Точність витрат енергії під час вправи в гору, виміряна за допомогою талійованого ActiGraph

Чун-Хао Чанг

випускник Інституту спортивних наук, Національний тайванський спортивний університет, № 250, Wenhua 1st Rd., район Гуйшань, місто Таоюань, Тайвань

Го-Чуань Лінь

b Управління фізичного виховання, Християнський університет Чун Юань, № 200, дорога Чунгпей, район Чунг Лі, місто Таоюань, Тайвань

Чін-Шань Хо

Чі-Чанг Хуан

випускник Інституту спортивної науки Національного тайванського спортивного університету, № 250, Wenhua 1st Rd., район Гуйшань, місто Таоюань, Тайвань

Анотація

Передумови/цілі

Застосування мікроелектромеханічних датчиків (MEMS) як вимірювання витрат енергії (ЕЕ) має певні недоліки. Наприклад, інерційні датчики не можуть легко розрізнити зміни нахилу землі під час ходьби/бігу, тому точність розрахунку ЕЕ необ'єктивна. Для вирішення цієї проблеми частота серцевих скорочень (HR) та резерв серцевих скорочень (HRR) використовувались як компенсаторні фактори відповідно для корекції класичної емпіричної формули акселерометра-аналізатора для ЕЕ в цьому дослідженні.

Методи

Для вивчення підвищення точності ЕЕ під час навантаження на гори і порівняння рівнів корекції між HR та HRR, поглинання кисню було використано як критерійний показник (CM). Тридцять здорових дорослих чоловіків носили ActiGraph GT3X з монітором Polar HR та непрямим калориметром Vmax під час дванадцяти занять на біговій доріжці (3 градієнти та 4 швидкості).

Результати

Коли нахили збільшувались на 0%, 3% та 6%, точність вимірювання акселерометрів, розрахована за коефіцієнтом внутрішньокласової кореляції (ICC), зменшувалася відповідно на 0,877, 0,755 та 0,504 (p Ключові слова: Акселерометр, частота серцевих скорочень, поглинання кисню, фізична активність, фізичні вправи

Вступ

Відомо, що регулярні фізичні навантаження мають багато користі для здоров’я. Більш високий рівень фізичної активності тісно пов'язаний з меншим ризиком хронічних захворювань і нижчим загальним рівнем смертності. 1, 2, 3 Американська асоціація серця (AHA) у 2016 р. Запропонувала, що для дорослих помірні фізичні навантаження принаймні 150 хв на тиждень або енергійні фізичні вправи принаймні 75 хв на тиждень (або поєднання помірних та енергійних вправ) можуть покращити серцево-судинне здоров’я. Крім того, періодична оцінка фізичної активності рекомендується включати до планів лікування та медичних послуг

Інерційні датчики також відомі як монітори активності. Наприклад, акселерометри та крокоміри використовуються для контролю та квантування фізичних навантажень у повсякденному житті, фізичних вправах та дослідженнях. Прискорення рухів по одній або трьох вертикальних осях у часі вимірюються акселерометрами, що дозволяє постійно контролювати фізичну активність протягом контрольованого періоду часу. Значення, виміряні прискореннями, можна вивести у вигляді кроків, підрахунку активності, підрахунку інтенсивності, величин векторів (VM) та калорій. 12, 13, 14 Монітори активності, які найбільш широко використовуються в дослідженнях, є моніторами активності ActiGraph.15. Також через групу калібрувальних рівнянь, вихід даних (підрахунок за одиницю часу) може бути перетворений в ЕЕ (VO2) та інтенсивність фізичної активності. 16, 17

