Zpřesnění funkce krokoměrů autokalibrací

Transkript

1 UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 2. LÉKAŘSKÁ FAKULTA Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství Autor: Lukáš Kučera, obor fyzioterapie Vedoucí práce: MUDr. Kryštof Slabý Praha 2016

2 Bibliografická identifikace Jméno a příjmení autora: Lukáš Kučera Název bakalářské práce: Pracoviště: Klinika rehabilitace a tělovýchovného lékařství 2. LF UK a FN Motol Vedoucí bakalářské práce: MUDr. Kryštof Slabý Rok obhajoby bakalářské práce: 2016 Abstrakt: Cíl: Cílem práce je prozkoumat možnosti zpřesnění funkce krokoměrů pomocí částečného odstranění individuální chyby měření u konkrétní dvojice krokoměr-proband, a to pomocí autokalibrace chůzí na předem známou vzdálenost. Metodika: Budou využity krokoměry mechanického typu YAMAX SW-200 a plně elektronické OMRON HJ-720. Studie se zúčastnilo 30 dospělých lidí ve věku 18 až 69 let (11 mužů, 19 žen). V pilotní fázi proběhne vytipování dostatečně dlouhých úseků o známé délce (100 m, 300 m a 1000 m) a autokalibrace na rovné dráze. Vlastní pokus bude spočívat v terénním měření. Výsledky: Ze získaných průměrných délek kroku a z počtu naměřených kroků je možné stanovit vzdálenost, kterou probandi urazili. Nejvíce jsme se skutečné vzdálenosti 1000 m přiblížili v případě, že jsme použili průměrnou délku kroku ze vzdálenosti 300 m. V tomto případě podhodnocení vzdálenosti dosahovalo u Omronu maximálně 7 % a u Yamaxu pouze 10 %. Nicméně se také vzdálenost pro Omron nadhodnotila u 27 % probandů a pro Yamax u 20 % probandů. Závěr: Jako ideální se zdá být průměrná délka kroku vypočtená ze vzdálenosti 100 m. Je u ní sice častější podhodnocení, ale zase minimální nadhodnocení. Pro pacienty bude i navíc lehce proveditelné průměrnou délku kroku zjistit. Klíčová slova: Pohybová aktivita, krokoměr, sledování, měření, Yamax, Omron Souhlasím s půjčováním bakalářské práce v rámci knihovních služeb.

3 Bibliografická identifikace v angličtině Author s first name and surname: Lukáš Kučera Title of the master thesis: Accurate pedometer functions using the auto-calibration Department: Department of Rehabilitation and Sport Medicine, 2nd Faculty of Medicine and University Hospital Motol Supervisor: MUDr. Kryštof Slabý The year of presentation: 2016 Abstract: Aim: The aim of this study is to explore the possibilities of accurate pedometer functions through a partial removal of individual measurement errors for a particular pair of pedometer-proband, using the auto-calibration of walking for the previously known distance. Methods: They will be used pedometers of mechanical type YAMAX SW-200 and fully electronic type OMRON HJ-720. Thirty adults from 18 to 69 years old (11 men, 19 women) took part in this study. In the pilot phase will be suggesting of a sufficiently long sections of known length (100 m, 300 m a 1000 m) and autocalibration on a flat track. Own attempt will consist in landscaping measurement. Resulsts: From everage lengths and from the number of steps, which we measured, is possible to determine distance, which probands covered. The biggest aproach was to real distance 1000 m in case we used everage length of step from distance 300 m. In this case undervaluation of the distance reached in Omron 7 % and with Yamax just 10 %. Howewer the distance as well for Omron was overvalued in 27 % probands and for Yamax it was in 20 % probands. Conclusion: The best possibility seems to be average length of step, which is couted from distance for 100 m. Although there is undervaluation more frequent, overvalution is minimal. It will be easily practicable for patiens to find everage length of step out. Keywords: Physical activity, pedometer, monitoring, measurement, Yamax, Omron I agree the thesis paper to be lent within the library service.

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně pod vedením MUDr. Kryštofa Slabého, uvedl všechny použité literární a odborné zdroje a dodržoval zásady vědecké etiky. Dále prohlašuji, že stejná práce nebyla použita pro získání jiného nebo stejného akademického titulu. V Praze dne

5 Poděkování autora Děkuji MUDr. Kryštofu Slabému za cenné rady a odborný dohled při vedení mé bakalářské práce a za pomoc se zpracováním statistických údajů použitých v bakalářské práci. Děkuji Klinice tělovýchovného lékařství FN Motol za vypůjčení krokoměrů pro experimentální část. Děkuji Zitě Matoušové za pomoc s anglickým překladem a také děkuji všem, kteří se experimentu zúčastnili.

6 OBSAH SEZNAM ZKRATEK ÚVOD TEORETICKÁ ČÁST POHYBOVÁ AKTIVITA DEFINICE POHYBOVÉ AKTIVITY A JEJÍ VYUŽÍTÍ V BĚŽNÉM ŽIVOTĚ ROZDĚLENÍ POHYBOVÉ AKTIVITY POHYBOVÁ AKTIVITA JAKO MOŽNOSTI TRÉNINKU VĚKOVÉ KATEGORIE POHYBOVÉ AKTIVITY PARAMETRY POHYBOVÉ AKTIVITY DŮSLEDKY POHYBOVÉ INAKTIVITY DIABETES MELLITUS II. TYPU OBEZITA HYPERTENZE ATEROSKLERÓZA MONITORACE POHYBOVÉ AKTIVITY VALIDITA A RELIABILITA ZPŮSOBY MONITORACE POHYBOVÉ AKTIVITY DOTAZNÍKY A ZAZNAMOVÉ ARCHY AKCELEROMETRY PEDOMETRY OBECNĚ O PEDOMETRECH MECHANISMY POČÍTÁNÍ KROKŮ PŘESNOST POČÍTÁNÍ KROKŮ VLIV RYCHLOSTI CHŮZE NA MĚŘENÍ VLIV UMÍSTĚNÍ KROKOMĚRU NA MĚŘENÍ JINÉ DŮVODY NEPŘESNOSTI DALŠÍ FUNKCE KROKOMĚRU CÍLE A HYPOTÉZY HYPOTÉZY METODIKA VÝZKUMU KROKOMĚRY VYUŽITÉ PŘI MĚŘENÍ KROKOMĚR YAMAX DIGIWALKER SW KROKOMĚR OMRON HJ-720 ICT ÚČASTNÍCI VÝZKUMU EXPERIMENT I. PRŮMĚRNÁ DÉLKA KROKU... 31

7 4.3.1 PROVEDENÍ TESTU EXPERIMENT II. POČET KROKŮ V TERÉNNÍM MĚŘENÍ PROVEDENÍ TERÉNNÍHO MĚŘENÍ ZPRACOVÁNÍ VÝSLEDŮ VÝSLEDKY VÝZKUMU PRŮMĚRNÁ DÉLKA KROKU TERÉNNÍ MĚŘENÍ POČET KROKŮ POČET KROKŮ POROVNÁNÍ OMRON A YAMAX SKUTEČNĚ UŠLÁ VZDÁLENOST DISKUZE ZÁVĚR REFERENČNÍ SEZNAM PŘÍLOHY... 54

8 SEZNAM ZKRATEK BMI GPS IPAQ kcal kj MET NIH PA RO SD SIAS SW USB VO2 max WHO body mass index Global Positioning System International Physical Activity Questionaire kilokalorie kilojoule metabolický ekvivalent The National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases pohybová aktivita relativní odchylka směrodatná odchylka spina iliaca anterior superior Step Watch Universal Serial Bus maximální využití kyslíku World Health Organization

