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客观和主观测量的身体活动对老年人能量消耗的验证

2021年3月26日更新者：Paolo Caserotti、University of Southern Denmark

ENerGetics in Old AGE（ENGAGE 研究）- 在实验室和自由生活条件下验证多个加速度计和体力活动问卷对间接量热法的影响

身体活动不足被确定为慢性病、功能丧失和残疾最重要的可改变风险因素之一，可靠的身体活动评估工具在研究和临床环境中都至关重要。

传统上，身体活动和久坐行为主要通过问卷进行评估。最近，加速度计已被广泛用于测量衰老过程中的身体活动、久坐行为和睡眠模式。尽管如此，品牌和型号的多样性、各种评估协议（例如解剖位置、采样频率）、数据处理和结果测量对跨研究结果的解释和可比性提出了挑战。因此，尽管存在一些局限性，问卷调查仍然被认为是一种重要的评估方法，尤其是在大规模研究中。为了弥合老年人在从问卷到加速度计的数据解释方面的差异，需要验证现有的体力活动和久坐行为问卷以及该人群的能量消耗。

能量消耗已被用于将加速度计输出“转化”为生理结果。然而，一些问题仍未解决，包括（1）针对老年人的有限校准研究； (2) 静息代谢率和最大生理容量通常会随着年龄的增长而降低，这使得与年轻人相比，老年人的日常活动“更加激烈”； (3) 在不同身体位置测量的相同加速度计指标可能与完全不同的生理结果相关联。

根据加速度计的解剖位置，这种不同的生理影响需要在不同强度的代表性活动期间严格协调加速度计的指标与能量消耗。

这项针对 80 岁以上人群的方法研究的目的是：

根据实验室半标准化日常任务期间的能量消耗，从不同解剖位置的加速度计针对不同强度的体育活动开发切点。
在自由生活条件下，根据双标水 (DLW) 测量的能量消耗，验证不同解剖位置的加速度计。
在自由生活条件下验证针对 DLW 的现有身体活动和久坐行为问卷。

研究概览

地位

未知

条件

无条件，社区居住的 80 岁以上老年人

详细说明

背景

据估计，缺乏身体活动每年在全球造成 530 万人死亡，并且被确定为导致慢性病、功能丧失和残疾的最重要的可改变风险因素之一。为了正确识别和研究老年人缺乏身体活动，可靠的评估工具在研究和临床环境中都至关重要。

可穿戴活动监测器的最新技术进步导致越来越多的大型人群研究使用加速度计来测量老年人的身体活动、久坐行为（在整体体积、强度和模式方面）和睡眠。然而，在比较使用不同品牌和型号的不同研究的结果时，加速度计的广泛使用也带来了挑战，各种评估协议（例如解剖位置、采样频率）、数据处理程序和报告不同的结果。不同的加速度计设置（即品牌、型号、体位、初始化协议等）可能会仅仅因为方法论问题而挑战对身体活动的健康增强作用和久坐行为的有害影响的解释。

加速度计测量加速度，定义为速度随时间的变化 (Δv/t)，它量化运动的体积和强度。此外，加速度是一个包含大小和方向分量的矢量，可用于确定加速度计相对于重力的位置。因此，加速度计也可以用来区分姿势（例如坐着、站着、躺着）取决于放置的位置。

由于原始加速度信号难以解释，它们通常通过校准研究“转化”为生理结果（例如能量消耗、耗氧量）或行为类别（例如坐、走、跑）。通过回归建模，校准研究通常会根据加速度计计数产生能量消耗的点估计，或者为不同的身体活动强度水平建立一系列加速度计计数。这个加速度计计数范围被称为不同强度身体活动的“分界点”。

