高齢者のエネルギー消費に対する客観的および主観的に測定された身体活動の検証

バックグラウンド

運動不足は世界中で年間 530 万人の死亡の原因となっていると推定されており、慢性疾患、機能喪失、障害の最も重要な修正可能な危険因子の 1 つとして特定されています。 高齢者の運動不足を正確に特定して研究するには、研究現場と臨床現場の両方で信頼できる評価ツールが不可欠です。

ウェアラブル活動量モニターの最近の技術進歩により、加速度計を使用して高齢者の身体活動、座りっぱなしの行動（全体の量、強度、パターンの観点から）、睡眠を測定する人口ベースの大規模な研究が増えています。 ただし、加速度計の広範な使用は、異なるブランドやモデル、さまざまな評価プロトコル（例: 解剖学的位置、サンプリング頻度）、データ処理手順、およびさまざまな結果を報告します。 さまざまな加速度計のセットアップ (例: ブランド、モデル、体の位置、初期化プロトコルなど）は、単に方法論的な問題のために、身体活動の健康増進効果と座りっぱなしの行動の悪影響の解釈に異議を唱える可能性があります。

加速度計は、時間の経過に伴う速度の変化 (Δv/t) として定義される加速度を測定し、動きの量と強度を定量化します。 さらに、加速度は大きさと方向の成分を含むベクトル量であり、重力に対する加速度計の位置を特定するために使用できます。 したがって、加速度計は姿勢を識別するためにも使用できます（例: 設置場所に応じて、座る、立つ、横になる）。

生の加速度信号は解釈が難しいため、通常、校正研究によって生理学的結果に「変換」されます（例: 加速度信号）。 エネルギー消費量、酸素消費量）または行動カテゴリー（例: 座る、歩く、走る）。 回帰モデリングを通じて、校正研究では多くの場合、加速度計のカウントからエネルギー消費量の点推定値を生成したり、さまざまな身体活動強度レベルに対する加速度計のカウントの範囲を確立したりします。 加速度センサーのカウントのこの範囲は、さまざまな強度の身体活動に対する「カットポイント」と呼ばれます。

加速度計が使用される前は、身体活動と座りっぱなしの行動は主にアンケートによって評価されていました。 加速度計の研究規模が急速に拡大しているにもかかわらず、大規模な研究で身体活動や座りっぱなしの行動を評価する際には、アンケートは依然として重要な評価方法と考えられています。 一部の加速度計とアンケートは、客観的に測定されたエネルギー消費量によって検証されています。 しかし、身体活動に関するアンケートの場合、客観的な方法（例： 加速度計、心拍数モニター、二重標識水など）はせいぜい中程度であり、高齢者を対象とした検証研究はほとんどありませんでした。 高齢者のアンケートから加速度計へのデータを橋渡しして解釈するには、この集団のエネルギー消費に関する既存の身体活動と座りっぱなしの行動のアンケートを検証する必要があります。

エネルギー消費量は、これまで加速度計や身体活動アンケートの指標を検証するために使用されてきました。 それにもかかわらず、いくつかの問題は未解決のままである。(1) これらの方法間の相関関係は、いくつかの研究で高いと報告されているにもかかわらず、特に肥満や過体重の個人など代謝状態が変化した集団では一般に一致度が低い。 (2) 身体活動の総量は、おそらく 1 日の総エネルギー消費量と正の相関がある明確な指標ですが、高齢者の身体活動の強度は、心血管機能や神経筋機能、炎症状態などの多くの生理学的決定要因によって影響される可能性があります。そして栄養失調。 安静時代謝率 (RMR) と最大生理学的能力 (例: 最大酸素更新量 (VO2 max) は通常、年齢とともに減少しますが、これは特に重要です。なぜなら、同じ毎日の活動でも、高齢者は若い人に比べて「より激しい」可能性が高いからです。 (3) 多数のアクティビティ モニターが同様のメトリクスを提供しているにもかかわらず (例: 数/分）、生理学的意味は、そのような指標が何を表すかによって大きく異なる可能性があります。 たとえば、手首と腰に配置された加速度計からの出力は同じ（カウント/分）であるにもかかわらず、加速度の大きさが異なると、生理学的指標（例: エネルギー、酸素摂取量）。 加速度計の解剖学的配置に応じたこのような多様な生理学的影響には、さまざまな強度での代表的な活動におけるエネルギー消費と組み合わせた加速度計からの測定基準の厳密な調和が必要です。

現在までのところ、体の複数の位置に加速度計を装着した検証研究はほとんどなく、すべての研究がエネルギー消費を基準として使用しているわけではありません。 身体活動と座りがちな行動の生理学的意味を解きほぐす 1 つの方法は、加速度計の出力を、VO2 max、自分で選択したペースで実行される半標準化された活動中の酸素摂取量、自由生活中の全体的なエネルギー消費などの生理学的能力の客観的な測定値に固定することです。代表的な期間にわたって収集された条件。 これは、地域に住む高齢者における加速度計データのより深い理解と正確な解釈に貢献し、特に高齢者向けの身体活動について、加速度計に基づいたより具体的な推奨事項を提供することに貢献します。

