Walidacja obiektywnie i subiektywnie mierzonej aktywności fizycznej w stosunku do wydatku energetycznego u osób starszych

Tło

Szacuje się, że brak aktywności fizycznej jest przyczyną 5,3 miliona zgonów rocznie na całym świecie i jest identyfikowany jako jeden z najważniejszych modyfikowalnych czynników ryzyka chorób przewlekłych, utraty funkcjonalności i niepełnosprawności. Aby prawidłowo identyfikować i badać brak aktywności fizycznej w podeszłym wieku, kluczowe znaczenie mają niezawodne narzędzia oceny, zarówno w warunkach badawczych, jak i klinicznych.

Ostatnie postępy technologiczne w monitorach aktywności do noszenia doprowadziły do ​​​​rosnącej liczby dużych badań populacyjnych z wykorzystaniem akcelerometrów do pomiaru aktywności fizycznej, siedzącego trybu życia (pod względem ogólnej objętości, intensywności i wzorca) oraz snu wśród osób starszych. Jednak szerokie zastosowanie akcelerometrów wiąże się również z wyzwaniami przy porównywaniu wyników różnych badań, w których wykorzystuje się różne marki i modele, różne protokoły oceny (np. lokalizacje anatomiczne, częstotliwość pobierania próbek), procedury przetwarzania danych i zgłaszać różne wyniki. Różne konfiguracje akcelerometru (tj. marka, model, pozycja ciała, protokół inicjalizacji itp.) mogą kwestionować interpretację prozdrowotnego wpływu aktywności fizycznej i szkodliwego wpływu siedzącego trybu życia tylko z powodów metodologicznych.

Akcelerometry mierzą przyspieszenie, definiowane jako zmiana prędkości w czasie (Δv/t), która określa ilościowo objętość i intensywność ruchu. Ponadto przyspieszenie jest wielkością wektorową ze składowymi wielkości i kierunku, które można wykorzystać do określenia położenia akcelerometru względem grawitacji. W związku z tym akcelerometr mógłby być również używany do rozróżniania postawy (np. siedzenie, stanie, leżenie) w zależności od miejsca ułożenia.

Ponieważ surowe sygnały przyspieszenia są trudne do interpretacji, są one zazwyczaj „przekładane” w badaniach kalibracyjnych na wyniki fizjologiczne (np. wydatek energetyczny, zużycie tlenu) lub kategorie behawioralne (np. siedzenie, chodzenie, bieganie). Dzięki modelowaniu regresji badania kalibracyjne często dają szacunki punktowe wydatku energetycznego na podstawie zliczeń akcelerometru lub ustalają zakres zliczeń akcelerometru dla różnych poziomów intensywności aktywności fizycznej. Ten zakres zliczeń akcelerometru jest określany jako „punkty odcięcia” dla różnych intensywności aktywności fizycznej.

Przed użyciem akcelerometrów aktywność fizyczną i siedzący tryb życia oceniano przede wszystkim za pomocą kwestionariuszy. Nawet jeśli skala badań akcelerometrycznych szybko rośnie, kwestionariusze są nadal uważane za ważną metodę oceny aktywności fizycznej i siedzącego trybu życia w badaniach na dużą skalę. Niektóre akcelerometry i kwestionariusze zostały zweryfikowane przez obiektywnie zmierzony wydatek energetyczny. Ale w przypadku kwestionariuszy aktywności fizycznej ważność w stosunku do obiektywnych metod (np. akcelerometria, monitor pracy serca i podwójnie oznakowana woda) okazały się co najwyżej umiarkowane, a bardzo niewiele badań walidacyjnych skupiało się na osobach starszych. Aby połączyć i zinterpretować dane z kwestionariuszy do akcelerometrów wśród osób starszych, istnieje potrzeba zweryfikowania istniejących kwestionariuszy dotyczących aktywności fizycznej i siedzącego trybu życia z wydatkami energetycznymi w tej populacji.

