Опыт использования акселерометра для оценки уровня физической активности населения

Авторы:
  • Е. Ю. Забина
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • В. А. Зиновьева
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • М. В. Попович
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • М. А. Старовойтов
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • И. С. Глазунов
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • Е. С. Данилова
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • А. В. Маньшина
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
  • Е. В. Усова
    ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр профилактической медицины» Минздрава России, Москва, Россия, 101990
Журнал: Профилактическая медицина. 2017;20(5): 54-58
Просмотрено: 1461 Скачано: 290

Физическая активность (ФА) оказывает значимое положительное влияние на здоровьe и способствует предотвращению неинфекционных заболеваний (НИЗ) [1]. Обычно данные о ФА населения собирают в популяционных исследованиях посредством интервью или самозаполняемых вопросников [2]. Однако этот метод отличается существенной предвзятостью, связанной с сочетанием склонности, обусловленной социальной природой, к ожидаемым «правильным» ответам и когнитивной проблемой, связанной с оценкой частоты и продолжительности ФА [3, 4]. Кроме того, опросы населения ограничены в количестве вопросов, используемых для оценки конкретного поведения, что затрудняет количественную оценку общей ФА [5].

Объективные измерительные устройства, такие как шагомеры, которые измеряют шаги, и акселерометры, которые измеряют интенсивность движения, предлагают потенциальное решение проблем с данными опроса [6, 7]. Эти устройства небольшие по размеру, могут хранить данные в течение длительного времени и становятся все более надежными, доступными и простыми в пользовании. Они широко используются для оценки интенсивности движения в спорте и в клинической практике. Акселерометры также использовались при проведении нескольких крупномасштабных популяционных исследований в различных странах [8—10].

Мы попытались объективно оценить ФА в случайной выборке из общей популяции с помощью акселерометров.

Цель этого исследования — определить возможность использования акселерометра для измерения ФА в популяции и сопоставить оценкy рекомендованного уровня ФА с помощью акселерометра и самозаполняемого опросника.

Материал и методы

Исследование проводилось среди сотрудников медицинского научно-исследовательского центра. По разным причинам (не работают, в декретном отпуске и т. п.) были исключены из исследования 107 (13,2%) человек. Таким образом верифицированный список для определения случайной выборки для проведения оценки ФА составил 709 человек.

Из 709 человек методом случайной выборки были идентифицированы 200 человек (100 мужчин и 100 женщин в возрасте 25—64 года) для проведения оценки ФА методом опроса и акселерометрии, отклик в исследовании составил 51% (102 респондента) (табл. 1).

Таблица 1. Этапы формирование выборки и отклик

Для определения уровня ФА методом акселерометрии использовался цифровой фитнеc-браслет Fitbit Flex 2 (производство «Fitbit», США), который респонденты должны были носить на запястье в течение 5 дней. В основе Fitbit Flex 2—3-осевой акселерометр, который регистрирует и анализирует данные об ускорении и предоставляет подробную информацию о частоте, длительности, интенсивности и моделях движения для расчета сделанных шагов, пройденного расстояния и сжигаемых калорий. tрехосевая реализация делает измерение активности более точным, по сравнению со старыми одноосевыми шагомерами. Устройство по беспроводной связи синхронизируется с компьютерами и смартфонами для предоставления данных о привычных физических нагрузках пользователя. Подробная информация о протоколе акселерометрии доступна на сайте компании [11].

Анализ интенсивности ФА, измеряемой акселерометром, был представлен тремя способами:

1) среднее количество минут интенсивной (8 МЕТ) и умеренной ФА (4 МЕТ) в день;

2) количество шагов и суммарное расстояние, пройденное в день;

3) оценка энергозатрат (МЕТ-мин) в день и соответствия уровня ФА участников рекомендованной ФА.

Участники исследования также ответили на вопросы опросника GPAQ o их типичной Ф.А. Опросник GPAQ рекомендован как инструмент оценки ФА в STEPS — международной системе мониторинга факторов риска НИЗ [12, 13]. Он содержит вопросы о времени, затрачиваемом еженедельно на выполнение трех категорий ФА: на работе, во время транспортировки с места на место (перемещение) и в свободное от работы время (досуг).