9 1. ÚVOD Celosvětovou problematikou výrazného snížení pohybu v současném stylu života se již zabývá mnoho odborníků napříč všemi světovými kontinenty. Jsou uskutečňovány velmi rozsáhlé výzkumy a měření, které pomáhají odůvodnit nárůst pohybové inaktivity a z toho plynoucí důsledky, ale také způsoby, jak tento nárůst ovlivnit a znovu motivovat k častějšímu pohybu, tak jako tomu bylo v minulosti. Pojem pohybová aktivita zahrnuje všechny pohybové činnosti, které člověk vykonává spontánně či reakcí na nějaký podnět nebo impuls. Jedna ze základních a nejdůležitějších schopností člověka je lokomoce, která je zajištěná pomocí lokomočního systému. Ten je podsystémem pohybového, který zajišťuje a řídí aktivní přemístění živého organismu v daném prostoru a čase za pomoci svalové práce. Vlivem vývoje moderní doby se lidé častěji přizpůsobují sedavému stylu života a eliminují pohyb a pohybovou aktivitu ze svých běžných každodenních činností. Ve většině případů se tak děje nevědomě a teprve s přicházejícími obtížemi se pohybový deficit projeví. Nedostatek pohybu vede k rozvoji neinfekčních civilizačních chorob, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, diabetes mellitus, hypertenze nebo obezita, a proto má pravidelná a adekvátní pohybová aktivita významné zdravotní benefity. Již dětství je podkladem pro budoucí zdravotní stav v dospělosti, pro optimální stav pohybového systému, pro kardiopulmonální výkonnost a insulinovou senzitivitu (Máček, Radvanský et al., 2011). Teoretická část bakalářská práce bude věnována problematice způsobené nedostatečným pohybem a jejím cílem bude informovat veřejnost o důležitosti pravidelné pohybové aktivity. Experimentální část bude zaměřená na monitoraci pomocí krokoměrů a možnosti odstranění případných systematických chyb způsobených během měření. 9

10 2. TEORETICKÁ ČÁST 2.1 POHYBOVÁ AKTIVITA DEFINICE POHYBOVÉ AKTIVITY A JEJÍ VYUŽÍTÍ V BĚŽNÉM ŽIVOTĚ Pohybová aktivita je podle světové zdravotnické organizace (dále WHO) definována jako komplexní set chování zahrnující všechny pohyby těla vyprodukované kontrakcemi kosterního svalstva, které vedou ke zvýšení energetického výdeje. Je tedy zapojena jak hrubá tak i jemná motorika. Pojem pohybová aktivita tedy zahrnuje celé spektrum lidského pohybu od sportování, přes pohyb jako volnočasovou aktivitu, cestování až po činnosti každodenního života (WHO, 2015). Sigmund ve své publikaci popisuje pohybovou aktivitu z hlediska energetického výdeje jako jakýkoliv tělesný pohyb vykonávaný kosterním svalstvem vedoucí ke zvýšení energetického výdeje nad úroveň klidového metabolismu jedince, přičemž pohybová aktivita tvoří % z celkového energetického výdeje jedince. Obecně se pohybová aktivita chápe jako komplexní mnoho rozměrné chování, které může být kvantifikováno a charakterizováno termíny frekvence, typ, objem a intenzita. Intenzita udává zatížení pro kardiovaskulární systém, typ pohybové aktivity je vyjádřen složkou vytrvalostní, rychlostní, koordinační a silovou. Objem vyjadřujeme hodnotou vydané energie nebo trváním pohybové aktivity a frekvence je počet pravidelných opakování pohybové aktivity za jednu časovou jednotku (Sigmund & Sigmundová, 2011). Van Lummel definuje pohybovou aktivitu jako každý tělesný pohyb vznikající činností a prací kosterních svalů, které nám zajistí vyšší energetický výdej. Pohybová aktivita je chování, do kterého patří všechny formy pohybových činností, včetně turistiky, cykloturistiky, aktivní hry, činností souvisejících s prací, aktivního odpočinku jako je například cvičení, tanec, sportování a každé další volnočasové aktivity. Van Lummel také ve své studii sděluje, že pohyb je v posledních letech stále více uznáván jako silný faktor v prevenci a léčby řady zdravotních stavů u nemocných, či starších osob. Pohybové funkce jsou definovány jako schopnosti jednotlivce vykonávat činnosti, které vyžadují tělesnou práci a to například jednoduché nebo složitější denní činnosti, které vyžadují kombinace dovedností, často spojené se sociálními a společenskými komponenty. Tělesné funkce jsou vícerozměrný koncept, složený z mobility, obratnosti, axiálních schopností, lokomoce a schopností uskutečňovat běžné denní aktivity (van Lummel et al., 2015). Maher ve své studii uvádí, že pohybová aktivita je důležitá pro zdraví a pohodu každého jedince. Součástí jsou benefity podporující prevenci osteoporósy, obesity a také pomáhají udržet 10

11 a zlepšit jedincovo sebevědomí. Tyto výhody přiměly WHO vytvořit doporučení, že pohybová aktivita by měla být v dětském věku prováděna 60 minut středně těžké intenzity každý den (WHO, 2015). Toto tvrzení Maher ukazuje na příkladu, že děti s tělesným postižením, jako je například mozková obrna jsou méně aktivní než jejich vrstevníci bez tělesného postižení a přitom pravidelná pohybová aktivita hraje důležitou roli v udržení nezávislosti, samostatnosti a tělesných funkcí (Maher et al., 2013). Pohybová aktivita a lidské zdraví jsou vzájemně propojené pojmy, protože pohyb má velmi široký dopad na zdraví jedince. Některé její efekty jsou všeobecně známé, jako například její významný vliv na energetickou bilanci a na skladbu těla. Je také známo, že pohybová aktivita je podstatný, nezávisle modifikovatelný faktor, který má ochranný účinek proti vzniku civilizačních chorob, jako jsou kardiovaskulární nemoci, cévní mozkové příhody (dále CMP), hypertenze, diabetes mellitus 2. typu, nádory tlustého střeva a mammy. Také pozitivně působí na další složky lidského zdraví, jako je duševní zdraví a psychická pohoda (Miles, 2007). Během fylogenetického i ontogenetického vývoje člověka dochází k vzájemnému propojení tělesného pohybu a zdraví člověka. Pohybová aktivita byla ve vývoji lidstva jedním z nejdůležitějších faktorů, protože člověk by nebyl schopný v náročných podmínkách přežít bez schopnosti pohybovat se. Lidský organismus je k pohybu dokonale přizpůsoben a velmi dobře se dokáže adaptovat na zvýšenou pohybovou aktivitu, která způsobí zvýšení metabolických požadavků (Bouchard et al., 2007, Miles, 2007). S úbytkem možností být pohybově aktivní sledujeme ve vyspělém světě nárůst sedavého komerčního životního stylu doprovázeného nedostatečnou pohybovou aktivitou inaktivitou, která způsobuje obrovský problém v celosvětovém zdraví. Pohybová inaktivita je popsána jako stav, ve kterém jsou kosterní svaly neaktivní a tělesné pohyby minimální a proto se výdej energie blíží klidovému metabolismu. WHO informuje, že inaktivita je řazena jako čtvrtý nejčastější rizikový faktor pro globální úmrtnost a způsobuje odhadem 6 % úmrtí po celém světě (3,2 milionů lidí) a řadí se tak hned za kouření, vysoký krevní tlak a hypercholesterolémii. Nedostatek pohybu je z % hlavní příčinou nádorů tlustého střeva a mammy, z 27 % způsobuje diabetes a přibližně z 30 % ischemickou chorobu srdeční (dále ISCHS). Proto každá pravidelná tělesná aktivita, i mírné intenzity, má velký význam pro snížení rizik civilizačních chorob. Dále také hraje velkou roli v prevenci osteoporósy, zlomenin obratlů a předčasné totální endoprotézy (WHO, 2016). Chronické civilizační choroby jsou hlavním problémem veřejného zdravotnictví ve vyspělých i rozvojových zemích (Berger et al., 2013). Lidé s nízkým podílem pohybové aktivity a vysokým podílem pohybové inaktivity jsou označovány jako sedaví. Pohybová inaktivita je velmi závažným 11

