Seismokardiografiaa käyttävän kardiorespiratorisen kunnon arvioinnin kliinisen menetelmän validiteetti ja luotettavuus

Tutkimukseen rekrytoitiin 20 tervettä osallistujaa. Tutkimus sisälsi kolme identtistä käyntiä laboratoriossa 14 päivän sisällä.

Osallistujat saivat sekä kirjallista että suullista tietoa tutkimuksesta ja siihen liittyvistä mahdollisista riskeistä ennen vapaaehtoistyötä ja kirjallisen suostumuslomakkeen allekirjoittamista.

Osallistujat saapuivat laboratorioon yön paaston jälkeen viimeistään edellisenä päivänä klo 22 (vettä lukuun ottamatta). Lisäksi osallistujia pyydettiin välttämään rasittavaa liikuntaa 48 tuntia ennen testipäivää ja syömään tavanomaista ruokavaliota, joka oli toistettava ennen toista ja kolmatta käyntiä.

Testit jokaisella laboratoriokäynnillä sisälsivät:

Kansainvälisen liikunnan kyselylomakkeen lyhyt versio, joka koskee vapaa-ajan liikuntaa.

Pituus, paino sekä vyötärön ja lantion ympärysmitat.

Kehon koostumuksen mittaus käyttämällä kaksoisenergia-röntgenabsorptiometriaa (DXA) päivänä 1.

Kehon koostumuksen mittaus biosähköisen impedanssianalyysin avulla päivinä 1, 2 ja 3.

Verenpaineen mittaus makuuasennossa. 3 mittaa 2 minuutin tauon välissä.

VO2max-mittaus seismokardiografiaan perustuvalla ei-harjoitustestausmenetelmällä.

Kerätään 15 ml:n lepolaskimoverinäyte veriplasman hormonien, metaboliittien ja lipidien lepopitoisuuden mittaamiseen.

Keuhkojen toiminnan mittaaminen FEV1:n ja FVC:n perusteella (Vyntus SPIRO spirometri, Vyaire Medical).

VO2max-arvon määrittäminen asteittaisella rasitustestillä polkupyöräergometrialla vapaaehtoiseen uupumukseen asti jatkuvilla keuhkojen kaasunvaihtomittauksilla.

Menettely ja analyysi:

Biosähköinen impedanssianalyysiasteikko (Tanita MC-780MA, Tanita Corporation of America Inc): Osallistujat analysoitiin asteikolla tyhjentymisen ja vähäisten vaatteiden käytön jälkeen.

DXA-skannaus (Lunar iDXA, GE Healthcare): Osallistujat asetettiin selälleen DXA-skanneriin tyhjennyksen jälkeen ja heillä oli mahdollisimman vähän vaatteita.

Verinäytteet: Verinäytteet kerättiin kyynärvarren suonesta cubiti medialis. Veri otettiin näytteet jäisissä BD-vacutainereissa (5 ml aprotiniinia, 4 ml EDTA:ta ja 2 ml litiumhepariinia) ja sentrifugoitiin välittömästi 4 000 g:llä 10 minuuttia 4 °C:ssa (Rotina 380R, Hettich). Plasma kerättiin ja säilytettiin -80 °C:ssa myöhempää metaboliittien, lipidien ja hormonien lepotasojen analysointia varten.

Hemoglobiinin, hematokriitin, glukoosin ja laktaatin pitoisuudet analysoitiin välittömästi ottamalla näyte 2 ml:sta verta erikoisruiskussa (safePICO Aspirator, Radiometer) ja käyttämällä automaattista analysaattoria (ABL800 Flex, Radiometer).