Критерием «достаточной» ФА были рекомендации ВОЗ для взрослого населения: 150 мин ФА умеренной интенсивности или 75 мин интенсивной ФА за неделю, или эквивалентная комбинация умеренной и интенсивной ФА [14].

Дополнительно рассчитывались индивидуальные затраты энергии ответившего. При расчете общего расхода энергии в МЕТ, выполнению умеренной ФА в течение 1 мин соответствовали 4 МЕТ, а интенсивной — 8 MET. Соответственно, затраты 600 МЕТ и более в неделю считались достаточными [15]. Статистический анализ проводили с использованием программного обеспечения SPSS. Описательная статистика проводилась с расчетом частоты и процентoв для категориальных переменных.

Результаты

В анализ включены данные только тех респондентов, которые носили акселерометр в течение хотя бы 4 дней и имели информацию по всем показателям.

Этим критериям, полностью пригодным для анализа, соответствовали 67% от первоначальной выборки (20 мужчин и 52 женщины), среди них преобладали лица среднего возраста (табл. 2).

Таблица 2. Демографическая характеристика популяции по полу и возрасту

Средняя продолжительность интенсивной и умеренной активности, представленная в табл. 3, была

Таблица 3. Длительность интенсивной и умеренной активности по данным акселерометрии (средние показатели и стандартная ошибка), мин/сут
несколько выше у мужчин, чем у женщин. Обращает внимание высокая продолжительность интенсивной нагрузки у обследованных. Хотя c возрастом, за исключением самой молодой группы, отмечалось некоторое увеличение продолжительности интенсивной активности у лиц обоего пола, небольшое количество обследованных в старшей возрастной группе не позволило обнаружить статистическую достоверность. Продолжительность умеренной активности не имела связи с возрастом.

Как показано в табл. 4, ходьба

Таблица 4. Количествo шагов в день и суммарное расстояние, проходимoe за день, по данным акселерометрии (средние показатели и стандартная ошибка)
вносила существенный вклад в общую ФА обследованных. Мужчины делали больше шагов в день и соответственно проходили большее расстояние, чем женщины. В среднем, мужчины делали 10 925 шагов в день и проходили 5,4 км, а женщины — 10 095 шагов проходили 4,7 км. У женщин среднее количество шагов в день увеличивалось с возрастом, у мужчин такая зависимость не наблюдалась.

При cравнении двух методов оценки ФА — опросника и акселерометрии для определения средних энергозатрат за день, оказалось, что энергозатраты женщин, измеренные с помощью акселерометра, были в 2 раза выше, чем измеренные опросником. У мужчин, наоборот, показатели опросника были гораздо выше в группе 25—34 лет и в группе 45—54 лет, чем по акселерометру. Наибольшее расхождение отмечено у молодых людей (y мужчин — в 2,5 раза в сторону завышения, a у женщин в 2,4 раза в сторону занижения) и у лиц в старшей возрастной группе (у мужчин — в 2,8 раза, a y женщин — в 6,2 раза в сторону занижения данных опросника) (табл. 5).

Таблица 5. Средняя величинa и стандартная ошибка энергозатрат на ФА за день (МЕТ/мин) по данным акселерометрa Fitbit Flex 2 и опросника GPAQ

Однако при этом oба метода показали, что одинаково высокая доля обследованных (95% мужчин и около 90% женщин) имеют ежедневную ФА, которая соответствует требованиям достаточной активности (табл. 6).

Таблица 6. Доля лиц, имеющих достаточный уровень физической активности, по данным акселерометрии и опросника Примечание. * — по интенсивности активности: 150 мин ФА умеренной интенсивности или 75 мин интенсивной ФА за неделю, или эквивалентная комбинация умеренной и интенсивной ФА; ** — по затратам энергии: 600 МЕТ/мин и более в неделю [13].

Обсуждение

Применение акселерометра в популяционном исследовании позволяет получить объективные измерения ФА населения. Эти объективные данные качественно согласуются с результатами опроса. Мужчины были более активны в группе 35—44 лет, женщины — в 55—64 лет. Однако абсолютные величины энергозатрат, полученныe в результате акселерометрии, дают отличную картину по сравнению с опросником о ФА обследуемых.

