Möjligheter och begränsningar med metoder för att mäta fysisk aktivitet

Fysisk aktivitet kan ske på många olika sätt, i olika sammanhang och med olika intensitet, varaktighet samt frekvens. Att mäta fysisk aktivitet är därför förenat med många utmaningar. Här belyses styrkor och svagheter med ett antal mätmetoder, inklusive frågeformulär, stegräknare och accelerometer.

>> text: Andreas Fröberg, doktorand i idrottsvetenskap, Christel Larsson, professor i kostvetenskap, Institutionen för kost och idrottsvetenskap, Göteborgs universitet.

Rent fysiologiskt definieras begreppet fysisk aktivitet som all kroppsrörelse som är en följd av skelettmuskulaturens sammandragning och som resulterar i ökad energiförbrukning (1, 2). Fysisk aktivitet är ett komplext beteende som sker i olika sammanhang, så kallade domäner (till exempel transport, skola/arbete, hushåll och fritid), och inbegriper alltifrån promenad och cykling till strukturerad motion/träning och organiserad idrottsverksamhet. Fysisk aktivitet kan beskrivas utifrån följande fyra dimensioner (1, 2):

• Typ (till exempel utifrån aktivitetskategori såsom aerob fysisk aktivitet eller muskelstärkande aktivitet)
• Intensitetsnivå (till exempel lätt, måttlig och hög)
• Duration (till exempel antal minuter per vecka)
• Frekvens (till exempel antal dagar per vecka).

De allmänna rekommendationerna för fysisk aktivitet, framtagna av Yrkesföreningar för Fysisk Aktivitet (YFA), speglar dessa dimensioner. För exempelvis vuxna är rekommendationen aerob fysisk aktivitet (typ) på minst måttlig intensitet (intensitet) av sammanlagt minst 150 minuter per vecka (duration) med uppmaningen att fördela aktiviteterna på minst tre av veckans dagar (frekvens) (3).

Eftersom fysisk aktivitet sker i olika domäner och beskrivs utifrån flertalet dimensioner finns flera utmaningar när det gäller att mäta fysisk aktivitet.

Att mäta fysisk aktivitet

En del mätmetoder ger information om specifika, avgränsade delar av den totala fysiska aktiviteten, till exempel motion eller träning, medan andra erbjuder en mer omfattande helhetsbild avseende exempelvis intensitetsnivå, duration och frekvens. De metoder som idag används kan delas upp i subjektiva metoder, baserade på rapporterad skattad fysisk aktivitet, respektive objektiva mätmetoder, där rörelsemätare används (2).

Valet av mätmetod beror på forskningsfrågan och på vilken eller vilka domäner och/eller dimensioner av fysisk aktivitet som är centrala för undersökningen: Är typ av fysisk aktivitet väsentligt, eller är det framför allt intensitetsnivå, duration och/eller frekvens som är av intresse att belysas? Metodvalet påverkas dessutom av praktiska (till exempel urvalets omfattning) och ekonomiska förhållanden, liksom en del etiska överväganden såsom tidsåtgång och belastning för deltagare och forskaren.

Nedan diskuteras möjligheter och begränsningar med några utvalda, vanligt förekommande subjektiva (frågeformulär och dagböcker) respektive objektiva (hjärtfrekvensmätare, stegräknare och accelerometri) mätmetoder för fysisk aktivitet.

Frågeformulär

Över tid har frågeformulär varit den mest använda subjektiva metoden för mätning/bedömning av människors fysiska aktivitet. Frågeformulär kan användas för att samla in data kring total fysisk aktivitet, intensitetsnivå, duration, frekvens och typ av aktivitet, och kan dessutom ge en uppskattning av den aktivitetsrelaterade energiförbrukningen. Det sistnämnda sker vanligtvis genom att insamlad data kategoriseras avseende olika typer av aktivitet vars intensitetsgrad motsvarar olika så kallade metaboliska ekvivalenter (METs), det vill säga multiplar av energiförbrukningen i viloläge. MET-värdet för de olika typerna av aktivitet multipliceras därefter med duration för att beräkna bidraget till total energiförbrukning.

