Validité et fiabilité d'une méthode clinique d'évaluation de la condition cardiorespiratoire à l'aide de la sismocardiographie
La mesure de la condition cardiorespiratoire (ici VO2max) est considérée comme un outil précieux pour améliorer la prédiction du risque de maladie cardiovasculaire et la prise en charge globale des patients (Ross et al. 2016, déclaration de l'American Heart Association). Cependant, la méthode de référence pour déterminer la VO2max nécessite à la fois un exercice maximal jusqu'à épuisement et un équipement coûteux, raison pour laquelle ce n'est pas toujours faisable. Une nouvelle méthode d'estimation de la VO2max à l'aide d'un modèle de prédiction sans exercice avec des informations de sismocardiographie (SCG) a été proposée (Sørensen et al. 2020, Hansen et al. 2021). SCG enregistre et interprète les vibrations provenant des battements du cœur mesurés sur la paroi thoracique avec un accéléromètre. Il a déjà été démontré que le SCG est corrélé aux événements physiologiques du cycle cardiaque (Sørensen et al. 2018) et donc à une mesure de la performance cardiaque. On pense généralement que la VO2max est limitée par le taux d'apport d'oxygène aux muscles, où le débit cardiaque maximal et la capacité de transport d'oxygène du sang sont considérés comme les principaux facteurs limitants. La base théorique pour incorporer SCG à un modèle de prédiction VO2max est donc évidente. Les études précédentes de Sørensen et al. 2020 et Hansen et al. 2021 a évalué le modèle de prédiction dans une conception d'étude transversale pour comparer la validité de la méthode. Une exigence de validation supplémentaire du modèle de prédiction avec évaluation de la fiabilité est donc nécessaire.
L'âge biologique est un concept qui tente de relier l'âge à l'état de santé plutôt qu'à la date de naissance. L'âge biologique évalue l'hétérogénéité du statut métabolique fonctionnel et la vulnérabilité aux maladies. Un modèle d'âge biologique a déjà été conçu pour les interventions de promotion de la santé (Husted et al. 2020). Cependant, une évaluation de la fiabilité du modèle est nécessaire.
L'objectif de la présente étude était donc de :
- étudier la validité et la fiabilité d'une nouvelle méthode clinique d'estimation de la consommation maximale d'oxygène (VO2max) à l'aide de la sismocardiographie.
- étudier la fiabilité du modèle d'âge biologique.
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Intervention / Traitement
Description détaillée
20 participants en bonne santé ont été recrutés pour l'étude. L'étude comprenait trois visites identiques au laboratoire dans les 14 jours.
Les participants ont reçu des informations écrites et orales sur l'étude et les risques éventuels associés à celle-ci, avant de se porter volontaires et de signer un formulaire de consentement éclairé écrit.
Les participants sont arrivés au laboratoire après une nuit de jeûne à partir de 22h au plus tard la veille (hors eau). De plus, les participants ont été invités à éviter les exercices intenses 48 heures avant le jour du test et à suivre un régime alimentaire habituel, qui devait être reproduit avant la deuxième et la troisième visite.
Les tests à chaque visite au laboratoire comprenaient :
Achèvement d'une version courte du Questionnaire international sur l'activité physique, sur les activités physiques de loisir.
Mesures de la taille, du poids et du tour de taille et des hanches.
Mesure de la composition corporelle à l'aide d'un scanner d'absorptiométrie à rayons X à double énergie (DXA) le jour 1.
Mesure de la composition corporelle à l'aide d'une échelle d'analyse d'impédance bioélectrique aux jours 1, 2 et 3.
Mesure de la pression artérielle en position couchée. 3 mesures avec 2 minutes de repos entre les deux.
Mesure de la VO2max à l'aide d'une méthode de test sans exercice basée sur la sismocardiographie.
Prélèvement d'un échantillon de sang veineux au repos de 15 ml pour mesurer les taux d'hormones, de métabolites et de lipides au repos dans le plasma sanguin.
Mesure de la fonction pulmonaire en termes de FEV1 et FVC (spiromètre Vyntus SPIRO, Vyaire Medical).
Détermination de la VO2max en appliquant une épreuve d'effort graduée sur vélo ergométrique jusqu'à épuisement volontaire avec mesures continues des échanges gazeux pulmonaires.