12 zdravotním problémem úzce svázaným s obezitou a zatěžujícími chronickými onemocněními. Příčiny celosvětově obecně vysoké míry pohybové inaktivity lze spatřovat ve fyzicky nenáročném stylu, který je ve vyspělých zemích provázen snižujícími se potřebami pohybové aktivity doma, v zaměstnání i ve společnosti, převahou pasivně motorizovaného transportu, který nahrazuje chůzi nebo jízdní kolo a pracovním i volnočasovým využíváním informačních technologií převážně při sezení jako jsou například televize, počítač nebo internet. Dále využíváním výtahů a eskalátorů namísto statických schodišť a používáním automatických spotřebičů a přístrojů minimalizujících tělesnou námahu (Sigmund & Sigmundová, 2011). Ve velkých městech a metropolích je omezená přirozená pohybová aktivita z důvodu nebezpečí plynoucí z nadměrného provozu na komunikacích, nedostatek nebo nedostupnost parků, lesů a ploch ke sportovní aktivitě a také změněná kvalita ovzduší (WHO, 2016). Velmi četně se v odborné literatuře objevují pojmy pohybový režim a pohybová aktivnost. K pohybovému režimu patří pravidelné pracovní, nepracovní nebo volnočasové činnosti (Mužík, Vlček, 2010). Pohybová aktivnost je charakterizována jako souhrn bazálních, zdraví prospěšných, sportovních a jiných pohybových aktivit za určitou časovou jednotku. Zahrnuje pohybovou aktivitu všeho druhu od chůze, rekreačního i kondičního tréninku až po venkovní práce například na zahradě. Pravidelnost pohybové aktivnosti je jedním z nejdůležitějších faktorů pro podporu jedincova zdraví (Hendl, Dobrý et al., 2011; WHO, 2015). Pojem "pohybová aktivita" by neměl být zaměňován s pojmem "cvičení". Cvičení spadá do podkategorie pohybové aktivity. Cvičení je plánované, strukturované, opakující se a mající svůj cíl ke zlepšení nebo udržení jedné nebo více složek tělesné zdatnosti. Zvýšení pohybové aktivity není jen individuální problém, ale prolíná se celou společností. Je proto důležité, aby se možnosti pohybové aktivity řešily multidisciplinárním přístupem (WHO, 2016) ROZDĚLENÍ POHYBOVÉ AKTIVITY Pohybovou aktivitu lze rozdělit na dvě kategorie. První obsahuje každodenní aktivity habituální, nestrukturované, které zahrnují domácí a venkovní práce, chůzi po městě do zaměstnání nebo třeba nakupování. Pro jejich provedení není potřeba speciální vybavení nebo prostor. Druhá kategorie jsou aktivity dovednostní, strukturované, které jsou charakterizovány svojí účelovostí, záměrným opakováním a časovým vymezením. Řadíme sem sport, cvičení a procházky, které člověk provádí za účelem udržení a zlepšení své fyzické kondice (Dobrý et al, 2009). Dále je pohybová aktivita velmi často spojována s přívlastky organizovaná, neorganizovaná, týdenní a habituální. 12

13 Organizovaná pohybová aktivita je strukturovaná záměrná aktivita, která je prováděna z pravidla pod vedením edukátora, nejčastěji pedagoga, trenéra, cvičitele nebo vychovatele. Je tvořena jednotkami tělesné výchovy, tréninkovými a dalšími cvičebními jednotkami, ve kterých je hlavní náplní pohybový obsah. Neorganizovaná pohybová aktivita, do které je zahrnutá i aktivita spontánní, je definována jako svévolně volitelná, vlastními potřebami, schopnostmi a zájmy determinovaná. Velmi často je prováděna v rámci volného času bez pedagogického vedení a bez kontroly druhé osoby. Týdenní pohybová aktivita představuje souhrn organizovaných i neorganizovaných pohybových aktivit provedené v průběhu sedmi po sobě následujících dnů. Mezi habituální pohybovou aktivitu řadíme všechny běžně prováděné organizované i neorganizované pohybové činnosti během dne, v zaměstnání, doma i ve volném čase. Zahrnuje lokomoci, manipulaci, hru, sport, sebeobsluhu a další běžnou každodenní motoriku (Sigmund & Sigmundová, 2011). Další dělení pohybové aktivity je podle druhu aktivit a to na izometrické cvičení, izotonické cvičení, izokinetické cvičení, anaerobní cvičení a aerobní cvičení. Pro účinnost je však potřeba propojení všech druhů tréninku (Křivohlavý, 2001) POHYBOVÁ AKTIVITA JAKO MOŽNOSTI TRÉNINKU Pohybovou aktivitu lze dále rozdělit podle druhu zátěže prováděného pohybu na vytrvalostní, rychlostní a silovou. Vytrvalostní pohybová aktivita je déletrvající pohyb, který se metabolicky odehrává na střední úrovni pod anaerobním prahem, tedy za dostatečného množství přísunu kyslíku. Je tedy kladen vysoký požadavek na přísun kyslíku a hlavně na kardiopulmonální systém. Energetická náročnost je závislá na době, po kterou je aktivita vykonávána (Hejnová, 2015). Silová pohybová aktivita je charakterizována krátkodobou intenzivní aktivitou s převažující silovou složkou, nejčastěji zvedání břemen. Dochází k velkému tlakovému zatížení kardiovaskulárního aparátu (Hejnová, 2015). Hickson uvádí, že souběžný vytrvalostní trénink a trénink svalové síly může zhoršit adaptaci na silový trénink (Hickson, 1980). Toto tvrzení je podpořeno dalšími studiemi, které potvrdily negativní interakce mezi vytrvalostí a silovým tréninkem. Nicméně ne všechny studie zjistily negativní dopady kombinovaného tréninku. Například Lundberg píše, že 5 týdnů souběžné přípravy vedly k výraznějšímu nárůstu objemu svalové hmoty se stejným zvýšením svalové síly (Lundberg, 2012; Kazior et al., 2016). 13

14 Rychlostní pohybová aktivita je krátkodobá aktivita s vysokou intenzitou, u které je kladen důraz na rychlostní složku. Probíhá v pásmu nad anaerobním prahem, bez přísunu kyslíku. Většinou se jedná o vrcholové sportovní aktivity (Hejnová, 2015) VĚKOVÉ KATEGORIE POHYBOVÉ AKTIVITY Rozdíl mezi pohybovou aktivitou dětí a dospělých je značný, a proto WHO rozdělila své doporučení do tří věkových kategorií. Do první skupiny patří děti a dospívající ve věku 5-17 let, kterým je doporučena denní aktivita v počtu 60 minut zaměřená na správný vývoj kostí a posílení svalů. Druhé skupině dospělých ve věku let se doporučuje alespoň 150 minut pohybu za týden se zaměřením na hlavní svalové skupiny. Poslední třetí skupina nad 64 let by také měla vykonávat minimální týdenní dávku pohybu v počtu 150 minut zejména pro udržení fyzické kondice. Každá pohybová aktivita přesahující nad rámec hodnoty doporučení bude představovat další výhody pro zdraví jedince. Ti lidé, kteří mají špatnou nebo omezenou schopnost pohybovat se, by se měli o to více pohybu účastnit, a tak zabránit progresi nestability a zvýšeným rizikům pádů (WHO, 2016) PARAMETRY POHYBOVÉ AKTIVITY Waehner popisuje a kvantifikuje pohybovou aktivitu pomocí modelu F.I.T.V., který v překladu značí frekvenci, intenzitu, typ a trvání neboli objem. Právě na základě těchto parametrů se nejčastěji vydávají různá celosvětová pohybová doporučení (Waehner, 2015). Pro správné a přesné doporučení účinné dávky pohybové aktivity nestačí pouhé udání doby, po kterou se má pohyb vykonávat, ale nezbytnou součástí výpočtu je stanovení vhodného objemu, frekvence a intenzity zátěže. Ke stanovení objemu byla vypracována nejrůznější doporučení zaměřená především na chůzi, kterou mnoho lidí vnímá jako velmi neatraktivní ztrátu času, nicméně má pro populaci nesporné výhody, protože je zejména pro starší populaci nejjednodušší pohybovou činností a také při ní dochází k nejméně úrazům. Základní objem, při kterém se tělo začíná adaptovat, je stanoven na 4200 kj (1000 kcal) za týden. Současně k objemu je nutné stanovení intenzity. Většina autorů doporučuje % VO2 max, což odpovídá střední intenzitě zátěže a rychlosti chůze kolem 5-6 km/h. Nyní někteří autoři považují toto doporučení za nedostatečné a pro primární i sekundární prevenci doporučují 6300 kj (1500 kcal) týdně (Máček, Radvanský, 2011). Sigmund a Sigmudová sdělují, že energetický výdej je celková spotřeba energetických zdrojů, nutná k zabezpečení života organismu. Klidový metabolismus se na energetickém výdeji člověka podílí z 65 %, 10 % zajišťuje tepelný účinek potravy a zbývajících 25 % je využito při pohybové aktivitě člověka. U vrcholových sportovců nebo u lidí s náročnějším zaměstnáním může pohybová 14

