Beurteilung der körperlichen Aktivitätsintensität mit Beschleunigungssensoren und Sauerstoffverbrauch

Diese Studie untersucht den Grad der Übereinstimmung zwischen den Beschleunigungsmesserdaten der Taille und des Handgelenks und der Bewertung des Sauerstoffverbrauchs.

Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass die Intensität der körperlichen Aktivität entscheidend ist, um gesundheitliche Vorteile zu erzielen. Die gleiche Gehgeschwindigkeit kann jedoch je nach körperlicher Fitness des Einzelnen unterschiedliche Intensitäten darstellen.

Ein großes Experiment und eine große Herausforderung besteht darin, Trainingsinterventionen so anzupassen, dass sie auf das körperliche Fitnessniveau von Personen mit verschiedenen nicht übertragbaren Krankheiten abgestimmt sind. Dies stellt für die Angehörigen der Gesundheitsberufe eine erhebliche Herausforderung dar.

Diese Studie befasst sich mit der Lücke bei der Identifizierung der Beatmungsschwelle eins, dem Goldstandard für die Definition des Beginns intensiver körperlicher Aktivität während eines inkrementellen Geh-Jogging-Tests, und vergleicht ihn mit Beschleunigungsmesseraufzeichnungen.

Dieses Protokoll kombiniert den Sauerstoffverbrauch. Der Labor-Goldstandard für die Beurteilung der Intensität körperlicher Aktivität mit einem Beschleunigungsmesser, der die am häufigsten verwendeten Feldmethoden aufzeichnet, um so objektiv zu sein, wie er ist. Es hat sich ein erheblicher Unterschied in den Daten des Beschleunigungsmessers bei der höchsten Gehgeschwindigkeit gezeigt.

