Summary
Este estudio propone un método basado en acelerómetros para medir objetivamente la actividad física (AF) y la actividad física en el tiempo libre (LTPA) en niños chinos que aceptan entrenamiento de tenis de mesa en clubes.
Abstract
Un creciente cuerpo de evidencia ahora muestra que la mayoría de los niños en China experimentan niveles más bajos de actividad física (AF) que la guía recomendada. El tenis de mesa es un juego compuesto y técnicamente difícil que es popular en China; Realizar entrenamiento de tenis de mesa en clubes puede ayudar a los niños a elevar sus niveles de AF. Dado que los niños no pueden completar cuestionarios autoevaluados por sí mismos y las observaciones basadas en el cuidador no son adecuadas para los niños, planteamos la hipótesis de que un método basado en la actigrafía puede ser un método objetivo para medir la AF. En el presente estudio, describimos un procedimiento que se puede utilizar para evaluar los niveles de AF utilizando un dispositivo actigráfico y un software. Además, dado que se sabe que los dispositivos que se llevan en la cadera reducen el cumplimiento, se intentó evaluar la concordancia entre los datos de los dispositivos de cadera y los de muñeca. En conjunto, nuestros resultados indican que estos dispositivos son adecuados para medir los niveles de AF y actividad física en el tiempo libre (LTPA). Junto con los cuestionarios subjetivos, tanto los dispositivos de cadera como los de muñeca son muy adecuados para evaluar la AF en niños chinos que reciben entrenamiento de tenis de mesa en clubes.
Introduction
La actividad física (AF) es muy importante en la infancia y se asocia positivamente con la salud física y mental. Está bien documentado que la AF se asocia con efectos beneficiosos en niños en edad escolar con respecto a la obesidad, la salud ósea, el bienestar mental, la función cognitiva y los logros académicos 1,2,3. Sin embargo, la mayoría de los niños en China todavía experimentan niveles más bajos de AF que los recomendados para sus4 años; Además, se sabe que el tiempo sedentario aumenta con la edad. Según el Estudio Nacional de Aptitud Física y Vigilancia de la Salud para Estudiantes en China, el número de estudiantes con obesidad se ha mantenido significativamente alto durante las dos primeras décadasdel siglo 215.
Las guías internacionales de AF para niños y adolescentes recomiendan al menos 60 minutos de actividad física moderada a vigorosa (AFMV) por día y actividad física vigorosa (AVP) en 3 días/semana6 para lograr beneficios para la salud. Del mismo modo, la última versión de las Pautas de actividad física para chinos (2021)7 destaca que el tiempo de comportamiento sedentario acumulado no debe durar más de 60 minutos, según las pautas internacionales de AF. La participación en clubes deportivos o actividades escolares es una forma altamente beneficiosa por la cual los niños pueden cumplir con las pautas de AF8. El tenis de mesa es un juego compuesto y técnicamente difícil que es popular en China. Estudios recientes han confirmado que el entrenamiento regular de tenis de mesa tiene un efecto positivo en la aptitud física relacionada con la salud de niños y adolescentes 9,10. Como tal, el entrenamiento basado en el club de tenis de mesa / escuela es un método muy adecuado para que los niños aumenten sus niveles de PA11.