Procédure et analyse :
Échelle d'analyse d'impédance bioélectrique (Tanita MC-780MA, Tanita Corporation of America Inc) : les participants ont été analysés sur l'échelle après avoir vidé et porté un minimum de vêtements.
Balayage DXA (Lunar iDXA, GE Healthcare) : les participants ont été placés en position couchée dans le scanner DXA après avoir uriné et en portant un minimum de vêtements.
Échantillons de sang : les échantillons de sang ont été prélevés dans la veine cubiti medialis de l'avant-bras. Le sang a été prélevé dans des vacutainers BD glacés (5 ml d'aprotinine, 4 ml d'EDTA et 2 ml d'héparine de lithium) et immédiatement centrifugé à 4000 g pendant 10 minutes à 4⁰C (Rotina 380R, Hettich). Le plasma a été collecté et stocké à -80⁰C pour des analyses ultérieures des niveaux de repos des métabolites, des lipides et des hormones.
Les concentrations d'hémoglobine, d'hématocrite, de glucose et de lactate ont été immédiatement analysées par prélèvement de 2 ml de sang dans une seringue spécialisée (safePICO Aspirator, Radiometer) et à l'aide d'un analyseur automatique (ABL800 Flex, Radiometer).
Prédiction SCG VO2max :
La prédiction SCG VO2max a été réalisée comme décrit précédemment par Sørensen et al. 2020 et Hansen et al. 2021 avec le même type d'équipement. En bref, l'enregistrement SCG a été effectué à l'aide d'un iWorx IX-228/s (IWORX, Dover, New Hampshire) connecté à un PC. LabScribe a été utilisé comme logiciel d'enregistrement (version 3. Dover, New Hampshire). L'accéléromètre (Silicon Design 1521-002) avait une résolution de ± 2 g, un faible bruit à 7 μg / √ Hz et une réponse en fréquence 70 de 0-300 Hz et était placé sur le sternum à 2 cm proximal du processus xiphoideus. L'enregistrement a duré 5 minutes et a été réalisé en décubitus dorsal. VentriJect Aps a ensuite effectué le traitement du signal et l'estimation de la VO2max. VentriJect Aps a été informé de l'âge, de la taille et du poids des participants à inclure dans le modèle de prédiction, mais a été aveuglé par la VO2max mesurée.
Par la suite, un nouveau dispositif sans fil décentralisé (Seismofit, VentriJect Aps) a été utilisé pour déterminer le SCG VO2max. Le Seismofit contient une batterie 3v et un accéléromètre à sortie numérique à trois axes (LIS3DHH, ST Microelectronics). L'appareil Seismofit est connecté à une application téléphonique où les données démographiques des participants (âge, taille et poids) ont été saisies avant d'effectuer l'enregistrement. Pour l'enregistrement, les participants étaient allongés en décubitus dorsal et le dispositif Seismofit a été placé sur le sternum à 2 cm en amont du processus Xiphoideus avec un double ruban adhésif. La valeur SCG VO2max prévue est apparue sur l'écran du téléphone dans les 5 minutes.
La prédiction Seismofit VO2max a été effectuée deux fois avec 5 minutes de repos entre les deux. Cela a été fait pour évaluer la fiabilité test-retest de l'appareil.
L'iWorx VO2max a été conçu pour comparer l'équipement précédent avec le nouvel équipement sans fil avec traitement automatique du signal.
L'étalon-or de la détermination de la VO2max :
Un test d'effort gradué (GET) jusqu'à épuisement volontaire sur vélo ergomètre a été réalisé. Le protocole consistait en un échauffement de cinq minutes à 80 W pour les femmes et 100 W pour les hommes et augmenté par la suite de 20 W pour les femmes et 25 W pour les hommes toutes les minutes jusqu'à épuisement.
Les participants portaient un moniteur de fréquence cardiaque attaché à la poitrine (Polar Vantage XL, Polar) avec des mesures continues de la fréquence cardiaque pendant le test. De plus, les participants ont été interrogés sur l'épuisement perçu sur l'échelle de Borg 6-20 directement après l'épuisement.
Analyses statistiques:
Toutes les données ont été vérifiées pour une distribution normale (test de Shapiro-Wilk) et une variance égale (test de Brown-Forsythe). Le seuil significatif est p<0,05.
