METODE
Subjekter og procedurer
I alt 110 raske mænd (alder: 21,6 år (SD 2,5); BMI: 23,6 (2,2)) meldte sig frivilligt. Eksklusionskriterier omfattede rygning og eventuelle muskel- eller skeletskader. Der blev indhentet skriftligt informeret samtykke fra alle deltagere efter en fuldstændig forklaring af de involverede procedurer. Kohorten blev vilkårligt opdelt i en modelgruppe (n = 40) og en valideringsgruppe (n = 70). Variansanalyse (ANOVA) viste ingen signifikant forskel mellem de to grupper med hensyn til antropometriske karakteristika.
I løbet af en 14-dages periode gennemgik alle deltagere en Vo2max-vurdering på løbebånd og udførte 20mMST i en indendørs gymnastiksal med gummigulv. I modsætning til valideringsgruppen blev deltagerne i modelgruppen udsat for Vo2max-vurdering, mens de udførte 20mMST ved hjælp af en bærbar gasanalysator. Der blev lagt særlig vægt på at opretholde ensartede miljøforhold på begge målepladser under vurderingen. Forud for dataindsamlingsbesøgene blev forsøgspersonerne gjort bekendt med alle vurderingsprotokoller. De blev også rådet til at undgå stressende aktiviteter 36-48 timer før dataindsamlingsbesøgene. Testene blev udført i tilfældig rækkefølge, af de samme undersøgere og på samme tidspunkt for hver forsøgsperson enten mellem 9:00 og 12:00 eller mellem 14:00 og 17:00. Undersøgelsen blev godkendt af det forskningsetiske råd ved University of Wolverhampton.
Dataindsamling
Laboratorievurdering af Vo2max (TT)
Der blev anvendt en modificeret Bruce-løbebåndstest (TT) til udmattelse.16 Løbebåndets løbehastighed blev manipuleret i overensstemmelse hermed for at bringe forsøgspersonen til udmattelse på 7-10 min. Løbebåndets hældning blev forøget med 2,5° hvert 3. minut fra en indledende 3,5°. Iltoptagelsen af ilt (Vo2 (ml kg-1 min-1)) blev målt via spirometri i åbent kredsløb ved hjælp af en automatiseret gasanalysator (Vmax 29, SensorMedics, Yorba Linda, CA), der på forhånd var kalibreret med standardgasser. Respiratoriske parametre blev registreret hver 20. s under testen, mens forsøgspersonerne inspirerede rumluft gennem en tovejs Rudolph-ventil med lav modstand med tovejsventil. For at sikre, at forsøgspersoner opnåede Vo2max, blev målinger taget i betragtning til yderligere analyse, når mindst to af følgende kriterier var opfyldt: (i) maksimal hjertefrekvens større end 185 bpm, (ii) respiratorisk udvekslingsforhold større end 1,1 og/eller (iii) påvisning af plateau i Vo2-kurven. EC i kcal blev beregnet for hvert enkelt minut/stadie som produktet af gennemsnitlig Vo2 (l min-1) med det tilsvarende kalorieækvivalent.17
Feltvurdering af Vo2max (20mMST)
Denne test blev udført i henhold til etablerede procedurer.6 I modelgruppen blev der anvendt en bærbar gasanalysator (K4b2, Cosmed, Rom, Italien) til at registrere respiratoriske parametre hver 20. s under testen, mens forsøgspersonerne inspirerede rumluft gennem en ansigtsmaske. Den maksimale iltoptagelse var den vigtigste parameter, der blev bestemt ved hjælp af metoden med åbent kredsløb. Forud for målingen blev gasanalysatoren kalibreret med standardgasser. Udmattelse blev bekræftet, når mindst to af følgende kriterier var opfyldt: (i) maksimal hjertefrekvens på over 185 bpm, (ii) respiratorisk udvekslingsforhold på over 1,1 og/eller (iii) påvisning af plateau i Vo2-kurven. EC i kcal blev beregnet for hvert enkelt minut/trin som produktet af gennemsnitlig Vo2 (l min-1) med det tilsvarende kalorieækvivalent.17 I valideringsgruppen blev Vo2max forudsagt ud fra 20mMST-præstationen i henhold til etablerede procedurer.6
K4b2-gasanalysatoren vejede 475 g og forventedes ikke at ændre forsøgspersonernes energibehov væsentligt. Der blev gennemført en pilotundersøgelse med fem forsøgspersoner (alder: 21,6 (SD 1,3); BMI: 24,3 (1,5)) for at undersøge yderligere energikrav og sikre, at der var betydelig overensstemmelse mellem de to anvendte gasanalysatorer. Forsøgspersonerne, som ikke deltog i hovedparten af undersøgelsen, udførte den tidligere beskrevne TT to gange med begge gasanalysatorer. Resultaterne viste ingen signifikant forskel (p>0,05) mellem den gennemsnitlige Vo2max-værdi, der blev registreret af den stationære (Vmax 29, SensorMedics) og den bærbare (K4b2, Cosmed) gasanalysator (48,7 (SD 3,1) vs. 49,1 (3.5) ml kg-1 min-1, henholdsvis), med en gennemsnitlig absolut fejl på 0,51 (SD 0,18) ml kg-1 min-1.
