Lilian Roos
1 Secțiune pentru Elite Sport, Institutul Federal Elvețian pentru Sport Magglingen SFISM, Hauptstrasse 247, 2532 Magglingen, Elveția
2 Departamentul de Medicină, Mișcare și Știința Sportului, Universitatea din Fribourg, Boulevard de Pérolles 90, 1700 Fribourg, Elveția
Wolfgang Taube
2 Departamentul de Medicină, Mișcare și Știința Sportului, Universitatea din Fribourg, Boulevard de Pérolles 90, 1700 Fribourg, Elveția
Nadja Beeler
1 Secțiune pentru Elite Sport, Institutul Federal Elvețian pentru Sport Magglingen SFISM, Hauptstrasse 247, 2532 Magglingen, Elveția
Thomas Wyss
1 Secțiune pentru Elite Sport, Institutul Federal Elvețian pentru Sport Magglingen SFISM, Hauptstrasse 247, 2532 Magglingen, Elveția
Date asociate
Seturile de date utilizate și analizate în timpul studiului actual sunt disponibile de la autorul relevant, la cerere rezonabilă.
Abstract
fundal
Scopul acestui studiu a fost de a evalua acuratețea a trei ceasuri sportive diferite în estimarea cheltuielilor de energie în timpul aerobicului și alergării anaerobe.
Metode
Douăzeci de subiecți instruiți au rulat la intensități diferite în timp ce purtau trei ceasuri sportive comerciale (Suunto Ambit2, Garmin Forerunner920XT și Polar V800). Calorimetria indirectă a fost utilizată ca măsură criterială pentru evaluarea cheltuielilor de energie. Au fost aplicate diferite formule pentru a calcula cheltuielile de energie din valorile schimbului de gaze pentru funcționarea aerobă și anaerobă.
Rezultate
Acuratețea estimărilor cheltuielilor de energie a fost dependentă de intensitate pentru toate ceasurile testate. În timpul alergării aerobe (4-11 km/h), s-au observat valori procentuale absolute ale erorilor de -25,16% până la + 38,09%, Polar V800 funcționând cel mai precis (etapa 1: -12,20%, etapa 2: -3,61 % și etapa 3: -4,29%). Garmin Forerunner920XT a subestimat semnificativ cheltuielile de energie în etapa cea mai lentă (etapa 1: −25,16%), în timp ce Suunto Ambit2 a supraestimat semnificativ cheltuielile de energie în cele două etape cele mai lente (etapa 1: 38,09%, etapa 2: 36,29%). În timpul alergării anaerobe (14-17 km/h), toate cele trei ceasuri au subestimat semnificativ cheltuielile de energie cu -21,62% până la -49,30%. Prin urmare, eroarea în estimarea cheltuielilor de energie a crescut sistematic pe măsură ce viteza de funcționare anaerobă a crescut.
Concluzii
Pentru a estima cheltuielile de energie în timpul funcționării aerobe, se recomandă Polar V800. Spre deosebire, celelalte două ceasuri au supraestimat semnificativ sau au subestimat cheltuielile de energie în timpul majorității intensităților de rulare. Estimările cheltuielilor de energie generate în timpul exercițiilor anaerobe au relevat erori mari de măsurare la toate ceasurile sport testate. Prin urmare, algoritmii pentru estimarea cheltuielilor de energie în timpul activităților intense trebuie îmbunătățite înainte de a putea fi utilizate pentru a monitoriza cheltuielile de energie în timpul activităților fizice de intensitate ridicată.
fundal
Cantitatea de energie cheltuită pentru o anumită activitate - cunoscută în mod obișnuit ca cheltuială energetică (EE) - este importantă nu numai pentru sportivi, ci și pentru pacienții care suferă de obezitate sau diabet [1-3]. Termenul EE este adesea folosit în ceea ce privește nutriția, știința sportului, sarcinile ocupaționale și antrenamentul sportivilor, domenii în care este important să se monitorizeze solicitările diverselor activități fizice. În special în setările de nutriție clinică (de exemplu, monitorizarea activității de exercițiu a persoanelor obeze), este important să se utilizeze dispozitive care furnizează măsurători precise ale EE, deoarece aceste măsurători sunt cruciale în determinarea cantității de calorii pe care un pacient o poate consuma fără să se îngrașe [3]. În mod similar, persoanele active și slabe pot fi interesate să obțină date EE precise în timpul sesiunilor de instruire. Prin urmare, dispozitivele care pot măsura cu precizie EE sunt utile.
