Accelerometry and energy expenditure in obese adults and normal weight controls

Objective: To evaluate a new triaxial accelerometer device for prediction of energy expenditure, measured as VO2/kg, in obese adults and normal-weight controls during activities of daily life. Subjects and methods: Thirty-seven obese adults (Body Mass Index (BMI) 37±5.4) and seventeen controls (BMI 23±1.8) performed eight activities for 5 to 8 minutes while wearing a triaxial accelerometer on the right thigh. Simultaneously, VO2 and VCO2 were measured using a portable metabolic system. The relationship between accelerometer counts (AC) and VO2/kg was analysed using spline regression and linear mixed-effects models. Results: For all activities, VO2/kg was significantly lower in obese participants than in normal weight controls. A linear relationship between AC and VO2/kg existed only within accelerometer values from 0 to 300 counts/min, with an increase of 3.7 (95%-confidence interval (CI) 3.4 - 4.1) and 3.9 ml/min (95%-CI 3.4 - 4.3) per increase of 100 counts/min in obese and normal-weight adults, respectively. Linear modelling of the whole range yields wide prediction intervals for VO2/kg of ± 6.3 and ±7.3 ml/ min in both groups. Conclusion: In obese and normal-weight adults, the use of AC for predicting energy expenditure, defined as VO2/kg, from a broad range of physical activities, characterized by varying intensities and types of muscle work, is limited.

Fragestellung: Die Studie evaluiert ein neues triaxiales Accelerometer zur Vorhersage des Energieverbrauchs, gemessen als VO2/kg, bei adipösen und normalgewichtigen Erwachsenen während Alltagsaktivitäten. Methoden: 37 adipöse Erwachsene (Body Mass Index (BMI) 37±5,4) und 17 normalgewichtige Kontrollpersonen (BMI 23±1,8)) führten acht verschiedene Aktivitäten während 5 bis 8 Minuten durch. Dabei trugen sie am rechten Oberschenkel (unterhalb Hüftgelenk) ein triaxiales Accelerometer zur Messung der bewegungsinduzierten Accelerometereinheiten (AE) (DiaTrace System). Zeitgleich erfolgte die Messung der Sauerstoffaufnahme (VO2) und Kohlendioxidabgabe (VCO2) mittels eines tragbaren Spiroergometrie-Systems. Die Beziehung zwischen AE und VO2/kg wurde mittels Spline-Regression und linearen gemischten Modellen analysiert. Ergebnisse: Für alle Aktivitäten wiesen die Adipösen eine niedrigere VO2/kg auf als die Normalgewichtigen. Für beide Gruppen zeigte sich eine lineare Beziehung zwischen AE und VO2/kg für AE-Werte zwischen 0 und 300 Einheiten/min mit einer Zunahme des VO2/kg von 3,7ml/min (95%-Vertrauensintervall (VI) 3,4 - 4,1) bei adipösen und 3,9ml/min (95%-VI 3,4 - 4,3) pro 100 AE bei normalgewichtigen Personen. Die lineare Modellierung des gesamten AE-Wertebereiches zeigt grosse Vorhersage-Intervalle von ±6,3ml/min bei Adipösen und ±7,3ml/min VO2/ kg bei Normalgewichtigen. Fazit: Es ist bei Adipösen wie Normalgewichtigen nur begrenzt möglich, mittels AE den Energieverbrauch, definiert als VO2/kg, für Alltagsaktivitäten von variierenden Intensitäten und Formen der Muskelarbeit vorauszusagen.