15 aktivita představovat až 50 % z celkového energetického výdeje člověka (Sigmund, Sigmundová, 2011). Intenzita udává zátěžové nároky na kardiovaskulární systém. Její stupeň je proto vyjádřen tepovou srdeční frekvencí, srovnáním násobků spotřeby kyslíku v klidovém stavu, ale také výkonem (W/kg). Energetický výdej v klidu a vsedě je označovaný zkratkou MET a je roven hodnotě 3,5 ml.min -1.kg -1 kyslíku. Pro průměrně zdatného jedince je lehká práce udávána intenzitou nižší než 3 MET, střední v rozmezí 3-4,5 MET, těžká 4,6-7 MET a velmi těžká 7,1-10 MET (Máček, Radvanský, 2011; WHO, 2016). V důsledku vzrůstající populace trpící nadváhou je s energetickým výdejem spojován termín energetická bilance, která nám říká, že příjem energie by měl být v rovnováze s výdejem energie. Rovnováha nám pomáhá udržovat konstantní tělesnou hmotnost (Sigmund, Sigmundová, 2011) DŮSLEDKY POHYBOVÉ INAKTIVITY Nedostatek pohybu vede k rozvoji civilizačních onemocnění jako je diabetes mellitus II. typu, obezita, hypertenze nebo ateroskleróza. Stává se tak z několika příčin, které Hejnová rozdělila do čtyř skupin podle toho, zda se jedná o důvody subjektivní nebo objektivní. Subjektivní příčiny volní - jedinec nemá vůli nebo dostatek energie pro vykonávání pohybové aktivity. Negativní vztah k pohybové aktivitě jedinec má negativní vztah k pohybu, pohybová aktivita je pro člověka namáhavá, nudná a je mu fyzicky nepříjemná. Objektivní příčiny časové člověk je časově vytížen v zaměstnání, či rodině a nemá dostatek volného času pro vykonávání pohybové činnosti. Objektivní příčiny neumožňují provozování pohybu člověk nemá vhodné prostředí k pohybu, nevlastní dostatečné vybavení nebo mu chybí partner, s kterým by pohybovou aktivitu vykonával (Hejnová, 2010) DIABETES MELLITUS II. TYPU Máček a Radvanský ve své knize definují diabetes mellitus II. typu jako nejčastější a velmi vysoce vyskytující se metabolickou poruchu. Pacient má ze začátku pouze sníženou citlivost inzulinových receptorů ve svalech, a proto můžeme považovat diabetes mellitus II. typu za pozdní projev syndromu inzulinové rezistence, který rovněž zahrnuje obezitu, hypertenzi, dyslipidemii a urychlení aterosklerózy (Máček, Radvanský, 2011). 15

16 Silbernagl a Lang ve svém atlasu popisují tento typ, který je výrazně podmíněn genetickou dědičností, jako častěji vyskytující se než diabetes mellitus I. typu. Pacienti s diabetem II. typu často trpí obezitou, která je kombinací genetické predispozice a nevhodným poměrem mezi přísunem a spotřebou energie (Silbernagl, Lang, 2012) OBEZITA Podle Hanušové a Šmolíka je obezita stav, při kterém je v lidském organismu více tuku, než je odpovídající průměr. U mužů více jak 20 % a u žen více jak 25 % tělesné hmotnosti. Obezita se většinou projevuje u lidí se sedavým zaměstnáním a s celkovou pohybovou inaktivitou (Hanušová, Šmolík, 1979). Pouze 2 až 5 % všech případů nadváhy nebo obezity má objektivní zdravotní příčinu (Bouchard et al., 2010). Bunc definuje nadváhu nebo obezitu jako jeden z nejmarkantnějších důsledků současného životního stylu, který je charakterizován neustále se snižujícím výdejem energie a stále klesajícím objemem pravidelně realizovaných pohybových aktivit. Většina studií zabývajících se prevalencí obezity se shoduje v tom, že její základní příčinou je výrazné snížení pohybových aktivit. Autor udává, že za posledních dvacet let je doložen pokles prováděných pohybových aktivit až o 30 %. Pro určení, zda se jedná o nadváhu nebo obezitu, používáme hodnotu Body Mass Index. Vypočítá se jako poměr hmotnosti a tělesné výšky umocněné druhou mocninou. BMI = tělesná hmotnost (kg) tělesná výška 2 (m) Vznik obezity je nejčastěji spojen s nadměrným příjmem potravy nebo při dlouhodobé kladné energetické bilanci, při které klesá výdej energie a tím náš příjem energie převyšuje náš výdej (Bunc, Skalská, 2008). Dochází k dlouhodobé nerovnováze mezi energetickým příjmem a výdejem, tzv. pozitivní energetické bilanci (Sigmund, Sigmundová, 2011) HYPERTENZE Silbernagl a Lang vysvětlují hypertenzi jako zvýšenou hodnotu arteriálního tlaku krve nad fyziologickou mez v systémovém oběhu. Může postihovat jak malý, tak velký krevní oběh. Hypertenzi můžeme rozdělit na primární a sekundární. Esenciální (primární) hypertenze je nejčastější typ hypertenze, kdy není známá příčina nebo není jednoznačná, ale multifaktoriální. 16

17 Při sekundární hypertenzi, kde je známa příčina, se zejména jedná o hypertenzi při postižení ledvin, při hyperprodukci některých hormonů, při některých vrozených srdečních vadách nebo při poškození mozku. Celosvětově postihuje více než 20 % populace (Silbernagl, Lang 2012) ATEROSKLERÓZA Ateroskleróza je progresivní zánětlivé onemocnění cévní stěny, které může začínat již v dětství a klinicky se manifestuje ve středním věku až stáří. Postihuje všechny cévy, nejvíce hlavně aortu, koronární, cerebrální a popliteální arterie, kde dochází ke změnám vnitřní a střední části cévní výstelky. Stěna se ukládáním tukových látek postupně ztlušťuje a vznikají aterosklerotické pláty a postupně se snižuje její průsvit. Je zodpovědná za více jak 50 % všech úmrtí na celém světě. Ateroskleróza pak může vést k chronické ischemické chorobě srdeční nebo cévní mozkové příhodě (Silbernagl, Lang, 2012). 17

