অপ্রশিক্ষিতদের ক্ষেত্রে ব্রুস প্রটোকল VO2 Max পরিমাপের নির্ভুলতা

স্ট্যান্ডার্ড ব্রুস ট্রেডমিল টেস্ট ক্লান্তির চূড়ান্ত পর্যায় পর্যন্ত পৌঁছানোর মোট সময়ের ওপর ভিত্তি করে সর্বোচ্চ অক্সিজেন গ্রহণ ক্ষমতা (VO₂ max)—তীব্র ব্যায়ামের সময় শরীর যে সর্বোচ্চ হারে অক্সিজেন গ্রহণ, পরিবহন ও ব্যবহার করতে পারে—নির্ধারণ করে [3, 4]। সময়ের ওপর ভিত্তি করে করা এই গণনা বিভিন্ন জনগোষ্ঠীর সরাসরি মেটাবলিক কার্ট পরিমাপের সাথে দৃঢ় সম্পর্ক প্রদর্শন করলেও, একক ব্যক্তির ক্ষেত্রে সাধারণত ±১০% থেকে ১৫% পর্যন্ত পার্থক্য দেখা যায় [4]। অপ্রশিক্ষিত ব্যক্তিদের ক্ষেত্রে, প্রটোকলটির দ্রুত ঢাল বৃদ্ধির কারণে প্রকৃত কার্ডিওরেসপিরেটরি ক্লান্তির আগেই স্থানীয়ভাবে পায়ের পেশির ক্লান্তির সৃষ্টি হয় এবং প্রায়ই পরীক্ষাটি আগেভাগে বন্ধ হয়ে যায়, যা সময়-ভিত্তিক গণনার ফলাফলকে বিকৃত করে [6, 8]।

ব্রুস প্রটোকলের গঠন

মূলত করোনারি আর্টারি ডিজিজ এবং অ্যারিথমিয়ার মতো ক্লিনিক্যাল রোগীদের স্ক্রিনিংয়ের জন্য তৈরি হওয়া স্ট্যান্ডার্ড ব্রুস প্রটোকল একটি নির্দিষ্ট বহু-পর্যায়ের নকশা অনুসরণ করে [6, 8]। পরীক্ষাটি ৩ মিনিটের ধাপে ধাপে এগোয়, যা স্টেজ ১-এ ১০% খাড়া ঢালে ১.৭ মাইল/ঘণ্টা (২.৭ কিমি/ঘণ্টা) হাঁটার গতির মাধ্যমে শুরু হয় (যার তীব্রতা প্রায় ৩ থেকে ৪.৭ মেটাবলিক ইকুইভ্যালেন্ট বা METs) [3, 6, 16]। প্রতি ৩ মিনিট অন্তর গতি বৃদ্ধি এবং ট্রেডমিলের ঢাল ২% বাড়ানোর মাধ্যমে কাজের চাপ বাড়ানো হয়; স্টেজ ৭-এ গিয়ে এটি ২২% ঢালে ৬.০ মাইল/ঘণ্টায় (প্রায় ২০ থেকে ২১ METs) এবং স্টেজ ৯-এ ২৬% ঢালে ৭.০ মাইল/ঘণ্টা পর্যন্ত পৌঁছায় [3, 6, 11, 16]।

শ্বাস-প্রশ্বাস বিশ্লেষণকারী মেটাবলিক কার্ট সরাসরি ব্যবহার না করা হলে, প্রতিষ্ঠিত রিগ্রেশন সূত্রের সাহায্যে মোট পরীক্ষার স্থায়িত্ব ($T$, মিনিটে) থেকে VO₂ max নির্ধারণ করা হয় [4, 6]:

• সাধারণ সূত্র: ${\text{VO}}_2\text{ max }(\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1})=14.76-(1.379\times T)+(0.451\times T^2)-(0.012\times T^3)$ [4, 6, 16]
• পুরুষদের ক্ষেত্রে: ${\text{VO}}_2\text{ max}=2.94\times T+7.65$ [4, 6]
• তরুণ পুরুষদের ক্ষেত্রে: ${\text{VO}}_2\text{ max}=3.62\times T+3.91$ [4, 6]
• নারীদের ক্ষেত্রে: ${\text{VO}}_2\text{ max}=2.94\times T+3.74$ বা $4.38\times T-3.9$ [4, 6, 16]

এই রিগ্রেশন মডেলগুলো মেটাবলিক কার্ট পরিমাপের সাথে বেশ ভালো সামঞ্জস্য প্রদর্শন করে ($r=0.85$ থেকে $0.95$) এবং এতে আনুমানিক স্ট্যান্ডার্ড এরর থাকে প্রায় ৩.০ মিলি·কেজি⁻¹·মিনিট⁻¹ [4, 16]। তবে যেহেতু এই সূত্রগুলো ধরে নেয় যে মোট সময় সরাসরি অ্যারোবিক সক্ষমতাকে প্রতিফলিত করে, তাই যে কোনো বিষয় যা ট্রেডমিলের সময়কে কৃত্রিমভাবে কম বা বেশি করে, তা গণনাকৃত স্কোরে ত্রুটি তৈরি করে [15, 16]।

খাড়া ঢাল এবং স্থানীয় পেশির ক্লান্তি

১০% ঢালে শুরু করা এবং প্রতি ধাপে ২% করে বাড়ানো সমতলে দৌড়ানোর চেয়ে সম্পূর্ণ ভিন্ন একটি বায়োমেকানিক্যাল পরিস্থিতি তৈরি করে [6, 8]। ঢালে হাঁটার কারণে নিচের অঙ্গপ্রত্যঙ্গের কার্যপ্রণালীতে পরিবর্তন আসে: এটি পদক্ষেপের দৈর্ঘ্য কমায়, ক্যাডেন্স হ্রাস করে, মাটিতে পা রাখার সময় বাড়ায়, প্রেসার সেন্টারকে সামনের দিকে ও পাশে স্থানান্তর করে এবং সমতলে দৌড়ানোর তুলনায় ভার্টিক্যাল গ্রাউন্ড রিঅ্যাকশন ফোর্স ও হাঁটুর অভ্যন্তরীণ অ্যাবডাকশন মোমেন্ট কমায় [19, 20]।

জয়েন্টের ওপর আঘাতের চাপ কমলেও, খাড়া ঢাল পায়ের নিচের অংশের পেশির ওপর প্রচণ্ড স্থানীয় চাপ সৃষ্টি করে [8, 19]। সুস্থ কিন্তু অপ্রশিক্ষিত ব্যক্তিদের ক্ষেত্রে, অভ্যস্ত না থাকা এই চড়াই হাঁটা মূল কার্ডিওপালমোনারি ক্লান্তিতে পৌঁছানোর আগেই পায়ের পেশিতে তীব্র ক্লান্তি, ক্র্যাম্প বা ক্লডিকেশন-সদৃশ অস্বস্তি তৈরি করে [6, 8]। তীব্র পেশির ক্লান্তি, পায়ে ক্র্যাম্প এবং ক্লডিকেশন হলো ব্রুস প্রটোকল বন্ধ করার অন্যতম ক্লিনিক্যাল মানদণ্ড [6]। কোনো ব্যক্তি যখন মূল শারীরিক ক্লান্তির পরিবর্তে কেবল পায়ের পেশির ব্যথার কারণে আগেভাগেই পরীক্ষা বন্ধ করে দেন, তখন ট্রেডমিলের মোট সময় কমে যায়, যার ফলে হিসেবে পাওয়া VO₂ max কৃত্রিমভাবে কম আসে [8]।