Wydatek energetyczny był wcześniej wykorzystywany do walidacji wskaźników przyspieszeniomierzy i kwestionariuszy aktywności fizycznej. Niemniej jednak kilka kwestii pozostaje nierozwiązanych: (1) pomimo, że korelacja między tymi metodami była wysoka w kilku badaniach, zgodność jest ogólnie niska, zwłaszcza w populacjach o zmienionym stanie metabolicznym, takich jak osoby otyłe i z nadwagą; (2) podczas gdy całkowita objętość aktywności fizycznej jest wyraźnym wskaźnikiem, który przypuszczalnie jest dodatnio skorelowany z całkowitym dziennym wydatkiem energetycznym, intensywność aktywności fizycznej u osób starszych może zależeć od szeregu czynników fizjologicznych, takich jak czynność układu sercowo-naczyniowego i nerwowo-mięśniowego, stan zapalny i niedożywienie. Spoczynkowa przemiana materii (RMR) i maksymalna wydolność fizjologiczna (np. maksymalna aktualizacja tlenu (VO2 max) zwykle zmniejsza się wraz z wiekiem, co może być szczególnie ważne, ponieważ te same codzienne czynności byłyby prawdopodobnie „bardziej intensywne” dla osoby starszej w porównaniu z osobą młodszą; (3) pomimo tego, że wiele monitorów aktywności zapewnia podobne wskaźniki (np. liczby/minuty), implikacje fizjologiczne mogą być bardzo różne w zależności od tego, co oznaczają takie wskaźniki. Na przykład, pomimo tego, że dane wyjściowe z akcelerometrów umieszczonych na nadgarstku i na biodrze mogą być identyczne (zliczenia/minuty), różna wielkość przyspieszenia może mieć zupełnie inny związek fizjologiczny, oceniany za pomocą wskaźników fizjologicznych (np. energia, pobór tlenu). Tak zróżnicowany wpływ fizjologiczny w zależności od anatomicznego rozmieszczenia akcelerometrów wymaga rygorystycznej harmonizacji metryk z akcelerometrów w połączeniu z wydatkami energetycznymi w reprezentatywnych czynnościach o różnej intensywności.

Do tej pory badania walidacyjne z akcelerometrami noszonymi w różnych pozycjach ciała są rzadkie i nie wszystkie badania wykorzystują wydatek energetyczny jako punkt odniesienia. Jednym ze sposobów na rozwikłanie fizjologicznego znaczenia aktywności fizycznej i siedzącego trybu życia jest powiązanie wyników akcelerometru z obiektywnymi pomiarami wydolności fizjologicznej, takimi jak VO2 max, pobór tlenu podczas częściowo znormalizowanych czynności wykonywanych w wybranym przez siebie tempie oraz całkowity wydatek energetyczny podczas życia na wolności warunkach zebranych w reprezentatywnym okresie czasu. Przyczyni się to do głębszego zrozumienia i dokładnej interpretacji danych z akcelerometru wśród starszych osób dorosłych mieszkających w społeczności oraz do dostarczenia bardziej szczegółowych zaleceń opartych na akcelerometrii dotyczących aktywności fizycznej, zwłaszcza dla najstarszej populacji.

Cele

Celem tego studium metodologicznego jest:

1. opracować punkty odcięcia akcelerometru noszonego na biodrach, nadgarstkach, udach i plecach dla różnych intensywności aktywności fizycznej w oparciu o wydatek energetyczny podczas półstandaryzowanych codziennych zadań dla osób w wieku 80+.
2. zweryfikować akcelerometrię nadgarstka, biodra, uda i dolnej części pleców w celu oszacowania wydatku energetycznego w warunkach wolno żyjących, mierzonego według złotego standardu wydatku energetycznego, podwójnie oznakowanej wody (DLW).
3. zweryfikować istniejące kwestionariusze dotyczące aktywności fizycznej i siedzącego trybu życia w stosunku do złotego standardu wydatku energetycznego (DLW) w warunkach wolno żyjących u osób w wieku 80+.

Procedury rekrutacji i zbierania danych

Badacze przeprowadzą badanie przekrojowe z dwoma sposobami gromadzenia danych: 1) w laboratorium; oraz 2) w terenie. Uczestnicy będą rekrutowani dwoma ścieżkami: 1)(Ścieżka A) zapraszani osobiście podczas rutynowych wizyt profilaktycznych w domach przeprowadzanych przez Gminę Odense; (Ścieżka B) lub 2) zaproszeni listownie do starszych mieszkańców gminy Odense. Osoby, które wykażą zainteresowanie udziałem, otrzymają następnie szczegółową pisemną informację o projekcie i zostaną zaproszone na badanie lekarskie po podpisaniu świadomej zgody. Cała procedura testowania potrwa 14 dni, ponieważ próbki moczu do metody DLW są potrzebne w dniu 1. i dniu 14. W międzyczasie uczestnicy zostaną zaproszeni do wzięcia udziału w teście laboratoryjnym do pomiaru wydatku energetycznego podczas półstandaryzowanych zadań funkcjonalnych.

Względy statystyczne i zarządzanie danymi Podczas zbierania, wprowadzania i analizy danych będzie przestrzegany szczegółowy plan zarządzania danymi. W dniu badania laboratoryjnego wszystkie urządzenia pomiarowe zostaną zsynchronizowane przed rozpoczęciem pomiaru.

