Validación Cruzada del Test de Aptitud Física PolarTM (Polar Fitness TestTM) con el Monitor de Frecuencia Cardíaca Polar F11 para estimar el VO2max

El propósito de este estudio fue realizar una validación cruzada del Test de Aptitud Polar (Polar Fitness Test^TM) con el monitor de frecuencia cardíaca Polar F11 para estimar el VO_2max en sujetos varones aparentemente saludables.  Cincuenta varones (edad = 24,0 ± 5,1años) participaron voluntariamente en el estudio. Se solicitó a los sujetos que se colocaran en posición supina durante10 min mientras el monitor de frecuencia cardíaca (HR) Polar F11estimaba el VO_2max (p VO_2max) a través del Test de Aptitud Física de Polar. El VO_2max de referencia (a VO_2max) se determinó a través de una prueba de esfuerzo progresiva en cinta rodante. Los valores medios de p VO_2max y a VO_2max fueron 45,4 ± 11,3 mL.kg^-1.min^-1 y 47,4 ± 9,1 mL.kg^-1.min^-1, respectivamente, y no fueron significativamente diferentes (p> 0,05). Las estadísticas de validez para el p VO_2max versus a VO_2max fueron r = 0,54 (p <0,05), CE = -1,93 mL·kg^-1·min^-1, SEE = 7,69 mL·kg^-1·min^-1, TE = 10,04 mL·kg^-1·min^-1 y los límites de concordancia tomaron valores de -18,0 mL·kg^-1·min^-1 a 21,8 mL·kg^-1·min^-1. Debido al coeficiente de validación moderado y a las grandes diferencias individuales entre los valores de VO_2max estimados y los obtenidos por la medición de referencia, el Test de Aptitud física de Polar (Polar Fitness Test^TM) es limitado. Por consiguiente, es necesario tener cuidado cuando se utiliza este método para estimar el VO_2max.   

INTRODUCCION

El consumo de oxígeno máximo (VO_2max) es una medida de la capacidad máxima del cuerpo de tomar, transportar y utilizar el oxígeno, y es considerado la metodología de referencia para determinar la aptitud aeróbica de un individuo (15). Tradicionalmente, el VO_2max se usa para prescribir la intensidad del ejercicio aeróbico y evaluar las adaptaciones cardiovasculares a un programa de ejercicios. También es el estimador más útil de rendimiento de resistencia para la población general (15).   
 
La determinación precisa del VO_2max requiere de un test de esfuerzo progresivo máximo con valoración directa del consumo de oxígeno (VO₂). Lamentablemente, para esto se necesitan equipos costosos que se encuentran principalmente en los laboratorios de fisiología de ejercicio, y también una gran motivación de los sujetos. La mayoría de los individuos que se encuentran en un gimnasio o en un campo de deportes no tienen acceso al equipo necesario. Por consiguiente, se han desarrollado técnicas de campo alternativas para estimar el VO_2max sin el uso de herramientas de laboratorio complejas.    
 
Con el avance en la tecnología, se han desarrollados monitores de frecuencia cardíaca (HR) para estimar el VO_2max en situaciones de reposo. Los monitores de HR normalmente son utilizados por los individuos para medir la aptitud aeróbica. Polar Electro Oy, Inc., uno de los desarrolladores mas importantes de monitores de HR, diseñó el Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max utilizando variables auto informadas que el usuario programa en el monitor (es decir, edad, sexo, talla, peso y actividad física), además de las que captura un monitor de HR Polar, durante un estado de reposo (es decir, HR en reposo y variabilidad de la frecuencia cardíaca [HRV]).   
 
Investigaciones previas han examinado la exactitud de los monitores de HR Polar para estimar el gasto de energía durante el ejercicio (3,12). Sin embargo, hay pocas investigaciones disponibles que hayan determinado específicamente la exactitud del Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max. El propósito de este estudio fue realizar una validación cruzada DEL Test de Aptitud Física Polar^TM  con el monitor de frecuencia cardíaca Polar F11 para estimar el VO_2max en varones voluntarios, aparentemente saludables.