在使用加速度计之前，身体活动和久坐行为主要通过问卷进行评估。尽管加速度计研究的规模正在迅速扩大，但在大规模研究中评估身体活动和久坐行为时，问卷仍然被认为是一种重要的评估方法。一些加速度计和问卷已经通过客观测量的能量消耗得到验证。但对于体育活动问卷，有效性针对客观方法（例如加速度计、心率监测器和双标水）被认为充其量是适度的，而且很少有验证研究集中在老年人身上。为了在老年人中连接和解释从问卷到加速度计的数据，需要验证现有的体力活动和久坐行为问卷以及该人群的能量消耗。

能量消耗早先被用于验证加速度计和身体活动问卷指标。然而，仍有几个问题尚未解决：(1) 尽管在少数研究中这些方法之间的相关性很高，但一致性普遍较低，尤其是在代谢状态改变的人群中，例如肥胖和超重个体； (2) 虽然身体活动总量是一个明确的指标，可能与每日总能量消耗呈正相关，但老年人的身体活动强度可能受到许多生理决定因素的影响，例如心血管和神经肌肉功能、炎症状态和营养不良。静息代谢率 (RMR) 和最大生理容量（例如最大摄氧量 (VO2 max) 通常会随着年龄的增长而降低，这可能特别重要，因为与年轻人相比，同样的日常活动对老年人来说可能“更强烈”； (3) 尽管有许多活动监视器提供类似的指标（例如计数/分钟），生理意义可能会因这些指标所代表的含义而大不相同。例如，尽管放置在手腕和臀部的加速度计的输出可能相同（计数/分钟），但当通过生理指标（例如，能量、摄氧量）。根据加速度计的解剖位置，这种不同的生理影响需要严格协调加速度计的指标，以及不同强度的代表性活动中的能量消耗。

迄今为止，在多个身体位置佩戴加速度计的验证研究很少，而且并非所有研究都使用能量消耗作为参考。解开身体活动和久坐行为的生理意义的一种方法是将加速度计输出锚定到生理能力的客观测量值，例如最大摄氧量、以自选速度进行的半标准化活动期间的摄氧量以及自由生活期间的总能量消耗在有代表性的时间段内收集的条件。这将有助于更深入地了解和准确解释社区老年人的加速度计数据，并为身体活动提供更具体的基于加速度计的建议，尤其是对最年长的人群。

目标

本方法研究的目的是：

根据 80 岁以上老年人在半标准化日常任务中的能量消耗，为不同强度的身体活动开发臀部、手腕、大腿和低背佩戴的加速度计切点。
验证手腕、臀部、大腿和腰部的加速度计，以估计自由生活条件下的能量消耗，该能量消耗的黄金标准是双标水 (DLW)。
根据 80 岁以上老年人在自由生活条件下的能量消耗黄金标准 (DLW)，验证现有的身体活动和久坐行为问卷。

招聘和数据收集程序

研究人员将使用两种数据收集模式进行横断面研究：1）在实验室； 2) 在现场。参与者将通过两种途径招募：1）（途径 A）在欧登塞市进行的例行预防性家访期间亲自受邀；（途径 B）或 2）通过一封信邀请居住在欧登塞市的社区老年人。那些表现出参与兴趣的人将收到有关该项目的详细书面信息，并在签署知情同意书后被邀请参加体检。整个测试过程将跨越 14 天，因为在第 1 天和第 14 天需要用于 DLW 方法的尿液样本。在此期间，将邀请参与者参加一项实验室测试，以测量半标准化功能任务期间的能量消耗。

统计考虑和数据管理在数据的收集、输入和分析中将遵循详细的数据管理计划。在实验室检查日，所有测量设备将在测量开始前同步。

样本量假设不同的加速度计可以捕获相同的身体活动行为，在使用 Kappa 统计量测试两个评估者之间的一致性时，当有 3 个类别时，95 个受试者的样本量达到 80% 的能力来检测 0.70 的真实 Kappa 值频率等于 0.01、0.20 和 0.79。（代表该人群中进行中度至剧烈活动、轻度活动和久坐行为所花费时间的估计百分比）。此功效计算基于 alpha 0.05。