[Erzähler] Montieren Sie zunächst das tragbare Ergospirometer mit dem Gurt und befestigen Sie die Beschleunigungssensoren an den Velcro-Gurten. Richten Sie den Bluetooth-Herzfrequenzmesser ein. Drücken Sie die Kalibrierungstaste auf dem Softwarebildschirm, um die Gase und den Durchflussmesser des tragbaren Ergospirometers außerhalb der Joggingstrecke zu kalibrieren. Drücken Sie dann auf dem Gaskalibrierfenster auf Kalibrierungsschritt eins starten, um die Konzentration von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Luft zu beurteilen. Schließen Sie eine Gaskalibrierflasche an die Gasanalysatorleitung an. Drücken Sie Schritt zwei auf dem Gaskalibrierfenster, um die Konzentration von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Kalibrierflasche zu beurteilen. Verbinden Sie nun den Durchflussmesser mit einer Drei-Liter-Kalibrierspritze. Drücken Sie auf Kalibrierung starten im Kalibrierungsfenster des Durchflussmessers. Bewegen Sie den Spritzenkolben fünf Zyklen lang über seinen gesamten Bereich, um einen stabilen Luftstrom zu erreichen. Drücken Sie anschließend in der Ergospirometer-Software auf Neuen Teilnehmer hinzufügen und geben Sie die Teilnehmerdaten ein. Schließen Sie den Beschleunigungsmesser auf dem Laptop mit der Beschleunigungssensor-Software an einen USB-Anschluss an. Drücken Sie auf Initialisieren und geben Sie die Daten des erforderlichen Freiwilligen, die Nutzungszeit für Synchronisierungszwecke und die Informationen zur Körperplatzierung ein. Wählen Sie die Abtastrate des Geräts auf 100 Hertz. Ziehen Sie den Beschleunigungsmesser ab, und setzen Sie die USB-Kappe wieder ein. Bereiten Sie saubere Masken vor, die dem Freiwilligen passen. Nachdem Sie eine Luftdichtheitsprüfung durchgeführt haben, schließen Sie die ausgewählte Maske an das Ergospirometer an. Verbinden Sie den Herzfrequenzmesser mit der Ergospirometer-Software. Befestigen Sie die Beschleunigungssensoren am rechten Handgelenk und an der rechten Taille und schließen Sie das Ergospirometer an. Drücken Sie die Einrichtungstaste des Geräts, um die Verbindung zwischen dem Ergospirometer und dem Bluetooth-Herzfrequenzsensor zu überprüfen. Drücken Sie nun die Einstelltaste des Initiierungssensors für die Kalibrierung des Umgebungsgases. Bringen Sie den Teilnehmer zum Startpunkt der Strecke. Überprüfen Sie die Lautstärke des modifizierten inkrementellen Shuttle-Gehtests auf einem Mobilgerät, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer ihn deutlich hören kann. Weisen Sie den Teilnehmer an, sitzen zu bleiben. Vermeiden Sie es, zu sprechen und normal zu atmen, um die Basismessung für die Inaktivität des tragbaren Ergospirometers und des Beschleunigungsmessers zu starten, spielen Sie den Ton des modifizierten Gehtests ab, um die Gehgeschwindigkeit zu demonstrieren, indem Sie dem Tonsignal folgen, um eine 10-Meter-Strecke abzudecken, und synchronisieren Sie die Gehgeschwindigkeit mit dem Tonsignal. Lassen Sie den Teilnehmer aufstehen und initiieren Sie zusammen mit zwei Forschern den Test, während Sie sich vom Stuhl entfernen, um den Weg freizumachen. Lassen Sie den Teilnehmer den Test starten und helfen Sie ihm, das Gehtempo des Teilnehmers mit dem modifizierten Gehtest-Audio zu steuern. Befolgen Sie das inkrementelle Tempo des Tests bis zum Ende des modifizierten Audiotons des Gehtests. Drücken Sie die Start-Test-Taste in der Ergospirometer-Software gleichzeitig mit researcher one und drücken Sie bei jeder Geschwindigkeitserhöhung, die durch das modifizierte Gehtest-Audio angezeigt wird, auf Text hinzufügen. Weisen Sie den Teilnehmer nach Abschluss des Tests an, sich hinzusetzen und still zu bleiben. Atmen Sie zwei Minuten lang normal, um die Datenerfassung abzuschließen. Drücken Sie nach zwei Minuten auf das quadratische Symbol, um die Aufzeichnung der Messungen zu stoppen und alle Geräte vom Teilnehmer zu entfernen, um die Datenerfassung auf dem Laptop und der Ergospirometer-Software abzuschließen. Überprüfen Sie die Daten in der Ergospirometer-Software, um sicherzustellen, dass die gesammelten Daten des Sauerstoffverbrauchs, des ausgeatmeten Kohlendioxids und der Minutenbeatmung für das Projekt zuverlässig sind, und drücken Sie die Weiter-Taste gefolgt von der Glättungstaste, um den Durchschnitt der Daten in Zehn-Sekunden-Intervallen zu erhalten. Verbinden Sie den Beschleunigungsmesser über ein USB-Kabel mit dem Laptop und laden Sie die Daten in die Software für körperliche Aktivität herunter. Wählen Sie beim Herunterladen der Beschleunigungsmesserdaten eine Epochenlänge von 10 Sekunden aus. Laden Sie sowohl Beschleunigungsmesser- als auch indirekte Kalorimetrie-Datendateien herunter und transkribieren Sie die Informationen manuell in eine statistische Software-Tabelle. Öffnen Sie in der Ergospirometer-Software das Fenster für die Beatmungsschwelle für jede indirekte Kalorimetriedatei. Identifizieren Sie den Beatmungsschwellenwert eins aus der Änderung der Steigung des Streudiagramms des Sauerstoffverbrauchs im Vergleich zur Kohlendioxidproduktion. Untersuchen Sie dann das Streudiagramm der Kohlendioxidproduktion im Vergleich zur Minutenlüftung, um den Beatmungsschwellenwert zwei basierend auf der Zunahme der Steigung zu bestimmen. Registrieren Sie die Gehgeschwindigkeit des Teilnehmers, die den Beatmungsschwellen eins und zwei entspricht, in der Datenbank. Extrahieren Sie nun die Zähldaten aus der Protokolldatei des Handgelenk-Beschleunigungsmessers, übertragen Sie diese Zählungen in eine Tabelle, bevor Sie sie über die letzten 30 Sekunden jeder Testphase mitteln. Führen Sie deskriptive und inferenzielle statistische Analysen durch, wie z. B. den T-Test für gepaarte Schüler, den Korrelationskoeffizienten innerhalb der Klasse und den Cohen-D mit Open-Source-Statistiksoftware. Diese Abbildung zeigt ein langweiliges Altman-Diagramm, das Handgelenk- und Abfall-getragene Beschleunigungssensoren vergleicht, das eine geringe Übereinstimmung bei den Zählungen pro Minute bei 3,6 Kilometern pro Stunde zeigte, was auf eine platzierungsbasierte Variabilität bei der Aktivitätsmessung hinweist. Darüber hinaus wurde keine signifikante Korrelation zwischen der Anzahl pro Minute und dem absoluten Sauerstoffverbrauch gefunden, was auf einen begrenzten metabolischen Einblick allein durch die Platzierung des Beschleunigungsmessers hindeutet. Sowohl der Sauerstoffverbrauch als auch die Anzahl der Beschleunigungssensoren pro Minute stiegen jedoch mit der Testgeschwindigkeit an, die die erwartete physiologische Reaktion auf höhere Anstrengung widerspiegelte. Bei höheren Geschwindigkeiten zeigten am Handgelenk befestigte Beschleunigungssensoren einen steileren Anstieg der Zählungen pro Minute als an der Hüfte montierte Geräte, was auf eine mögliche Überschätzung der Bewegung beim Tragen am Handgelenk hindeutet.