Validatie van objectief en subjectief gemeten fysieke activiteit versus energieverbruik bij oudere volwassenen

Achtergrond

Lichamelijke inactiviteit veroorzaakt wereldwijd naar schatting 5,3 miljoen sterfgevallen per jaar en wordt geïdentificeerd als een van de belangrijkste beïnvloedbare risicofactoren voor chronische ziekten, functieverlies en invaliditeit. Om fysieke inactiviteit op oudere leeftijd correct te identificeren en te bestuderen, zijn betrouwbare beoordelingsinstrumenten cruciaal in zowel onderzoeks- als klinische settings.

Recente technologische ontwikkelingen op het gebied van draagbare activiteitsmonitors hebben geleid tot een groeiend aantal grote, op de bevolking gebaseerde onderzoeken waarbij versnellingsmeters worden gebruikt om fysieke activiteit, sedentair gedrag (in termen van totaal volume, intensiteit en patroon) en slaap bij oudere volwassenen te meten. Het brede gebruik van versnellingsmeters brengt echter ook uitdagingen met zich mee bij het vergelijken van de resultaten van verschillende onderzoeken die verschillende merken en modellen gebruiken, verschillende beoordelingsprotocollen (bijv. anatomische locaties, bemonsteringsfrequentie), gegevensverwerkingsprocedures en rapporteer verschillende uitkomsten. Verschillende versnellingsmeteropstellingen (d.w.z. merk, model, lichaamshouding, initialisatieprotocol, enz.) kunnen de interpretatie van het gezondheidsbevorderende effect van fysieke activiteit en het nadelige effect van sedentair gedrag in twijfel trekken, simpelweg vanwege methodologische problemen.

Versnellingsmeters meten versnelling, gedefinieerd als de verandering in snelheid in de tijd (Δv/t), die het volume en de intensiteit van beweging kwantificeert. Bovendien is versnelling een vectorgrootheid met componenten van grootte en richting, die kan worden gebruikt om de positie van de versnellingsmeter in relatie tot de zwaartekracht te identificeren. Daarom zou de versnellingsmeter ook kunnen worden gebruikt om houding te onderscheiden (bijv. zittend, staand, liggend) afhankelijk van de plaats van plaatsing.

Aangezien onbewerkte acceleratiesignalen moeilijk te interpreteren zijn, worden ze typisch "vertaald" door kalibratiestudies naar fysiologische uitkomsten (bijv. energieverbruik, zuurstofverbruik) of gedragscategorieën (bijv. zitten, lopen, rennen). Door middel van regressiemodellering produceren kalibratiestudies vaak puntschattingen van het energieverbruik op basis van versnellingsmetertellingen of stellen ze een reeks versnellingsmetertellingen vast voor verschillende intensiteitsniveaus van fysieke activiteit. Dit bereik van versnellingsmetertellingen wordt "cut-points" genoemd voor verschillende intensiteiten van fysieke activiteit.

Vóór het gebruik van versnellingsmeters werden fysieke activiteit en sedentair gedrag voornamelijk beoordeeld met vragenlijsten. Zelfs nu de schaal van accelerometer-onderzoeken snel groeit, worden vragenlijsten nog steeds beschouwd als een belangrijke beoordelingsmethode bij het beoordelen van fysieke activiteit en sedentair gedrag in grootschalige onderzoeken. Sommige versnellingsmeters en vragenlijsten zijn gevalideerd door objectief gemeten energieverbruik. Maar voor vragenlijsten over lichaamsbeweging is de validiteit ten opzichte van objectieve methoden (bijv. accelerometrie, hartslagmeter en dubbel gelabeld water) bleken op zijn best matig te zijn en zeer weinig validatiestudies waren gericht op oudere volwassenen. Om gegevens van vragenlijsten naar versnellingsmeters bij oudere volwassenen te overbruggen en te interpreteren, is er behoefte aan bestaande vragenlijsten over fysieke activiteit en sedentair gedrag met energieverbruik in deze populatie.