সরাসরি গ্যাস এক্সচেঞ্জ সংক্রান্ত গবেষণা নিশ্চিত করে যে এই প্রটোকলটি সর্বোচ্চ শারীরিক পরিশ্রমে পৌঁছাতে বাধা সৃষ্টি করতে পারে। ২৯ জন অংশগ্রহণকারীর (যাদের মধ্যে ২২ জনেরই সর্বোচ্চ রানিং টেস্টের পূর্ব অভিজ্ঞতা ছিল না) ওপর ব্রুস প্রটোকল ও একটি অ্যাথলেট-নেতৃত্বাধীন প্রটোকলের তুলনামূলক ক্রস-ওভার ট্রায়ালে দেখা গেছে, উভয় ক্ষেত্রে সরাসরি পরিমাপ করা VO₂ max প্রায় একই ছিল (৪৬.৮ ± ১০.৭ বনাম ৪৭.০ ± ৯.১ মিলি·কেজি⁻¹·মিনিট⁻¹; স্পিয়ারম্যান $r=0.93$) [1]। তবে অ্যাথলেট-নেতৃত্বাধীন প্রটোকলের (১৮২.৮ ± ১০.৫ bpm) তুলনায় ব্রুস প্রটোকলে সর্বোচ্চ হৃদস্পন্দন উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল (১৭৯.৭ ± ৮.৭ bpm), যা ইঙ্গিত করে যে প্রকৃত কার্ডিওভাসকুলার পিক স্ট্রেসে পৌঁছানোর আগেই পরীক্ষাটি শেষ হয়ে যেতে পারে [1]।

পর্যায়ের বড় ব্যবধান এবং পেসিংয়ের সমস্যা

র‍্যাম্প প্রটোকলে যেখানে কাজের চাপ নিরবচ্ছিন্নভাবে বা প্রতি ১ মিনিটে অল্প অল্প করে বাড়ানো হয়, সেখানে ব্রুস প্রটোকলের ৩ মিনিটের ধাপগুলো হঠাৎ বড় ধরণের কাজের চাপ তৈরি করে, যা তীব্র শারীরিক চাপ সৃষ্টি করে [12]। তদুপরি, নিষ্ক্রিয় এবং অপ্রশিক্ষিত ব্যক্তিরা প্রায়শই স্টেজ ৩ এবং ৪-এ খাড়া ঢালে হাঁটা থেকে দৌড়ানোর বায়োমেকানিক্যাল রূপান্তরে তাল মেলাতে হিমশিম খান (যা যথাক্রমে ১৪% ও ১৬% ঢালে ৩.৪ মাইল/ঘণ্টা এবং ৪.২ মাইল/ঘণ্টা গতিতে শুরু হয়) [2, 6]।

একটি তুলনামূলক গবেষণায় নতুন একটি ট্রেডমিল প্রটোকল মূল্যায়ন করা হয়েছিল—যেখানে কম ঢাল ও বেশি গতি দিয়ে শুরু করে ১ মিনিট অন্তর তীব্রতা বাড়ানো হয়। এতে দেখা গেছে অংশগ্রহণকারীরা স্থানীয় পেশির ব্যর্থতা এড়িয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম সময়েই সমমানের VO₂ max মানে পৌঁছাতে পেরেছেন (ব্ল্যান্ড-অল্টম্যান বায়াস বনাম ব্রুস = ০.৮২৪ ± ৩.১৬৩ মিলি·কেজি⁻¹·মিনিট⁻¹, গড় পরম শতাংশ ত্রুটি < ১০%) [8]।

হ্যান্ডরেল ধরার বিভ্রান্তিকর প্রভাব

খাড়া ঢালে ভারসাম্যহীন বোধ করায় অপ্রশিক্ষিত ব্যক্তিরা প্রায়শই ট্রেডমিলের হ্যান্ডরেল ধরে ফেলেন [15, 16]। হ্যান্ডরেল ধরে থাকা পরীক্ষার স্থায়িত্ব এবং VO₂ max গণনার ফলাফলে বড় ধরনের বিকৃতি ঘটায় [15, 16]:

