer om fysisk aktivitet er validiteten i forhold til objektive metoder (f.eks. accelerometri, pulsmåler og dobbeltmærket vand) viste sig i bedste fald at være moderat, og meget få valideringsundersøgelser fokuserede på ældre voksne. For at bygge bro og fortolke data fra spørgeskemaer til accelerometre blandt ældre voksne er der behov for at validere eksisterende spørgeskemaer om fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd med energiforbrug i denne population.

Energiforbrug er tidligere blevet brugt til at validere accelerometre og fysisk aktivitet spørgeskemaer. Ikke desto mindre forbliver flere problemer uløste: (1) på trods af, at korrelationen mellem disse metoder er blevet rapporteret at være høj i få undersøgelser, er overensstemmelsen generelt lav, især i populationer med ændrede metaboliske tilstande såsom fede og overvægtige personer; (2) mens det samlede volumen af ​​fysisk aktivitet er en klar målestok, som formentlig er positivt korreleret med det samlede daglige energiforbrug, kan intensiteten af ​​fysisk aktivitet hos ældre voksne blive påvirket af en række fysiologiske determinanter såsom kardiovaskulær og neuromuskulær funktion, inflammationsstatus og fejlernæring. Hvilestofskifte (RMR) og maksimal fysiologisk kapacitet (f. maksimal iltopdatering (VO2 max) falder typisk med alderen, hvilket kan være særligt vigtigt, da de samme daglige aktiviteter sandsynligvis ville være "mere intense" for en ældre person sammenlignet med en yngre person; (3) på trods af, at adskillige aktivitetsmonitorer giver lignende metrics (f.eks. tæller/minutter), kan den fysiologiske implikation være meget forskellig afhængig af, hvad sådanne målinger står for. For eksempel, på trods af at output fra accelerometre placeret på håndleddet og på hoften kan være identiske (tæller/minutter), kan den forskellige accelerationsstørrelse have et helt andet fysiologisk forhold, når det vurderes af fysiologiske metrikker (f.eks. energi, iltoptagelse). Sådanne forskelligartede fysiologiske påvirkninger i henhold til den anatomiske placering af accelerometre kræver en streng harmonisering af metrik fra accelerometrene kombineret med energiforbrug i repræsentative aktiviteter ved forskellige intensiteter.

Til dato er valideringsundersøgelser med accelerometre båret på flere kropspositioner sparsomme, og ikke alle undersøgelser bruger energiforbrug som reference. En måde at afvikle den fysiologiske betydning af fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd på er at forankre accelerometeroutput til objektive målinger af fysiologisk kapacitet såsom VO2 max, iltoptagelse under semi-standardiserede aktiviteter udført i selvvalgt tempo og samlet energiforbrug under frit liv betingelser indsamlet over et repræsentativt tidsrum. Dette vil bidrage til en dybere forståelse og nøjagtig fortolkning af accelerometerdata blandt ældre voksne, der bor i lokalsamfundet, og til at give mere specifikke accelerometri-baserede anbefalinger til fysisk aktivitet, især for den ældste befolkning.

Mål

Formålet med denne metodologiske undersøgelse er at:

1. udvikle hofte-, håndleds-, lår- og lavtbårne accelerometer-cutpoints for forskellige intensiteter af fysisk aktivitet baseret på energiforbrug under semi-standardiserede daglige opgaver for de 80+-årige.
2. validere accelerometri ved håndled, hofte, lår og lænd for at estimere energiforbrug under frie leveforhold, målt ved guldstandarden for energiforbrug, dobbeltmærket vand (DLW).
3. validere eksisterende spørgeskemaer om fysisk aktivitet og stillesiddende adfærd i forhold til guldstandarden for energiforbrug (DLW) under frie levevilkår hos de 80+-årige.

Rekruttering og dataindsamlingsprocedurer

Efterforskerne vil udføre en tværsnitsundersøgelse med to måder at indsamle data på: 1) i laboratoriet; og 2) i marken. Deltagerne vil blive rekrutteret gennem to veje: 1)(Vej A) inviteret personligt under de rutinepræventive hjemmebesøg udført af Odense Kommune; (Sti B)eller 2) inviteret gennem brev til samfundsboende ældre borgere, der bor i Odense Kommune. De, der viser interesse for at deltage, vil derefter modtage detaljeret skriftlig information om projektet og vil blive inviteret til en lægeundersøgelse efter at have underskrevet et informeret samtykke. Hele testproceduren vil strække sig over 14 dage, da urinprøver til DLW-metoden er nødvendige på dag 1 og dag 14. Ind imellem vil deltagerne blive inviteret til at deltage i en til laboratorietest til måling af energiforbrug under semi-standardiserede funktionelle opgaver.