建立研究生物样本库

将为所描述的项目创建一个研究生物样本库（血液、尿液和唾液样本）。血样将在项目结束后5年内销毁。血液样本将在大学 (SDU) 的设施中采集。授权护士或生物医学实验室科学家将负责从参与者那里获取血液样本。生物样本库将存储在 SDU。在整个项目期间，每个参与者总共会获得 8 个尿液样本。尿液样本将被冷冻并送往美国进行分析。尿液样本将被匿名存储在研究生物库中，直到项目结束，届时样本将被销毁。训练有素的项目人员将负责收集受试者的尿液样本。在此协议中，南丹麦大学充当收集的生物材料（尿液样本）的控制者。数据处理协议将由 SDU 和美国威斯康星大学签订；在 SDU 和加州大学伯克利分校之间。美国处理者应遵守丹麦有关个人数据保护的法律。

道德考量

本研究的研究活动将按照赫尔辛基宣言进行。所有受试者都将收到国家健康研究伦理委员会关于参与健康研究项目时的个人权利以及决定参与前需要考虑的方面的小册子。这项研究将涉及老年人，他们被认为是弱势群体。承认和尊重参与者的自主权很重要，即他们必须能够自行决定是否参与研究，并有权在任何阶段退出。此外，将采用适合这一人群的沟通策略，以防止任何增加老年人脆弱性和污名化的风险。

该项目将产生有价值的新知识，即如何客观地测量同一个人的不同加速度计测量的身体活动与 80 岁以上社区居民的能量消耗之间的关系；以及这些模式是否因蛋白质水平而异。这些知识可用于优化和针对营养不良老年人的预防和治疗策略，从而为老年人个人和医疗保健部门带来好处。因此，研究人员认为，这项研究的好处大于参与后可能带来的有限不适。受试者由丹麦患者保险协会承保，因此可以在参与研究项目时发生任何损害的情况下获得经济补偿保险。该信息将在招募期间以口头和书面形式（在全国卫生研究伦理委员会的小册子中）提供给参与者。

所有个人数据都将按照《个人数据处理法》进行匿名化和完全保密处理。个人数据处理程序将报告给南丹麦大学的丹麦数据保护局。在本研究方案中，只有匿名的尿液和唾液样本会被送往国外进行分析（详情如前所述），而不会与任何其他个人数据（例如 CPR 号码、地址、电话号码等）。

参与者不会因参与研究而获得任何补偿。

研究类型

观察性的

注册 (预期的)

100

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

丹麦
- - Odense、丹麦、5230
    - 招聘中
    - University of Southern Denmark
    - 首席研究员：
      
      Paolo Caserotti, PhD
    - 接触：
      
      Li-Tang Tsai, PhD
      
      电话号码：+45 6550 7572
      
      邮箱：ltsai@health.sdu.dk
    - 接触：
      
      Paolo Caserotti, PhD
      
      电话号码：+45 6550 3444
      
      邮箱：pcaserotti@health.sdu.dk
    - 副研究员：
      
      Li-Tang Tsai, PhD
    - 副研究员：
      
      Jan Christian Brønd, PhD
    - 副研究员：
      
      Eleanor Boyle, PhD
    - 副研究员：
      
      Niels Ørtenblad, PhD
    - 副研究员：
      
      Kurt Jensen, MSc

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

80年及以上 (年长者)

接受健康志愿者

不适用

有资格学习的性别

全部

取样方法

非概率样本

研究人群

80岁及以上的社区男女。

描述

纳入标准：

居住在社区的 80 岁以上老年人。
具有完整的认知功能，在简明心理状态评估 (MMSE)14 的简短形式中通过评分 ≥ 3 进行评估。
签署知情同意书。

排除标准：

根据病史确定患有严重的器质性或精神疾病
得了晚期癌症。
正在接受化疗。
有药物和/或酒精滥用（每天> 50 克酒精）。
在 2 个月内开具了可能改变新陈代谢的新药。
住院或卧床不起，因为他们将无法执行实验室中的任何任务，并且在自由活动期间的活动将受到限制。
需要辅助器具（包括轮椅、手杖、助行器等）进行化验的人士。
那些无法说和读丹麦语的人，因为他们将无法在实验室和自由生活条件下遵循指示。

