غیر تربیت یافتہ افراد میں بروس پروٹوکول VO2 Max کی درستگی

معیاری بروس ٹریڈمل ٹیسٹ (Bruce treadmill test) مکمل تھکن تک کے کل وقت کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ آکسیجن جذب کرنے کی صلاحیت یعنی VO₂ max کا تخمینہ لگاتا ہے—جو وہ زیادہ سے زیادہ شرح ہے جس پر جسم شدید ورزش کے دوران آکسیجن حاصل کر سکتا ہے، منتقل کر سکتا ہے اور استعمال کر سکتا ہے [3, 4]۔ اگرچہ وقت پر مبنی یہ حسابات مختلف آبادیوں میں براہ راست میٹابولک کارٹ پیمائشوں کے ساتھ گہرا تعلق ظاہر کرتے ہیں، لیکن انفرادی تخمینوں میں عام طور پر ±10% سے 15% تک کا فرق پایا جاتا ہے [4]۔ غیر تربیت یافتہ افراد کے لیے، پروٹوکول میں ڈھلوان (انکلائن) کا تیزی سے بڑھنا اکثر حقیقی قلبی و تنفسی تھکن کے بجائے ٹانگوں کے مقامی پٹھوں کی تھکن کا باعث بنتا ہے، جس سے ٹیسٹ وقت سے پہلے ختم ہو جاتا ہے اور وقت پر مبنی اسکور کے حسابات متاثر ہوتے ہیں [6, 8]۔

بروس پروٹوکول کی ساخت

بنیادی طور پر کورونری آرٹری کی بیماری اور دل کی دھڑکن کی بے قاعدگیوں (arrhythmias) کی اسکریننگ کے لیے تیار کیا گیا معیاری بروس پروٹوکول ایک سخت ملٹی اسٹیج ڈیزائن پر عمل کرتا ہے [6, 8]۔ یہ ٹیسٹ 3 منٹ کے مراحل پر مشتمل ہوتا ہے، جس کا آغاز مرحلہ 1 میں 1.7 میل فی گھنٹہ (2.7 کلومیٹر فی گھنٹہ) کی رفتار اور 10% کی تیز ڈھلوان پر چلنے سے ہوتا ہے (جو کہ تقریباً 3 سے 4.7 میٹابولک ایکویویلنٹس یا METs کی شدت ہے) [3, 6, 16]۔ ہر 3 منٹ بعد ٹریڈمل کی رفتار اور ڈھلوان میں بیک وقت 2% اضافہ کر کے کام کا بوجھ بڑھایا جاتا ہے، جو مرحلہ 7 تک 22% ڈھلوان پر 6.0 میل فی گھنٹہ (تقریباً 20 سے 21 METs) اور مرحلہ 9 میں 26% ڈھلوان پر 7.0 میل فی گھنٹہ تک پہنچ جاتا ہے [3, 6, 11, 16]۔

جب تنفسی گیسوں کی براہ راست پیمائش کے لیے بریتھ بائی بریتھ میٹابولک کارٹس کا استعمال نہ کیا جائے، تو ٹیسٹ کے کل دورانیے ($T$، منٹوں میں) کی مدد سے قائم شدہ ریگریشن فارمولوں کے ذریعے VO₂ max کا تخمینہ لگایا جاتا ہے [4, 6]:

• عمومی فارمولا: ${\text{VO}}_2\text{ max }(\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1})=14.76-(1.379\times T)+(0.451\times T^2)-(0.012\times T^3)$ [4, 6, 16]
• مرد: ${\text{VO}}_2\text{ max}=2.94\times T+7.65$ [4, 6]
• نوجوان مرد: ${\text{VO}}_2\text{ max}=3.62\times T+3.91$ [4, 6]
• خواتین: ${\text{VO}}_2\text{ max}=2.94\times T+3.74$ یا $4.38\times T-3.9$ [4, 6, 16]

یہ ریگریشن ماڈلز میٹابولک کارٹ پیمائشوں کے ساتھ بہترین تعلق ($r=0.85$ سے $0.95$) ظاہر کرتے ہیں جن میں تخمینے کی معیاری غلطی تقریباً 3.0 ml·kg⁻¹·min⁻¹ ہوتی ہے [4, 16]۔ تاہم، چونکہ یہ مساواتیں یہ فرض کرتی ہیں کہ کل وقت براہ راست ایروبک صلاحیت کی عکاسی کرتا ہے، اس لیے کوئی بھی عنصر جو ٹریڈمل کے وقت کو مصنوعی طور پر کم یا زیادہ کرے، حسابی اسکور میں غلطی پیدا کر دیتا ہے [15, 16]۔

