文摘
体育活动在病态肥胖受试者评估很重要,特别是在减肥手术。我们检查了智能设备的能量消耗和活动的有效性(IDEEA)测量身体活动和久坐行为在病态肥胖的女性。活动类型、步态数量和速度检测到IDEEA监视器被观察者相比报道。IDEEA监视器检测活动类型和步态计数的准确率相对较高,尽管在极端肥胖女性略低于正常体重的控制。IDEEA监控准确估计步态速度在两组。从步态速度比步态能量消耗预测更准确计数,它是更大的临床意义。IDEEA监控的可靠性是优秀的。IDEEA监视器是一个有效的身体活动测量仪和久坐不动的行为极其肥胖女性,因此有潜力应用于减肥手术在术前评估和长期随访。
1。介绍
智能设备的能量消耗和活动(IDEEA)是一种新型的设备评估的身体活动(1,2]。相比,设备通常用于评估身体活动在自由的生活状态,IDEEA监视器类型都有检测的独特能力和持续时间的身体活动(3,4]。使用压电传感器在胸部、大腿和脚,IDEEA监视器能够区分久坐不动的姿势(如坐、站、躺等)和主动步态(如走路,提升楼梯,等等)(2]。通过测量每个这些类型的活动的持续时间,IDEEA监视器能够计算能量消耗的主题使用预排程序的数学公式。IDEEA监视器是第一个系统设计提供了可靠的估计能量消耗在自由生活的国家由于其独特的能力来区分类型的活动(1,2]。因此,IDEEA监视潜在的临床和研究应用程序的评估和治疗obesity-including病态肥胖的减肥手术。
IDEEA监视器已经在身体活动研究验证在一般人群相似的研究专注于病态肥胖人口缺乏(1,2]。我们的长期目标是引入体育活动和能量消耗评估术前评估,治疗和术后长期随访的患者接受减肥手术。目前的试点研究的目的是评估的可靠性和准确性IDEEA监测评估的体育活动在病态肥胖的人口比正常体重的控制。我们的发现表明IDEEA监视器有合理的准确性和优秀的可靠性在病态肥胖的身体活动评估批准其使用在这个病人的人口的进一步的研究。
2。方法
这项研究是一个试点研究由爱荷华大学的临床与转化科学项目由美国国立卫生研究院的资助(飞行员授予奖项。塞缪尔博士)。在这项研究中使用的所有协议是由爱荷华大学的机构审查委员会批准。书面知情同意得到每个主题开始之前的研究。所有参与者研究监督、观察和执行的一个研究协调员(Kwon)。使用一个观察者对所有病人使用不同的观察者是一个优势为不同病人保持一致性的数据收集。另一方面,使用一组多个观察者统一对所有病人会加强研究通过限制interobserver变化,但这并不是可行的范围内“试点”的研究。
2.1。IDEEA监控
IDEEA监视器从制造商购买(小太阳LLC,弗雷斯诺,CA)。概述IDEEA系统设计将有助于更好的理解其应用程序。IDEEA监视器是一种便携式设备的大小寻呼机穿在腰(图1)。7.5厘米的监控措施5.5厘米1.5厘米,重58克。五个传感器贴在身体如下:一个在胸部的前面,一个在前面的大腿,一个唯一。五个微型传感器,每个缩略图的大小,提供连续的实时信号的角度,相对位置和加速度。这些传感器发送的信号通过一个细线(o . d . 2毫米)的一种先进的微处理器处理传入的数据和信息的设备保存在闪存的名片。然后下载到电脑外围信息,使用复杂的算法和软件分析这些信号,以解释和记录类型的姿态变化和身体运动与发病等细节,持续时间,这些活动的频率。
IDEEA监控的开发人员接近日常身体活动的复杂性,将它划分为四大类1]:(a)肢体运动没有运动;(b)五个静态姿势(坐,站,精益,斜倚);(c)姿势之间的转换;(d)五个活跃的步态(行走,提升楼梯,下楼梯,跑,跳)。IDEEA捕捉运动和速度从上面的描述五个加速度传感器位置和翻译,运动,身体部位代表各种角静态姿势和步态。在一般人群研究由张等人活动的数据相比,一直小心翼翼地观察和测量能量消耗产生准确的预测的时间花在不同的活动和能量消耗的增加在这些(1,2]。
2.2。招募研究对象
我们招募了病态肥胖和体重正常的参与者通过一个在爱荷华大学的医院和诊所广告新闻和网站。总共有130个人自愿参加本研究。其中,7个志愿者被认定为个人患有病态肥胖(体重指数或指数40公斤/根据身高和体重)。所有这七个病态肥胖志愿者白人女性。志愿者池中,我们确定了七个体重正常志愿者(BMI25公斤/),与每一个病态肥胖参与者基于年龄、身高、性别和种族。七病态肥胖志愿者之一辍学由于背部疼痛在研究开始前,因此被排除在研究以及相应的体重正常志愿者。剩下的12个妇女参与和完成我们的研究的验证IDEEA监控;为他们的努力和时间他们收到货币激励制度审查委员会批准。