MÉTODOS

Sujetos

Cincuenta participantes de sexo masculino participaron voluntariamente en el estudio. Ningún participante tenía desórdenes metabólicos, cardiopulmonares ni ortopédicos. Se solicitó a los participantes que no realizaran ejercicio activo ni consumieran alcohol durante por lo menos 24 hs antes de la recolección de los datos. También se les solicitó que no consumieran alimentos durante por lo menos 3 hs antes de los procedimientos de evaluación. Este estudio fue aprobado por el Comité de Revisión Institucional de Asuntos Humanos.  
 
En la Tabla 1 se presentan las estadísticas descriptivas de todos los participantes. La talla se determinó con un estadiómetro de pared (SECA, Seca Instruments S.A., Hamburgo, Alemania) y fue registrada con un nivel de apreciación de 0,5 cm. El peso se determinó con una balanza digital (TANITA BWB-800A, Cuerpo de Tanita, Tokio, Japón) y fue registrado con un nivel de apreciación de 0,5 kg. El porcentaje de grasa corporal (BF%) fue estimado mediante la técnica de pliegues cutáneos en 7 sitios (8).   

Tabla 1. Datos descriptivos de los sujetos. BMI =Índice de masa corporal

Procedimientos
 
La estimación del VO_2max (p VO_2max) se realizó con el Test de Aptitud Física Polar^TM con el monitor de frecuencia cardíaca Polar F11 (Electro Oy Polar, Kemple, Finlandia). La correa del monitor de HR se colocó alrededor de la zona superior del tórax de los sujetos a nivel del proceso xifoideo. Luego se solicitó a los sujetos que se colocaran en posición supina en una mesa de entrenamiento deportivo. Se ingresaron al monitor de HR los datos de edad, género, talla, peso y actividad física que informaron los propios sujetos. El nivel de actividad física se definió como bajo, medio, alto, o máximo tal como lo describieron los sujetos. Una vez que las variables eran ingresadas en el monitor de HR, comenzaba el Test de Aptitud Física Polar^TM. Durante este tiempo, se registraron la HR y HRV en descanso con el monito de HR mientras los sujetos descansaban callados en posición supina. El consumo de oxígeno máximo (VO_2max) se estimó con Test de Aptitud Física Polar^TM que se desplegó automáticamente en el monitor de HR. La ecuación de regresión usada para el Test de Aptitud Física Polar^TM no pudo ser encontrada en la bibliografía.  Para determinar la confiabilidad, se realizó un procedimiento de test-re-test en una cohorte de 20 sujetos.  S encontró una fuerte correlación (r = 0,99, P <0,01). 
 
El VO_2max de referencia (a VO_2max) se determinó a través de una prueba de esfuerzo progresiva máxima en una cinta rodante Trackmaster (Full Vision, Inc., Carrollton, TX). Se siguió el protocolo de Bruce y el mismo consistió en una serie de etapas de 3 min con aumentos sucesivos en la velocidad y pendiente hasta que se alcanzara el VO_2max. Durante el test se utilizó un dispositivo de medición del metabolismo (metabolic cart) ParvoMedics TrueOne® 2400 (ParvoMedics Inc., Sandy, UT) para determinar la concentración de oxígeno y dióxido de carbono expirados por boca con un pneumótaco. Antes de cada prueba, se calibró adecuadamente el dispositivo de medición del metabolismo siguiendo las instrucciones del fabricante. El consumo de oxígeno máximo se alcanzaba cuando se alcanzaban dos de cualquiera de los siguientes criterios: una estabilización en los valores del VO₂ (<2,0 mL·kg^-1·min^-1) con el incremento en la carga de trabajo; RER ≥ 1,15; HR dentro de 10 latidos del máximo estimado para la edad (220 - edad), usando el monitor de frecuencia Polar F11; o fatiga volitiva.  
 