Statistiske overvejelser og datahåndtering En detaljeret datahåndteringsplan vil blive fulgt ved indsamling, indtastning og analyse af data. På laboratorieundersøgelsesdagen vil alle måleapparater blive synkroniseret inden målingen påbegyndes.

Prøvestørrelse Forudsat at forskellige accelerometre kan fange den samme fysiske aktivitetsadfærd, i en test for overensstemmelse mellem to bedømmere ved hjælp af Kappa-statistikken, opnår en stikprøvestørrelse på 95 forsøgspersoner 80 % kraft til at detektere en sand Kappa-værdi på 0,70, når der er 3 kategorier med frekvenser lig med 0,01, 0,20 og 0,79. (repræsenterer estimeret procentdel af tid brugt i moderat til kraftig aktivitet, let aktivitet og stillesiddende adfærd i denne population). Denne effektberegning er baseret på en alfa på 0,05.

Oprettelse af en forskningsbiobank

En forskningsbiobank (blod-, urin- og spytprøver) vil blive oprettet til det beskrevne projekt. Blodprøverne destrueres senest 5 år efter projektets afslutning. Der vil blive taget blodprøver på universitetets (SDU) faciliteter. En autoriseret sygeplejerske eller biomedicinsk laboratorieforsker vil stå for at få blodprøver fra deltagerne. Biobanken vil blive opbevaret på SDU. I alt vil der blive indhentet 8 urinprøver fra hver deltager i hele projektperioden. Urinprøver vil blive frosset og sendt til USA til analyse. Urinprøverne vil blive anonymiseret og opbevaret i forskningsbiobanken indtil projektets afslutning, hvor prøverne vil blive destrueret. Et uddannet projektpersonale vil stå for at indsamle urinprøver fra forsøgspersonerne. I denne protokol fungerer Syddansk Universitet som kontrollerer af de indsamlede biologiske materialer (urinprøver). Der vil blive indgået databehandleraftaler mellem SDU og University of Wisconsin, USA; og mellem SDU og University of California, Berkeley. Den amerikanske databehandler skal overholde dansk lovgivning om beskyttelse af personoplysninger.

Etiske overvejelser

Forskningsaktiviteterne i denne undersøgelse vil blive udført i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen. Alle forsøgspersoner vil modtage pjecerne fra Den Nationale Komité for Sundhedsforskningsetisk om personlige rettigheder ved deltagelse i et sundhedsforskningsprojekt og aspekter, der skal overvejes, før de beslutter sig for at deltage. Denne undersøgelse vil involvere ældre voksne, som betragtes som sårbare individer. Det er vigtigt at anerkende og respektere deltagernes autonomi, det vil sige, at de selv skal kunne bestemme deres deltagelse i undersøgelsen med ret til at trække sig på et hvilket som helst tidspunkt. Desuden vil en kommunikationsstrategi, der er egnet til denne befolkning, blive anvendt for at forhindre enhver risiko for øget sårbarhed og stigmatisering af ældre voksne.

Dette projekt vil generere værdifuld og ny viden om, hvordan man objektivt måler fysisk aktivitet målt ved forskellige accelerometre på samme individ korrelerer med energiforbrug blandt +80-årige borgere i lokalsamfundet; og om disse mønstre adskiller sig efter proteinniveau. Denne viden, der kan bruges til at optimere og målrette forebyggelses- og behandlingsstrategierne for underernærede ældre voksne, er derfor en fordel for den enkelte ældre voksne og for sundhedssektoren. Efterforskerne mener således, at fordelene ved undersøgelsen er større end de begrænsede gener, der kan følge med deltagelse. Forsøgspersoner er dækket af Dansk Patientforsikring og kan dermed få forsikring om økonomisk erstatning, hvis der opstår skade under deltagelse i forskningsprojektet. Denne information vil blive givet til deltagerne både mundtligt og skriftligt (i pjecerne fra National Committee on Health Research Ethics) under rekrutteringen.

Alle personoplysninger vil blive anonymiseret og behandlet med fuld fortrolighed i overensstemmelse med loven om behandling af personoplysninger. Proceduren for behandling af personoplysninger vil blive indberettet til Datatilsynet på Syddansk Universitet. I denne undersøgelsesprotokol vil kun de anonymiserede urin- og spytprøver blive sendt til udlandet til analyse (detaljer beskrevet tidligere) uden kobling til andre personlige data (f. CPR-nummer, adresse, telefonnummer osv.).

Deltagerne vil ikke modtage nogen kompensation for deres deltagelse i undersøgelsen.