SCG VO2max -ennuste:

SCG VO2max -ennuste suoritettiin, kuten Sørensen et ai. ovat aiemmin kuvanneet. 2020 ja Hansen et al. 2021 samantyyppisillä laitteilla. Lyhyesti, SCG-tallennus suoritettiin käyttämällä iWorx IX-228/s:a (IWORX, Dover, New Hampshire), joka oli kytketty tietokoneeseen. Tallennusohjelmistona käytettiin LabScribeä (versio 3. Dover, New Hampshire). Kiihtyvyysmittarin (Silicon Design 1521-002) resoluutio oli ± 2 g, pieni kohina taajuudella 7 µg/√ Hz ja taajuusvaste 70 0-300 Hz, ja se asetettiin rintalastan 2 cm:n etäisyydelle proksimaalista processus xiphoideuksesta. Nauhoitus kesti 5 minuuttia ja se suoritettiin makuuasennossa. VentriJect Aps suoritti myöhemmin signaalinkäsittelyn ja VO2max-arvioinnin. VentriJect Apsille ilmoitettiin osallistujien iästä, pituudesta ja painosta ennustemalliin sisällyttämistä varten, mutta hänelle ei kerrottu mitattua VO2max-arvoa.

Tämän jälkeen SCG VO2max:n määrittämiseen käytettiin uutta hajautettua langatonta laitetta (Seismofit, VentriJect Aps). Seismofit sisältää 3 voltin akun ja kolmiakselisen digitaalisen lähtökiihtyvyysmittarin (LIS3DHH, ST Microelectronics). Seismofit-laite on yhdistetty puhelinsovellukseen, johon osallistujien demografiset tiedot (ikä, pituus ja paino) syötettiin ennen tallennuksen suorittamista. Nauhoitusta varten osallistujat makasivat selällään ja Seismofit-laite asetettiin rintalastalle 2 cm proksimaaliselle processus Xiphoideuksesta kaksinkertaisella teipillä. Ennustettu SCG VO2max -arvo ilmestyi puhelimen näytölle 5 minuutin sisällä.

Seismofit VO2max -ennuste suoritettiin kahdesti 5 minuutin tauon välissä. Tämä tehtiin laitteen testaus-uudelleentestauksen luotettavuuden arvioimiseksi.

iWorx VO2max tehtiin vertaamaan aiempia laitteita uusiin langattomiin laitteisiin, joissa on automaattinen signaalinkäsittely.

Kultastandardin VO2max-määritys:

Polkupyöräergometrillä suoritettiin asteittainen rasitustesti (GET) vapaaehtoiseen uupumukseen asti. Protokolla koostui viiden minuutin lämmittelystä 80 W:lla naisilla ja 100 W:lla miehillä ja lisättiin tämän jälkeen 20 W:lla naisilla ja 25 W:lla miehillä joka minuutti uupumukseen asti.

Osallistujilla oli yllään rintakiinnitetty sykemittari (Polar Vantage XL, Polar), joka mittasi jatkuvaa sykemittausta testin aikana. Lisäksi osallistujilta kysyttiin koettu uupumus 6-20 Borgin asteikolla välittömästi uupumuksen jälkeen.

Tilastollinen analyysi:

Kaikista tiedoista tarkistettiin normaalijakauma (Shapiro-Wilk-testi) ja yhtäläinen varianssi (Brown-Forsythe-testi). Merkittävä taso on p<0,05.

Seismofit VO2max:n ja GET VO2max:n validiteetin arvioimiseen käytettiin sekavaikutelmamallia, Bland-Altman-analyysiä 95 %:n yhtäpitämisrajoilla, Pearson-korrelaatioita ja Mean Absolute Percentage Error -arvoja, Seismofit VO2max -mittauksia 1 ja 2 sekä Seismofit VO2max -arvojen ja VO2max-arvojen välillä. VO2max.

Variaatiokerrointa (CV), arvioinnin standardivirhettä (SEE) ja luokan sisäistä korrelaatiokerrointa (ICC) käytettiin arvioimaan VO2max-mittausten luotettavuutta.

Hankkeen hyväksyi Kööpenhaminan suuralueen Science Ethical komitea (H-19081375) 3.2.2020. Tutkimuksen protokolla noudatti Helsingin julistuksen periaatteita.