2.3。研究协议
参与者被要求不吃饭两个小时前他们的研究访问和舒适的衣服和鞋子,光锻炼。对我们的设备验证研究我们选择两个参数测试:(a)精度(定义为协议设备读数和观察者记录),和(b)可靠性(定义为该设备的检测能力相同的姿势或步态时重复,而监督的观测研究协调员)。
检查的准确性IDEEA监视测量的身体活动类型5静态姿势(躺、坐、躺、站和精益)和三个活跃的步态(行走,提升楼梯,下楼梯)检查(表1)。检查的准确性IDEEA监视测量的身体活动水平、步态和速度进行计数。布特活动持续时间和顺序详细表1。评估步态计数的准确性,30走步骤和九个步骤上楼梯和九个步骤下楼梯被选中是一段有意义的体育活动,代表活动的独立生存的环境和令人满意的时间评估IDEEA监测的准确性。没有姿势之间的休息时间;而一段10秒的静止是包括之间的过渡活跃的步态。
每项研究课题的身高和体重测量没有厚衣服鞋子或计算BMI。研究协调员IDEEA监视器和传感器放在每一个研究主题,主题的校准设备制造商推荐的坐姿,并激活使用IDEEA的设备制造商的软件(ActView程序(ActView 2),迷你太阳LLC,弗雷斯诺,CA)。每个主题研究穿自己的鞋和高跟鞋是可以避免的。每个传感器都仔细定位,然后贴在皮肤上使用Medipore低变应原的胶带(3米;http://www.3m.com)。受试者与传感器检查安慰一边的脚底。姿势和跑步机上行走测试进行了在一个限制出入房间,以避免外部干扰。房间配备了跑步机,医院的病床上,椅子,和环境控制对环境温度和湿度的房间。研究了每个参与者在一个单独的场合和被要求躺十分钟休息在开始研究之前的协议。研究协调员充分解释了身体活动协议,然后展示了每一个姿势,后跟一个第二语言的解释。参加者练习跑步机上行走和速度调整测量前会议。
研究协议开始时,每个主题开始躺的姿势和观察者记录姿势和并发。坐、躺、站、倾斜姿势描述的顺序表中随访1。这个话题然后使用跑步机的速度逐渐增加到1.5英里。七个层次的使用跑步机速度:1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5英里,那些速度行走的顺序是随机选择的。然而,如果一个参与者不能跟上走在一个特定的速度原因如膝盖疼痛,跑步机速度降低或会议停止行走。如果速度太快,走的参与者,参与者被允许运行。在跑步机上行走会话(在跑步机上走在第一个四个不同的速度),躺的姿势测试站,靠跑步机之间进行提供其他会话。最后的跑步机测试后,一个姿态测试坐着,躺着。
姿势和跑步机测试后,参与者有一个短暂的休息在走廊里散步和楼梯的升序或降序。每个参与者在走廊上走了30台阶其次是提升和下降9步骤的楼梯。走廊和楼梯走协议重复两次。研究协调员观察和记录了姿势,活动类型,跑步机的速度,和步态数量在整个协议。这项协议为每个参与者持续了90分钟。
2.4。数据分析
SAS 9.2版(http://www.sas.com;SAS研究所Inc .卡里,NC)是用于数据分析和结果反复核对与R统计软件(http://www.r-project.org)。对于体育活动的分析类型,第一个和最后一个10秒的每个姿势会话被排除在分析之外。如果IDEEA监控发现正确姿势超过90%的时候,它被视为正确检测。当设备检测不到六的九个步骤上下楼梯,它被认为是楼梯的错误检测活动类型。关于分析步态计数,一个案例(和相应的控制参与者)的上下攀爬活动发现走过IDEEA监视器被排除在楼梯计算分析。均值和标准差的排位赛活动数量计算。组内相关系数(ICC)被用来测试的可靠性步态计数装置,和评估设备是否更多地受到在主题变化比主题之间的变化。混合效应回归模型被用来检查设备是否准确估计步行速度。这个模型是足够的速度数据,因为我们预期内和参与者之间的可变性。模型应用的固定因素在速度和参与者的随机因素。该模型适合于一个额外的原因,发现将有可能被应用到一个随机的人口(提供一个适当大小的研究)。
3所示。结果
3.1。参与者人口
每个病态肥胖研究主题(例)与正常体重控制对年龄、身高、性别、种族(表2)。体重指数介于40.8和56.2公斤/之间在集团和20.1和22.8公斤/在对照组。
3.2。体育活动类型