18 2.2 MONITORACE POHYBOVÉ AKTIVITY Sigmund a Sigmundová popisuje monitorování pohybové aktivity jako souhrn činností, přístrojů a technik, které nám umožní přesné validní sledování a vyhodnocování mimolaboratorní pohybové aktivity uskutečňující se v běžném životě člověka. Sledování pohybové aktivity během každodenních aktivit má pro pacienty, vědce a lékaře zásadní význam. Monitorací zaznamenáme intenzitu, typ, trvání a frekvenci a díky tomu získáme informace a přehled o denním energetickém výdeji, o rozložení pohybu v časovém úseku, ale také můžeme včas odhalit pohybovou inaktivitu jedince. Můžeme také hodnotit, jak jedinec reaguje na stanovenou pohybovou aktivitu a zda se dostavují zdravotní benefity, které od pohybu očekáváme (Sigmund, Sigmundová, 2011). Pohybovou aktivitu dle Bergra je složité a obtížné hodnotit, protože neexistuje ideální nástroj, který dokáže zachytit všechny jevy související s pohybem. Každý nástroj hodnotí jedince individuálně. V celosvětovém měřítku neexistuje standardizovaná metoda pro stanovení pohybové aktivity, a proto jde těžko srovnávat její úroveň napříč státy po celém světě (Berger et al., 2013). Frömel ve své knize vysvětluje obtížnost měření pohybové aktivity z důvodu složitosti pohybového chování člověka. Monitorování pohybové činnosti je zaměřeno na průzkum a popis pohybového chování a na základě tohoto popisu je určena a zhodnocena její úroveň. Mezi důležité faktory pro možnost zhodnocení pohybové aktivity patří druh, frekvence, intenzita a doba, po kterou je pohyb vykonáván (Frömel et al., 1999). Verceles a Hager poukazují na důležitost přesnosti měření pohybové aktivity, neboť umožňuje lékaři určit pro konkrétního pacienta jeho maximum s ohledem na frekvenci, intenzitu a délku trvání. Navíc měření umožnuje zkoumat nové trendy a spolu s nimi související činnosti, které mohou být přínosem pro stanovení individuálního cvičebního plánu tak, aby se mohly cíle pohybové aktivity stupňovat (Verceles, Hager, 2015). Monitorování zahrnuje kalibrování, nabíjení a individuální nastavování přístrojů, které nejsou součástí těla jedince a proto jsou nazývány přístroji neinvazivními. Mezi ně řadíme akcelerometry, pedometry neboli krokoměry a další multifunkční přístroje. Dále je součástí monitorace příprava individuálních záznamových archů, dotazníků a formulářů, předávání informací o práci a manipulaci s přístroji, zaznamenávání hodnot a informací do záznamových archů a dohled nad přesností záznamu dat a práci s přístroji. Důležité jsou při monitorování také činnosti, které nám zajistí minimalizaci chyb a nepřesností při sledování, zpracování a analýze hodnot naměřené při pohybové aktivitě (Sigmund, Sigmundová, 2011). 18

19 2.2.1 VALIDITA A RELIABILITA Jestliže chceme realizovat určité měření, nikdy si nemůžeme být dopředu jisti jeho kvalitou. Skutečnou kvalitu zjistíme až na základě vyhodnocení již uskutečněného měření. Velká pozornost je tedy při měření věnovaná validitě, reliabilitě subjektivních metod a přístrojů použitých k měření. Validita, v překladu platnost, vypovídá o pravdivosti výsledků zvoleného způsobu měření a je rozdělena na několik základních druhů. Obsahová nebo také logická validita posuzuje, zda prostředek měří určitý obsah. Kriteriální, souběžná je využita tehdy, když se měření účastní dva či více prostředků a posuzuje se shoda souběžně naměřených hodnot. Predikční validita udává míru schody naměřených výsledků s výsledky budoucími a poukazuje na platnost dané předpovědi. Konstruovaná se zabývá hledáním vlastností, které mohou vysvětlit rozptyl výsledků měření, a ekologická zkoumá, zda je průběh výzkumu účastníky vnímán podle představ výzkumníka. O Reliabilitě, spolehlivosti mluvíme v souvislosti s opakovatelností získávaných výsledků měřícím prostředkem. V případě opakovaných měření bychom měli dosáhnout stejných výsledků a právě reliabilita poukazuje na přesnost a velikost chyb, které vznikají při měření. Mezi základní druhy reliability patří stabilita, objektivita a vnitřní konzistence. Stabilita udává míru shody při opakovaných měření v časovém odstupu, pokud byly dodržené stejné podmínky jako například stejná skupina měřených osob, stejná denní doba nebo stejné prostředí. Objektivita poukazuje na shodu výsledků měření současně dvěma nebo více osobami. Vnitřní konzistence určuje spolehlivost například při porovnávání výsledků téhož měření náhodně rozdělených jedinců do skupin na poloviny (Sigmund, Sigmundová, 2011) ZPŮSOBY MONITORACE POHYBOVÉ AKTIVITY Způsoby terénního monitorování lze rozdělit na měření objektivní a subjektivní. Objektivní metody zahrnují nepřímou kalorimetrii, metodu dvojitě izotopicky značené vody, přímé sledování, snímače srdeční frekvence a přístroje snímající pohyb jako jsou pedometry, akcelerometry a další multifunkční zařízení. Mezi subjektivní metody patří dotazníky, záznamové archy a cílené rozhovory (Sirard, Pate, 2001). Metody pro nejpřesnější měření energetického výdeje jsou nepřímá kalorimetrie a dvojitě izotopicky značená voda. Jedná se o metody finančně, technicky i uživatelsky náročné, a proto jsou využívány zřídka při výzkumech u malého počtu testovaných jedinců (Sigmund, Sigmundová, 2011). Nepřímá kalorimetrie vyjadřuje uvolněnou energii při spalování potravy mimo tělo prostřednictvím měření spotřeby kyslíku (VO2), která je úměrná množství vydané energie za jednotku času. To však 19

20 neplatí v situaci, kdy je nutné splácet kyslíkový dluh. Principem této metody je měření spotřeby nutričních substrátů a výměny plynů v daném čase a určení respiračního koeficientu, tedy poměru mezi vydaným CO2 a spotřebovaným O2. Dvojitě izotopicky značená voda určuje energetický výdej na základě rozdílu mezi přijatým a vyloučeným množství izotopů vodíku a kyslíku za jednotku času (Ganong, 2005) Přímé pozorování je časově náročnější a obtížněji proveditelné, ale znamená pro nás nejpřesnější a nejspolehlivější variantu pro určení vykonávané pohybové aktivity DOTAZNÍKY A ZAZNAMOVÉ ARCHY Dotazníky, záznamové archy a rozhovory řadíme mezi subjektivní metody v průzkumu oblastí pohybové aktivity. Jedná se o soubor otázek a záznamů, které jsou cíleny na objem, intenzitu, druh a frekvenci realizované pohybové aktivity a dále pak na demografické, antropometrické a osobní údaje sledované osoby. Jsou ekonomicky nenáročné, organizačně jednoduché a hlavně lehce proveditelné, a proto jsou označovány za nejrozšířenější a nejpoužívanější metody v zjišťování terénní pohybové aktivity. Výhodou je také možnost hodnotit i takové oblasti pohybové aktivity, které přístrojovým monitoringem zachytit nemůžeme. Dotazníky jsou vyplňované přímo sebeadministrací nebo formou rozhovoru a zapisování jinou nesledovanou osobou. Vzhledem k subjektivitě při zapisování je přesnost této metody poznamenána chybou při vzpomínání nebo záměrným i nechtěným zkreslením výsledků. (Sirard, Pate, 2001; Armstrong, Welsman, 2006; Sigmund, Sigmundová, 2011). Mezinárodní standardizovaný dotazník The International Physical Activity Questionaire (IPAQ) byl v roce 1997 vytvořen pro zjišťování úrovně realizované týdenní pohybové aktivity u věkové kategorie 15 až 69 let. Cílem bylo vytvořit takový dotazník, který bude dostupný pro všechny země a který umožní mezi zeměmi porovnávat oblasti pohybové aktivity. IPAQ zahrnuje zaznamenání každé pohybové aktivity o střední intenzitě ve volném čase, doma, v zaměstnání nebo při transportu. Dotazník má dvě verze. Krátká verze je zejména určena pro průzkum dospělé populace, u které zjišťuje frekvenci a čas strávený při chůzi a zaznamenává čas strávený sezením. Dlouhá verze obsahuje detailnější informace určené například v průzkumech evaluačního záměru a táže se na informace související se zaměstnáním, transportem, domácími pracemi, rekreační pohybovou aktivitou a stejně jako krátká verze s časem stráveným při sezení. Obě verze hodnotí pohybovou aktivitu realizovanou v rámci posledních 7 dní. Tento dotazník je volně dostupný pro širokou veřejnost ve všech světových jazycích, ale také i v českém překladu. Je doporučováno spojit dotazníkovou metodu s přístrojovým monitoringem pro zvýšení objektivity výzkumu (Bauman 20