Es importante considerar varias cuestiones que podrían impedir el cumplimiento de las recomendaciones formuladas por las directrices internacionales de la AP. Por ejemplo, la mayoría de las encuestas de AF en niños se basan en cuestionarios informados por los padres12; hay una falta significativa de datos adquiridos por métodos objetivos en China. Además, los patrones de actividad de los niños se caracterizan por episodios relativamente cortos de AF espontáneo, pero intenso13,14. Este tipo de patrón es difícil de resumir e informar solo por observación; Además, los cuestionarios o informes de los padres son propensos al error15. En segundo lugar, los niños pasan una cantidad significativa de tiempo libre en casa, por ejemplo, durante las noches y los fines de semana, y tienden a acumular una parte sustancial de su PA diaria en un entorno hogareño. Es difícil recopilar o estimar la actividad física en el tiempo libre (AFTL) en niños fuera del horario escolar. La AFTL es esencial para la salud y es uno de los componentes más importantes de la AFtotal 16. En tercer lugar, la AF de los niños puede estar influenciada por las diferencias de género y el estilo de vida de los padres8. En conjunto, esta información destaca la necesidad de adquirir mediciones precisas de AF para evaluar la salud general, su impacto social y su uso en la formulación de políticas. Si los niveles de actividad de subpoblaciones específicas (por ejemplo, niños que reciben entrenamiento de tenis de mesa) no se estiman correctamente, es posible que los datos incluso desvíen las políticas y las prioridades de salud pública12.
Como la medición objetiva más utilizada para los patrones de AF en los jóvenes, los acelerómetros han sido reconocidos como el estándar de oro para medir la AF en niños17,18,19,20. Con las mejoras tecnológicas, los dispositivos actigráficos se han convertido en sensores capacitivos rentables. En la mayoría de los casos, estos dispositivos deben estar conectados a la cadera derecha21, un problema que podría ser un factor de riesgo potencial y reduce el cumplimiento22. En los últimos años, varios estudios de investigación han indicado que los datos de AF derivados de dispositivos usados en otras ubicaciones anatómicas pueden ser comparables cuando se configuran adecuadamente23,24.
En el presente estudio, nuestro objetivo fue desarrollar un método basado en acelerómetros de actigrafía de muñeca para evaluar la AF en niños sometidos a entrenamiento de tenis de mesa.
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Protocol
Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética Académica de la Universidad Médica de Mongolia Interior en Hohhot, China. Los padres de todos los niños incluidos en este estudio dieron su consentimiento firmado e informado. En el estudio, utilizamos el dispositivo Actigraph GT3X + que se conoce como un acelerómetro en adelante.
1. Aspectos generales del desarrollo de métodos
- Obtener acelerómetros para evaluar la PA. El acelerómetro es un dispositivo discreto (3,3 cm x 4,6 cm x 1,5 cm, 19 g), similar a un reloj, que mide la aceleración en tres ejes: vertical, anteroposterior y mediolateral.
- Conecte el dispositivo a un ordenador portátil con un cable USB. Utilice un software exclusivo para el registro, procesamiento y análisis de datos.
- Seleccione a los participantes de acuerdo con los siguientes criterios de inclusión/exclusión.
- Incluye 20 niños entre 7-12 años de edad que acepten el entrenamiento de tenis de mesa como el grupo de deportes. Incluya a los niños que asisten al club de tenis de mesa regularmente, con sesiones de entrenamiento semanales de tres a cinco con una duración de 2 h. Incluya a los niños que viven principalmente en una casa o apartamento alquilado con sus padres con una distancia corta de casa a club.
- Seleccione 20 niños de la misma clase que el grupo Deportes como un grupo de control emparejado por edad y género. Los niños del grupo Control no asisten a ningún club deportivo.
- Excluir a los participantes cuyos padres no conocen la información de PA de sus hijos en la escuela y en el hogar.
- Excluya a los participantes que fueron diagnosticados con algún trastorno del neurodesarrollo, como trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), autismo, trastorno del desarrollo de la coordinación (DCD), etc.
2. Inicialización de la recogida de datos mediante el acelerómetro
- Descargue y ejecute el software para el dispositivo.
- Escriba la duración de la recopilación de datos haciendo clic en el botón Seleccionar hora de inicio e ingresando la fecha (por ejemplo, 2022/2/9) y la hora (por ejemplo, 13:00).
- Haga clic en el botón Introducir información del asunto para introducir el siguiente paso sobre la configuración de información demográfica. Escriba la información demográfica del participante, incluyendo nombre, sexo, altura, peso, fecha de nacimiento, origen étnico, lado (derecha), extremidad (cintura) y dominancia (dominante).