检测的准确性IDEEA监测活动类型很好(表3)。IDEEA监控发现了五个姿势和三个步态中更准确地控制(92.7%)比在例(82.3%),这10.4%的差异具有统计学意义(卡方检验,)。IDEEA监视器发现步行活动在所有参与者准确,但准确性上下攀爬楼梯是低于走在两组。在一个极端肥胖参与者(BMI / 56.23公斤),IDEEA监控未能发现几个姿势正确通过检测“谎言”或“倾斜”,“坐”,“精益”为“,”和“提升/下降楼梯”,“走。”
3.3。身体活动水平
步态计数检测结果表明,IDEEA监控非常可靠,尤其是走在体重正常和病态肥胖人群(表4)。然而,步态计数的准确性在上升或下降的楼梯低于在走廊走在两组。
3.4。可靠性
在五个不同的姿势重复两次(12参与者5姿势= 60双),59岁的60对整合。组内相关(ICC)步态数量0.972中0.992例和控制。
3.5。步态速度估计
应用广义线性混合效应模型时,我们观察到实际的步行速度IDEEA监视器所预测的。大约有95%的实际速度的变化可以解释为随机效应模型(= 0.953)。当我们进一步检查根据组、可预测性IDEEA监视器估计步行速度准确例和对照组(图2,= 0.981的情况下,在控制= 0.931)。IDEEA监视器倾向于低估实际速度病例,但这种差异没有统计学意义。
(一)
(b)
4所示。讨论
我们提供新证据的准确性和可靠性新颖的物理活动监视器,IDEEA监视器,在检测的类型和时间的常见形式的体育活动在一个独特的人口patients-morbidly肥胖的女性。相比我们有IDEEA监控测量在病态肥胖女性测量在适当匹配控制和相关阅读一个观察者。此外,我们还发现IDEEA监视器的预测相比,行走的速度,衡量跑步机一样的病态肥胖女性在正常体重的控制。我们的发现很重要,因为身体活动能量平衡的一个重要方面和维持健康的体重,而且因为身体活动评估可以大大有助于肥胖的诊断和治疗(5]。此外,正如IDEEA监视器是设计用于在自由生活状态,测量的身体活动和能量消耗的计算可以用于术前评估、术后监测,减肥手术患者的长期随访。
前验证IDEEA监控的研究已经完成了一般人群(1,2和老年人等特殊群体的6)或患有脑瘫7]。我们的研究的独特之处在于,我们有针对性的病态肥胖人口调查的重点。一个特别的创新方面我们的工作重点久坐和步态测量活动。我们的招聘流程和精心选择的匹配正常体重控制是我们研究的额外优势。病态肥胖男性缺席的情况下在我们的案例中是志愿服务的模式的结果而不是任何选择性偏差的调查。因此,我们的研究发展成为一个主要的验证女性性别的监控。肥胖是女性比男性更常见的问题8- - - - - -12),我们专注于病态肥胖的女性是一个适当的方向的上下文中女性健康。总之,我们专注于身体活动的多个组件通常被忽视的人群中我们的研究是一个独特的力量。
IDEEA监视器显示显著的可靠性与一致性为98%所有五个姿势研究和97% - -99%为所有三个组内相关步态进行了研究。然而,IDEEA监控的检测精度在92.7%正常的体重组在当前研究比较顺利地低于98% -99%的准确率得到张等人在研究类似的人口(1]。此外,10.4%的减少检测的准确性IDEEA监视器在我们的例子中群病态肥胖的女性相比,体重正常的对照组女性在统计学上意义重大。低精度检测病态肥胖女性的姿势比正常体重的女性可以解释从胸部检测误差传感器这类患者胸部轮廓的差异有关。低精度的检测步态活动在病态肥胖的女性比体重正常的女性可能是由于他们的行走模式特点是慢运动,更短的进步,和有限的大腿的动作。也有可能我们的一些缺陷可能与我们相对缺乏经验使用这个新设备相比,张等人那些先驱者的验证和使用IDEEA监控(1,2]。
另一方面,即使是82.3%的检测精度,病态肥胖女性和92.7%检测精度在正常体重的女性可能的临床的重要性缺乏可用的监控,可以监控的类型和时间体育活动在自由的生活状态。在这方面我们必须强调,检测的准确性坐,站立,行走在病例和100%控制在我们的研究中,这三种类型的体育活动都是最重要的为我们的临床目的病态肥胖的女性倾向于不经常使用楼梯(或跑或跳)和能量消耗的差异之间的久坐不动的姿势,如撒谎,斜倚,坐在最小的临床结果。因此,通过优秀检测角度,IDEEA监视器显示的准确性坐下,站立,行走,在正常体重的女性和病态肥胖足趾与卓越的可靠性和优良的测量我们速度可以放心,IDEEA监视器是一个有价值的新工具在身体活动评估肥胖。尽管小型研究数字,我们相信我们的结果是一个令人鼓舞的结果的初步探索性研究和证明发射更大的研究进一步研究使用IDEEA监测的评估和治疗病态肥胖。