21 et al., 2009; oficiální stránky dotazníku IPAQ Celosvětová uplatnitelnost je podpořena výsledky validačních studií realizovaných v odlišných sociokulturních podmínkách států různých kontinentů (Sigmund, Sigmundová, 2011). Berger uvádí, že dotazníky jsou nejčastěji používanou metodou při posuzování pohybové aktivity v běžném životě jedince. Bohužel, mnoho takových dotazníků posuzuje pouze aktivitu volného času, protože je předpokládáno, že úroveň a druh pracovní pohybové aktivity je téměř totožný. Kromě toho dotazníky špatně zachycují aktivitu s nízkou intenzitou a také nestrukturovanou pohybovou aktivitu, která je méně reprodukovatelná než činnosti střední či vysoké intenzity. Dotazník MAQ, u kterého byla prokázána platnost a spolehlivost, hodnotí nejen jedincův volný čas ale také všechny pracovní činnosti během 6 měsíců, původní verze za 12 měsíců. Úroveň pohybové aktivity je pak vyjádřena jako součin trvání a frekvence jednotlivých činností v hodinách za jeden týden (MET hod/1 týden) (Berger et al., 2013) AKCELEROMETRY Akcelerometry jsou malá přenosná zařízení, snímače, které detekují změny rychlosti pohybu pomocí vnitřního piezoelektrického krystalu. Dokáží mechanickou deformaci, která je způsobena změnou zrychlení, převést na elektrický impuls. Ten lze přepočíst podle zadaných individuálních antropometrických charakteristik a vyjádřit v jednotkách výdeje energie. Výstupní jednotka z akcelerometru zohledňující právě individuální somatické rozdíly jedince je celkový nebo aktivní energetický výdej vztažený k jednotce tělesné hmotnosti a době monitorování (Sigmund, Sigmundová, 2011). Úroveň pohybové aktivity lze také posuzovat jako podíl aktivního a celkového energetického výdeje (Frömel et al., 1999). Přístroj se na sledovaném jedinci umisťuje podle toho, zda chceme měřit prostorově nebo jednorozměrně a to zpravidla nejvýhodněji na levém či pravém boku v úrovni opasku, na zápěstí nebo nad kotník. (Sigmund, Sigmundová, 2011; Verceles, Hager, 2015). Pomocí akcelerometrů můžeme zaznamenávat informace o změně pohybu intenzivně během celého dne nebo v konkrétních jednotlivých časových úsecích, po minutách, vyučovacích hodinách a tréninkových jednotkách. V současnosti celosvětově nejrozšířenějšími trojrozměrně snímajícími akcelerometry jsou typy Actigraf GT9X a Actigraf GT3X, které umožňují určit souhrnný i aktuální energetický výdej. Jejich cena se dle oficiálních stránek výrobku pohybuje mezi $225 a $275 (oficiální stránky Actigraf ). Dalšími typy jsou například Caltrac, Actiwatch, Biotrainer nebo Tritrac - R3D (Sigmund, Sigmundová, 2011). 21

22 2.3 PEDOMETRY OBECNĚ O PEDOMETRECH Historicky nejstarším a v současnosti nejrozšířenějším způsobem, jak sledovat terénní pohybovou aktivitu je využití pedometrů neboli krokoměrů. Pedometr je malý lehký elektronický a veřejnosti lehce i cenově dostupný přístroj, který měří vertikální oscilace. Ve chvíli, kdy dopadne chodidlo na zem, jsou tyto oscilace přeneseny na segment, ke kterému je pedometr upevněn. Stává se tak nejčastěji na počátku stojné fáze úderem paty o podložku. Každá z oscilací přesahující práh citlivosti zařízení, je započítána a zobrazena na displeji krokoměru jako krok a následně nám soubor oscilací určí jejich počet. (Bassett et al., 1996; Clemes, Biddle, 2013; Sigmund, Sigmundová, 2011). Starší typy pedometrů fungují na principu zapínání a vypínání elektrického obvodu pomocí odpruženého ramene kyvadélka, které se vertikálně pohybuje na základě vznikajících oscilací při vykonávaném pohybu. Modernější typy zaznamenávají pohyb pomocí piezoelektrického jevu. Piezoelektrický jev je schopnost krystalů generovat elektrické napětí při jejich deformaci nebo jev opačný, kdy se krystal v elektrickém poli deformuje (Reichl, 2006; Sigmund, Sigmundová, 2011). Krokoměry jsou nejpřesnější při počítání počtu kroků, méně však přesné při stanovení energetického výdeje a výpočtu ušlé vzdálenosti. Při zaznamenávání se nerozlišují kroky, které byly provedené při chůzi po rovině nebo z kopce či do kopce. Nedokáží zachytit oscilace při jízdě na kole, bruslení nebo lyžování a nejsou schopny identifikovat typ a intenzitu pohybové aktivity. Vědci proto považují terénní krokoměry za nejpřesnější pouze monitorování běžné chůze a celkové pohybové aktivity (Armstrong, Welsman, 2006; Sigmund, Sigmundová, 2011) MECHANISMY POČÍTÁNÍ KROKŮ Zaznamenávání počtu kroků krokoměrem je umožněno na základě tří různých mechanismů. První z nich obsahuje mechanicky odpružené rameno páky, které otevírá a zavírá elektrický obvod a tím jsou kroky započítávány. Horizontální spirálová pružina se pohybuje na základě změny polohy segmentu, na kterém je krokoměr upevněn. Na mechanickém principu tedy fungují například krokoměry značky Yamax DigiWalker SW series 200, 500, 501, 650, 651, 700, 701. U tohoto mechanismu najdeme také rozdíl ve způsobu kontaktu s elektrickým obvodem. Kontakt kovový, tedy kov na kov, který při chůzi vydává cvakavý zvuk a kontakt tlumený, potažený vodivou gumou, která 22

23 naopak cvaknutí tlumí (Bassett et al., 1996; Bravata et al., 2007; oficiální stránky Yamax DigiWalker Druhý mechanismus je založen na spojení magnetu s horizontální pružinou. Pružina ve formě jazýčkového relé je uzavřená ve skleněném válci a na základě magnetického pole, které vytváří elektromagnet, se při dotyku pružiny s magnetem započítá krok (Bassett et al., 1996, Crouter et al., 2003). Třetí typ přístrojů má v sobě zabudovaný piezoelektrický krystal a akcelerometr s horizontálním kyvadélkem. Při chůzi pak úderem paty o zem dochází k deformaci piezoelektrického krystalu. Pohyb tak vytváří sinusovou křivku, která znázorňuje jednorovinné vertikální zrychlení v závislosti na čase. Krok se připočte ve chvíli protnutí časové osy touto křivkou. Do této skupiny patří například krokoměry značky Omron, konkrétně HJ 112 nebo HJ 720 (Bassett et al., 1996; Crouter et al., 2003) PŘESNOST POČÍTÁNÍ KROKŮ K určení přesného měření pomocí krokoměrů je třeba rozlišovat počet zaznamenaných kroků a počet skutečně provedených kroků. Chyby v počítání kroků se mohou objevit, jestliže krokoměr navíc zaznamená při pohybu jako kroky i oscilace, které vznikly jiným způsobem než správným krokovým stereotypem. Stává se tak v případě, že dojde k nedokonalému kroku, například při jízdě na kole, v automobilu, autobuse a dalších dopravních prostředcích nebo při prudkém úklonu, nárazu, švihu či skoku. Naopak se může stát například při nižších rychlostech chůze, že skutečně provedené kroky započítány nejsou, protože síla oscilace nebyla dostatečná a nepřesáhla práh citlivosti zařízení (Basset et al., 1996; Holbrook et al., 2009; Jehn et al., 2009) VLIV RYCHLOSTI CHŮZE NA MĚŘENÍ Schneider a Crouter ve svých studiích poukazují na to, že každý model krokoměrů má jiné hodnoty prahu citlivosti, a proto měření počtu kroků může být u jednotlivých zařízení značně odlišné. Tudor-Locke uvádí práh citlivosti pro Yamax SW 200 0,35 g. Přesnost měření je výrazně vyšší při zvýšené rychlosti pohybu, ale studie potvrzují, že krokoměry s nižším prahem citlivosti jsou schopny započítat kroky i při pomalejší chůzi. Je ale také velká pravděpodobnost, že budou zaznamenány kroky, které vznikly jinak než správným provedením chůzového stereotypu (Tudor Locke et al., 2002; Schneider et al., 2003; Crouter et al., 2003). Basset testoval přesnost měření při různých rychlostech pomocí tří krokoměrů. Yamax SW 500 zaznamenával počet kroků při rychlosti 80 m/min nejpřesněji, při rychlosti 54 m/min spolu 23