Statistiske analyser
ANOVA blev anvendt til at sammenligne den gennemsnitlige EC mellem TT og 20mMST. Effekten af energiomkostningsvariansen mellem TT og 20mMST (ECV) på den oprindelige 20mMST-prædiktionsmodel (EQLÉG6) blev vurderet ved hjælp af en samtidig generel lineær model (GLM). Denne model havde til formål at forudsige Vo2max-forskelle/fejl mellem TT og EQLÉG ved hjælp af gennemsnitlig ECV som en uafhængig variabel. Desuden blev Pearsons korrelationskoefficienter anvendt til at påvise linearitet mellem ECV og forskellige antropometriske karakteristika.
Til beregning af den nye forudsigelsesmodel blev den generaliserede estimerende ligningsmetode (GEE)18 anvendt til at tage hensyn til den subjektspecifikke afhængighed mellem de gentagne observationer. GEE er en kraftfuld tilgang til tilpasning af generaliserede lineære modeller til ikke-normalt, men afhængigt distribuerede responsvariabler.18 Der blev indført en GLM-ramme med GEE-estimation for at generere en ligning (EQMST), der forudsiger Vo2max målt under 20mMST ved hjælp af modelgruppedata (n = 40). For sidstnævnte model blev den maksimalt opnåede hastighed (MAS) under 20mMMST sat som den uafhængige variabel. Derefter blev der udført en anden GLM med GEE-estimation for at generere EQTT-modellen, som havde til formål at forudsige referencestandard TT Vo2max (afhængig variabel) ved hjælp af slutresultatet af EQMST som en uafhængig variabel. Denne procedure blev anvendt til at frembringe en 20mMST Vo2max-model, der tager højde for ECV. For at sikre, at de procedurer, der blev fulgt ved beregningen af EQTT-modellen, faktisk var bedre end den traditionelle fremgangsmåde, blev der beregnet en GLM ved hjælp af TT Vo2max (afhængig variabel) og MAS (uafhængig variabel). ANOVA og Pearsons korrelationskoefficienter blev anvendt til at påvise eventuel skævhed mellem de gennemsnitlige faktiske og forudsagte Vo2max-værdier for de tre modeller.
Data fra de resterende 70 forsøgspersoner (benævnt valideringsgruppen) blev anvendt til krydsvalidering af EQTT og den oprindelige EQLÉG-model. Korrelationskoefficienter, ANOVA, 95%-grænser for overensstemmelsesanalyser (LIMAG) og procentvise variationskoefficienter (CV%) blev vedtaget til validering af de to modeller i henhold til etablerede procedurer.19 Femoghalvfems procent konfidensintervaller (CI95%) og ROC-kurveanalyse blev beregnet ved hjælp af statistisk software, der er inkorporeret i SAS/Macro/IML. Sidstnævnte software er specielt udviklet til at tilpasse ROC-kurver ved hjælp af dummy-variabler til data, der er opnået ved gentagne målinger. Arealet under ROC-kurven blev estimeret ved hjælp af den ikke-parametriske Wilcoxon-metode.20 Afgrænsningspunktet for Vo2CR blev fastsat til 44 ml kg-1 min-1 i henhold til de foreliggende retningslinjer.1,4,5 Beregnet sensitivitet og specificitet med tilhørende CI95 % blev anvendt til at bestemme effektiviteten af de to ligninger til screening for Vo2CR. Sensitivitet (SE) blev defineret som andelen af forsøgspersoner under Vo2CR, der viste en 20mMST-prædiktiv værdi under 44 ml kg-1 min-1. Specificitet (SP) blev defineret som andelen af personer over Vo2CR, som viste en 20mMST-prædiktionsværdi på over eller lig med 44 ml kg-1 min-1. McNemar χ2-analyse undersøgte forskellene mellem den beregnede sensitivitet og specificitet ved cut off-punktet for begge ligninger. Cohen’s κ-statistik blev anvendt til at vurdere overensstemmelsen mellem forudsigelsesmodellerne og referencestandardtesten. Endelig blev ANOVA og Pearsons korrelationskoefficienter anvendt til at påvise eventuel skævhed mellem de faktiske og forudsagte middelværdier. Alle statistiske analyser blev udført med de statistiske softwarepakker SPSS (version 11.5; SPSS, Chicago, IL) og SAS (version 8.2; SAS Institute, Cary, NC, USA). Signifikansniveauet blev fastsat til p<0,05.