Metode
Design de studiu
Fiecare participant a vizitat laboratorul de două ori. Vizitele au fost de cel puțin 2 zile, dar nu mai mult de 2 săptămâni distanță și au avut loc la aceeași oră a zilei. Participanții au fost rugați să evite un antrenament intens și obositor cu o zi înainte de teste. Mai mult, participanții au fost rugați să se abțină de la alcool 24 de ore și de la alimente și băuturi cu cofeină timp de 6 ore înainte de fiecare test.
Participanți
Douăzeci de participanți sănătoși (12 bărbați și 8 femele) s-au oferit voluntari să participe la acest studiu (vârstă 23,90 ± 1,92 ani, înălțime 1,74 ± 0,08 m, greutate 66,90 ± 10,02 kg, HRmax 193,10 ± 4,88 bpm, VO2peak 55,75 ± 7,33 ml/min/kg ). Toți participanții au fost alergători de agrement sau competiționali și niciunul dintre ei nu a suferit vătămări la extremitățile inferioare în ultimul an. Înainte de primul test, participanții au fost informați cu privire la procedura și obiectivele studiului și au semnat un formular scris de consimțământ informat care fusese aprobat anterior de Consiliul de revizuire instituțională al Institutului Federal Elvețian pentru Sport Magglingen. Acest studiu îndeplinește principiile prezentate în Declarația de la Helsinki.
Analiza datelor - estimarea EE în timpul intensității de rulare joasă până la moderată
Toate datele din ceasuri au fost normalizate la unitatea de kcal/min. Valorile lipsă rezultate din eșecul sau defecțiunea nesistematică a monitorului HR au fost înlocuite folosind diferența relativă (panta) de la media de referință la media de ceas specifică din etapa de rulare corespunzătoare. Pentru măsurătorile EE din măsura criteriului, formula Elia și Livesey [20] a fost utilizată pentru a calcula EE totală din datele de schimb de gaze în kcal/min pentru cele trei categorii submaximale (etapa 1: 30% vVO2peak, etapa 2: 50% vVO2peak și etapa 3: 70% vVO2peak). Aceste formule sunt acceptate în mod obișnuit pentru estimarea EE în timpul intensităților aerobe sau submaximale [6, 20-25]. Cu toate acestea, foarte puține studii au validat aceste formule pentru activități anaerobe.
Analiza datelor - estimarea EE în timpul alergării de intensitate mare
analize statistice
tabelul 1
Cheltuieli totale de energie măsurate pe dispozitiv, inclusiv HR și viteză pe etapă
| Măsura criteriului [kcal/min] | 3,89 ± 0,94 | 7,84 ± 2,05 | 11,72 ± 2,70 | 16,95 ± 4,09 | 21,07 ± 4,76 |
| Suunto Ambit2 [kcal/min] | 5,17 ± 1,25 * | 10,60 ± 3,14 * | 13,65 ± 2,18 | 12,97 ± 2,25 * | 14,02 ± 2,08 * |
| Garmin Forerunner 920XT [kcal/min] | 2,89 ± 0,81 * | 7,39 ± 2,48 | 10,63 ± 2,42 | 10,38 ± 2,27 ** | 10,67 ± 2,84 ** |
| Polar V800 [kcal/min] | 4,32 ± 1,20 | 7,45 ± 1,81 | 11,15 ± 2,50 | 11,75 ± 2,70 * | 12,70 ± 3,08 ** |
| HR [bpm] | 99,84 ± 17,95 | 129,24 ± 20,30 | 150,80 ± 12,54 | 167,34 ± 7,81 | 176,35 ± 7,66 |
| Viteza [km/h] | 4,69 ± 0,69 | 7,83 ± 1,15 | 10,93 ± 1,62 | 14,05 ± 2,07 | 17,06 ± 2,28 |
Valorile sunt exprimate ca medie ± deviație standard
vVO 2 viteză maximă la absorbția maximă de oxigen, ritm cardiac HR, bpm bate pe minut
* semnificativ diferit de măsura criteriului (p 2. Pentru ceasul Garmin, valoarea subestimată a EE în prima etapă a fost semnificativ diferită (p = 0,01) de EE măsurată prin măsura criteriului. În schimb, Suunto Ambit2 a supraestimat semnificativ EE în etapa 1 (p = 0,002) și etapa 2 (p = 0,003). În Fig. 1, datele fiecărui ceas testat și metoda de referință sunt prezentate folosind graficele Bland-Altman. Pentru intensitățile de rulare joase până la moderate în general, prejudecata medie (± 1,96 SD) a fost 1,99 (-1,56; 5,54) kcal/min pentru Suunto Ambit2, -0,85 (-3,73; 2,04) kcal/min pentru Garmin Forerunner920XT și -0,18 (-2,77; 2,41) kcal/min pentru Polar V800 (Fig. 1) Nu s-au observat erori sistematice în timpul funcționării cu intensitate mică până la moderată, cu excepția Suunto Ambit2 în etapa 1 (p = 0,004; Fig. 1).
