Валидация объективно и субъективно измеренной физической активности в сравнении с расходом энергии у пожилых людей

Фон

По оценкам, отсутствие физической активности является причиной 5,3 миллиона смертей в год во всем мире и считается одним из наиболее важных поддающихся изменению факторов риска хронических заболеваний, функциональной потери и инвалидности. Чтобы правильно определить и изучить отсутствие физической активности в пожилом возрасте, надежные инструменты оценки имеют решающее значение как в исследованиях, так и в клинических условиях.

Недавние технологические достижения в области носимых мониторов активности привели к увеличению числа крупных популяционных исследований с использованием акселерометров для измерения физической активности, малоподвижного поведения (с точки зрения общего объема, интенсивности и характера) и сна среди пожилых людей. Однако широкое использование акселерометров также создает проблемы при сравнении результатов различных исследований, в которых используются разные бренды и модели, различные протоколы оценки (например, анатомические расположения, частота отбора проб), процедуры обработки данных и отчеты о различных результатах. Различные настройки акселерометра (т. бренд, модель, положение тела, протокол инициализации и т. д.) могут оспаривать интерпретацию оздоровительного эффекта физической активности и вредного воздействия малоподвижного образа жизни просто из-за методологических проблем.

Акселерометры измеряют ускорение, определяемое как изменение скорости во времени (Δv/t), которое количественно определяет объем и интенсивность движения. Кроме того, ускорение является векторной величиной с компонентами величины и направления, которые можно использовать для определения положения акселерометра по отношению к силе тяжести. Таким образом, акселерометр также можно использовать для определения позы (например, сидя, стоя, лежа) в зависимости от места размещения.

Поскольку необработанные сигналы ускорения трудно интерпретировать, они обычно «переводятся» с помощью калибровочных исследований в физиологические результаты (например, расход энергии, потребление кислорода) или поведенческие категории (например, сидеть, ходить, бегать). С помощью регрессионного моделирования калибровочные исследования часто позволяют получить точечные оценки расхода энергии на основе показаний акселерометра или установить диапазон показаний акселерометра для разных уровней интенсивности физической активности. Этот диапазон показаний акселерометра называется «пороговыми точками» для различной интенсивности физической активности.

До использования акселерометров физическая активность и сидячий образ жизни в первую очередь оценивались с помощью анкет. Несмотря на то, что масштабы акселерометрических исследований быстро растут, анкеты по-прежнему считаются важным методом оценки при оценке физической активности и малоподвижного поведения в крупномасштабных исследованиях. Некоторые акселерометры и анкеты были подтверждены объективно измеренным расходом энергии. Но для опросников по физической активности валидность по сравнению с объективными методами (например, акселерометрия, монитор сердечного ритма и вода с двойной маркировкой) оказались в лучшем случае умеренными, и очень немногие проверочные исследования были сосредоточены на пожилых людях. Чтобы связать и интерпретировать данные из вопросников с акселерометрами среди пожилых людей, необходимо проверить существующие вопросники физической активности и малоподвижного поведения с расходом энергии в этой популяции.

Расход энергии ранее использовался для проверки показателей акселерометров и опросников физической активности. Тем не менее, несколько вопросов остаются нерешенными: (1) несмотря на высокую корреляцию между этими методами в нескольких исследованиях, согласие, как правило, низкое, особенно в популяциях с измененным метаболическим состоянием, таких как люди с ожирением и избыточным весом; (2) в то время как общий объем физической активности является четким показателем, который предположительно положительно коррелирует с общим ежедневным расходом энергии, интенсивность физической активности у пожилых людей может зависеть от ряда физиологических детерминант, таких как сердечно-сосудистая и нервно-мышечная функция, статус воспаления и недоедание. Скорость метаболизма в покое (RMR) и максимальная физиологическая емкость (например, максимальное обновление кислорода (VO2 max) обычно снижается с возрастом, что может быть особенно важно, поскольку одни и те же ежедневные занятия, вероятно, будут «более интенсивными» для пожилых людей по сравнению с молодыми людьми; (3) несмотря на то, что многочисленные мониторы активности предоставляют аналогичные показатели (например, счетов/минут), физиологические последствия могут сильно различаться в зависимости от того, что означают такие показатели. Например, несмотря на то, что выходные данные акселерометров, размещенных на запястье и бедре, могут быть одинаковыми (количество отсчетов/минут), разная величина ускорения может иметь совершенно разные физиологические отношения при оценке с помощью физиологических показателей (например, энергия, потребление кислорода). Такое разнообразное физиологическое воздействие в зависимости от анатомического расположения акселерометров требует строгой гармонизации показателей акселерометров в сочетании с расходом энергии в репрезентативных видах деятельности с различной интенсивностью.

На сегодняшний день валидационные исследования с акселерометрами, которые носят в разных положениях тела, немногочисленны, и не во всех исследованиях расход энергии используется в качестве эталона. Один из способов отделить физиологический смысл физической активности от малоподвижного поведения — привязать выходные данные акселерометра к объективным измерениям физиологических возможностей, таких как VO2 max, потребление кислорода во время полустандартных действий, выполняемых в выбранном вами темпе, и общий расход энергии во время свободной жизни. условия, собранные за репрезентативный период времени. Это будет способствовать более глубокому пониманию и точной интерпретации данных акселерометра среди пожилых людей, проживающих в сообществе, и даст более конкретные рекомендации по физической активности на основе акселерометрии, особенно для пожилых людей.