Эти различия могут быть связаны с несколькими факторами. Одна из возможностей заключается в том, что акселерометр обеспечивает оценку, близкую к истине, а респонденты необъективны в оценке своей ФА [16]. Неточность оценки уровня активности при опросе может быть результатом неправильной классификации легкой и умеренной активности, сидячего образа жизни или неточным расчетом продолжительности активности. Ошибки в классификации интенсивности могут быть связаны с применением МЕТ как для объективного, так и для субъективного измерения активности. В то время как исследователи определяют отрезные точки для достаточной активности в МЕТ, очевидно, что респонденты, отвечающие на вопросы, не знакомы с метрикой MET. Они могу использовать относительные определения интенсивности при ответе на вопросы, несмотря на попытки исследователей откалибровать ответы путем предоставления примеров активности различной интенсивности.

С другой стороны, данные опросника могут быть более точными в той части активности, которая связана с видами деятельности, которые не фиксируются акселерометром, такими как езда на велосипеде, плавание или перенос тяжестей [17]. В то же время использование акселерометра для измерения ФА сталкивается с такими проблемами, как низкий отклик, возможность неисправности при ношении, разряд батареи, случайное перепрограммирование и т. д.

Отрезные точки, выбранные для умеренной и интенсивной активности, основаны на ограниченном числе данных, полученных главным образом из опросов. Использование одинаковых критериев для лиц всех возрастов может привести к недооценке активности средней интенсивности у пожилых людей, так как не учитывается снижение физической работоспособности с возрастом [18].

В нашем исследовании доля лиц, чья ФА соответствует рекомендованной, по данным акселерометрии практически не отличается от оценки, основанной на результатах опроса. По данным обоих методов, 95% обследованных мужчин и около 90% женщин имели достаточный уровень активности.

Важно учитывать, что действующие рекомендации по достаточной ФА [15,18] основаны на эпидемиологических связях между опросом о ФА и данными о состоянии здоровья. Более широкое использование акселерометров или других объективных мер позволит уточнить эти рекомендации.

Как упоминалось ранее, акселерометры неоднократно использовались в масштабных популяционных исследованиях в разных странах, из-за различий в сборе данных, их обработке, фильтрации, в подходах к выбору «отрезных точек» уровней активности полученные результаты не могут быть напрямую сопоставлены [19].

Результаты нашего исследования показали ограниченную возможность использования акселерометра для проведения популяционных исследований, прежде всего, в связи с низким процентом лиц (51%), согласившихся на участие в обследовании, и возможными техническими проблемами, возникающими при ношении браслета, а также c более высокой стоимостью и продолжительностью проведения исследования. В настоящий момент при проведении массовых исследований по оценке уровня ФА в популяции, по нашему мнению, опросник остается методом выбора в силу простоты, доступности, дешевизны и относительной надежности. Однако необходимо признать, что в будущем, по мере их усовершенствования, роль методов объективной оценки ФА, как практичной и приемлемой альтернативы, будет возрастать.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн — Е.З., М.П., И.Г.

Сбор и обработка материала — В.З., Е.Д., А.М., Е.У.

Статистическая обработка данных — М.С.

Написание текста — Е.З., В.З., М.П.

Редактирование — М.П., Е.З., В.З.

Сведения об авторах

Забина Елена Юрьевна — к.м.н., с.н.с. отд. интегрированных программ профилактики НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: orcid.org/0000-0002-2327-0228eLibrary SPIN:792341; e-mail: EZabina@gnicpm.ru;

Зиновьева Вероника Анатольевна — м.н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0002-2567-711X; eLibrary SPIN: 809852; e-mail: VZinovieva@gnicpm.ru;

Попович Марина Викторовна — к.м.н., рук. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0003-2594-3446, eLibrary SPIN: 800264; e-mail: MPopovich@gnicpm.ru;

Старовойтов Михаил Леонидович — м.н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000 0002 09298646; e-mail: starovoytovm.l@gmail.com

Глазунов Игорь Сергеевич — д.м.н., в.н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0002-3572-0097; eLibrary SPIN: 751736; e-mail: IGlazunov@gnicpm.ru;