NOTA: Para los participantes zurdos, en el paso 2.4 seleccione el lado opuesto. - Inicialice la recopilación de datos haciendo clic en Inicializar 1 dispositivo. Asegúrese de que la batería esté cargada a más del 80%, de lo contrario la inicialización fallará. Inicialice para registrar aceleraciones sin procesar a una frecuencia de 30 Hz.
- Indique a los participantes que usen el acelerómetro en la cadera derecha con una cintura elástica. Asegúrese de que el acelerómetro esté colocado en la línea derecha de la axila media al nivel de la cresta ilíaca.
- Repita el paso 2.2. Establezca la misma fecha de inicio (por ejemplo, 2022/2/9) y la misma hora (por ejemplo, 13:00), para garantizar que los datos de ambos dispositivos se recopilen al mismo tiempo.
- Repita 2.4 con las siguientes modificaciones: lado (izquierda), extremidad (muñeca), dominancia (no dominante).
NOTA: Para los participantes zurdos, en el paso 2.8 seleccione el lado opuesto. - Indique a los participantes que usen el acelerómetro en la muñeca de la mano no dominante en un cinturón de reloj.
- Recuerde a los participantes que usen los dispositivos durante todo el día, excepto mientras se bañan, nadan y se duchan.
NOTA: La duración de la recopilación de datos no debe ser inferior a 7 días. (por ejemplo, de 13:00, 2022/2/9 a 12:59, 2022/2/16). - Para los datos brutos recopilados, obtenga los datos confirmados por un médico, investigador institucional o entrenador profesional, de acuerdo con el gráfico y los recuentos de VM (Figura 1).
- Elimine cualquier dato extremo que no se explique (por ejemplo, de 21:41, 2022/2/12 a 22:07, 2022/2/12, los datos fueron cero y no se pueden explicar). Elimine dichos datos de los datos sin procesar recopilados.
3. Recopilación de datos de las entradas del diario
- Pida a los participantes que usen el dispositivo todo el día. Pida a los entrenadores que mantengan un diario del entrenamiento de tenis de mesa, incluido el horario exacto. Para los niños del grupo de control, no se necesita un diario de entrenamiento.
- Asegúrese de que los participantes realizaron sus rutinas diarias durante la recopilación de datos.
- Pida a los padres que lleven un diario del tiempo libre en casa. Indique a los padres que recopilen los datos del sueño, la hora de acostarse y la hora de despertarse en el diario.
4. Salida de datos del acelerómetro
- Retire el dispositivo de la cadera derecha y conéctelo a una computadora portátil / PC con un cable USB. Ejecute el software del dispositivo.
- Descargue los datos del acelerómetro del participante, haciendo clic en Descargar. Analice los datos brutos del acelerómetro en épocas de 60 s.
- Retire el dispositivo de la mano no dominante y conéctelo a una computadora portátil / PC con un cable USB. Repita el paso 4.2.
- Las variables de resultado de aceleración sin procesar para el acelerómetro se basan en los recuentos de magnitud vectorial (VM). Confirme los datos del acelerómetro de LTPA de acuerdo con el diario de entrenamiento, tiempo libre y sueño.
5. Puntuación de los datos
- Abra la página de puntuación del software (Figura 2).
- Seleccione Algoritmos > Puntos de corte y MVPA > Puyau Children (2002) a la izquierda de la página.
NOTA: Se pueden seleccionar otros algoritmos para los puntos de corte de PA si es necesario. - Haga clic en Calcular y luego en Exportar, y la salida de puntuación se mostrará automáticamente, incluidos los SB (comportamientos sedentarios), LPA (actividades físicas ligeras), MPA (actividades físicas moderadas) y MVPA (actividades físicas moderadas a vigorosas).
- Obtenga LTPA diario agregando tiempo de diario y definiendo el tiempo libre (por ejemplo, el tiempo libre de 2022/2/9 es de 19:00, 2022/2/9 a 21:00 2022/2/6, según el diario). A continuación, defina los recuentos medios de VM durante este tiempo como 715,75 y el LTPA para esta época como 715,75.
