Шестиминутный тест ходьбы и трехминутный пошаговый тест для измерения функциональной выносливости (альтернативные меры функциональной выносливости)

  1. Аннотация Целью данного исследования было сравнение 2 практических показателей функциональной выносливости....
  2. МЕТОДЫ
  3. участники
  4. оценки
  5. Статистический анализ
  6. РЕЗУЛЬТАТЫ
  7. Таблица 1
  8. Таблица 2
  9. Таблица 3
  10. ОБСУЖДЕНИЕ
  11. Практическое применение

Аннотация

Целью данного исследования было сравнение 2 практических показателей функциональной выносливости. В частности, сравнивались шестиминутный тест ходьбы (SMWT) и трехминутный шаговый тест (TMST), чтобы определить их пригодность для использования в качестве полевых испытаний и включения в инструментарий NIH для оценки неврологических и поведенческих функций. Лица в возрасте от 14 до 85 лет выполняли как SMWT, так и TMST в случайном порядке. Мы задокументировали показатели выполнения, показатели критериев, частоту сердечных сокращений и субъективную нагрузку, связанную с двумя тестами. Все 189 участников завершили SMWT, но только 73,0% завершили TMST. Те, кто прошел TMST, чаще были мужчинами, сообщали о лучшем здоровье, имели более молодой возраст и более низкий индекс массы тела. Расстояние SMWT было больше для тех, кто прошел, а не для тех, кто не прошел TMST. Для тех, кто завершил оба теста, среднее расстояние, пройденное за 6 минут, составило 595,9 метра; среднее совокупное сердцебиение в течение минуты после TMST было 107,4. Пройденная дистанция и совокупные сердечные сокращения были коррелированы слабо. Средняя ЧСС и воспринимаемая нагрузка были значительно выше после TMST, чем SMWT. Частота сердечных сокращений после теста и воспринимаемое усилие для 2 тестов коррелировали значительно, но не сильно. Мы пришли к выводу, что SMWT с большей вероятностью будет завершен и, как правило, менее подвержен стрессу физиологически, чем TMST, и, следовательно, может быть лучшим вариантом для полевых испытаний функциональной выносливости и включения в инструментарий NIH.

Ключевые слова: измерение, функция, выносливость, физическая форма, тест с физической нагрузкой, NIH Toolbox

ВСТУПЛЕНИЕ

Кардиореспираторная выносливость является фундаментальным компонентом физической подготовки. В то время как максимальное поглощение кислорода является золотым стандартом для количественной оценки кардиореспираторной выносливости ( 12 ), его определение является физически требовательным и требует контрольно-измерительных приборов, которые не являются широко доступными или легко транспортируемыми. Заметными альтернативами измерению максимального поглощения кислорода во время максимальной беговой дорожки или эргометра являются субмаксимальные функциональные тесты. Двумя такими функциональными тестами, которые практически осуществимы во многих ситуациях, является Шестиминутный тест ходьбы (SMWT), за который выступает Американское торакальное общество ( 1 ) и трехминутный пошаговый тест YMCA (TMST) ( 9 ) включены в Руководство Американского колледжа спортивной медицины по тестированию на физические нагрузки и назначению лекарств ( 12 ). Надежность, обоснованность и оперативность SMWT хорошо известны ( 13 , 16 , 17 , 19 , 20 ). Надежность и обоснованность пошаговых испытаний также была продемонстрирована ( 5 , 14 , 15 , 24 ). Тем не менее, сопоставимость физиологических реакций людей на SMWT и TMST не ясна. Единственное исследование, которое мы обнаружили при таком сравнении, включало пациентов с муковисцидозом. Это показало, что одышка и частота пульса увеличились больше с TMST, чем с SMWT ( 2 ). Для принятия разумных решений относительно выбора полевых испытаний требуется больше информации, чем эта. Поэтому мы предприняли это исследование, чтобы сравнить ответы людей в широком возрастном возрасте на SMWT и TMST и тем самым определить их пригодность для использования в качестве полевых тестов и включения в инструментарий NIH для оценки неврологических и поведенческих функций ( 7 ). В частности, мы намеревались сравнить показатели выполнения, показатели критерия, частоту сердечных сокращений и субъективную нагрузку, связанную с двумя тестами.