Данилова Екатерина Сергеевна — н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0003-3404-6624; eLibrary SPIN: 630850; e-mail: EDanilova@gnicpm.ru;

Маньшина Анастасия Викторовна — м.н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0001-7727-4550; eLibrary SPIN: 906280; e-mail: AManshina@gnicpm.ru;

Усова Екатерина Витальевна — с.н.с. отд. интегрированных программ профилактики ФГБУ НМИЦ ПМ Минздрава России; ORCID: 0000-0002-6822-1681, eLibrary SPIN:736816; e-mail: EUsova@gnicpm.ru

Список литературы:

  1. Lee I-M, Shiroma EJ, Lobelo F, Puska P, Blair SN, Katzmarzyk PT. Effect of physical inactivity on major non-communicable diseases worldwide: an analysis of burden of disease and life expectancy. Lancet. 2012;380:219-229.
  2. Troiano RP, Macera CA, Ballard-Barbash R. Be physically active each day. How can we know? J Nutr. 2001;131:451S-460S.
  3. Sallis JF, Saelens BE. Assessment of physical activity by self-report: status, limitations, and future directions. Res Q Exerc Sport. 2000;71:S1-S14.
  4. deLeeuw E, Borgers N, Smits A. Pretesting questionnaires for children and adolescents. In: Presser S, Rothgeb J, Couper M, et al editors. Methods for Testing and Evaluating Survey Questionnaires. New York (NY): John Wiley and Sons; 2004;409-429.
  5. Steene-Johannessen J, Anderssen SA, van Der Ploeg HP, Hendriksen IJM, Donnelly AE, Brage S, et al. Are self-report measures able to define individuals as physically active or inactive? Med Sci Sport Exerc. 2016;48.
  6. Bassett DR, Strath SJ. Use of pedometers to assess physical activity. In: Welk J, ed. Physical Activity Assessments for Health-Related Research. Champaign (IL): Human Kinetic; 2002;163-177.
  7. Troiano RP. Translating accelerometer counts into energy expenditure: advancing the quest. J Appl Physiol. 2006;100:1107-1108.
  8. Troiano RP, Berrigan D, Dodd KW, Masse LC, Tilert T, McDowell M. Physical activity in the United States measured by accelerometer. Medicine & Science in Sports & Exercise: 2008;40:1:181-188.
  9. Tremblay MS, Connor Corber S. Canadian health measures survey: brief overview. Canadian Journal of Public Health. 2007;98:453-456.
  10. Doherty A, Jackson D, Hammerla N, Plotz T, Olivier P, Granat MH, et al. Large scale population assessment of PA using wrist worn accelerometers: The UK Biobank Survey, PLoS ONE. 2017;12(2):e0169649. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0169649
  11. http://medgadgets.ru/obzory/rukovodstvo-polzovatelya-fitbit-flex.html
  12. Bull FC, Maslin TS, Armstrong T. Global physical activity questionnaire (GPAQ): nine country reliability and validity study. J Phys Act Health. 2009; 6:790-804.
  13. The WHO STEPwise approach to noncommunicable disease risk factor surveillance (STEPS). World Health Organization. http://www.who.int/ chp/steps/en/
  14. World Health Organization. Global Strategy on Diet, Physical Activity and Health. WHA57.17. In Proceedings of the 57th World Health Assembly. Geneva, Switzerland: World Health Organization. 2004;2-18.
  15. Global Physical Activity Surveillance. http://www.who.int/chp/steps/en/
  16. Duncan GE, Sydeman SJ, Perri MG, Limacher MC, Martin AD. Can sedentary adults accurately recall the intensity of their physical activity? Prev Med. 2001;33:18-26.
  17. Welk GJ. Use of accelerometry-based activity monitors to assess physical activity. In: Welk GJ, editor. Physical Activity Assessments for Health-Related Research. Champaign (IL): Human Kinetics. 2002;125-140.
  18. Pate RR, Pratt M, Blair SN, et al. Physical activity and public health. A recommendation from the Centers for disease control and prevention and the American College of sports medicine. JAMA. 1995;273:402-407.
  19. Chen KY, Bassett DR Jr The technology of accelerometry based activity monitors: current and future. Med Sci Sports Exerc. 2005;37:S490-S500.