Análisis estadísticos
 
Todos los análisis estadísticos se realizaron usando el software SPSS/PASW versión 18.0. Se determinaron los valores de Media ± SD para p VO_2max y a VO_2max. Para determinar la diferencia media entre el p VO_2max y a VO_2max se aplicó un test t de muestras apareadas. El coeficiente de correlación de Pearson (r), error constante (CE), error estándar de estimación (SEE) y el error total (TE) fueron calculados para el p VO_2max versus a VO_2max. Los gráficos de Bland-Altman (2) se utilizaron para identificar los límites de concordancia del 95% entre los valores de referencia de VO_2max y los valores estimados de VO_2max. La significancia  estadística se fijó en P≤ 0,05.

RESULTADOS

Los valores medios de p VO_2max y a VO_2max fueron 45,4±11,3 mL·kg^-1·min^-1 y 47,4±9,1 mL·kg^-1·min^-1, respectivamente. El test t de muestras apareadas  demostró que la diferencia media entre los valores de VO_2max no era significativamente diferente (p = 0,18). Las estadísticas de validez para el p VO_2max versus el a VO_2max fueron r = 0,54 (p <0,05), CE = -1,93 mL·kg^-1·min^-1, SEE = 7,69 mL·kg^-1·min^-1, y TE = 10,04 mL·kg^-1·min^-1. Los gráficos de Bland-Altman demostraron que el sesgo medio para el p VO_2max era 1,9 mL·kg^-1·min^-1 y la SD 1,96 del sesgo varió de -18,0 mL·kg^-1·min^-1a 21,8 mL·kg^-1·min^-1 (Figura 1).

Eje X: Mean VO_2max (aVO_2max + pVO_2max) / 2 = VO_2max medio (aVO_2max + pVO_2max) / 2
Eje Y: CE/Bias (aVO_2max – pVO_2max) = Sesgo CE (aVO_2max – pVO_2max)

Figura 1. Gráfico de Bland-Altman en el cual se compara el valor estimado de VO_2max (pVO_2max) con el valor obtenido por la metodología de referencia (es decir, aVO_2max). La línea media indica la diferencia media entre los valores de VO_2max estimados y los valores reales; las dos líneas punteadas situadas por fuera indican la SD ± 1.96 de la diferencia.

DISCUSIÓN

La característica principal del Test de Aptitud Física Polar^TM es la estimación de VO_2max durante condiciones de reposo. Esto atrae a los profesionales debido a su potencial para monitorear los cambios fisiológicos en respuesta al entrenamiento de resistencia y para obtener información importante para prescribir ejercicios sin la necesidad de contar con equipamiento de laboratorio complejo y costoso.   
 
Los resultados del estudio sugieren que no existe diferencia estadísticamente significativa entre el p VO_2max y a VO_2max. Sin embargo, el SEE de 7,69 mL·kg^-1·min^-1 se corresponde con un error estándar de 16,2% y el TE de 10,04 mL·kg^-1·min^-1 corresponde a 21,2% de error total. Además, el hallazgo más notable fue que, según el método de Bland-Altman, el rango de error aleatorio fue grande. Los límites de confianza al 95% correspondieron a valores de 18,0 mL·kg^-1·min^-1 por debajo y  21,8 mL·kg^-1·min^-1 por encima del aVO_2max medio. Éste es un rango de 39 mL·kg^-1·min^-1. Este hallazgo sugiere que desde una perspectiva individual el VO_2max estimado puede ubicarse en cualquier valor situado 38% por encima a 46% por debajo del VO_2max real. Por consiguiente, es necesario tener cuidado al utilizar el Polar F11 para estimar el VO_2max individualmente. En respaldo a nuestros resultados, un estudio previo no se observaron diferencias medias significativas entre el VO_2max de referencia determinado por una prueba de esfuerzo progresiva en cinta rodante y el valor de VO_2max estimado por el monitor de frecuencia cardíaca Polar M52 (4). No obstante, el SEE de 8,50 mL·kg^-1·min^-1 en su estudio correspondió a un error estándar de 18% (4). Parecería que el uso de Test de Aptitud Física Polar^TM es limitado. 