МЕТОДЫ

Экспериментальный подход к проблеме

Это исследование было составной частью этапа валидации исследования NIH Toolbox Assessment for Neurological and Behavioral Function, которое было направлено на выявление краткого, но всеобъемлющего набора портативных, недорогих и удобных для применения мер когнитивного, моторного, сенсорного и эмоционального характера. здоровье и функции, подходящие для использования в крупных когортных исследованиях ( 7 ). Во время одного сеанса тестирования участники выполняли SMWT и TMST в произвольном порядке с интервалом не менее 60 минут. Количество участников, завершивших тесты, а также их производительность на тестах были описаны. Критерий критерия для каждого теста (пройденное расстояние для SMWT и совокупный 1-минутный сердечный ритм после TMST за 1 минуту) и мгновенный сердечный ритм после упражнений и воспринимаемое напряжение сравнивались.

участники

В настоящем исследовании использовались данные моторной области, собранные обученными тестировщиками на 2 участках (Университет Коннектикута и Институт реабилитации Чикаго). Расследование было одобрено институциональными контрольными комиссиями на обоих участках. После получения объяснения цели и процедур исследования участники (или родители) предоставили письменное информированное согласие. Инклюзия требовала, чтобы участники свободно владели английским языком, могли ходить без вспомогательного устройства, были в возрасте от 14 до 85 лет и не имели сердечно-легочных, сосудистых или скелетно-мышечных проблем, которые мешали им ходить, стоять со стула или подниматься по лестнице. ,

оценки

Основные демографические (раса, возраст, пол) были получены путем самоотчета. Высота была получена с помощью настенной измерительной ленты. Вес был получен с использованием калиброванных цифровых весов. Индекс массы тела (ИМТ)) рассчитывали с использованием значений роста и веса. Участники оценили свое здоровье по порядковой шкале как: отлично (1), очень хорошо (2), хорошо (3), удовлетворительно (4) или плохо (5). После этого SMWT и TMST выполнялись в произвольном порядке с перерывом между тестами не менее часа. Если участник не смог выполнить ни одного теста, время неудачи и причина были задокументированы.

SMWT требовал, чтобы участники проходили 50-футовый курс (туда и обратно) как можно дольше (не бегая) в течение 6 минут. Постоянный отдых разрешался при необходимости с просьбой, чтобы участники возобновили ходьбу как можно скорее, чтобы они могли преодолеть как можно больше земли в течение 6 минут. С интервалами в одну минуту участникам говорили «у вас все хорошо» или «продолжайте в том же духе» и сообщайте об оставшемся времени ( 1 Сразу после завершения теста частота пульса участников была получена с помощью пульсоксиметра. По завершении они оценили свое воспринимаемое усилие, используя шкалу воспринимаемого усилия Борга (от 6 до 20) ( 16 ). Расстояние, которое они прошли за 6 минут, было затем задокументировано.

В соответствии с протоколом YMCA TMST ( 9 ) участники шагали по ступенькам 30,5 см (12 дюймов) 24 раза в минуту в течение 3 минут. В этом им помогал электронный метроном, настроенный на 96 ударов в минуту, который должен был соответствовать 96 ступеням (24 цикла подъема-спуска) в минуту. С интервалом в одну минуту участникам говорили «у вас все хорошо», и оставшееся время указывалось. Сразу после завершения теста частота пульса участников была получена с помощью пульсоксиметра. Они оценили свое воспринимаемое усилие, используя шкалу воспринимаемого усилия Борга (от 6 до 20) ( 18 ). Их совокупное сердцебиение определялось аускультацией с помощью стетоскопа в течение первой минуты после завершения теста.