Wielkość próby Zakładając, że różne akcelerometry mogą rejestrować te same zachowania związane z aktywnością fizyczną, w teście zgodności między dwoma osobami oceniającymi przy użyciu statystyki Kappa, próba licząca 95 osób osiąga 80% mocy do wykrycia rzeczywistej wartości Kappa równej 0,70, gdy istnieją 3 kategorie z częstotliwości równe 0,01, 0,20 i 0,79. (reprezentujący szacunkowy odsetek czasu spędzonego na umiarkowanej do intensywnej aktywności, lekkiej aktywności i siedzącym trybie życia w tej populacji). To obliczenie mocy opiera się na współczynniku alfa równym 0,05.

Stworzenie biobanku badawczego

Na potrzeby opisywanego projektu powstanie biobank badawczy (próbki krwi, moczu i śliny). Próbki krwi zostaną zniszczone nie później niż 5 lat po zakończeniu projektu. Próbki krwi będą pobierane w obiektach Uniwersytetu (SDU). Pobraniem próbek krwi od uczestników będzie zajmować się upoważniona pielęgniarka lub pracownik laboratorium biomedycznego. Biobank będzie przechowywany w SDU. W sumie od każdego uczestnika zostanie pobranych 8 próbek moczu podczas całego okresu realizacji projektu. Próbki moczu zostaną zamrożone i wysłane do analizy w USA. Próbki moczu zostaną zanonimizowane i przechowywane w biobanku badawczym do czasu zakończenia projektu, kiedy to zostaną zniszczone. Przeszkolony personel projektu będzie odpowiedzialny za pobieranie próbek moczu od pacjentów. W tym protokole Uniwersytet Południowej Danii działa jako kontroler zebranych materiałów biologicznych (próbek moczu). Umowy dotyczące przetwarzania danych zostaną zawarte między SDU a University of Wisconsin, USA; oraz między SDU a Uniwersytetem Kalifornijskim w Berkeley. Podmiot przetwarzający z USA przestrzega duńskiego prawa regulującego ochronę danych osobowych.

Względy etyczne

Działania badawcze w ramach tego badania będą prowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską. Wszyscy uczestnicy otrzymają broszury Krajowej Komisji ds. Etyki Badań Zdrowotnych dotyczące praw osobistych podczas udziału w projekcie badawczym dotyczącym zdrowia oraz aspektów, które należy rozważyć przed podjęciem decyzji o uczestnictwie. Badanie to obejmie osoby starsze, które są uważane za osoby wrażliwe. Ważne jest uznanie i poszanowanie autonomii uczestników, tj. muszą oni mieć możliwość samodzielnego decydowania o swoim udziale w badaniu z prawem do wycofania się na każdym etapie. Ponadto zostanie zastosowana strategia komunikacji odpowiednia dla tej populacji, aby zapobiec ryzyku zwiększenia podatności na zagrożenia i stygmatyzacji osób starszych.

Ten projekt przyniesie cenną i nową wiedzę na temat tego, jak obiektywnie mierzyć aktywność fizyczną mierzoną przez różne akcelerometry u tej samej osoby, korelować z wydatkami energetycznymi wśród ponad 80-letnich mieszkańców społeczności; i czy wzorce te różnią się w zależności od poziomu białka. Ta wiedza, którą można wykorzystać do optymalizacji i ukierunkowania strategii zapobiegawczych i terapeutycznych dla niedożywionych osób starszych, jest zatem korzystna dla poszczególnych osób starszych i dla sektora opieki zdrowotnej. Dlatego badacze uważają, że korzyści z badania są większe niż ograniczone dolegliwości, które mogą wynikać z uczestnictwa. Badani są objęci ubezpieczeniem przez Duńskie Stowarzyszenie Ubezpieczeń Pacjentów, dzięki czemu mogą otrzymać ubezpieczenie rekompensaty finansowej w przypadku wystąpienia jakichkolwiek szkód podczas udziału w projekcie badawczym. Informacje te zostaną przekazane uczestnikom zarówno ustnie, jak i pisemnie (w broszurach Krajowej Komisji ds. Etyki Badań nad Zdrowiem) podczas rekrutacji.

Wszystkie dane osobowe zostaną zanonimizowane i będą przetwarzane z zachowaniem pełnej poufności zgodnie z ustawą o przetwarzaniu danych osobowych. Procedura przetwarzania danych osobowych zostanie zgłoszona do Duńskiej Agencji Ochrony Danych na Uniwersytecie Południowej Danii. W tym protokole badania tylko zanonimizowane próbki moczu i śliny będą wysyłane za granicę do analizy (szczegóły opisane wcześniej) bez powiązania z jakimikolwiek innymi danymi osobowymi (np. numer CPR, adres, numer telefonu itp.).

Uczestnicy nie otrzymają żadnego wynagrodzenia za udział w badaniu.