病态肥胖是广泛流行,发病率正在增加,与危及生命的并发症(8,10,13- - - - - -16]。因此,越来越多的患者采取减重手术近年来(8,13,17- - - - - -20.]。我们理解能量消耗在减肥手术病人是有限的的合适的方法来衡量体力活动缺乏独立生存的状态。IDEEA监视器是一种新的数字设备,不仅措施体育活动在自由的生活状态,还计算使用身体活动能量消耗数据捕获和应用数据建立了数学公式(1,2]。IDEEA监控无损伤,方便,多才多艺。与现有方法相比,IDEEA监视器有卓越的技术能力,因为它有能力检测类型、持续时间、频率和强度的体力活动。饮食和锻炼依从性是最重要的减肥手术后成功减肥。通过测量身体活动,估计能量消耗,并记录体重的变化,我们可以计算能量摄入,从而建立新的方法坚持术前评估的建议。这些信息将在他们的教育咨询患者尤其有用长期减肥手术前和手术后的跟进。定量方法评估的发展能量消耗和能量摄入,代替定性自我报告经常使用,将构成一个重大进步。
准确监控量化细节的身体活动或估计能量消耗是缺乏独立生存的条件下3,21]。双标记水(DLW)是一种替代能源支出估计但昂贵和不检测身体活动的细节22]。计步器测量步数步幅和速度但不敏感,不区分久坐不动的姿势(4]。大规模集成电机活动监视器(LSI)使用水银开关倾角敏感数据关联但不估计能量消耗水平在行走和奔跑(23]。加速度计,使用压电或压敏电阻棒三维加速度可以量化的持续时间、频率和强度的运动,但缺少的不是检测活动的类型(24]。例如,开车时传感器的输出可以高于而爬楼梯。我们选择了IDEEA监控为我们的研究没有其他现有设备(25- - - - - -29日]匹配IDEEA监控的准确性和通用性。
鉴于所有年龄不断升级的肥胖流行病,我们已经确定了一个重要的临床emphasis-assuring面积测量的身体活动是有效的在人是病态肥胖。我们的研究的一个重要方面是强调久坐和步态测量活动。定性评估的身体活动是重要的体育活动的类型有一个轴承在长期的能量平衡。传统一直强调活动涉及到有力的发挥,如短时间内剧烈运动(如跑步、体育运动、游泳、强烈的水上运动,举重)。然而,现在的累积效应明显,常规的日常活动涉及适度的活动与剧烈运动对能量消耗的影响(25,30.]。做体力活动(NEPA)和做活动生热作用(整洁)创造了一些的短语来描述的姿势和动作的变化特征的例程日常生活而不是剧烈运动。NEPA评估地方强调occupation-related活动,常规的日常任务,常见的娱乐活动。因此,NEPA更相关的病态肥胖人口不习惯传统形式的剧烈运动。IDEEA设备提供了定性分析的日常生活的身体的姿势、动作和还提供了定量评估这些个人日常活动。尽管我们的研究设计的局限性如小样本大小和女性参与者,这是第一次研究证明的有效性IDEEA监控测量身体活动和久坐不动的水平病态肥胖个人。准确的测量活动和nonactivity都需要确定饮食和久坐行为的相对重要性在肥胖的发病率和持久性。进一步验证研究需要在较大的病态肥胖的研究样本,应该根据BMI分层。进一步的研究应该评估使用设备的实用性在日常环境中。此外,未来的研究应该使用一组多个观察者克服interobserver变异或执行数字视频记录的每个物理活动会话被观察者的团队详细分析。
总之,我们已经表明,IDEEA监控器可用于合理的准确性和优秀的可靠性评估的病态肥胖人群的体育活动。这些初步的研究结果表明,IDEEA监视器可能被用作临床有意义的体育活动测量仪在病态肥胖和久坐不动的行为。对于未来的研究,有潜在的应用使用的IDEEA监视器减肥手术病人的术前评价和术后咨询。
缩写
| IDEEA | 智能设备能量消耗和活动 |
| 身体质量指数 | 身体质量指数 |
| 国际刑事法庭 | 内部类相关系数 |
| NEPA | 做体育活动 |
| 整洁的 | 做活动的生热作用 |
确认
这项工作是由一名飞行员授予。塞缪尔博士国立卫生研究院通过爱荷华大学的临床与转化科学项目(NIH-NCRR 1 ul1rr024979 1 kl2rr024980, 1 tl1rr024981)。城市,IA。