Статистический анализ

Анализ проводился с использованием Статистического пакета социальных наук (SPSS) версии 15.0. Стандартные описательные статистические данные были рассчитаны отдельно для участников, которые были в состоянии и участников, которые не смогли завершить оба теста. Характеристики участников, которые завершили или не завершили оба теста, сравнивались с использованием хи-квадрат (пол, рейтинг здоровья) и независимых выборочных t-тестов (возраст, рост, вес, ИМТ, расстояние SMWT). Для участников, выполняющих оба теста, критерии критериев для двух тестов (расстояние, пройденное за 6 минут в SMWT и совокупный импульс в течение минуты после завершения TMST) сравнивались с использованием корреляций Пирсона. Частоту пульса после теста и воспринимаемое усилие для SMWT и TMST сравнивали, используя парные t-тесты и корреляции Пирсона. Уровень значимости для всех выводных тестов был установлен на уровне 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Для 189 человек, участвующих в этом компоненте исследования NIH Toolbox, побочных явлений не было. Все участники завершили SMWT (2 с кратким постоянным отдыхом). Пятьдесят один (27,0%) не прошел тестирование TMST; все останавливается в течение 2 минут после запуска. Причины остановки TMST включали в себя усталость, сложность задачи, неспособность поддерживать ритм, проблемы с балансом, дискомфорт в суставах или мышцах и неспособность полностью встать на ступеньку. суммирует показатели, полученные от 138 участников, которые сделали, и 51 участника, которые не завершили оба теста. Те, кто прошел TMST, были более склонны быть мужчинами и более здоровыми по самоотчету. Участники, завершившие TMST, были значительно моложе, чем те, кто не прошел TMST. Из тех, кто не смог завершить TMST, всем, кроме 4, было больше 50 лет. Участники, завершившие TMST, также были значительно выше и худее (имели более низкий ИМТ), чем участники, не прошедшие тест. Те, кто завершил TMST, также значительно продвинулись по SMWT.

Таблица 1

Сравнение характеристик участников и производительности Шестиминутного теста на ходьбу (SMWT) между теми, кто не прошел и не прошел трехминутный пошаговый тест (TMST)

Переменная TMST Завершено TMST Не завершено Сравнительная статистика (p) Пол: женский (n) 78/138 42/51 χ2 (.001) Здоровье (среднее) 2 2 χ2 (.008) Возраст: годы (среднее [SD]) 39,9 [ 19,4] 70,4 [14,2] т (.001) Рост: метры (среднее [SD]) 1,70 [.11] 1,64 [.08] т (.001) Вес: кг (среднее [SD]) 72,9 [17,8] 73,1 [ 12,9] т (0,934) ИМТ: кг / м2 (среднее значение [SD]) 25,0 [5,0] 27,1 [4,1] т (.004) Расстояние SMWT: метры (среднее значение [SD]) 595,9 [81,8] 451,0 [71,4] т (.001)

Для участников, завершающих оба теста, в описательной части представлены краткие описания критериальных переменных для двух тестов, а также частота сердечных сокращений после теста и относительная воспринимаемая нагрузка для тестов. Критерии критерия 2 тестов: пройденное расстояние за 6 минут (SMWT) и совокупная частота сердечных сокращений (TMST) - коррелировали значительно, но слабо () с общей дисперсией всего 3,1%. Частота сердечных сокращений после теста и воспринимаемая Боргом нагрузка были значительно выше для TMST, чем для SMWT. Хотя, как показано, физиологическая потребность была выше для SMWT, чем для TMWT для некоторых людей. Частота сердечных сокращений после теста и воспринимаемое напряжение, связанное с SMWT и TMST, были значительно коррелированы (). Тем не менее, частота сердечных сокращений после теста была лишь умеренно коррелированной, а воспринимаемые после теста оценки нагрузки были лишь слабо коррелированными.

Тем не менее, частота сердечных сокращений после теста была лишь умеренно коррелированной, а воспринимаемые после теста оценки нагрузки были лишь слабо коррелированными

Диаграмма рассеяния, иллюстрирующая взаимосвязь между частотой сердечных сокращений, полученной сразу после выполнения шестиминутного теста ходьбы (SMWT) и трехминутного пошагового теста (TMST)

Таблица 2

Сводка переменных, относящихся к шестиминутному тесту ходьбы и трехминутному пошаговому тесту для участников, завершающих оба теста

