METODER
Subjekt och tillvägagångssätt
Totalt 110 friska män (ålder: 21,6 (SD 2,5); BMI: 23,6 (2,2)) anmälde sig frivilligt. Uteslutningskriterierna omfattade rökning och eventuella muskel- eller skelettskador. Skriftligt informerat samtycke inhämtades från alla deltagare efter en fullständig förklaring av förfarandena. Kohorten delades godtyckligt in i modellgrupper (n = 40) och valideringsgrupper (n = 70). Variansanalys (ANOVA) visade ingen signifikant skillnad mellan de två grupperna när det gäller antropometriska egenskaper.
Under en 14-dagarsperiod genomgick alla deltagare en Vo2max-bedömning på löpband och utförde 20mMST i en inomhusgymnastiksal med gummigolv. Till skillnad från valideringsgruppen utsattes deltagarna i modellgruppen för Vo2max-bedömning medan de utförde 20mMST med hjälp av en bärbar gasanalysator. Man var särskilt noga med att upprätthålla liknande miljöförhållanden på båda mätplatserna under bedömningen. Före datainsamlingsbesöken blev försökspersonerna bekanta med alla bedömningsprotokoll. De uppmanades också att undvika stressiga aktiviteter 36-48 timmar före datainsamlingsbesöken. Testerna genomfördes i slumpmässig ordning, av samma undersökare och vid samma tidpunkt för varje försöksperson, antingen mellan 9:00 och 12:00 eller mellan 14:00 och 17:00. Studien godkändes av forskningsetiska nämnden vid University of Wolverhampton.
Datainsamling
Laboratoriebedömning av Vo2max (TT)
Ett modifierat Bruce-loppbandstest (TT) till utmattning användes16 . Löpbandets löphastighet manipulerades i enlighet med detta för att föra försökspersonen till utmattning på 7-10 min. Löpbandets lutning ökades med 2,5° var tredje minut från en inledande 3,5°. Syreupptagningen (Vo2 (ml kg-1 min-1)) mättes genom spirometri i öppen krets med hjälp av en automatiserad gasanalysator (Vmax 29, SensorMedics, Yorba Linda, CA) som tidigare kalibrerats med standardgaser. Andningsparametrarna registrerades var 20:e sekund under testet medan försökspersonerna inspirerade rumsluft genom en tvåvägs Rudolph-ventil med låg resistans. För att säkerställa att försökspersonerna uppnådde Vo2max beaktades mätningar för vidare analys när minst två av följande kriterier var uppfyllda: (i) maximal hjärtfrekvens högre än 185 bpm, (ii) andningsutbytesförhållande högre än 1,1 och/eller (iii) upptäckt av en platå i Vo2-kurvan. EC i kcal beräknades för varje enskild minut/steg som produkten av genomsnittlig Vo2 (l min-1) med motsvarande kaloriekvivalent.17
Fältbedömning av Vo2max (20mMST)
Detta test genomfördes enligt etablerade rutiner.6 I modellgruppen användes en bärbar gasanalysator (K4b2, Cosmed, Rom, Italien) för att registrera andningsparametrar var 20:e sekund under testet, medan försökspersonerna inspirerade rumsluft genom en ansiktsmask. Maximalt syreupptag var den viktigaste parametern som bestämdes med hjälp av metoden med öppen krets. Före mätningen kalibrerades gasanalysatorn med standardgaser. Utmattning bekräftades när minst två av följande kriterier var uppfyllda: (i) maximal hjärtfrekvens högre än 185 bpm, (ii) andningsutbytesförhållande högre än 1,1 och/eller (iii) upptäckt av en platå i Vo2-kurvan. EC i kcal beräknades för varje enskild minut/steg som produkten av genomsnittlig Vo2 (l min-1) med motsvarande kaloriekvivalent.17 I valideringsgruppen förutspåddes Vo2max från 20mMST-prestanda enligt etablerade förfaranden.6
Gasanalysatorn K4b2 vägde 475 g och förväntades inte förändra försökspersonernas energibehov nämnvärt. En pilotstudie med fem försökspersoner (ålder: 21,6 (SD 1,3); BMI: 24,3 (1,5)) genomfördes för att undersöka ytterligare energikrav och se till att det fanns en betydande överensstämmelse mellan de två gasanalysatorer som användes. Försökspersonerna, som inte deltog i huvuddelen av undersökningen, utförde den tidigare beskrivna TT-analysen två gånger med båda gasanalysatorerna. Resultaten visade ingen signifikant skillnad (p>0,05) mellan det genomsnittliga Vo2max-värdet som registrerades av den stationära (Vmax 29, SensorMedics) och den bärbara gasanalysatorn (K4b2, Cosmed) (48,7 (SD 3,1) mot 49,1 (3.5) ml kg-1 min-1 respektive), med ett genomsnittligt absolut fel på 0,51 (SD 0,18) ml kg-1 min-1.