Un modèle à effets mixtes, une analyse de Bland-Altman avec des limites d'accord de 95 %, des corrélations de Pearson et une erreur absolue moyenne en pourcentage ont été utilisés pour l'évaluation de la validité entre Seismofit VO2max et GET VO2max, Seismofit VO2max mesure 1 et 2 et entre Seismofit VO2max et iWorx VO2max.
Le coefficient de variation (CV), l'erreur standard d'estimation (SEE) et le coefficient de corrélation intraclasse (ICC) ont été utilisés pour évaluer la fiabilité des mesures de VO2max.
Le projet a été approuvé par le comité d'éthique scientifique de la grande région de Copenhague (H-19081375) le 3 février 2020. Le protocole de l'étude a adhéré aux principes de la déclaration d'Helsinki.
Type d'étude
Inscription (Réel)
Contacts et emplacements
Lieux d'étude
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Copenhagen, Danemark, 2200
- Xlab, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
Accepte les volontaires sains
Méthode d'échantillonnage
Population étudiée
La description
Critère d'intégration:
- Participants en bonne santé
Critère d'exclusion:
- Antécédents de maladies cardiovasculaires antérieures ou actuelles
- Grossesse
- Conditions qui empêchent l'exercice maximal de cyclisme
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Modèles d'observation: Cohorte
- Perspectives temporelles: Éventuel
Cohortes et interventions
Groupe / Cohorte |
Intervention / Traitement |
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Participants en bonne santé
Hommes et femmes en bonne santé âgés de 18 à 75 ans.
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Évaluation de la fiabilité de la détermination de VO2max avec trois mesures répétées pour deux méthodes.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Validité et fiabilité du modèle de prédiction SCG VO2max
Délai: De juin à décembre
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Pour l'évaluation de la validité et de la fiabilité du modèle de prédiction SCG VO2max, trois mesures répétées de SCG VO2max et la détermination de l'étalon-or de VO2max seront effectuées sur trois jours de test différents dans les 14 jours. L'évaluation de la validité sera basée sur les différences et la concordance entre les deux méthodes. L'évaluation de la fiabilité sera basée sur les variations intra-méthode entre les jours de test. |
De juin à décembre
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Fiabilité du modèle d'âge biologique
Délai: De juin à décembre
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Trois mesures répétées de l'âge biologique dans les 14 jours seront effectuées. L'évaluation de la fiabilité sera basée sur la variation intra-méthode entre les jours de test |
De juin à décembre
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Jørn W Helge, Professor, Department of Biomedical Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen
Publications et liens utiles
Publications générales
- Hansen MT, Grønfeldt BM, Rømer T, Fogelstrøm M, Sørensen K, Schmidt SE, et al. Determination of Maximal Oxygen Uptake Using Seismocardiography at Rest. In: Computing in Cardiology 2021. IEEE. 2021;48(1):48-51 DOI: 10.22489/CinC.2021.165
- Sorensen K, Schmidt SE, Jensen AS, Sogaard P, Struijk JJ. Definition of Fiducial Points in the Normal Seismocardiogram. Sci Rep. 2018 Oct 18;8(1):15455. doi: 10.1038/s41598-018-33675-6. Erratum In: Sci Rep. 2020 Sep 4;10(1):14822.
- Sorensen K, Poulsen MK, Karbing DS, Sogaard P, Struijk JJ, Schmidt SE. A Clinical Method for Estimation of VO2max Using Seismocardiography. Int J Sports Med. 2020 Sep;41(10):661-668. doi: 10.1055/a-1144-3369. Epub 2020 May 26.
- Husted KLS, Fogelstrom M, Hulst P, Brink-Kjaer A, Henneberg KA, Sorensen HBD, Dela F, Helge JW. A Biological Age Model Designed for Health Promotion Interventions: Protocol for an Interdisciplinary Study for Model Development. JMIR Res Protoc. 2020 Oct 26;9(10):e19209. doi: 10.2196/19209.
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Réel)
Achèvement primaire (Réel)
Achèvement de l'étude (Réel)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (Réel)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Estimé)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Autres numéros d'identification d'étude
- VentriJect Validation Study
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