- Promedie todos los LTPA cotidianos, para obtener el LTPA para el participante.
6. Análisis estadístico
- Utilice la prueba t de Student para medir las diferencias grupales con un valor de p inferior a 0,05 considerado estadísticamente significativo. Utilice un paquete de software estadístico disponible comercialmente para realizar todas las estadísticas.
- Utilice los procedimientos de Bland-Altman para evaluar el acuerdo para cada PA, incluidos MPA, VPA y MVPA, entre los dispositivos de cadera y los de muñeca en función de los datos sin procesar y los recuentos. Calcular la diferencia de medias entre los dos métodos de medición y el límite de concordancia del 95% para la diferencia de medias calculada.
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Representative Results
Los datos demográficos se muestran en la Tabla 1, incluyendo sexo, edad, altura, peso, etnia y mano dominante. Como se muestra en la Tabla 1, no hubo diferencias significativas entre los grupos con respecto al sexo, la edad, la altura, el peso y la mano dominante. Además, los participantes del grupo Deportes no exhibieron parámetros significativamente diferentes en términos de comportamientos sedentarios (SB; 441.05 ± 31.80 vs 442.25 ± 30.74, P = 0.904), LPA (213.10 ± 15.00 vs 215.65 ± 17.41, P = 0.623), MPA (42.55 ± 3.80 vs 40.70 ± 2.85, P = 0.090), así como LTPA (1514.20 ± 146.10 vs 1587.70 ± 182.25, P = 0.167). En contraste, los niños en el grupo de Deportes exhibieron un VPA significativamente mayor (21.65 ± 3.43 vs 17.15 ± 4.01, P = 0.0001) y MVPA (64.20 ± 2.33 vs 57.85 ± 3.36, P < 0.001) que los del grupo Control.
El gráfico de Bland-Altman se desarrolló originalmente para comparar datos con dos conjuntos de mediciones en una ocasión. Se esperaba que el 95% de las diferencias entre los dos métodos de medición cayeran dentro del límite del 95% de acuerdo. Como se muestra en la Figura 3, los gráficos de Bland-Altman sugirieron que la concordancia entre los datos del acelerómetro de cadera y de muñeca era aceptable para MPA, VPA y MVPA. Hubo dos (10%), cero (0%) y tres (15%) valores atípicos del valor de desviación estándar de 1,96 para MPA, VPA y MVPA, respectivamente.
Figura 1: Recuentos de magnitudes vectoriales (datos sin procesar) representados como gráficos. Los gráficos de la izquierda muestran los recuentos de magnitudes vectoriales por día. La tabla de la derecha proporciona el recuento exacto de magnitudes vectoriales para cada época (60 s). Cuatro gráficos para VM se amplían y se muestran en la parte inferior. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: La página de puntuación que se muestra en el software del dispositivo. Las opciones de Puyau Children (2002) para Cut Points y MVPA son accesibles en la sección Algoritmos de la izquierda. La salida de puntuación se puede obtener automáticamente haciendo clic en los botones Calcular y Exportar . Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Diagrama de Bland-Altman para actividades físicas utilizando dispositivos actigráficos de cadera y muñeca. (A) Diagrama de Bland-Altman para MPA usando dispositivos actigráficos de cadera y muñeca. (B) Diagrama de Bland-Altman para VPA utilizando dispositivos actigráficos de cadera y muñeca. (C) Diagrama de Bland-Altman para MVPA usando dispositivos actigráficos de cadera y muñeca. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Grupo deportivo | Grupo de control | Valor de p | |
| Género (masculino/femenino) | 10 hombres/ 10 mujeres | 8 hombres/ 12 females | 0.537 |
| Edad (años) | 9.85±1.34 | 9.80±1.36 | 0.908 |
| Altura (cm) | 135.3±9.41 | 135.8±9.43 | 0.881 |
| Peso (kg) | 36.65±7.25 | 35.10±4.84 | 0.432 |
| Mano dominante (derecha%) | 15% | 10% | 0.643 |
| SBs (minutos) | 441.05±31.80 | 442.25±30.74 | 0.904 |
