METODI
Soggetti e procedure
Un totale di 110 maschi sani (età: 21.6 (SD 2.5); BMI: 23.6 (2.2)) si sono offerti volontari. I criteri di esclusione includevano il fumo e qualsiasi lesione muscolare o scheletrica. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i partecipanti dopo una spiegazione completa delle procedure coinvolte. La coorte è stata arbitrariamente divisa in gruppi di modello (n = 40) e di convalida (n = 70). L’analisi della varianza (ANOVA) non ha rivelato alcuna differenza significativa tra i due gruppi in termini di caratteristiche antropometriche.
In un periodo di 14 giorni, tutti i partecipanti sono stati sottoposti a una valutazione Vo2max su treadmill e hanno eseguito il 20mMST in una palestra coperta con pavimento in gomma. A differenza del gruppo di convalida, i partecipanti del gruppo modello sono stati sottoposti alla valutazione Vo2max mentre eseguivano la 20mMST utilizzando un analizzatore di gas portatile. Si è prestata particolare attenzione a mantenere condizioni ambientali simili in entrambi i siti di misurazione durante la valutazione. Prima delle visite di raccolta dati, i soggetti sono stati familiarizzati con tutti i protocolli di valutazione. Sono stati anche avvisati di evitare attività stressanti 36-48 ore prima delle visite di raccolta dati. I test sono stati condotti in ordine casuale, dagli stessi investigatori e alla stessa ora per ogni soggetto tra le 9:00 e le 12:00 o tra le 14:00 e le 17:00. Lo studio è stato approvato dal Consiglio etico di ricerca dell’Università di Wolverhampton.
Raccolta dei dati
Valutazione in laboratorio del Vo2max (TT)
È stato utilizzato un test sul tapis roulant di Bruce modificato (TT) fino all’esaurimento.16 La velocità di corsa sul tapis roulant è stata manipolata di conseguenza per portare il soggetto all’esaurimento in 7-10 minuti. L’inclinazione del tapis roulant è stata aumentata di 2,5° ogni 3 min da un iniziale 3,5°. L’assorbimento di ossigeno (Vo2 (ml kg-1 min-1)) è stato misurato tramite spirometria a circuito aperto utilizzando un analizzatore di gas automatico (Vmax 29, SensorMedics, Yorba Linda, CA) precedentemente calibrato con gas standard. I parametri respiratori sono stati registrati ogni 20 s durante il test, mentre i soggetti ispiravano aria ambiente attraverso una valvola Rudolph a due vie a bassa resistenza. Per garantire che i soggetti raggiungessero il Vo2max, le misurazioni sono state considerate per ulteriori analisi quando almeno due dei seguenti criteri erano soddisfatti: (i) frequenza cardiaca massima superiore a 185 bpm, (ii) rapporto di scambio respiratorio superiore a 1,1, e/o (iii) rilevamento di un plateau nella curva Vo2. L’EC in kcal è stato calcolato per ogni singolo minuto/stadio come il prodotto del Vo2 medio (l min-1) per l’equivalente calorico corrispondente.17
Valutazione sul campo del Vo2max (20mMST)
Questo test è stato condotto secondo le procedure stabilite.6 Nel gruppo modello è stato utilizzato un analizzatore di gas portatile (K4b2, Cosmed, Roma, Italia) per registrare i parametri respiratori ogni 20 s durante il test, mentre i soggetti inspiravano aria ambiente attraverso una maschera. L’assorbimento massimo di ossigeno era il parametro principale determinato con il metodo del circuito aperto. Prima della misurazione, l’analizzatore di gas è stato calibrato con gas standard. L’esaurimento è stato confermato quando sono stati soddisfatti almeno due dei seguenti criteri (i) frequenza cardiaca massima superiore a 185 bpm, (ii) rapporto di scambio respiratorio superiore a 1,1, e/o (iii) rilevamento di un plateau nella curva Vo2. Il CE in kcal è stato calcolato per ogni singolo minuto/stadio come il prodotto del Vo2 medio (l min-1) per l’equivalente calorico corrispondente.17 Nel gruppo di convalida, il Vo2max è stato predetto dalle prestazioni 20mMST secondo le procedure stabilite.6
L’analizzatore di gas K4b2 pesava 475 g e non doveva alterare significativamente le richieste energetiche dei soggetti. Uno studio pilota con cinque soggetti (età: 21,6 (SD 1,3); BMI: 24,3 (1,5)) è stato condotto al fine di indagare le richieste energetiche aggiuntive e garantire un accordo significativo tra i due analizzatori di gas impiegati. I soggetti, che non hanno partecipato alla parte principale dell’indagine, hanno eseguito il TT precedentemente descritto due volte utilizzando entrambi gli analizzatori di gas. I risultati non hanno mostrato alcuna differenza significativa (p>0,05) tra il valore medio di Vo2max registrato dall’analizzatore di gas fisso (Vmax 29, SensorMedics) e quello portatile (K4b2, Cosmed) (48,7 (SD 3,1) contro 49,1 (3.5) ml kg-1 min-1, rispettivamente), con un errore assoluto medio di 0,51 (SD 0,18) ml kg-1 min-1.