Переменная шестиминутная прогулка
Среднее (SD) трехминутное пошаговое тестирование
Среднее (SD) T-тест (p) Расстояние (в метрах) 595,9 (81,8) NA NA Совокупные доли (n) NA 107,4 (19,7) NA Частота сердечных сокращений после теста (уд / мин) 127,2 (25,1) 131,8 (20,1) 2,37 (. 019) воспринимаемое Боргом усилие (6–10) 11,1 (2,9) 12,9 (2,7) –6,07 (0,001)

Таблица 3

Корреляции Пирсона между рабочими переменными шестиминутного теста ходьбы (SMWT) и трехминутного пошагового теста (TMST)

Сравнение Пирсона (p) SMWT-расстояние x совокупные биения TMST -.176 (.039) SMWT после сердечного ритма x TMST после сердечного ритма .513 (.001) SMWT Borg x TMST Borg .203 (.017)

ОБСУЖДЕНИЕ

В соответствии с целями исследования NIH Toolbox мы сравнили 2 относительно коротких, портативных, недорогих теста функциональной выносливости с потенциалом для широкого применения в полевых условиях. Хотя SMWT хорошо зарекомендовал себя и настоятельно рекомендуется ( 1 ), во многих местах может отсутствовать свободный коридор адекватной длины, даже если курс сокращен до 50 футов, как в этом исследовании. Поэтому мы решили сравнить SMWT с TMST, который требует гораздо меньше места.

Одним из факторов, важных для проверки выбора, является его степень завершения. В то время как некоторая информация доступна на уровне завершения SMWT ( 4 , 8 ), мы не смогли найти информацию о показателях завершения пошаговых тестов. В нашем исследовании показатели завершения SMWT и TMST были значительно различны. Все участники прошли SMWT, но многие люди, особенно те, кто был старше, более низкого роста, с избыточным весом или ожирением, не смогли выполнить TMST. Важность веса не удивительна, так как вертикальная работа, связанная с согласованием 12-дюймового шага, зависит от массы участника. В частности, работа является продуктом силы и расстояния, в то время как сила является продуктом массы и ускорения. Расстояние в TMST фиксировано в 12 дюймов. Ускорение в TMST по существу фиксируется заданной каденцией. Это оставляет массу главным детерминантом работы. Использование более низкого шага и / или частоты вращения педалей уменьшило бы работу и потенциально увеличило бы скорость выполнения, но также сделало бы тест менее трудным для более способных людей.

Меры критерия, используемые для SMWT (пройденная дистанция) и TMST (совокупные сердечные сокращения), различны. Следовательно, сравнение мер ограничивалось корреляционным анализом. Обнаруженная слабая корреляция между переменными свидетельствует об отсутствии конвергентной валидности между ними. Таким образом, они, кажется, не измеряют одну и ту же базовую конструкцию и не могут использоваться вместо друг друга.

Частота сердечных сокращений и воспринимаемая нагрузка были измерены в заключение SMWT и TMST. Более высокие частоты сердечных сокращений после теста и воспринимаемые Боргом оценки напряжения показывают, что TMST обычно был более требовательным, чем SMWT. Один участник старше 80 лет даже превзошел свой возраст, прогнозируемый максимальный сердечный ритм (220 лет) к концу TMST. Следовательно, следует проявлять осторожность при рассмотрении возможности использования TMST с людьми более старшего возраста или имеющими сердечно-легочные проблемы. Тем не менее, обнаружение более высокого спроса во время TMST не распространяется на всех людей. Некоторые молодые и подтянутые люди не испытывали особенных физиологических проблем из-за постоянной работы TMST, но они старались изо всех сил, чтобы достигнуть более высокой частоты сердечных сокращений и ощущаемого напряжения во время SMWT. Так, например, у молодого студенческого бегуна по пересеченной местности, у которого сердечный ритм после SMWT был 174, был намного меньший сердечный ритм после TMST 114. Независимо от того, являются ли SMWT и TMST сравнительно требовательными, сердечные ритмы после теста и воспринимаемые усилие, связанное с ними, должно коррелировать, если требуется сходящаяся действительность. Хотя корреляции между переменными были значительными, ни одна из этих корреляций не была достаточной величины, чтобы сделать вывод, что SMWT и TMST захватывали одну и ту же базовую конструкцию, то есть функциональную выносливость. Несмотря на то, что оба теста требуют непрерывного выполнения функциональной активности, мы считаем, что отсутствие сильных корреляций связано с фундаментальными различиями в самих тестах. SMWT включает в себя небольшую работу против силы тяжести, а производительность определяется самостоятельно выбранным затраченным усилием. Так как бег в SMWT не разрешен, даже продолжительная ходьба с максимальной скоростью далека от максимальной у здоровых людей. TMST, с другой стороны, включает в себя большую работу против гравитации и фиксированную степень усилий. Как указывалось ранее, на него больше влияют масса тела и рост.