Energieverbruik is eerder gebruikt om versnellingsmeters en vragenlijsten over fysieke activiteit te valideren. Desalniettemin blijven verschillende problemen onopgelost: (1) ondanks dat in enkele onderzoeken is gemeld dat de correlatie tussen deze methoden hoog is, is de overeenstemming over het algemeen laag, vooral in populaties met veranderde metabolische toestanden, zoals personen met obesitas en overgewicht; (2) hoewel het totale volume van fysieke activiteit een duidelijke maatstaf is die vermoedelijk positief gecorreleerd is met het totale dagelijkse energieverbruik, kan de intensiteit van fysieke activiteit bij oudere volwassenen worden beïnvloed door een aantal fysiologische determinanten zoals cardiovasculaire en neuromusculaire functie, ontstekingsstatus en ondervoeding. Rustmetabolisme (RMR) en maximale fysiologische capaciteit (bijv. maximale zuurstofupdate (VO2 max) neemt doorgaans af met de leeftijd, wat vooral belangrijk kan zijn omdat dezelfde dagelijkse activiteiten waarschijnlijk "intensiever" zijn voor een oudere persoon in vergelijking met een jongere persoon; (3) ondanks het feit dat tal van activiteitenmonitors vergelijkbare meetwaarden bieden (bijv. tellingen/minuten), kan de fysiologische implicatie sterk verschillen, afhankelijk van waar dergelijke statistieken voor staan. Ondanks dat bijvoorbeeld de uitvoer van versnellingsmeters die op de pols en op de heup zijn geplaatst identiek kan zijn (aantal/minuten), kan de verschillende mate van versnelling een geheel andere fysiologische relatie hebben wanneer deze wordt beoordeeld door fysiologische metrieken (bijv. energie, zuurstofopname). Een dergelijke diverse fysiologische impact volgens de anatomische plaatsing van versnellingsmeters vereist een rigoureuze harmonisatie van meetwaarden van de versnellingsmeters in combinatie met energieverbruik in representatieve activiteiten met verschillende intensiteiten.

Tot op heden zijn validatiestudies met versnellingsmeters die op meerdere lichaamshoudingen worden gedragen schaars en niet alle studies gebruiken energieverbruik als referentie. Een manier om de fysiologische betekenis van fysieke activiteit en sedentair gedrag te ontwarren, is door de output van de versnellingsmeter te verankeren aan objectieve metingen van fysiologische capaciteit zoals VO2 max, zuurstofopname tijdens semi-gestandaardiseerde activiteiten die worden uitgevoerd in een zelfgekozen tempo en algeheel energieverbruik tijdens vrij leven. condities verzameld over een representatieve periode. Dit zal bijdragen tot een beter begrip en nauwkeurigere interpretatie van de gegevens van de versnellingsmeter bij thuiswonende ouderen en tot meer specifieke op versnellingsmetrie gebaseerde aanbevelingen voor fysieke activiteit, vooral voor de oudste bevolking.

Doelstellingen

De doelstellingen van deze methodologische studie zijn:

1. heup-, pols-, dij- en onderrug-afsnijdpunten voor versnellingsmeters ontwikkelen voor verschillende intensiteiten van fysieke activiteit op basis van energieverbruik tijdens semi-gestandaardiseerde dagelijkse taken voor 80+-jarigen.
2. valideer accelerometrie bij de pols, heup, dij en lage rug voor het schatten van het energieverbruik in vrijlevende omstandigheden, gemeten aan de hand van de gouden standaard voor energieverbruik, dubbel gelabeld water (DLW).
3. valideren van bestaande vragenlijsten over fysieke activiteit en sedentair gedrag tegen de gouden standaard van energieverbruik (DLW) in vrijlevende omstandigheden bij 80+-jarigen.

Procedures voor werving en gegevensverzameling

De onderzoekers zullen een dwarsdoorsnedeonderzoek uitvoeren met twee manieren van gegevensverzameling: 1) in het laboratorium; en 2) in het veld. Deelnemers worden geworven via twee trajecten: 1)(traject A) persoonlijk uitgenodigd tijdens de routinematige preventieve huisbezoeken die worden uitgevoerd door de gemeente Odense; (traject B) of 2) uitgenodigd via een brief aan thuiswonende ouderen die in de gemeente Odense wonen. Degenen die interesse tonen om deel te nemen, ontvangen vervolgens gedetailleerde schriftelijke informatie over het project en worden na ondertekening van een geïnformeerde toestemming uitgenodigd voor een medische screening. De gehele testprocedure zal 14 dagen beslaan, aangezien urinemonsters voor de DLW-methode nodig zijn op dag 1 en dag 14. Tussendoor worden deelnemers uitgenodigd voor een laboratoriumtest voor het meten van het energieverbruik tijdens semi-gestandaardiseerde functionele taken.

Statistische overwegingen en gegevensbeheer Bij het verzamelen, invoeren en analyseren van gegevens wordt een gedetailleerd gegevensbeheerplan gevolgd. Op de laboratoriumonderzoeksdag worden alle meetapparatuur gesynchroniseerd voordat de meting begint.