Statistiska analyser
ANOVA användes för att jämföra genomsnittlig EC mellan TT och 20mMST. Effekten av energikostnadsvariationen mellan TT och 20mMST (ECV) på den ursprungliga prediktionsmodellen för 20mMST (EQLÉG6) bedömdes via en samtidig allmän linjär modell (GLM). Denna modell syftade till att förutsäga skillnader/fel i Vo2max mellan TT och EQLÉG med hjälp av genomsnittlig ECV som en oberoende variabel. Dessutom användes Pearsons korrelationskoefficienter för att upptäcka linjäritet mellan ECV och olika antropometriska egenskaper.
För beräkningen av den nya prediktionsmodellen användes metoden med generaliserade uppskattande ekvationer (GEE)18 för att ta hänsyn till ämnesspecifika beroenden mellan de upprepade observationerna. GEE är ett kraftfullt tillvägagångssätt för att anpassa generaliserade linjära modeller till icke-normalt men beroende distribuerade svarsvariabler.18 Ett GLM-ramverk med GEE-estimering infördes för att generera en ekvation (EQMST) som förutsäger Vo2max uppmätt under 20mMST med hjälp av modellgruppens data (n = 40). För den senare modellen fastställdes den maximalt uppnådda hastigheten (MAS) under 20mMST som den oberoende variabeln. Därefter utfördes en andra GLM med GEE-skattning för att generera EQTT-modellen som syftade till att förutsäga referensstandarden TT Vo2max (beroende variabel) med slutresultatet av EQMST som oberoende variabel. Detta förfarande användes för att skapa en 20mMST Vo2max-modell som tar hänsyn till ECV. För att säkerställa att de förfaranden som följdes vid beräkningen av EQTT-modellen verkligen var överlägsna det traditionella tillvägagångssättet, beräknades en GLM med TT Vo2max (beroende variabel) och MAS (oberoende variabel). ANOVA och Pearsons korrelationskoefficienter användes för att upptäcka eventuell snedvridning mellan de genomsnittliga faktiska och förutsagda Vo2max-värdena för de tre modellerna.
Data från de återstående 70 försökspersonerna (kallade valideringsgruppen) användes för att korsvalidera EQTT och den ursprungliga EQLÉG-modellen. Korrelationskoefficienter, ANOVA, analyser av 95-procentiga gränser för överensstämmelse (LIMAG) och procentuella variationskoefficienter (CV%) antogs för att validera de två modellerna enligt etablerade förfaranden.19 Nittiofemprocentiga konfidensintervall (CI95%) och ROC-kurvanalyser beräknades med hjälp av statistisk programvara som är införlivad i SAS/Macro/IML. Den sistnämnda programvaran är särskilt utformad för att anpassa ROC-kurvor med hjälp av dummyvariabler för data som erhålls från upprepade mätningar. Området under ROC-kurvan uppskattades med hjälp av den icke-parametriska Wilcoxon-metoden.20 Avgränsningspunkten för Vo2CR fastställdes till 44 ml kg-1 min-1 i enlighet med tillgängliga riktlinjer.1,4,5 Beräknad sensitivitet och specificitet med motsvarande KI95 % användes för att fastställa effektiviteten hos de två ekvationerna vid screening för Vo2CR. Sensitivitet (SE) definierades som andelen försökspersoner under Vo2CR som uppvisade ett 20mMST-predikterat värde under 44 ml kg-1 min-1. Specificitet (SP) definierades som andelen personer över Vo2CR som uppvisade ett 20mMST predikterat värde över eller lika med 44 ml kg-1 min-1. McNemar χ2-analysen undersökte skillnaderna mellan beräknad sensitivitet och specificitet vid brytpunkten för båda ekvationerna. Cohens κ-statistik användes för att utvärdera överensstämmelsen mellan prediktionsmodellerna och referensstandardtestet. Slutligen användes ANOVA och Pearsons korrelationskoefficienter för att upptäcka eventuella avvikelser mellan de faktiska och förutsagda medelvärdena. Alla statistiska analyser utfördes med de statistiska programvarupaketen SPSS (version 11.5; SPSS, Chicago, IL) och SAS (version 8.2; SAS Institute, Cary, NC, USA). Signifikansnivån fastställdes till p<0,05.