目的

この方法論的研究の目的は次のとおりです。

1. 80歳以上の高齢者を対象に、半標準化された日常作業中のエネルギー消費量に基づいて、さまざまな強度の身体活動に対応する腰、手首、大腿部、腰部に装着する加速度計のカットポイントを開発します。
2. エネルギー消費量のゴールドスタンダードである二重ラベル水（DLW）によって測定される、自由生活条件でのエネルギー消費量を推定するために、手首、腰、大腿部、腰部での加速度測定を検証します。
3. 80 歳以上の自由生活条件におけるエネルギー消費量 (DLW) のゴールドスタンダードに対して、既存の身体活動と座りっぱなしの行動のアンケートを検証します。

採用とデータ収集の手順

研究者は、2 つのデータ収集モードで横断的研究を実施します。1) 実験室で。 2) 現場で。 参加者は 2 つの経路を通じて募集されます。1) (経路 A) オーデンセ市が実施する定期的な予防的家庭訪問中に個人的に招待されます。 (経路 B) または 2) オーデンセ市に住む地域在住の高齢者に手紙を通じて招待します。 参加に興味を示した人は、プロジェクトに関する詳細な書面情報を受け取り、インフォームドコンセントに署名した後、健康診断に招待されます。 DLW 法の尿サンプルは 1 日目と 14 日目に必要となるため、検査手順全体は 14 日間にわたって行われます。 その間に、参加者は、半標準化された機能的タスク中のエネルギー消費量を測定するためのラボテストに参加するよう招待されます。

統計的考慮事項とデータ管理 データの収集、入力、分析では、詳細なデータ管理計画に従います。 臨床検査日には、測定が開始される前にすべての測定デバイスが同期されます。

サンプルサイズ 異なる加速度計が同じ身体活動行動を捕捉できると仮定すると、カッパ統計を使用した 2 人の評価者の一致テストでは、サンプルサイズ 95 人は、次のカテゴリが 3 つある場合に、真のカッパ値 0.70 を検出する検出力 80% を達成します。周波数は 0.01、0.20、0.79 に等しくなります。 (この集団における中程度から激しい活動、軽い活動、座りっぱなしの行動に費やされる時間の推定割合を表します)。 この電力計算は、アルファ 0.05 に基づいています。

研究用バイオバンクの創設

研究バイオバンク (血液、尿、唾液サンプル) が、説明されているプロジェクトのために作成されます。 血液サンプルはプロジェクト終了後 5 年以内に破棄されます。 血液サンプルは大学（SDU）の施設で採取されます。 認定看護師または生物医学検査科学者が、参加者からの血液サンプルの採取を担当します。 バイオバンクは SDU に保管されます。 プロジェクト期間全体を通じて、各参加者から合計 8 つの尿サンプルが採取されます。 尿サンプルは凍結され、分析のために米国に送られます。 尿サンプルは匿名化され、プロジェクト終了まで研究用バイオバンクに保管され、プロジェクト終了後はサンプルが破棄されます。 訓練を受けたプロジェクト担当者が被験者からの尿サンプルの収集を担当します。 このプロトコルでは、南デンマーク大学が収集された生物学的物質 (尿サンプル) の管理者として機能します。 データ処理契約は、SDU と米国ウィスコンシン大学の間で締結されます。 SDUとカリフォルニア大学バークレー校の間。 米国の処理者は、個人データの保護を管理するデンマークの法律を遵守するものとします。

倫理的配慮

本研究の研究活動はヘルシンキ宣言に従って実施されます。 すべての被験者は、健康研究プロジェクトに参加する際の個人の権利と参加を決定する前に考慮すべき側面に関する全国健康研究倫理委員会からパンフレットを受け取ります。 この研究には、脆弱な個人と考えられている高齢者が参加します。 参加者の自主性を認め、尊重することが重要です。つまり、参加者は、どの段階でも撤回する権利を持ち、研究への参加を自分で決定できなければなりません。 さらに、高齢者の脆弱性や偏見を高めるリスクを防ぐために、この人々に適したコミュニケーション戦略が適用されます。

このプロジェクトは、同じ個人のさまざまな加速度計によって測定された身体活動を客観的に測定する方法が、地域に住む 80 歳以上の住民のエネルギー消費とどのように相関するかについて、貴重で新しい知識を生み出すでしょう。そしてこれらのパターンはタンパク質レベルに応じて異なるかどうか。 栄養失調の高齢者の予防および治療戦略を最適化し、目標を定めるために使用できるこれらの知識は、個々の高齢者と医療部門に利益をもたらします。 したがって、研究者らは、この研究から得られる利益は、参加後に生じる可能性のある限定的な不快感よりも大きいと信じています。 被験者はデンマーク患者保険協会に加入しているため、研究プロジェクト参加中に何らかの損害が発生した場合に経済的補償の保険を受けることができます。 この情報は、募集中に口頭と書面（全国保健研究倫理委員会からのパンフレットで）の両方で参加者に提供されます。

すべての個人データは匿名化され、個人データ処理法に従って完全な機密性をもって取り扱われます。 個人データの処理手順は、南デンマーク大学のデンマークデータ保護庁に報告されます。 この研究プロトコルでは、匿名化された尿と唾液のサンプルのみが分析のために海外に送信され（詳細は前述）、他の個人データ（例：個人データ）とは関連付けられません。 CPR 番号、住所、電話番号など）。

参加者は研究への参加に対していかなる報酬も受け取りません。