Validation of physical activity monitors in individuals with diabetes: energy expenditure estimation by the multisensor SenseWear Armband Pro3 and the step counter Omron HJ-720 against indirect calorimetry during walking.

Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství
 
Cílem studie bylo otestovat shodu v energetickém výdeji vypočítaném náramkovým zařízením SenseWear Armband Pro3 (BodyMedia, Pittsburgh, USA) a krokoměrem Omron HJ-720 (Omron Healthcare, Kyoto, Japonsko) během chůze v porovnání s metodou nepřímé kalorimetrie jakožto zlatým standardem výpočtu energetického výdeje metabolickou cestou. Do studie bylo zařazeno celkem 6 mužů (60,3 ± 3,1 let) a 13 žen (51,1 ± 11,0 let) s diabetem mellitem I. a II. typu. Každá ze sledovaných osob absolvovala tři 15minutová měření při chůzi na běžícím pásu s různými kombinacemi rychlosti a sklonu (3 km.h^–1, 0%; 4 km.h^–1, 0%; 5 km.h^–1, 5%). Energetický výdej se současně měřil oběma testovanými přístroji a nepřímou kalorimetrií. Obě sledovaná zařízení vykázala značné nadhodnocení vypočítaného energetického výdeje při chůzi po rovině a relativně malé podhodnocení při rychlé chůzi do kopce. Na otázky odpovídá Mgr. Stanislav Machač, první autor článku.
 
Čím si vysvětlujete nadhodnocený energetický výdej u obou přístrojů při chůzi po rovině ve srovnání s přesnějším měřením? Objevily se zásadní rozdíly mezi jednotlivými přístroji?
Nadhodnocení přístrojů při chůzi po rovině, které jsme v rámci studie zaznamenali, je opravdu značné. Z velmi malé části je možné jej vysvětlit chůzí na rovném laboratorním běhátku, která může být z hlediska biomechanické efektivity více ekonomická než chůze ve venkovním prostředí. Obecně si ale zjištěné nadhodnocení vysvětluji tím, že přístroje technicky prostě neumí rozlišit chůzi do kopce, po rovině a z kopce dolů. Přístroje tedy neodhalí sklon chůze, který v reálu přináší velmi různé energetické nároky. Strategie výrobců možná spočívá v tom, že zprůměrování energetického výdeje chůze do svahu nahoru a ze svahu dolů je celkově vyšší než hodnota výdeje chůze po rovině. Protože neumí v celkovém úhrnu zhodnotit dobu, resp. poměr chůze po rovině, nahoru a dolů, mohli se rozhodnout výpočet nadhodnotit. Pokud tedy pacient používá zařízení např. jeden celý den, může být v celkovém úhrnu chyba menší, než byla stanovena v naší studii. Nic z toho ovšem nevysvětluje tak obrovské nadhodnocení. Podobnou studii letos publikovali kolegové v Dánsku u pacientů s artrózou kyčle a dospěli k velmi srovnatelným výsledkům.
 
Mezi oběma testovanými přístroji výrazné rozdíly nebyly. To je velmi zajímavé, neboť jeden z přístrojů byl o řád dražší než druhý a dle výrobce využívá nejen akcelerometrického systému, ale i jiných modalit, včetně monitorování povrchové teploty nebo změn v kožní rezistenci pro stejnosměrný proud během pohybové aktivity.
 
V čem spočívá metoda nepřímé kalorimetrie a proč je nazývána zlatým standardem?
Nepřímá kalorimetrie využívá faktu, že organické látky, které pozřeme, je třeba pro kontinuální uvolňování energie oxidovat. To platí jak pro energetický výdej v klidu, tak i během pohybové aktivity. Poměrně přesně víme, kolik energie se oxidačně uvolní dodáním daného objemu kyslíku základním organickým látkám. Toto energetické kvantum se u cukrů, tuků a bílkovin mírně liší. Pokud však v rovnovážném stavu pohybové aktivity, v našem případě chůze, analyzujeme nejen množství přijatého kyslíku, ale i poměr přijatého kyslíku a vydaného oxidu uhličitého, umíme posoudit poměr oxidace tuků a cukrů, a tím i upřesnit energetický ekvivalent spáleného mixu živin, a v důsledku toho celý výpočet energetického výdeje. Oproti dalším referenčním metodám stanovování energetického výdeje, zejména přímou kalorimetrií nebo metodou dvojitě značené vody, dává nepřímá kalorimetrie nespornou výhodu v možnosti analýz poměrně krátkých časových intervalů.
 
Proč je měření fyzické aktivity u pacientů s diabetem důležité? Používá se v praxi, resp. používají ho pacienti s diabetem běžně? V čem je vaše studie pro pacienty přínosná?
Samotné měření energetického výdeje v terénu zcela kruciální záležitostí není. Zásadní je, aby pacienti s metabolickým syndromem či diabetem byli svým lékařem k pohybu vůbec nějak účinně motivováni. V literatuře existuje pevná evidence pro to, že u většiny těchto pacientů je pohybová aktivita naprosto klíčová, a u mnohých dokonce metodou první volby. O to více mě mrzí, když vidím, jak okrajovým tématem pro praktiky a diabetology pohyb povětšinou zůstává. Teď více k vaší otázce: existuje mnoho komerčně dostupných monitorů pohybové aktivity, resp. energetického výdeje. Některé pracují na principu snímání srdeční frekvence, jiné zjišťují trajektorii pohybu dle GPS, pak máme metody dotazníků přiřazující jednotkový výdej dle tabulkových hodnot pro danou pohybovou činnost apod. Všechny tyto metody mají svou nepřesnost a limity použití. Využití velmi záleží na osobnosti pacienta. Zejména pro technické typy může být použití některého objektivizačního prostředku opravdu motivační. O to více, pokud tito lidé s pohybovou aktivitou začínají a ještě ji nedostali „do pocitu“. Další přínos může být v rozvíjející se telemedicíně, kdy zdravotník získává orientační údaje o objemu pohybové aktivity pacienta on-line. V každém případě by měl daný prostředek přinášet důvěryhodná data. V naší studii jsme prokázali, že hodnota energetického výdeje chůze stanovená testovanými přístroji, které jsou poměrně rozšířené, důvěryhodný údaj není a nedá se označit ani za hodnotu orientační. Tuto hodnotu tedy není možné vztahovat ani k hodnotám energetického příjmu potravin. Nicméně zde testované a jim podobné přístroje mohou být stále využitelné jako krokoměry. Jednoduchý údaj o počtu kroků za den není podle jiných studií zatížen významnou chybou, není narozdíl od falešné hodnoty energetického výdeje zavádějící a přesto, že nám příliš nepoví o charakteru chůze, zůstává dobrým odrazem habituální pohybové aktivity použitelným i pro preskripci. Údaj o počtu kroků je také možné průběžně sledovat, a pacient tak ví, kolik má daný den ještě ujít.