学习计划

本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的？

设计细节

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量	措施说明	大体时间
加速度计评估的自由生活条件下的身体活动大体时间：通过学习完成，平均14天	在自由生活条件下，通过身体多个部位的加速度计测量身体活动和久坐行为。原始加速度计数据将在标准协议中进行处理，并以矢量幅度的每分钟计数进行汇总。	通过学习完成，平均14天
自由生活状态下的能量消耗大体时间：通过学习完成，平均14天	双标水在自由生活条件下测得的摄氧量	通过学习完成，平均14天
实验室中加速度计评估的身体活动大体时间：在实验室测量期间最多 3 天	通过实验室多个身体位置的加速度计测量的身体活动和久坐行为。原始加速度计数据将在标准协议中进行处理，并以矢量幅度的每分钟计数进行汇总。	在实验室测量期间最多 3 天
实验室的能量消耗大体时间：在实验室测量期间最多 3 天	在实验室中通过间接量热法测量摄氧量	在实验室测量期间最多 3 天

次要结果测量

结果测量	措施说明	大体时间
自我报告的身体活动大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	通过现有和特别的体力活动问卷测量：国际体力活动问卷——简表（IPAQ——简表）、老年人体力活动量表（PASE）。 IPAQ-SF：IPAQ-SF 正在测量三个领域的 PA：步行、中度 PA 和剧烈 PA。 PA的总量是三个域的总和。最少 0 MET 分钟/周最多 19278 MET 分钟/周（截断） PASE：该工具适用于 65 岁以上，由自我报告的为期一周的职业、家庭和休闲活动项目组成。 PASE 分数是根据 12 种活动中每一种的权重和频率值计算得出的。最低 0 PASE 分数最高 400（或更多）PASE 分数体力活动量表：体力活动量表是一个 24 小时的衡量标准，包括睡眠、久坐行为、工作、休闲时间和体育活动。最少 25 MET 时间/天最多 150 MET 时间/天	在实验室测量期间最多 1 天
自我报告的久坐行为大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	通过久坐行为问卷 (SBQ) 测量。 SBQ：SBQ 衡量工作日和周末在不同领域的久坐行为所花费的时间。最少 0 小时最长 24 小时	在实验室测量期间最多 1 天
蛋白质水平大体时间：最多 4 天	通过 4 天食物日记、蛋白质筛选器、血液生物标志物测量	最多 4 天
DEXA 扫描的肌肉质量大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	通过 DEXA 扫描测量	在实验室测量期间最多 1 天
肌肉量大体时间：最多 4 天	D3-肌酸法	最多 4 天
握力大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	用测力计测量的握力，单位为千克。	在实验室测量期间最多 1 天
下肢功能大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	身体机能短评（SPPB），评分从 0 到 12，评分越高表示功能越好	在实验室测量期间最多 1 天
功能性步行测试大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	6分钟步行测试的步行速度	在实验室测量期间最多 1 天
心血管功能大体时间：在实验室测量期间最多 1 天	最大摄氧量测试	在实验室测量期间最多 1 天

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

赞助

University of Southern Denmark

合作者

National Cancer Institute (NCI)

Odense University Hospital

University of California, Berkeley

University of Wisconsin, Madison

National Institutes of Health (NIH)

University of Ulster

Maastricht University

University Ramon Llull

调查人员

首席研究员：Paolo Caserotti, PhD、Department of Sports and Clinical Biomechanics, University of Southern Denmark

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2019年3月15日

初级完成 (预期的)

2022年3月1日

研究完成 (预期的)

2022年3月1日

研究注册日期

首次提交

2021年3月1日

首先提交符合 QC 标准的

2021年3月26日

首次发布 (实际的)

2021年3月29日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)