Många frågeformulär efterfrågar fysisk aktivitet utifrån grad av upplevd fysisk ansträngning, det vill säga relativ intensitetsnivå, vilket påverkas av bland annat individens fysiska kapaciteter såsom syreupptagningsförmåga och muskelstyrka/-uthållighet.

Valet av frågeformulär beror på forskningsfrågan, till exempel om undersökningen avser belysa hälsofrämjande effekter av motions- eller träningsvanor eller fysisk aktivitet utifrån intensitetsnivåer, durationer och frekvenser av vardagsaktiviteter.

Fördelar och begränsningar

Fördelen med frågeformulär är framförallt möjligheten till datainsamling från ett stort antal individer, däribland undersökningar på befolkningsnivå. Den förhållandevis låga kostnaden, tidsåtgång och belastning på såväl deltagare som forskare bidrar till att ett större urval kan undersökas (2). Ytterligare en fördel är att flertalet frågeformulär tillhandahåller domänspecifik information, vilket kan vara betydelsefullt för att identifiera hälsofrämjande effekter av fysisk aktivitet i specifika sammanhang (2).

Begränsningar med frågeformulär är framför allt metodfel och bristande, eller till och med outforskad, tillförlighet. Fysisk aktivitet såväl under- som överskattas vid självrapportering, vanligtvis det sistnämnda (2). Detta beror sannolikt på svårigheten att komma ihåg och utifrån definierade tidsperioder skatta olika dimensioner av fysisk aktivitet, som till exempel ansträngningsgrad (3).

Framförallt tycks barn och ungdomar ha svårigheter att skatta fysisk aktivitet, vilket möjligen kan förklaras av att rörelsemönstret under barn- och ungdomsåren kännetecknas av stora variationer i intensitet och duration (5). Metodfelen kan också bero på att frågeformulär är känsliga för social önskvärdhet och kulturella normer, vilket medför att deltagare väljer att framställa sig i en mer positiv dager och därmed överskattar aktivitetsnivån (2).

Aktivitetsdagböcker och loggar

Aktivitetsdagböcker och -loggar är en annan form av subjektiv beräkning och bedömning av fysisk aktivitet där deltagare anger typ och intensitetsnivå av den dagliga fysiska aktiviteten utifrån definierade tidsintervaller (vanligtvis var 5:e eller 15:e minut) (2). I likhet med frågeformulär beräknas aktivitetsrelaterad energiförbrukning med utgångspunkt i angivna aktiviteter och MET-värden.

Aktivitetsdagböcker och -loggar tillhandahåller detaljerad information om total fysisk aktivitet, intensitetsnivå, duration och frekvens. Metoden är dock mycket tidskrävande och belastande för såväl deltagare (ifyllande av aktivitetsdagbok/-logg) som forskaren (efterbearbetning av insamlade data) (2).

Hjärtfrekvensmätare

Hjärtfrekvens är ett objektivt mått på fysisk aktivitet och baseras på registrering av den fysiologiska responsen som sker under aktivitet (2). Via hjärtfrekvensmätning med hjälp av en sensor placerad runt bröstkorgen på försökspersonen och en mottagare i form av klocka, kan både aktivitetsrelaterad energiförbrukning och fysisk aktivitet på måttlig och intensiv intensitet beräknas.

Nackdelen är att hjärtfrekvensen, särskild under aktivitet på låg intensitet, också påverkas av andra förhållanden och faktorer såsom stresspåslag, temperatur och viss medicinering (2). Det sistnämnda kan bland annat utgöra felkällor i undersökningar där deltagare behandlas för exempelvis hjärt-kärlproblematik.

Stegräknare

Den enklaste varianten av objektiva rörelsemätare är stegräknare, som vanligtvis bärs i byxlinningen (midja/höft) i förlängning av linjen fot-knäskål. Stegräknare kvantifierar kroppsrörelse i vertikal riktning och erbjuder ett grovt mått på total fysisk aktivitet i form av antal steg per dag eller vecka.