Los resultados de investigaciones previas que han realizado una validación cruzada de otras estimaciones de VO_2max en reposo realizadas a campo reportaron errores mucho menores que los obtenidos en nuestros resultados. Heil y colegas (6) realizaron una validación cruzada de un modelo de reposo que utilizó la edad, género, porcentaje de grasa corporal e índices de actividad física para estimar el consumo de oxígeno máximo. Los autores obtuvieron un SEE de 4,90 mL·kg^-1·min^-1 equivalente a 12,7% de VO_2max (6). Malek et al. (13) informaron valores de SEE y TE de aproximadamente 10% a 13% cuando realizaron una validación cruzada de varias ecuaciones de estimación de VO_2max comúnmente utilizadas en reposo con las mediciones de VO_2max obtenidas en bicicleta ergométrica. Jackson y colegas (7) desarrollaron dos modelos de regresión múltiple que permiten estimar la capacidad aeróbica funcional (es decir, alcanzar el VO_2max) sin el uso de tests de ejercicios. La validación cruzada de los modelos arrojó valores de SEE entre 5,00 y 5,70 mL·kg^-1·min^-1 y valores de TE entre 6.30 y 6.90 mL·kg^-1·min^-1 (7,19). Parecería que los modelos de regresión para condiciones de reposo mencionados previamente, presentan precisiones similares a los modelos que emplean protocolos de ejercicio submáximo (9,13,19). Así, cuando se estimó VO_2max por medio de métodos establecidos para condiciones de reposo, los valores aceptables de SEE y de TE fueron considerablemente menores que los valores encontrados al realizar la validación cruzada del Test de Aptitud Física Polar^TM en el estudio actual. Los profesionales deben buscar otras alternativas y  métodos válidos para estimar el VO_2max a campo en lugar del Test de Aptitud Física Polar^TM.   
 
Como mencionamos previamente, el Test de Aptitud Física Polar^TM estima el VO_2max con el uso de HRV.  La hipótesis que el VO_2max está relacionado con HRV puede ser una fuente potencial de error. Algunos investigadores han encontrado una relación significativa entre HRV y la potencia aeróbica (1,14,20) pero otros no lo han hecho (11,17). Una posible explicación para la diferencia, así como para los grandes límites de concordancia encontrados en el estudio presente, puede estar relacionada con la asociación entre VO_2max, HRV y la frecuencia respiratoria (5). Por ejemplo, Melanson y Freedson (14) informaron un aumento en HRV después de un programa de entrenamiento de resistencia de 12 semanas. Las valoraciones de HRV Pre y Post se realizaron bajo una condición con una frecuencia respiratoria establecida (por ejemplo, 10 respiraciones·min^-1). Los resultados coinciden con los de otros estudios que observaron que el entrenamiento de resistencia inducía mejoras en HRV evaluadas durante condiciones con respiración rítmica establecida (1,20).   
 