Цели

Целями данного методологического исследования являются:

1. разработать пороговые значения акселерометра для ношения на бедре, запястье, бедре и пояснице для различной интенсивности физической активности на основе расхода энергии во время полустандартизированных ежедневных задач для людей старше 80 лет.
2. проверить акселерометрию на запястье, бедре, бедре и нижней части спины для оценки расхода энергии в условиях свободной жизни, измеряемой золотым стандартом расхода энергии, водой с двойной маркировкой (DLW).
3. проверить существующие опросники о физической активности и малоподвижном поведении на соответствие золотому стандарту расхода энергии (DLW) в условиях свободного проживания у людей старше 80 лет.

Процедуры найма и сбора данных

Исследователи проведут поперечное исследование с двумя режимами сбора данных: 1) в лаборатории; и 2) в поле. Участники будут набираться двумя способами: 1) (Путь А) приглашаться лично во время обычных профилактических посещений на дому, проводимых муниципалитетом Оденсе; (Путь B) или 2) приглашаются через письмо к проживающим в общине пожилым гражданам, проживающим в муниципалитете Оденсе. Те, кто проявит интерес к участию, получат подробную письменную информацию о проекте и будут приглашены на медицинский осмотр после подписания информированного согласия. Вся процедура тестирования займет 14 дней, так как образцы мочи для метода DLW необходимы в 1-й и 14-й дни. В промежутке участники будут приглашены на один лабораторный тест для измерения расхода энергии во время полустандартизированных функциональных задач.

Статистические соображения и управление данными При сборе, вводе и анализе данных будет соблюдаться подробный план управления данными. В день лабораторного обследования все измерительные устройства будут синхронизированы перед началом измерения.

Размер выборки Предполагая, что разные акселерометры могут регистрировать одно и то же поведение при физической активности, в тесте на согласие между двумя оценщиками с использованием статистики Каппа размер выборки из 95 человек достигает 80% мощности для определения истинного значения Каппа 0,70, когда есть 3 категории с частоты, равные 0,01, 0,20 и 0,79. (представляет расчетный процент времени, затрачиваемого на активность от умеренной до высокой, легкую активность и малоподвижный образ жизни в этой популяции). Этот расчет мощности основан на альфа 0,05.

Создание исследовательского биобанка

Для описываемого проекта будет создан исследовательский биобанк (образцы крови, мочи и слюны). Образцы крови будут уничтожены не позднее, чем через 5 лет после завершения проекта. Образцы крови будут браться на базе Университета (SDU). Уполномоченная медсестра или научный сотрудник биомедицинской лаборатории будет отвечать за получение образцов крови у участников. Биобанк будет храниться в SDU. Всего за весь период проекта будет получено 8 образцов мочи от каждого участника. Образцы мочи будут заморожены и отправлены в США для анализа. Образцы мочи будут анонимизированы и сохранены в исследовательском биобанке до конца проекта, после чего образцы будут уничтожены. Обученный персонал проекта будет отвечать за сбор образцов мочи у субъектов. В этом протоколе Университет Южной Дании выступает в качестве контролера собранных биологических материалов (образцов мочи). Соглашения об обработке данных будут заключены между SDU и Университетом Висконсина, США; и между SDU и Калифорнийским университетом в Беркли. Обработчик из США должен соблюдать датское законодательство, регулирующее защиту персональных данных.

Этические соображения

Исследовательская деятельность в рамках этого исследования будет осуществляться в соответствии с Хельсинкской декларацией. Все субъекты получат брошюры от Национального комитета по этике исследований в области здравоохранения, касающиеся личных прав при участии в исследовательском проекте в области здравоохранения и аспектов, которые следует учитывать, прежде чем принять решение об участии. В этом исследовании будут участвовать пожилые люди, которые считаются уязвимыми людьми. Важно признавать и уважать автономию участников, т. е. они должны иметь возможность самостоятельно принимать решение о своем участии в исследовании с правом отказаться от него на любом этапе. Кроме того, будет применяться коммуникационная стратегия, подходящая для этой группы населения, чтобы предотвратить любой риск повышения уязвимости и стигматизации пожилых людей.

Этот проект позволит получить ценные и новые знания о том, как объективно измерять физическую активность, измеренную разными акселерометрами у одного и того же человека, коррелировать с расходом энергии среди проживающих в сообществах граждан старше 80 лет; и различаются ли эти закономерности в зависимости от уровня белка. Эти знания, которые можно использовать для оптимизации и целенаправленности стратегий профилактики и лечения пожилых людей, страдающих от недоедания, приносят пользу как отдельным пожилым людям, так и сектору здравоохранения. Таким образом, исследователи считают, что польза от исследования больше, чем ограниченный дискомфорт, который может последовать за его участием. Субъекты застрахованы Датской ассоциацией страхования пациентов и, таким образом, могут получить страховку финансовой компенсации в случае возникновения какого-либо ущерба во время участия в исследовательском проекте. Эта информация будет предоставлена ​​участникам как в устной, так и в письменной форме (в брошюрах Национального комитета по этике исследований в области здравоохранения) во время набора.

Все персональные данные будут обезличены и будут обрабатываться с соблюдением полной конфиденциальности в соответствии с Законом об обработке персональных данных. О процедуре обработки персональных данных будет сообщено Датскому агентству по защите данных в Университете Южной Дании. В этом протоколе исследования только анонимные образцы мочи и слюны будут отправлены за границу для анализа (подробности описаны выше) без привязки к каким-либо другим личным данным (например, номер CPR, адрес, номер телефона и т. д.).

Участники не получат никакой компенсации за свое участие в исследовании.