masa 2
Valabilitatea simultană (dispozitiv testat vs. măsură criterială) a celor trei ceasuri sportive
| Diferența medie [%] | |||||
| Suunto Ambit2 | 38,09 ± 42,06 | 36,29 ± 20,57 | 19,16 ± 18,03 | −21,62 ± 12,54 | −31,85 ± 10,54 |
| Garmin Forerunner920XT | −25,16 ± 16,09 | −4,87 ± 29,34 | −8,83 ± 10,50 | −37,94 ± 8,82 | −49,30 ± 9,18 |
| Polar V800 | 12,20 ± 21,65 | −3,61 ± 15,04 | −4,29 ± 12,02 | −29,98 ± 9,68 | −39,52 ± 8,89 |
| MAE [kcal/min] | |||||
| Suunto Ambit2 | 1,46 | 2,75 | 2.32 | 4.15 | 7.05 |
| Garmin Forerunner920XT | 1,05 | 1.28 | 1,39 | 6.56 | 10.40 |
| Polar V800 | 0,86 | 0,89 | 1.21 | 5.20 | 8.37 |
| MAPE [%] | |||||
| Suunto Ambit2 | 41,93 | 36,30 | 21.32 | 23.05 | 31,85 |
| Garmin Forerunner920XT | 26,28 | 17.59 | 11.54 | 37,94 | 49,30 |
| Polar V800 | 22,76 | 11.43 | 10.09 | 29,98 | 39,52 |
| RMSE [kcal/min] | |||||
| Suunto Ambit2 | 1,82 | 3.27 | 2,74 | 4,88 | 7.81 |
| Garmin Forerunner920XT | 1.22 | 1,98 | 1,77 | 7.05 | 10,81 |
| Polar V800 | 0,93 | 1.26 | 1,67 | 5,75 | 8,81 |
Rezultatele sunt exprimate ca medie ± deviație standard
vVO viteza maximă la absorbția maximă de oxigen, eroare absolută medie MAE, eroare procentuală absolută medie MAPE, eroare pătrată medie rădăcină RMSE
Parcele Bland-Altman pentru Suunto Ambit2, Garmin Forerunner920XT și Polar V800. Prezentat în grupuri pentru intensități de rulare reduse până la moderate (30%, 50% și 70% vVO2peak) și de intensitate mare (90% și 110% vVO2peak). Tendința medie este marcată ca o linie neagră continuă și ± 1,96 ori deviația standard ca liniile negre punctate. vVO2peak: viteza la absorbția maximă de oxigen
Estimarea EE în timpul alergării de intensitate mare
Analiza corelației Pearson a relevat date semnificativ corelate între valorile de referință și valorile din fiecare ceas la fiecare etapă (r = 0,72-0,82, p 2) și această subestimare a crescut odată cu creșterea intensității de rulare. În Fig. 1, este raportată o eroare proporțională care duce la o subestimare EE mai mare pe măsură ce viteza de rulare a crescut. Ceasul Suunto afișa o distorsiune medie (± 1,96 SD) de -5,51 (-12,41; 1,38) kcal/min, dispozitivul Garmin de -8,48 (-15,18; -1,78) kcal/min și dispozitivul Polar de -6,79 ( −12,85; −0,73) kcal/min.