• সামনের হ্যান্ডরেল ধরে রাখলে শারীরিক কাজের মেটাবলিক খরচ ১০% থেকে ২০% কমে যায় [16]।
• এই হ্রাসপ্রাপ্ত মেটাবলিক চাহিদার কারণে ট্রেডমিলে থাকার মোট সময় ($T$) কৃত্রিমভাবে বেড়ে যায়, যা রিগ্রেশন সূত্রে একটি অতিরঞ্জিত বা কৃত্রিমভাবে বেশি VO₂ max দেখায় [15, 16]।
• এক হাতের কেবল দুটি আঙুলের ডগা দিয়ে ধরে রাখলে সুস্থ পুরুষদের ক্ষেত্রে এই সময়ের ব্যবধান কিছুটা কমে, তবে নারী ও ক্লিনিক্যাল রোগীদের ক্ষেত্রে অতিরিক্ত সময়ের বিভ্রান্তি থেকেই যায় [15]।

গণনাকৃত VO₂ max স্কোরের যথার্থতা বজায় রাখতে, পরীক্ষাটি কোনোভাবেই হ্যান্ডরেলে ভর না দিয়ে বা তা না ধরে সম্পন্ন করতে হবে [15, 16]।

অপ্রশিক্ষিত এবং নিষ্ক্রিয় ব্যক্তিদের জন্য বিকল্প

স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষার শুরুর অতিরিক্ত খাড়া চাপ এড়াতে ক্লিনিক্যাল এক্সারসাইজ টেস্টিংয়ে প্রায়ই কিছু পরিবর্তিত প্রটোকল ব্যবহার করা হয়:

• মডিফাইড ব্রুস প্রটোকল: স্ট্যান্ডার্ড স্টেজ ১-এ পৌঁছানোর আগে দুটি প্রাথমিক ৩ মিনিটের কম-তীব্রতার ধাপ যুক্ত করা হয়: স্টেজ ০/১-এ ১.৭ মাইল/ঘণ্টা ও ০% ঢাল (~২.৩ METs), এরপর স্টেজ ০.৫/২-এ ১.৭ মাইল/ঘণ্টা ও ৫% ঢাল (~৩.৫ METs) [4, 6]। এই ধীরগতির বৃদ্ধি নিষ্ক্রিয় বা বয়োবৃদ্ধ ব্যক্তিদের ১০% ঢালে যাওয়ার আগে মানিয়ে নিতে সাহায্য করে [4, 6]।
• কেবল খাড়া ঢালে হাঁটার প্রটোকল (High-Incline Walking-Only Protocols): যারা দৌড়াতে পারেন না, তাদের জন্য নির্দিষ্ট গতিতে হাঁটার প্রটোকল (যেমন ৩.৬ মাইল/ঘণ্টা গতিতে প্রতি ৩ মিনিট পর পর ৫% করে ঢাল বাড়িয়ে সর্বোচ্চ ২৫% পর্যন্ত নেওয়া, যা প্রায় ৩.৮৮ W/kg শক্তি তৈরি করে) প্রকৃত VO₂ max প্রদান করে যা স্ট্যান্ডার্ড ব্রুসের ফলাফলের চেয়ে ভিন্ন নয় ($৪৪.৯৭\pm ৭.৭১$ বনাম $৪৫.৯৯\pm ৭.৫৭$ মিলি·কেজি⁻¹·মিনিট⁻¹, $R=0.95$); এতে ব্ল্যান্ড-অল্টম্যান বিশ্লেষণে ৯৩% ডেটা পয়েন্টই ±৪.৫ মিলি·কেজি⁻¹·মিনিট⁻¹ সীমার মধ্যে থাকে [2]।
• র‍্যাম্প প্রটোকল: ছোট ধাপের প্রটোকলগুলো (সাধারণত ১ মিনিট বা নিরবচ্ছিন্ন বৃদ্ধি) মসৃণভাবে কাজের চাপ বাড়ায়, যা হঠাৎ স্থানীয় পেশির ক্লান্তি কমায় এবং মেটাবলিক থ্রেশহোল্ড ও অক্সিজেন প্লাটো স্পষ্টভাবে শনাক্ত করতে সহায়তা করে [8, 12]।