楊冬萍

基于加速度傳感器技術(shù)的大學(xué)生日常體力活動(dòng)的研究

楊冬萍

南京體育學(xué)院研究生院，江蘇 南京，210014。

目的：應(yīng)用Actigraph GT3X+ 三軸加速度傳感器對(duì)以南京體育學(xué)院為代表的大學(xué)生進(jìn)行橫斷面調(diào)查研究，測(cè)量大學(xué)生日常體力活動(dòng)的能量消耗，了解大學(xué)生日常體力活動(dòng)狀況；方法：選取南京體育學(xué)院在校大學(xué)生70名為研究對(duì)象，男生33人，女生37人。運(yùn)動(dòng)傳感器固定于右側(cè)髖部，連續(xù)佩戴1周，每日至少連續(xù)佩戴10h，記錄體力活動(dòng)的能量消耗和活動(dòng)時(shí)間，其間要求學(xué)生保持正常活動(dòng)模式；結(jié)果：不同性別間的體力活動(dòng)能量消耗差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），男生7天的總能量消耗及每天的平均值均為普遍低于女生；受試者靜態(tài)活動(dòng)時(shí)間大于其他強(qiáng)度的時(shí)間且?guī)缀跛谢顒?dòng)強(qiáng)度均在大強(qiáng)度體力活動(dòng)以下（P<0.05），各強(qiáng)度的活動(dòng)時(shí)間女生大于男生，且所占百分比也較男生高（P<0.05）；休息日較平時(shí)日能量消耗明顯減少，靜態(tài)活動(dòng)累積時(shí)間增加，中度體力活動(dòng)減少；結(jié)論：目前男女大學(xué)生在校期間的體力活動(dòng)量較體力活動(dòng)指南及推薦量不足，特別是大強(qiáng)度的體力活動(dòng)缺乏明顯。體力活動(dòng)水平存在著明顯的性別差異，女生的體力活動(dòng)量及活動(dòng)能量消耗優(yōu)于男生。大學(xué)生休息日的活動(dòng)水平較平時(shí)日偏低。

體力活動(dòng)；大學(xué)生；加速傳感器；能量消耗

體力活動(dòng)（Physical Activity，PA）是指由骨骼肌收縮產(chǎn)生的身體活動(dòng)[1]。我國(guó)青少年體質(zhì)連續(xù)幾年下降，主要原因是缺乏體力活動(dòng)及活動(dòng)水平下降[2]。因此，準(zhǔn)確地測(cè)量大學(xué)生日常狀態(tài)下的體力活動(dòng)水平，對(duì)于監(jiān)控體力活動(dòng)狀況的變化趨勢(shì)、了解體力活動(dòng)與健康的關(guān)系、制定健康干預(yù)措施具有重要意義。目前，體力活動(dòng)的研究多采用自我報(bào)告的方法，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便和成本低廉，但因受試者回憶準(zhǔn)確性和認(rèn)知水平等的差異存在較高的誤差率[3]。加速度計(jì)有諸多優(yōu)點(diǎn)，它小巧便攜且能準(zhǔn)確反應(yīng)體力活動(dòng)的總量、頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等信息，無需受試者進(jìn)行回顧，是一種客觀、準(zhǔn)確的測(cè)量方法[4,5]。加速度計(jì)已開始應(yīng)用于兒童及青少年體力活動(dòng)的監(jiān)測(cè)[6]。本文應(yīng)用加速度計(jì)對(duì)在校大學(xué)生1周的體力活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，了解其日常體力活動(dòng)水平。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取南京體育學(xué)院在校大學(xué)生70名為本課題研究對(duì)象（非體育專項(xiàng)學(xué)生），其中男學(xué)生33名，女學(xué)生37名，大1：24名，大2：26名，大3：20名。告知受試者實(shí)驗(yàn)相關(guān)信息并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 形態(tài)測(cè)量 測(cè)量受試者的身高、體重，測(cè)量?jī)x器為鑫東華騰公司生產(chǎn)的身高體重測(cè)量計(jì)。

1.2.2 體力活動(dòng)數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集儀器為ActiGraPh GT3X+ Plus（ActigraPh LLC，F(xiàn)ort Wal-ton Beach，F(xiàn)L，以下簡(jiǎn)稱GT3X+）。測(cè)試前進(jìn)行初始化設(shè)置，錄入佩戴者性別、身高、體重及佩戴日期，儀器固定于受試者髂脊水平線和右腋窩中線的交界處，采樣模式為1min 時(shí)間間隔。每日晨起后戴上，睡前解下，連續(xù)佩戴7天。限定所有受試者的全天至少連續(xù)佩戴10h，其間保持正?；顒?dòng)模式。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)方法 定義周1至周5為平時(shí)日，周6至周日及節(jié)假日為休息日。測(cè)試中數(shù)據(jù)采集、原始數(shù)據(jù)分析用ActiLife5 5.10.0l進(jìn)行。所有測(cè)試指標(biāo)采用均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差（mean±sd）進(jìn)行描述。統(tǒng)計(jì)分析用SAS JMP 9完成，性別的差異以及休息日與平時(shí)日的差異用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，單因素方差分析年級(jí)間的差異；設(shè)定P﹤0.05為有顯著性差異。