| LPA (minutos) | 213.10±15.00 | 215.65±17.41 | 0.623 |
| MPA (minutos) | 42.55±3.80 | 40.70±2.85 | 0.090 |
| VPA (minutos) | 21.65±3.43 | 17.15±4.01 | 0.001 |
| MVPA (minutos) | 64.20±2.33 | 57.85±3.36 | <0.000 |
| LTPA (recuentos de VM/) | 1514.20±146.10 | 1587.70±182.25 | 0.167 |
Tabla 1: Datos demográficos y actigráficos. La tabla proporciona los datos demográficos y actigráficos recopilados del grupo Deportes y del grupo Control. Abreviaturas:cm = centímetros; kg = kilogramos; SBs = comportamientos sedentarios; LPA = actividad física ligera; MPA = actividad física moderada; AVP = actividad física vigorosa; AFMV = actividad física moderada a vigorosa; AFTL = actividad física en el tiempo libre; VM = magnitud vectorial.
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Discussion
Como se muestra en la Tabla 1, los niños en el grupo Deportes exhibieron un VPA y MVPA significativamente más altos (64.20 ± 2.33 vs 57.85 ± 3.36, P < 0.001) en relación con los del grupo Control. De acuerdo con los hallazgos de informes previos tanto en adolescentes25 como en adultos jóvenes26, los dispositivos de acelerómetro representan un método preciso para la estimación de AF, en relación con las encuestas subjetivas.
Los gráficos de Bland-Altman demostraron que había altos niveles de acuerdo para MPA, VPA y MVPA entre los datos del acelerómetro de cadera y de muñeca (que se muestra en la Figura 3). Este resultado indicó que estos dispositivos también se pueden usar en la muñeca para evaluar la AF. Sin embargo, debemos destacar que la concordancia entre los datos del acelerómetro de cadera y de muñeca para MPA fue menor que la de VPA. Esto se debe a que en la PA de baja fuerza, como sentarse en el aula o hacer la tarea, el gráfico del acelerómetro de cadera refleja principalmente el movimiento del centro de gravedad del cuerpo, mientras que el gráfico del acelerómetro de muñeca refleja principalmente el movimiento de la extremidad superior no dominante. Además, teniendo en cuenta los diferentes niveles de cumplimiento entre los dispositivos de cadera y de muñeca, es importante seleccionar el dispositivo más adecuado para evaluar la AF en niños sometidos a entrenamiento de tenis de mesa en clubes.
Los pasos críticos del protocolo son confirmar la disponibilidad de los datos de recuento de VM sin procesar y los datos del acelerómetro para LTPA. En otras palabras, el principal desafío será garantizar que los datos se sometan a un control de calidad de manera estricta. Se recomienda encarecidamente utilizar el trazado de datos para monitorear los datos de cada participante. Los períodos en los que no se usó el dispositivo pueden identificarse como cadenas largas de recuentos de cero y deben eliminarse del conjunto de datos final, incluso si los participantes no informan este período como un momento en que no llevaban el dispositivo. El tiempo libre y los diarios de sueño son útiles para identificar la AFTL; En consecuencia, es necesario que los padres o cuidadores reconozcan la información diaria de sus hijos de manera precisa.
El software utilizado por el acelerómetro contiene varios algoritmos que son adecuados para niños, incluyendo el algoritmo Puyau Children (2002), el algoritmo Freedson Children (2005) y el algoritmo Mattock Children (2007). El algoritmo Everson Children (2008) fue elegido previamente para evaluar la AF de niños y adolescentes en el Tíbet27, mientras que el algoritmo Pate Preschool (2006) fue elegido para evaluar la AF en preescolares residentes en Shanghai, China28. En nuestro presente estudio, utilizamos el algoritmo Puyau Children (2002) porque es el método más útil para clasificar a los niños según el índice de masa corporal y el porcentaje de masa grasa29.