En fördel med stegräknare är dess låga kostnad, tidsåtgång och belastning vilket möjliggör undersökningar med stora urval (2). Kostnaden ligger på cirka 200 SEK per mätare men priset varierar mellan tillverkare/modell. En ytterligare fördel är att stegräknare tillhandahåller omedelbar återkoppling av fysisk aktivitet. Stegräknare kan därför med fördel användas för att åskådliggöra aktivitetsnivå och förbättring liksom som motivationshöjare, för att öka mängden fysisk aktivitet (2).

Observationsbias

Den stora begränsningen med stegräknare är att den inte tillhandahåller information om intensitetsnivå (2). Stegräknare kan också framkalla ett för individen icke-representativt aktivitetsmönster, på grund av att deltagaren har kännedom om att denne är under observation. Detta kan ske framför allt då stegräknaren inte är förseglad under datainsamlingsperioden och därmed möjliggör direkt återkoppling kring aktivitetsnivå till individen (2).

Ytterligare begränsningar är att stegräknare inte är vattentåliga och därmed inte mäter vattenbaserad motions-/träningsaktivitet. Stegräknaren underskattar dessutom aktiviteter såsom trappgång och fysisk aktivitet där den vertikala riktningen på kroppsrörelsen är begränsad, till exempel styrketräning i sittande kroppsposition med övningar för överkroppen. Dessutom förväntas stegräknare underskatta motions- och träningsformer såsom cykling och löpning, där bland annat 100 meter promenad resulterar i ungefär 110–120 steg men endast 70–80 steg vid motsvarande sträcka distanslöpning.

Accelerometrar

Accelerometrar är avancerade rörelsemätare som registrerar och tidsstämplar acceleration, det vill säga förändring av hastighet per tidsenhet, av kroppsrörelser i en eller flera riktningar. I analysfasen används insamlade data för att kvantifiera fysisk aktivitet på olika intensitetsnivåer. Ju högre acceleration, desto högre intensitetsnivå.

Ett flertal accelerometermodeller finns tillgängliga (2). Vissa modeller placeras i midja/höft andra i lår/handled. Olika modeller ger även olika utfallsmått, som energiförbrukning eller tid på olika intensitetsnivåer. Flertalet accelerometermodeller tillhandahåller dock information om såväl total fysisk aktivitet (bland annat antal steg) som intensitetsnivå, duration och frekvens, vilket ger en helhetsbild av aktivitetsmönstret. En styrka med accelerometern är att fysisk aktivitet kan mätas under förhållandevis långa tidsperioder, dock vanligtvis en vecka.

Accelerometrar är dock kostsamma, cirka 2000 SEK per mätare, med variation mellan tillverkare/modell. Kostnaden kan begränsa möjligheten till användning i stora undersökningar (2). Dessutom krävs relativt omfattande efterbearbetning av insamlade data innan aktivitetsmönstret kan beskrivas (2).

Komplicerade jämförelser

En annan begränsning med accelerometern som mätmetod är avsaknaden av etablerade riktlinjer i efterbearbetningen, vilket komplicerar direkta jämförelser mellan studier där olika analysförfaranden har använts. Det gäller till exempel val av tidsperiod för summering av den fysiska aktiviteten, så kallad epok (engelska epoch), och skärningspunkt (engelska cut-point) för definition av olika intensitetsnivåer. Beroende på vilken epoklängd och skärningspunkt som används kommer mängden fysisk aktivitet på en viss intensitetsnivå variera.

Accelerometerbaserade studier visar att andelen barn och ungdomar som når rekommendationerna för fysisk aktivitet varierar mellan tre och 87 procent, där den stora spridningen i första hand kan förklaras av olika metodval kring epoklängd och skärningspunkt (5).