24 s ostatními krokoměry napočítal kroků méně (Bassett et al., 1996). Crouter ve své studii použil k testování 10 krokoměrů. Účastníci chodili na běžeckém pásu různými rychlostmi, a to 54, 67, 80, 94 a 107 m/min. Při chůzi o rychlosti 54 a 67 m/min zaznamenávaly některé krokoměry méně kroků než při ostatních rychlostech. Pouze Yamax SW 701 se přiblížil skutečnému počtu kroků při jakékoli rychlosti (Crouter et al., 2003). Giannakidou zkoumala přesnost měření na skupině 24 netrénovaných mužů při chůzi na běžeckém pásu pěti různými rychlostmi 54, 67, 80, 94 a 107 m/min. Každý proband měl na sobě tři krokoměry Yamax SW 200, Omron HJ 113 a Omron HJ 720 a provedené kroky kontroloval pomocí ručního počítadla. Oba krokoměry Omron vykazovaly největší přesnost počítání kroků (r = 0,80-0,99) ve všech rychlostech. Yamax SW 200 podhodnotil pouze při rychlosti 54 m/min (r = 0,46). Omron HJ 113 a Omron HJ 720 při nižších rychlostech ušlou vzdálenost nadhodnotily a naopak při vyšších rychlostech podhodnotily. Výsledky studie tedy poukazují na přesnost obou krokoměrů Omron při měření počtu kroků, ale také demonstrují limity v přesnosti měření ušlé vzdálenosti (Giannakidou et al., 2012). Webber porovnávala přesnost měření pomocí akcelerometru ActiGpraph GT3X+, mechanického krokoměru Yamax SW 200 a piezoelektrického krokoměru SC- StepMX. Studie se účastnili staří lidé (n = 13 s poruchou chůze a n = 22 bez poruchy chůze). Při chůzi na 100 m měli na sobě připnuté všechny tři přístroje, které srovnávali počet kroků s manuálním počítadlem. U probandů bez poruchy chůze nebyly zjištěny žádné signifikantní rozdíly. Avšak u jedinců s chůzovým handicapem či pomalejší chůzí vykázal SC-StepMX minimální chybu na rozdíl od ostatních zařízení. Z toho plyne, že pokud bychom chtěli monitorovat počet kroků u lidí s pomalejší chůzí, je nejvhodnější zvolit piezoelektrický krokoměr (Webber et al., 2014). Přesnost měření při různých rychlostech chůze potvrzuje několik dalších studií (Dondzila et al., 2012; Martin et al., 2012; Wallmann-Sperlich et al., 2015; Cruz et al., 2016) VLIV UMÍSTĚNÍ KROKOMĚRU NA MĚŘENÍ Nejčastějším umístěním krokoměru je připevnění na tělo uživatele pomocí klipsy, typicky na oděv nebo pásek. Méně častěji se pak nosí v batohu, v náprsní kapse, zavěšené krku nebo na nordic-walkingové holi. Výrobci ve svých manuálech nejvíce doporučují umístění na opasku kalhot v blízkosti SIAS (McNamara, Hudson, 2010). Bylo vypracováno mnoho prací o ideálním umístění krokoměru, tak aby měření bylo co možná nejpřesnější. Bohdanová a Hasson potvrzují oblast SIAS jako nejideálnější umístění krokoměru, co se přesnosti při počítání týče (Hasson, 2009; Bohdanová, 2010). Stranové umístění testovali ve své studii Basset a Schneider a prokázali, že přesnost při měření není podmíněna umístěním na pravé nebo levé straně (Basset et al., 1996; Schneider et al., 2003). 24

25 JINÉ DŮVODY NEPŘESNOSTI Jedním z dalších důvodů nepřesnosti je abdominální obezita jedince. Ta může způsobit vychýlení pedometru od vertikální osy, která hraje v přesnosti měření velkou roli. Proto je nutné nezapomenout na možnou nepřesnost při měření obézní populace (Tudor Locke at al., 2004). Ve studii, kterou provedl Crouter, se porovnával mechanický krokoměr Yamax SW 200 s piezoelektrickým krokoměrem New Lifestyles NL Dospělí lidé s BMI nad 25 byli rozděleni do dvou skupin, s úhlem náklonu přístroje od vertikální osy do 10 a nad 15. Pro první skupinu při rychlosti 80 m/min byl výsledek napočítaných kroků u Yamaxu téměř 90 % skutečného počtu kroků. Avšak druhá skupina při stejné rychlosti naměřila jen 60 % skutečně ušlých kroků. New Lifestyles NL 2000 u obou skupin vykazoval větší přesnost než krokoměr Yamax SW 200, a proto je k měření obézní populace doporučeno použít piezoelektrický krokoměr (Crouter et al., 2005). Efekt BMI na přesnost měření vykazuje několik dalších studií (Feito et al,; 2012; Tyo et al., 2013). Mezi důvody nepřesnosti monitorování pohybové aktivity patří také těhotenství. Connoly vedl výzkum přesnosti měření počtu kroků u 30 těhotných žen v druhém a třetím trimestru. Tyto ženy měli na sobě opasek s třemi přístroji na měření pohybové aktivity Yamax SW 200, New Lifestyles NL 2000 a akcelerometr GT3X ActiGraph. Omron HJ 720 byl umístěn na přední kapse kalhot. Měli za úkol postupně chodit dvou minutové úseky rychlostmi 54, 67, 80 a 94 m/min. K určení skutečného počtu kroků bylo použito ruční počítadlo. New Lifestyles NL 2000 a Omron HJ 720 vykazovaly pro všechny rychlosti minimální chybu. GT3X ActiGraph naměřil při rychlosti 54 m/min 77,5 % skutečného počtu kroků, Yamax SW 200 dokonce jen 56,9 %. Signifikantní rozdíly v procentuálním vyjádření skutečného počtu kroků byly zjištěny ve vztahu rychlost a přístroj. Z výsledků opět vyplývá, že k monitoraci populace s vyšším BMI je doporučeno použít piezoelektrický krokoměr (Connolly et al., 2011). Faktor, který při monitorování každodenní pohybové aktivity pomocí krokoměrů nesmíme opominout, je časté využívání dopravních prostředků. Krokoměry při jízdě započítávají i takové vertikální oscilace, které jsou způsobeny nerovností jízdní plochy. LeMasurier použil při jízdě autem krokoměr Yamax SW 200, kterým naměřil u skupiny 20 lidí průměrně 10 artefaktů na trase dlouhé přibližně 16 km. To Maddock použil ve svém výzkumu krokoměr Yamax SW 401. Měřil počet artefaktů u 20 probandů a během 15 minutové jízdy autem bylo napočítáno v průměru 25 artefaktů (LeMasurier et al., 2003; Maddock et al, 2010). Slabý vedl studii zaměřenou na měření artefaktů při jízdě autobusem. Krokoměry Yamax SW 200 a Omron HJ 720 byly testovány pro pozici vsedě i vestoje. V pozici vsedě bylo během 19 minut jízdy zaznamenáno přibližně 50 artefaktů navíc u obou 25