Le analisi statistiche
Abbiamo usato l’ANOVA per confrontare l’EC medio tra TT e 20mMST. L’effetto della varianza dei costi energetici tra TT e 20mMST (ECV) sul modello originale di previsione delle 20mMST (EQLÉG6) è stato valutato tramite un modello lineare generale simultaneo (GLM). Questo modello mirava a prevedere le differenze/errori di Vo2max tra TT e EQLÉG utilizzando l’ECV medio come variabile indipendente. Inoltre, i coefficienti di correlazione di Pearson sono stati utilizzati per rilevare la linearità tra ECV e varie caratteristiche antropometriche.
Per il calcolo del nuovo modello di previsione, è stato impiegato l’approccio delle equazioni di stima generalizzate (GEE)18 per tenere conto della dipendenza specifica del soggetto tra le osservazioni ripetute. Il GEE è un approccio potente nell’adattamento di modelli lineari generalizzati a variabili di risposta distribuite in modo non normale ma dipendente.18 Un quadro GLM con stima GEE è stato introdotto per generare un’equazione (EQMST) che predice il Vo2max misurato durante il 20mMST utilizzando i dati del gruppo modello (n = 40). Per quest’ultimo modello, la velocità massima raggiunta (MAS) durante le 20mMST è stata impostata come variabile indipendente. Successivamente, un secondo GLM con stima GEE è stato eseguito generando il modello EQTT che mirava a prevedere il TT Vo2max standard di riferimento (variabile dipendente) utilizzando il risultato finale dell’EQMST come variabile indipendente. Questa procedura è stata impiegata per produrre un modello Vo2max 20mMST che tiene conto dell’ECV. Per garantire che le procedure seguite nel calcolo del modello EQTT fossero effettivamente superiori all’approccio tradizionale, è stato calcolato un GLM utilizzando TT Vo2max (variabile dipendente) e MAS (variabile indipendente). L’ANOVA e i coefficienti di correlazione di Pearson sono stati utilizzati per rilevare eventuali distorsioni tra i valori medi effettivi e previsti di Vo2max per i tre modelli.
I dati dei restanti 70 soggetti (denominati gruppo di convalida) sono stati utilizzati per la convalida incrociata di EQTT e del modello EQLÉG originale. Coefficienti di correlazione, ANOVA, analisi dei limiti di accordo al 95% (LIMAG) e coefficienti percentuali di variazione (CV%) sono stati adottati per convalidare i due modelli secondo le procedure stabilite.19 Gli intervalli di confidenza al novantacinque per cento (CI95%) e l’analisi della curva ROC sono stati calcolati utilizzando il software statistico incorporato in SAS/Macro/IML. Quest’ultimo software è progettato specificamente per adattare le curve ROC utilizzando variabili dummy per i dati ottenuti da disegni a misure ripetute. L’area sotto la curva ROC è stata stimata utilizzando il metodo non parametrico di Wilcoxon.20 Il punto di demarcazione del Vo2CR è stato fissato a 44 ml kg-1 min-1 secondo le linee guida disponibili.1,4,5 La sensibilità e la specificità calcolate con i corrispondenti CI95% sono state utilizzate per determinare l’efficacia delle due equazioni nello screening del Vo2CR. La sensibilità (SE) è stata definita come la proporzione di soggetti al di sotto del Vo2CR che hanno dimostrato un valore predetto 20mMST inferiore a 44 ml kg-1 min-1. La specificità (SP) è stata definita come la proporzione di soggetti al di sopra del Vo2CR che hanno rivelato un valore previsto di 20mMST superiore o uguale a 44 ml kg-1 min-1. L’analisi McNemar χ2 ha esaminato le differenze tra la sensibilità e la specificità calcolate al cut off point per entrambe le equazioni. La statistica κ di Cohen è stata utilizzata per valutare l’accordo tra i modelli di previsione e il test standard di riferimento. Infine, l’ANOVA e i coefficienti di correlazione di Pearson sono stati utilizzati per rilevare eventuali distorsioni tra i valori medi effettivi e previsti. Tutte le analisi statistiche sono state effettuate con i pacchetti software statistici SPSS (versione 11.5; SPSS, Chicago, IL) e SAS (versione 8.2; SAS Institute, Cary, NC, USA). Il livello di significatività è stato fissato a p<0,05.
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