Методи

Учасники

У цьому дослідженні добровільно взяли участь 30 здорових дорослих чоловіків (M ± SD; вік 24,53 ± 1,55 років; маса тіла 75,13 ± 10,40 кг; висота тіла 1,78 ± 0,16 м; індекс маси тіла 23,86 ± 2,67 кг/м2). Перед початком дослідження всі учасники заповнили форми інформованої згоди, затверджені Комісією з огляду лікарні Landseed. Учасників виключали, якщо вони мали протипоказання до вправ, приймали препарати, що можуть вплинути на рівень метаболізму, або мали діагноз серцево-судинних захворювань, що може перешкодити їм безпечно виконувати процедури оцінки. Після заповнення форм інформованої згоди суб'єкти були включені в це дослідження. Випробовувані повинні були носити дослідницьке обладнання та пройти 1,5-годинний тест у лабораторних умовах. Персональна інформація та дані будуть виключені, якщо буде виявлено помилку в процесі тестування (наприклад, швидкість обстежуваного була занадто повільною або випробуваний кинув до завершення тестування).

Непрямий калориметр

VO2 та VCO2 були перевірені системою тестування серцево-легеневих вправ (Vmax Encore 29 System, VIASYS Healthcare Inc., Yorba Linda, CA) на метаболічний критерій (СМ). Випробовувані носили маски невеликого розміру (Ганс-Рудольф), щоб закрити рот і ніс. Об'єм повітря, що вдихається, і склади O2 та CO2 вимірювали за допомогою відбору проб газових ліній та цифрових датчиків витрати, підключених до масок.

Монітор активності

ActiGraph GT3X (Actigraph Corporation, Пенсакола, Флорида, США) - це тривісний акселерометр, який може збирати дані з 3-осьової діяльності. Цей монітор невеликий (3,8 × 3,7 × 1,8 см) і легкий (27 г). Перед тестом ініціалізація GT3X була завершена програмним забезпеченням ActiLife6 (версія 6.12.1, Cary, NC, США). Частота дискретизації цього монітора була встановлена на рівні 30 Гц та 10-секундних епох для збору підрахунків активності в цьому дослідженні. Згідно з керівництвом користувача ActiGraph, GT3X кріпився до правого стегна кожного суб’єкта на середньопахвовій лінії регульованим м’яким еластичним ременем.

Монітор серцевого ритму

Монітор серцевого ритму Polar RS800CX (Polar, Кемпеле, Фінляндія) був розміщений трохи нижче грудної клітини, з відбором проб на частоті 1000 Гц для збору ЧСС (побічний ритм) протягом усього тесту. Дані HR завантажували за допомогою програмного забезпечення Polar Precision Performance (Polar).

Експериментальний протокол

Випробовувані, представлені в лабораторії за індивідуальним графіком, щоб перевірити їх зріст і вагу та розрахувати індивідуальний прогнозований максимальний показник ЧСС (HRmax = 220 - Вік) як показник безпеки фізичних вправ. Перед початком експерименту спочатку вимірювали пульс у спокої в сидячому положенні. Випробовуваний сидів у спокійному положенні 20 хв, а найнижчим ЧСС, зафіксованим протягом останніх 5 хв, було встановлено як значення спокою.32 Випробовувані провели 12 випробувань на ходьбі/бігу на біговій доріжці у випадковій послідовності. Інтервал між двома випробуваннями становив 4 хв. Обсяги VO2 під час процесу випробувань реєстрували постійно та синхронно за допомогою непрямої калориметрії, ЧСС та підрахунку акселерометра.

Тест на біговій доріжці

У лабораторних умовах випробовувані повинні були пройти бігову доріжку (h/p cosmos mercury 4.0, Нуссдорф-Траунштайн, Німеччина), випробування на ходьбу/біг зі швидкістю 5,61 км год -1, 7,20 км год -1 (швидка ходьба), 7,20 км год -1 (повільний біг) і 8,02 км год -1 на схилах 0%, 3% та 6%. Кожне випробування становило 7 хв, а інтервал між двома випробуваннями становило 4 хв. 33, 34 Використовували швидкість 7,2 км/год, оскільки це найкраща швидкість переходу (PTS) від ходьби до бігу. 34, 35 У будь-якому тесті вправ, якщо безпечний пульс був перевищений або випробовуваний не міг пройти тест безпечно (наприклад, швидкість бігової доріжки була занадто швидкою), тест припинили і дані виключили з аналізу.