Discuţie
Estimarea EE în timpul alergării cu intensitate scăzută și moderată
Estimarea EE în timpul alergării de intensitate mare
Puncte tari și limitări
Concluzii
În concluzie, concluziile prezentului studiu indică faptul că acuratețea estimărilor EE furnizate de ceasurile sportive comerciale disponibile în prezent de la Suunto, Garmin și Polar depinde de intensitate. Potrivit lui Lee și colab. [11] și Nelson și colab. [31], MAPE de ≤10% sunt acceptabile pentru o măsurare precisă. Numai Polar V800 a îndeplinit această restricție în timpul etapei de rulare moderată 3 și s-a apropiat de ea în timpul etapei 2 cu MAPE de 10-11% comparativ cu măsura criteriului. Urmat de Garmin Forerunner920XT în etapa a 3-a cu o MAPE de 12%. Spre deosebire de ceasurile Garmin și Suunto, dispozitivul Polar nu a diferit semnificativ de măsura criteriului în niciuna dintre primele trei etape de rulare. Cu toate acestea, toate cele trei ceasuri sport au subestimat semnificativ EE în timpul intensităților ridicate, cu o eroare proporțională care crește pe măsură ce viteza de rulare a crescut. Prin urmare, formulele pentru estimarea EE trebuie îmbunătățite pentru a evalua corect cererea crescută de EE în timpul activităților intense.
Mulțumiri
Autorii doresc să le mulțumească lui Philipp Jehle, Johannes Andenmatten, Lorenz Roos, Nicole van Veelen și Juliane Heydenreich pentru asistența lor cu colectarea datelor.
Finanțarea
Nu s-a primit nicio finanțare pentru acest studiu.
Disponibilitatea datelor și a materialelor
Seturile de date utilizate și analizate în timpul studiului actual sunt disponibile de la autorul relevant, la cerere rezonabilă.
Abrevieri
| EE | Consum de energie |
| GPS | Sistem de poziționare globală |
| HR | Ritm cardiac |
| HRmax | Frecvența cardiacă maximă |
| MAE | Eroare absolută medie |
| MAOD | Deficitul maxim de oxigen acumulat |
| HARTĂ | Eroare procentuală medie absolută |
| RER | Raport de schimb respirator |
| RMSE | Rădăcina înseamnă eroare pătrată |
| SD | Deviație standard |
| VO2peak | Absorbția maximă de oxigen |
| vVO2peak | Viteza la absorbția maximă de oxigen |
Contribuțiile autorilor
LR a fost responsabil pentru proiectarea studiului, colectarea datelor, analiza datelor și a scris manuscrisul. WT și TW au fost implicați în proiectarea studiului și au examinat cu atenție manuscrisul. NB a fost implicat în colectarea datelor și a dat feedback despre manuscris. Toți autorii au aprobat versiunea finală a manuscrisului.
Note
Aprobarea eticii și consimțământul de participare
Participanții au fost informați cu privire la procedura și obiectivele studiului și au semnat un formular scris de consimțământ informat care fusese aprobat anterior de Comitetul de revizuire instituțională. Aprobarea etică a fost obținută de la Comitetul de revizuire instituțională al Institutului Federal Elvețian pentru Sport Magglingen.
Consimțământul pentru publicare
Interese concurente
Autorii declară că nu au interese concurente.
Nota editorului
Springer Nature rămâne neutru în ceea ce privește revendicările jurisdicționale din hărțile publicate și afilierile instituționale.
- Calculator TDEE • Cheltuieli energetice zilnice totale pentru pierderea în greutate
- Calculator TDEE Găsiți-vă cheltuielile energetice zilnice totale; Fitness Volt
- Calculatorul cheltuielilor energetice zilnice totale (TDEE)
- Calculator TDEE - Cheltuieli energetice zilnice totale
- Adevărul despre dietele de detoxifiere; Curățări; Eleat Sports Nutrition, LLC