I likhet med stegräknare tillhandahåller accelerometern ingen domänspecifik information, mäter inte vattenbaserade motions- och träningsaktiviteter (många accelerometermodeller är inte vattentåliga) samt underskattar en del typer av fysiskt ansträngande aktivitet, såsom trappgång och aktivitet där accelerationen är begränsad, till exempel styrketräning.

Diskussion

Historiskt har forskning uppmärksammat hälsofrämjande fysisk aktivitet i form av fritidsaktiviteter, däribland motions- och träningsvanor. Det kan dock finnas all anledning att eftersträva en mer omfattande helhetsbild av aktivitetsmönstret, eftersom mer fysisk aktivitet i en domän kan kompenseras med mindre aktivitet i en annan – en så kallad kompensationseffekt (2). Vuxna som deltagit i träningsinterventioner kommer förmodligen skatta sin träningsdos högre men detta ger till exempel ingen information om huruvida det skett några förändringar i det totala aktivitetsmönstret.

Samtliga mätmetoder, såväl subjektiva och objektiva, har både möjligheter och begränsningar. Dessutom varierar kvaliteten, exempelvis känslighet, mellan olika frågeformulär respektive rörelsemätare (med hänsyn till både tillverkare och modell). Till exempel ses stora skillnader mellan olika stegräknarmodeller, där antal steg under kontrollerade former både under- och överskattas (6).

Ett kvalificerat mätinstrument ska vara metodtestat med avseende på validitet och reliabilitet, men även grad av sensitivitet kan vara betydelsefullt i undersökningar som önskar detektera förändringar i aktivitetsmönstret. Nämnvärt är att begränsningar med en specifik mätmetod kan överbryggas genom kombination av olika mätmetoder. Till exempel kan accelerometern kombineras med frågeformulär eller mindre omfattande aktivitetsdagböcker och -loggar för att skapa en bättre helhetsbild av aktivitetsmönstret och samtidigt samla in domänspecifik information, för att kunna avgöra i vilka sammanhang deltagare är fysiskt aktiva.

I sammanhanget bör också nämnas att accelerometern, till skillnad från exempelvis stegräknaren, även erbjuder objektiva mått på inaktivt och stillasittande beteende som kan användas för att identifiera hälsorisker med mycket stillasittande. Tidigare undersökningar har i hög grad använt frågeformulär för mätning av inaktivt och stillasittande beteende vilket är förenat med metodfel.

Flertalet undersökningar, framförallt på barn och ungdomar, har riktat särskild uppmärksamhet mot specifika typer av inaktivitet/stillasittande beteenden såsom TV- och datortid (7, 8). Om forskningsfrågan rör både inaktivitet/stillasittande och fysisk aktivitet förefaller accelerometern vara ett rimligt metodval.

Referenser

1. Pettee Gabriel K-K, et al. Framework for physical activity as a complex and multidimensional behavior. J Phys Act Health 2012; 9: S11-S18.

2. Strath S-J, et al. Guide to the assessment of physical activity: Clinical and research applications: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation 2013; 128: 2259-2279.

3. Jansson E, et al. Rekommendationer om fysisk aktivitet för vuxna. Fysisk aktivitet i sjukdomsprevention och sjukdomsbehandling (FYSS). 2015: 1-15

4. Bailey R-C, et al. The level and tempo of children’s physical activities: an observational study. Med Sci Sports Exerc 1995; 27: 1033-1041.

5. Guinhouya B-C, et al. Level of physical activity among children and adolescents in Europe: a review of physical activity assessed objectively by accelerometry. Public health 2013; 127: 301-311.

6. Tudor-Locke C, et al. Evaluation of quality of commercial pedometers. Can J Public Health 2006; 97: S10-S15.

7. Carson V, et al. Systematic review of sedentary behaviour and health indicators in school-aged children and youth: an update. Appl Physiol Nutr Metab 2016; 41: S240-S265.

8. Verloigne M. et al. Self-reported TV and computer time do not represent accelerometer-derived total sedentary time in 10 to 12-year-olds. Eur J Public Health 2013; 23: 30-32.