Steekproefomvang Ervan uitgaande dat verschillende versnellingsmeters hetzelfde fysieke activiteitsgedrag kunnen vastleggen, bereikt in een test voor overeenstemming tussen twee beoordelaars met behulp van de Kappa-statistiek een steekproefomvang van 95 proefpersonen 80% vermogen om een ​​echte Kappa-waarde van 0,70 te detecteren wanneer er 3 categorieën zijn met frequenties gelijk aan 0,01, 0,20 en 0,79. (vertegenwoordigt het geschatte percentage van de tijd besteed aan matige tot zware activiteit, lichte activiteit en sedentair gedrag in deze populatie). Deze vermogensberekening is gebaseerd op een alfa van 0,05.

Oprichting van een onderzoeksbiobank

Voor het beschreven project zal een onderzoeksbiobank (bloed-, urine- en speekselmonsters) worden aangelegd. De bloedmonsters worden uiterlijk 5 jaar na afloop van het project vernietigd. Bloedafname vindt plaats op de faciliteiten van de Universiteit (SDU). Een bevoegde verpleegkundige of biomedische laboratoriumwetenschapper zal verantwoordelijk zijn voor het verkrijgen van bloedmonsters van de deelnemers. De biobank wordt bij SDU opgeslagen. In totaal zullen gedurende de gehele projectperiode van elke deelnemer 8 urinemonsters worden afgenomen. Urinemonsters worden ingevroren en voor analyse naar de VS gestuurd. De urinemonsters worden geanonimiseerd en bewaard in de onderzoeksbiobank tot het einde van het project, waarna de monsters worden vernietigd. Een getraind projectpersoneel zal verantwoordelijk zijn voor het verzamelen van urinemonsters van de proefpersonen. In dit protocol treedt de Universiteit van Zuid-Denemarken op als de controller van de verzamelde biologische materialen (urinemonsters). Gegevensverwerkingsovereenkomsten zullen worden gesloten tussen SDU en de Universiteit van Wisconsin, VS; en tussen SDU en University of California, Berkeley. De Amerikaanse verwerker zal zich houden aan de Deense wetgeving inzake de bescherming van persoonsgegevens.

Ethische overwegingen

De onderzoeksactiviteiten van deze studie zullen worden uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Alle proefpersonen ontvangen de pamfletten van de National Committee on Health Research Ethics over persoonlijke rechten bij deelname aan een gezondheidsonderzoeksproject en aspecten waarmee rekening moet worden gehouden voordat wordt besloten deel te nemen. Bij dit onderzoek zullen oudere volwassenen betrokken zijn, die als kwetsbare individuen worden beschouwd. Het is belangrijk om de autonomie van de deelnemers te erkennen en te respecteren, d.w.z. ze moeten zelf kunnen beslissen over hun deelname aan het onderzoek met het recht om zich in elk stadium terug te trekken. Bovendien zal een communicatiestrategie worden toegepast die geschikt is voor deze populatie om elk risico van toenemende kwetsbaarheid en stigmatisering van ouderen te voorkomen.

Dit project zal waardevolle en nieuwe kennis genereren over hoe objectieve meting van fysieke activiteit, gemeten door verschillende versnellingsmeters op hetzelfde individu, verband houdt met het energieverbruik van 80-jarige thuiswonende burgers; en of deze patronen verschillen naargelang het eiwitniveau. Deze kennis, die kan worden gebruikt om de preventieve en behandelingsstrategieën voor ondervoede ouderen te optimaliseren en te richten, biedt dus een voordeel voor de individuele oudere en voor de gezondheidszorg. De onderzoekers zijn dus van mening dat de voordelen van het onderzoek groter zijn dan de beperkte ongemakken die kunnen voortvloeien uit deelname. Proefpersonen worden gedekt door de Deense Vereniging voor Patiëntenverzekeringen en kunnen dus een financiële vergoeding ontvangen voor het geval er schade ontstaat tijdens deelname aan het onderzoeksproject. Deze informatie zal zowel mondeling als schriftelijk aan de deelnemers worden verstrekt (in de pamfletten van de National Committee on Health Research Ethics) tijdens de werving.

Alle persoonsgegevens worden geanonimiseerd en vertrouwelijk behandeld in overeenstemming met de Wet Verwerking Persoonsgegevens. De procedure voor de verwerking van persoonsgegevens wordt gerapporteerd aan het Deense bureau voor gegevensbescherming aan de Universiteit van Zuid-Denemarken. In dit onderzoeksprotocol worden alleen de geanonimiseerde urine- en speekselmonsters naar het buitenland gestuurd voor analyse (details eerder beschreven) zonder koppeling met andere persoonlijke gegevens (bijv. reanimatienummer, adres, telefoonnummer enz.).

Deelnemers ontvangen geen vergoeding voor hun deelname aan het onderzoek.