تیز ڈھلوان اور مقامی پٹھوں کی تھکن

10% کی ڈھلوان سے شروع کرنا اور ہر مرحلے میں 2% اضافہ کرنا ہموار دوڑ کے مقابلے میں ایک بالکل مختلف بائیو مکینیکل ساخت بناتا ہے [6, 8]۔ چڑھائی پر چلنا نچلے اعضاء کی مکینکس کو تبدیل کر دیتا ہے: یہ قدم کی لمبائی کو چھوٹا کرتا ہے، رفتار (cadence) کو کم کرتا ہے، پاؤں کے زمین پر ٹکنے کے دورانیے کو بڑھاتا ہے، پریشر کے مرکز کو آگے اور اطراف کی طرف منتقل کرتا ہے، اور ہموار دوڑ کے مقابلے میں عمودی گراؤنڈ ری ایکشن فورسز اور گھٹنے کے اندرونی دباؤ کو کم کرتا ہے [19, 20]۔

جوڑوں پر اثر ڈالنے والی قوتوں کو کم کرنے کے باوجود، تیز ڈھلوانیں نچلے اعضاء کے پٹھوں پر شدید مقامی دباؤ ڈالتی ہیں [8, 19]۔ صحت مند لیکن غیر تربیت یافتہ افراد میں، چڑھائی پر چلنے کی غیر مانوس عادت اکثر مرکزی قلبی و تنفسی حدود تک پہنچنے سے پہلے ہی ٹانگوں کی شدید تھکن، اینٹھن، یا کلاڈیکیشن جیسی تکلیف کا باعث بنتی ہے [6, 8]۔ بروس پروٹوکول کے ٹیسٹ ختم کرنے کے معیارات میں شدید پٹھوں کی تھکن، ٹانگوں میں اینٹھن اور کلاڈیکیشن شامل ہیں [6]۔ جب کوئی فرد مرکزی تھکن کے بجائے ٹانگوں میں مقامی جلن کی وجہ سے ٹیسٹ وقت سے پہلے ختم کر دیتا ہے، تو ٹریڈمل کا کل وقت کم رہ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں VO₂ max کا تخمینہ مصنوعی طور پر کم آتا ہے [8]۔

گیس کے تبادلے کے براہ راست مطالعات تصدیق کرتے ہیں کہ یہ پروٹوکول زیادہ سے زیادہ جسمانی مشقت کو محدود کر سکتا ہے۔ 29 شرکاء (جن میں سے 22 کو زیادہ سے زیادہ دوڑنے کے ٹیسٹ کا کوئی سابقہ تجربہ نہیں تھا) میں بروس پروٹوکول کا ایتھلیٹ کی قیادت والے پروٹوکول سے موازنہ کرنے والے ایک بے ترتیب کراس اوور ٹرائل میں، براہ راست VO₂ max کی پیمائشیں تقریباً یکساں تھیں (46.8 ± 10.7 بمقابلہ 47.0 ± 9.1 ml·kg⁻¹·min⁻¹؛ سپیئرمین $r=0.93$) [1]۔ تاہم، معیاری بروس پروٹوکول پر دل کی زیادہ سے زیادہ دھڑکن کی شرح (179.7 ± 8.7 bpm) ایتھلیٹ کی قیادت والے پروٹوکول (182.8 ± 10.5 bpm) کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم تھی، جو ظاہر کرتی ہے کہ یہ ٹیسٹ ڈیزائن حقیقی قلبی عروج کی مشقت سے پہلے ہی ختم ہو سکتا ہے [1]۔

مراحل کے درمیان بڑے فرق اور رفتار کے مسائل

ریمپ پروٹوکولز کے برعکس جو کام کے بوجھ کو مسلسل یا 1 منٹ کے چھوٹے وقفوں میں بڑھاتے ہیں، بروس پروٹوکول کے 3 منٹ کے مراحل بوجھ میں اچانک اور بڑے اضافے پیدا کرتے ہیں جو شدید جسمانی دباؤ کا باعث بنتے ہیں [12]۔ مزید برآں، غیر فعال اور غیر تربیت یافتہ افراد کو اکثر مرحلہ 3 اور 4 (جو کہ 14% اور 16% کی ڈھلوان پر 3.4 اور 4.2 میل فی گھنٹہ سے شروع ہوتے ہیں) میں تیز چڑھائی پر چلنے سے دوڑنے میں بائیو مکینیکل تبدیلی کے دوران دشواری کا سامنا کرنا پڑتا ہے [2, 6]۔