Это исследование имело несколько ограничений. Одним из них является то, что использовалась процедура одиночного теста на ходьбу, SMWT. Результаты могут отличаться, если использовать более короткий тест длительности (например, 2-минутный тест ходьбы). Точно так же был использован только 1-ступенчатый тест, TMST. Существуют и другие ступенчатые тесты (например, Гарвард, Королевский колледж, Честер) ( 5 , 10 , 14 ), но они включают в себя разную высоту и частоту шагов и, следовательно, различные рабочие нагрузки. Частота выполнения этих альтернативных тестов, связанные с ними требования, а также соотношение их критерия и общих показателей с SMWT не известны. Во-вторых, потребление кислорода, связанное с SMWT и TMST, не сравнивалось с потреблением кислорода, определенным с использованием максимального теста на физическую нагрузку. Несмотря на то, что это будет способствовать обоснованности критерия, это приведет к нежелательной сложности и стоимости тестирования. Ориентация NIH Toolbox на простые и доступные тесты, широко применяемые в этой области, не позволяет измерять потребление кислорода, уровни лактата и тому подобное. В-третьих, в данном отчете была использована удобная выборка, по-видимому, здоровых подростков и взрослых. Умышленно участники не имели патологий, приводящих к нарушениям, достаточно серьезным, чтобы исключить возможность самостоятельной жизни в обществе. Хотя наличие патологии, нарушений и ограничений активности не обязательно препятствует использованию SMWT ( 3 , 6 , 11 , 16 , 17 , 19 , 20 ), они могут повлиять на согласование шага и, следовательно, завершение TMST. Действительно, некоторые из наших пожилых участников имели нераскрытые нарушения (например, боль в колене), что препятствовало их завершению TMST. Следующий этап проекта NIH Toolbox будет сосредоточен на нормативном тестировании и будет использовать выборку на основе населения ( 21 ). В-четвертых, мы не разделили нашу выборку исследования на слои по возрасту, полу, уровням активности или участию в упражнениях. Более крупная выборка, разделенная таким образом, позволит более сфокусированную оценку и сравнение SMWT и TMST.

Краткие, портативные и недорогие альтернативы SMWT и TMST требуют дальнейшего изучения. Одной из таких альтернатив для количественной оценки функциональной выносливости является двухминутный ступенчатый тест, описанный Рикли и Джонсом ( 22 ). Тест требует не больше места, чем TMST, и требует, чтобы только шаги каждой нижней конечности учитывались как отдельные прогулки (марши) на месте.

В заключение, хотя и SMWT, и TMST были рекомендованы в качестве показателей функциональной выносливости, вероятность их завершения не одинакова. При условии наличия достаточной площади, SMWT с большей вероятностью предоставит основанные на характеристиках показатели для людей в любом возрасте. Более того, SMWT обычно менее стрессовый. Эти факты могут сделать SMWT лучшим выбором в качестве краткого, портативного, недорогого полевого теста для использования в широком возрастном спектре и условиях, как предусмотрено проектом NIH Toolbox.

Практическое применение

И SMWT, и TMST являются практическими методами измерения функциональной выносливости. В то время как TMST требует меньше места, он, как правило, требует больших физических нагрузок. Следовательно, многие люди не могут завершить TMST. Поэтому мы рекомендуем SMWT вместо TMST для характеристики функциональной выносливости и использования в проекте NIH Toolbox и других полевых исследованиях с участием людей в любом возрасте.

Карта