26 typů krokoměrů. Pro pozici vestoje Yamax SW 200 napočítal 300 artefaktů na rozdíl od Omron HJ 720, který znovu zaznamenal 50 artefaktů (Slabý et al., 2010). Je také nutné brát ohled na individuální chyby v nastavení jednotlivých zařízení. Některé krokoměry, například Omron HJ 720, jsou vybaveny funkcí, že začnou započítávat kroky až po provedení několika souvislých kroků. Ty se následně připočtou najednou a poté se už každý provedený krok započítává jednotlivě. Pokud však bude provedeno například pouze 5 kroků, tyto kroky zaznamenány nebudou. Další podmínkou u některých přístrojů může být rychlost a čas souvislé chůze. Tyto funkce mají výhodu, že nezapočítávají kroky způsobené přešlapováním, častým zastavováním, ale zase nám neuvádějí jejich skutečný celodenní počet DALŠÍ FUNKCE KROKOMĚRU Pedometry mají kromě schopnosti záznamu ušlých kroků také další funkce. Je to například měření ušlé vzdálenosti, pro kterou je všeobecně známý vzorec, ušlá vzdálenost je rovna počtu kroků vynásobených průměrnou délkou kroku. Dalšími funkcemi je aerobický režim nebo také výpočet spotřebované energie, tedy spálené množství kilokalorií (Basset et al., 1996; Giannakidou et al., 2011). V rámci nastavení některých přístrojů se zadává pohlaví, věk, jedincova tělesná hmotnost nebo délka jeho kroku. Obecně platí, že čím pomalejší rychlost, tím je uražená vzdálenost nadhodnocována a naopak ve vyšších rychlostech je ušlá vzdálenost podhodnocována. Giannakidou ve své práci zkoumala na skupině dospělých osob právě přesnost měření vzdálenosti pomocí dvou krokoměrů Omron HJ 720 s HJ 113. Prokázala spolu s Crouterem, že nejpřesnější měření je při rychlosti 80m/min. Při nízkých rychlostech oba krokoměry uraženou vzdálenost přeceňovaly a ve vyšších rychlostech 94 m/min a 107 m/min naopak podhodnocovaly (Crouter et al., 2003; Giannakidou et al., 2011). Schneider uvádí, že při výpočtu průměrné délky kroku, požíváme všeobecné doporučení průměr z 10 ušlých kroků, ale následně při déle trvající chůzi používáme delší kroky než při chůzi na kratší vzdálenost, což může při přesnosti měření mít velký význam (Schneider et al., 2003). Energetický výdej vypočítá krokoměr na základě informací o počtu ušlých kroků, zadané váhy a průměrné délky kroku. Krokoměr nemá schopnost rozeznat druh pohybových aktivit. Z toho důvodu výpočet spotřebované energie pouze odhadujeme podle toho, jakou pohybovou činnost jedinec vykonával (Chen et al., 2008). Důležitou součástí vybavení modernějších krokoměrů je schopnost ukládat zaznamenané údaje do paměti a pomocí USB připojení sdílet, zpracovávat a vyhodnocovat tyto údaje na počítači (Crouter et al., 2003; Chen et al., 2008). 26

27 3. CÍLE A HYPOTÉZY Cílem této experimentální části bude zpřesnit funkci měření kroků u dospělé populace pomocí krokoměrů Yamax SW 200 a Omron HJ 720. Bude se tak dít v podmínkách každodenního života, tedy výzkum bude prováděn terénním měřením. Na základě získaných výsledků by mělo vzniknout doporučení pro zpřesnění funkce těchto typů krokoměrů. 3.1 HYPOTÉZY 1) Přesnější výpočet ušlé vzdálenosti dosáhneme z průměrné délky kroku vypočtené z delšího úseku než doporučují manuály dodané ke krokoměrům. 27

28 4. METODIKA VÝZKUMU Výzkumná část je rozdělena do dvou částí. První část je zaměřená na určení průměrné délky kroku na základě dodaných manuálů od výrobce krokoměrů. Druhá část obsahuje celkem tři měření. Probandi postupně ujdou vzdálenosti 100 m, 300 m a 1000 m a poté každou vzdálenost ještě jednou opakují. Obou částí měření se zúčastnili dospělí lidé ve věku let. Měření byla provedena v areálu parku Ladronka během března KROKOMĚRY VYUŽITÉ PŘI MĚŘENÍ Účastníci výzkumu měli po celou dobu měření na sobě současně oba dva krokoměry, model Yamax SW 200 a Omron HJ-720 ITC. Krokoměry byly umístěny vpravo na opasku kalhot v blízkosti SIAS pomocí upínacího zařízení KROKOMĚR YAMAX DIGIWALKER SW 200 Prvním krokoměrem, který byl využíván při měření, je jednoduchý japonský model značky Yamax ze série označované SW. Do této série také patří modely SW 500, 501, 650, 651, 700, 701. Jednoduchý je proto, že má pouze jednu funkcí a to počítání kroků. Krokoměr se ovládá jediným tlačítkem pod displejem, které slouží k vynulování stavu počtu zaznamenaných kroků. Aby se však nestalo, že při chůzi dojde k nechtěnému vynulovaní naměřených dat, je displej chráněn plastovým krytem. Na displeji lze započítat a zobrazit maximálně kroků. Funguje na mechanickém principu. Obsahuje tedy odpružené rameno páky, které otevírá a zavírá elektrický obvod a spirálovou pružinu pohybující se horizontálně. Doteky kontaktů jsou tlumené pryží. Jeho cena se v USA pohybuje okolo $21 a v České republice za něj zaplatíme mezi Kč. Nejideálnější umístění krokoměru je podle výrobce na opasku kalhot v blízkosti SIAS. Obrázek 1. Krokoměr Yamax Digiwalker SW 200 barva rozměry váha typ baterie životnost baterie (dle výrobce) země původu černá, modrá, stříbrná, červená 50x38x14 mm 21g LR-44 3 roky Japonsko Tabulka 1. Popis krokoměru Yamax Digiwalker SW 200 (oficiální stránky 28

29 Pro vědecké účely má tento krokoměr zásadní význam. Jeho jednoduchost a cenová dostupnost je jedním z hlavních důvodů využití k monitorování pohybové aktivity u dětí i dospělých. Maximální přesnost a validaci při měření každodenních aktivit potvrzuje několik studií (Tudor Locke et al., 2002; Beevi et al., 2015; Hickey et al., 2015; Kooiman et al., 2015; Ardic a Göcer, 2016) KROKOMĚR OMRON HJ-720 ICT Druhý krokoměr využitý ve výzkumu je model HJ-720 ITC japonské značky Omron Healthcare. Jedná se o krokoměr plně elektronický a funguje na základě piezoelektrického jevu. Obsahuje akcelerometr s dvěma piezoelektrickými pohybovými senzory, a proto dokáže zaznamenat kroky v horizontálním nebo vertikálním směru. Tento krokoměr je ovládán pomocí tří tlačítek. Tlačítkem umístěným vlevo vkládáme do zařízení informace o datu, čase, váze a průměrné délce kroku, prostředním tlačítkem přepínáme v nabídce již zaznamenaných hodnot a tlačítkem vpravo se dostaneme do interní paměti zařízení, kde můžeme zobrazit všechny naměřené hodnoty za posledních sedm dní. Stejně jako u Yamaxu je možné na displeji zobrazit maximálně kroků. Rozdíl oproti Yamaxu je, že krokoměr nelze manuálně vynulovat, ale k automatickému vynulování dochází vždy o půlnoci nastaveného času. Pořizovací cena v USA je kolem $45, v České republice za něj zaplatíme necelých 1300 Kč. Nejvhodnější umístění je podle výrobce vpravo na opasku kalhot v blízkosti SIAS, v kapse, batohu nebo na krku, ale je důležité, aby byl vždy co nejvíce kolmo k zemi. rozměry váha typ baterie životnost baterie (dle výrobce) země původu 47x73x16 mm 35g 3V lithiová baterie CR 2032 Až 6 měsíců Japonsko Obrázek 2. Krokoměr Omron HJ720-ITC Tabulka 2. Popis krokoměru Omron HJ-720 Tabulka 2. Popis krokoměru Omron HJ-720 ICT (Martinez et al., 2014; oficiální stránky Tento krokoměr v iniciální fázi pohybu nezaznamenává na displeji kroky ihned, nýbrž až po uražení dráhy po dobu přibližně 5 sekund, kdy všechny provedené kroky započítá najednou a následně pak připočítává každý jednotlivý krok. Zabrání tím připočtení pohybů, které ve skutečnosti nejsou považovány za kroky. Mezi další doplňující funkce patří aerobický režim. Ten nám zaznamená dobu trvání pohybu a počet kroků za podmínek, že minimální kadence provedených kroků bude větší 29