Por otro lado, Liomaala et al. (11) no informaron ningún cambio en HRV después de 5 meses de entrenamiento aeróbico, pero la frecuencia respiratoria no fue controlada en el estudio. Además, Lee et al. (10) examinaron el efecto de un programa de entrenamiento de resistencia de 2 semanas de corto plazo sobre HRV, que fue evaluado en diferentes condiciones entre las que se incluyeron condiciones de respiración rítmica y respiración no rítmica. Después del programa de entrenamiento de resistencia, se observó una mejora en HRV durante la condición con respiración rítmica, pero no se observó ningún cambio durante la respiración espontánea no rítmica (10). Esto demuestra la importancia de explicar la frecuencia respiratoria al examinar la relación entre HRV y VO_2max. Las instrucciones actuales del Test de Aptitud Física Polar^TM no requieren prestar atención a la respiración rítmica. Quizás si se controla el patrón respiratorio podría mejorar la exactitud del Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max. Es necesario realizar más investigaciones para explorar la importancia de incorporar HRV a las ecuaciones de estimación del VO_2max en reposo. De manera similar a lo observado en el estudio presente Turner et al.. (16) también informaron un gran SEE (es decir, 7,68 mL·kg^-1·min^-1 o 17%) con un monitor de HR comparable, que además incorporaba HRV en la ecuación de estimación de VO_2max. Los autores concluyeron que las estimaciones de VO_2max realizadas por ecuaciones que incluyen la HRV no son válidas (16). 
 
La suma de otras variables puede mejorar en la exactitud del Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max. Por ejemplo, se sabe bien que la composición corporal está fuertemente relacionada con la potencia aeróbica. Así, los modelos de regresión de condiciones de reposo normalmente utilizan variables de composición corporal seleccionadas para propósitos predictivos (6,7). Cuando el porcentaje de grasa corporal se agrega a un modelo de regresión de VO_2max en reposo, tiene una mayor exactitud de estimación en comparación con diferentes modelos sin ejercicio que incorporan otros parámetros de composición corporal (7,18). Debido a que el Test de Aptitud Física Polar^TM usa la talla y el peso como variables de estimación; en el presente estudio se evaluaron las correlaciones retrospectivas entre el aVO_2max y los siguientes parámetros de composición corporal seleccionados: talla, peso, BMI y porcentaje de grasa corporal. Este análisis demostró que el porcentaje de grasa corporal tenía una relación más fuerte con aVO_2max (r = -0,57, P <0,01) en comparación con la talla (r = 0,08, P> 0,05), peso (r = -0,45, P <0,01), e índice de masa corporal (r = -0,50, P <0,01). Por lo tanto el porcentaje de grasa corporal fue el mejor parámetro de composición corporal para estimar el VO_2max. Debido a estos resultados, es razonable concluir que la incorporación del porcentaje de grasa corporal a la ecuación de regresión podría mejorar la exactitud Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max.   
 
En este estudio se utilizó una muestra conformada principalmente por varones jóvenes adultos y sólo se analizó examinó la exactitud del monitor de HR Polar F11 Polar. No sería apropiado generalizar los resultados a las mujeres y a otros dispositivos de monitoreo de la HR. Sin embargo, aunque nosotros no encontramos ninguna diferencia significativa entre el VO_2max medio obtenido con la metodología de referencia y el estimado, Lowe et al. (12) realmente observaron una diferencia significativa entre el VO_2max medio estimado con el monitor de HR Polar F6 y el VO_2max real en un grupo de mujeres.

CONCLUSIONES

Esta investigación tuvo como objetivo determinar la exactitud del Test de Aptitud Física Polar^TM mediante el monitor de frecuencia cardíaca Polar F11 para estimar el VO_2max en un grupo de varones. Debido a las grandes diferencias individuales entre los valores de VO_2max estimados y los obtenidos por la metodología de referencia, uno debe tener cuidado al utilizar el Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max.  Los practicantes deben ser conscientes de las limitaciones Test de Aptitud Física Polar^TM para estimar el VO_2max en los individuos.  Los niveles de aptitud física individual pueden estar muy subestimados o sobreestimados por varias categorías de aptitud física utilizando este método. La mala interpretación del VO_2max real podría ser problemática, especialmente si se determina la intensidad del ejercicio en base a la estimación del VO_2max realizada por el Test de Aptitud Física Polar^TM. 

Dirección de Contacto

Esco MR, PhD, Auburn University Montgomery, Department of Physical Education and Exercise Science, Human Performance Laboratory, Box 244023, Montgomery, AL, USA, 36124-4023. Phone: (334) 244-3161, Email: mesco@aum.edu