Además, necesitábamos dilucidar las ecuaciones exactas a utilizar; Esto fue determinado por el tipo específico de dispositivo acelerómetro utilizado para adquirir los datos sin procesar (ver la ecuación a continuación).
VM = 
En la ecuación, X, Y y Z son los recuentos de magnitudes vectoriales para el eje X, el eje Y y el eje Z , respectivamente. LTPA representa el PA promedio durante el tiempo libre.
Los recuentos triaxiales de VM por minuto de corte para diferentes intensidades de PA fueron determinados por el algoritmo Puyau Children (2002), de la siguiente manera: comportamientos sedentarios <799; PA ligero = 800 a 3199; PA moderado = 3200 a 8199; vigor PA >8200; y PA moderada y vigorosa >3200. En el futuro, se modificarán diferentes tipos de algoritmos para proporcionar un algoritmo optimizado para las características específicas de los sujetos.
El dispositivo acelerómetro tiene tres limitaciones principales que deben considerarse. En primer lugar, se cree que el método de la cadera es la mejor opción para reflejar la AF; Sin embargo, este método muestra un cumplimiento más deficiente en relación con los dispositivos de muñeca, especialmente para niños pequeños30. En segundo lugar, la complejidad y el alto precio del dispositivo (incluido el software) pueden impedir la utilidad del dispositivo acelerómetro y el software en un entorno doméstico. De lo contrario, el personal clínico, los investigadores institucionales y los entrenadores de clubes deportivos pueden administrar fácilmente este método, y el costo asociado disminuirá si el dispositivo se reutiliza ampliamente. En tercer lugar, los dispositivos de acelerómetro solo tienen una garantía básica de impermeabilidad; Por lo tanto, estos dispositivos no deben usarse para algunos participantes deportivos, como los que realizan vela, remo y natación.
Hay algunos métodos alternativos que podrían usarse en lugar de acelerómetros. Por ejemplo, muchos teléfonos celulares tienen funciones similares para medir PA, aunque con una confiabilidad y validez relativamente bajas. Otros estudios han reportado podómetros más rentables que son adecuados para individuos31. Se necesitan estudios de investigación adicionales para identificar la fiabilidad y validez de todos los métodos alternativos.
En conjunto, nuestros resultados indican que tanto los acelerómetros de cadera como los de muñeca pueden medir eficazmente la AF y son muy adecuados para los niños chinos que realizan entrenamiento de tenis de mesa en clubes. Estos métodos también se pueden usar para evaluar la AF tanto en individuos sanos como en niños con trastornos del desarrollo como parálisis cerebral32, autismo 33 y TDAH34.
El dispositivo utilizado aquí se considera como el estándar de oro para medir PA, como se mencionó anteriormente. Sin embargo, los informes preliminares sugieren que estos dispositivos también pueden medir la calidad del sueño, el ritmo circadiano y el ritmo de actividad en reposo en la práctica clínica35,36. Ahora se necesitan más investigaciones para ampliar el alcance y la aplicación de estos dispositivos. Estos dispositivos también pueden ser útiles para monitorear la AF en niños que realizan entrenamiento de tenis de mesa en clubes. Junto con cuestionarios subjetivos, como el Cuestionario de Comportamiento de Salud en Niños en Edad Escolar y el Cuestionario Internacional de Actividad Física, este método es capaz de demostrar la AF de los niños de una manera altamente efectiva.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Agradecemos a la Sra. Shuo Tian por el apoyo a la tecnología digital. Este estudio fue apoyado por la Fundación Wu Jieping (Subvención No. 320.6750.18456).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Actigraph | ActiGraph Corp | GT3X+ | device |
| ActiLife | ActiGraph Corp | v6.13.3 | software |
| SPSS 22.0 software | statistical analysis software |
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