ایک نئے ٹریڈمل پروٹوکول کا جائزہ لینے والے تقابلی مطالعے نے—جس میں کم ڈھلوان کے ساتھ زیادہ رفتار کا آغاز کیا گیا اور 1 منٹ کے اضافے استعمال کیے گئے—یہ ظاہر کیا کہ شرکاء نے ٹانگوں کی وقت سے پہلے مقامی تھکن سے بچتے ہوئے، تھکن کے نمایاں طور پر کم وقت میں مساوی VO₂ max قدریں حاصل کیں (بلینڈ-الٹمین بائیس بمقابلہ بروس = 0.824 ± 3.163 ml·kg⁻¹·min⁻¹، اوسط مطلق فیصد غلطی < 10%) [8]۔

ہینڈ ریل کا سہارا لینے کا اثر

غیر تربیت یافتہ افراد جو تیز ڈھلوانوں پر عدم استحکام محسوس کرتے ہیں، وہ اکثر ٹریڈمل کی ہینڈ ریلز کو پکڑ لیتے ہیں [15, 16]۔ ہینڈ ریل کا سہارا ٹیسٹ کے دورانیے اور اس کے نتیجے میں نکلنے والے VO₂ max کے حسابات کو کافی حد تک بگاڑ دیتا ہے [15, 16]:

• سامنے والی ہینڈ ریل کو پکڑنا کام کے بوجھ کی میٹابولک لاگت کو 10% سے 20% تک کم کر دیتا ہے [16]۔
• یہ کم میٹابولک طلب ٹریڈمل کے کل وقت ($T$) کو مصنوعی طور پر بڑھا دیتی ہے، جس کی وجہ سے ریگریشن فارمولے حقیقت سے زیادہ VO₂ max کا حساب لگاتے ہیں [15, 16]۔
• ایک ہاتھ کی دو انگلیوں کے پوروں تک رابطہ محدود کرنا صحت مند مردوں میں اس دورانیے کے فرق کو کم کرتا ہے، لیکن خواتین اور کلینیکل مریضوں میں وقت کا نمایاں اضافہ برقرار رہتا ہے [15]۔

حساب شدہ VO₂ max اسکورز کو درست رکھنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ ٹیسٹ ہینڈ ریل کے سہارے پر جھکے یا اسے پکڑے بغیر انجام دیا جائے [15, 16]۔

غیر تربیت یافتہ اور سست افراد کے لیے متبادل

معیاری ٹیسٹ کے ابتدائی تیز جھٹکے کو کم کرنے کے لیے، کلینیکل ورزش ٹیسٹنگ میں اکثر ترمیم شدہ پروٹوکول استعمال کیے جاتے ہیں:

• موڈیفائیڈ بروس پروٹوکول (The Modified Bruce Protocol): معیاری مرحلہ 1 تک پہنچنے سے پہلے 3 منٹ کے دو ابتدائی کم بوجھ والے مراحل شامل کرتا ہے: مرحلہ 0/1 میں 1.7 میل فی گھنٹہ اور 0% ڈھلوان (~2.3 METs)، جس کے بعد مرحلہ 0.5/2 میں 1.7 میل فی گھنٹہ اور 5% ڈھلوان (~3.5 METs) ہوتی ہے [4, 6]۔ یہ بتدریج اضافہ 10% کی ڈھلوان متعارف کرانے سے پہلے غیر فعال یا بزرگ افراد کو ایڈجسٹ کرتا ہے [4, 6]۔
• صرف تیز ڈھلوان پر چلنے کے پروٹوکولز (High-Incline Walking-Only Protocols): دوڑنے سے قاصر افراد کے لیے، مسلسل رفتار سے چلنے کے پروٹوکولز (جیسے 3.6 میل فی گھنٹہ کے ساتھ ہر 3 منٹ میں ڈھلوان میں 5% اضافہ 25% تک، جو تقریباً 3.88 W/kg حاصل کرتا ہے) حقیقی VO₂ max قدریں پیدا کرتے ہیں جو معیاری بروس کے نتائج سے نمایاں طور پر مختلف نہیں ہوتیں ($44.97\pm 7.71$ بمقابلہ $45.99\pm 7.57$ ml·kg⁻¹·min⁻¹، $R=0.95$)، جبکہ بلینڈ-الٹمین تجزیے پر 93% ڈیٹا پوائنٹس ±4.5 ml·kg⁻¹·min⁻¹ کے اندر آتے ہیں [2]۔
• ریمپ پروٹوکولز (Ramp Protocols): چھوٹے مراحل والے پروٹوکولز (عام طور پر 1 منٹ یا مسلسل اضافے) زیادہ ہموار پیش رفت فراہم کرتے ہیں جو اچانک مقامی تھکن کو کم کرتے ہیں اور میٹابولک تھریشولڈز اور آکسیجن پلیٹوز کی واضح شناخت کی اجازت دیتے ہیں [8, 12]۔