2 研究結(jié)果與分析

由于實(shí)驗(yàn)對(duì)佩戴時(shí)間有一定要求（連續(xù)佩戴至少包含2個(gè)平時(shí)日、2個(gè)休息日且每天連續(xù)佩戴10h以上），實(shí)際獲得59個(gè)受試者的有效數(shù)據(jù)，其中男生27人，女生32人，大1：20人，大2：24人，大3：16人。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)整理分析結(jié)果如下。

2.1 研究對(duì)象的基本情況

受試者的年齡、身高、體重等身體形態(tài)指標(biāo)和身體質(zhì)量指數(shù)（BMI，Body Mass Index）如表1所示，其身高、體重及BMI指數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 研究對(duì)象年齡、身高、體重、BMI指標(biāo)分布

2.2 不同年級(jí)男、女生能量消耗的分析

表2 不同年級(jí)男、女能量消耗

注：1.*與女生進(jìn)行比較，P<0.05

結(jié)果顯示，男生平均每天的能量消耗及受試期間總能量消耗均低于女生，造成此結(jié)果的原因可能是其休閑方式及興趣愛好的差異。筆者訪問大部分受試者，較多男生熱衷于網(wǎng)絡(luò)游戲，課余時(shí)間在電腦前度過，從而導(dǎo)致活動(dòng)量降低；而女生喜歡逛街游玩，走動(dòng)的時(shí)間更多從而消耗更多的能量。所有受試者的全天能量消耗都是偏低的，女生平均為670kcal/d，男生平均為470kcal/d。能量消耗并沒有隨著年級(jí)的變化而呈現(xiàn)某一趨勢(shì)，提示能量消耗與年級(jí)無關(guān)。

2.3 不同年級(jí)男、女生各強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間的分析

加速度計(jì)輸出counts值代表身體活動(dòng)的頻率和強(qiáng)度[7]，GT3X+以垂直軸counts的值來確定活動(dòng)強(qiáng)度[8]。

表3 不同年級(jí)男、女各強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間

注：1.大強(qiáng)度體力活動(dòng)及劇烈體力活動(dòng)監(jiān)測(cè)值為零，故不在表中體現(xiàn)；2.#與其他強(qiáng)度的活動(dòng)進(jìn)行比較，P<0.05；*與女生各指標(biāo)進(jìn)行比較，P<0.05

由表3可以看出，受試大學(xué)生多以靜態(tài)活動(dòng)為主，低強(qiáng)度及其以下強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)間約占佩戴總時(shí)間的90%。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心（CDC）和其他運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)組織建議每天不低于30min中等或大強(qiáng)度的體力活動(dòng)且每周不少于5次[9]。結(jié)果顯示，女生中等強(qiáng)度的體力活動(dòng)達(dá)到推薦量，但男生的全天中等強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)間不足30min。男女生之間各活動(dòng)強(qiáng)度時(shí)間及百分比的比較，女生均明顯優(yōu)于男學(xué)生。監(jiān)測(cè)過程中男女生比較突出的共同問題是大強(qiáng)度體力活動(dòng)的缺乏，主要原因可能是大學(xué)生的生活方式，其在校期間的主要活動(dòng)是上課，一般以靜坐聽課為主，導(dǎo)致體力活動(dòng)特別是大強(qiáng)度活動(dòng)明顯不足。

2.4 平時(shí)日及休息日各強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)間的分析

表4 平時(shí)日/休息日各強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)間

注：1.*與休息日各指標(biāo)進(jìn)行比較，P<0.05

相較于平時(shí)日，休息日能量消耗明顯減少，靜態(tài)活動(dòng)累積時(shí)間增加，中度體力活動(dòng)減少。原因可能是大學(xué)生校園生活模式以上課為主，課余時(shí)間的活動(dòng)比較單一且相似，訪問受試者得知大部分學(xué)生選擇休息日在宿舍玩電腦或休息，另睡覺時(shí)間增多導(dǎo)致全天的活動(dòng)時(shí)間減少，符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

在體力活動(dòng)測(cè)量中，GT3X+ 具有實(shí)用、客觀和可靠等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間佩戴及對(duì)正常運(yùn)動(dòng)影響小，適用于大樣本人群的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)。

本研究結(jié)果顯示目前男女大學(xué)生在校期間的體力活動(dòng)量相較于CDC提出的體力活動(dòng)指南及推薦量不足，特別是缺乏大強(qiáng)度的體力活動(dòng)。大學(xué)女生的體力活動(dòng)水平優(yōu)于男生，休息日的活動(dòng)水平較平時(shí)日偏低。

3.2 建 議

欲增加學(xué)生的體力活動(dòng)，一方面社會(huì)應(yīng)形成健康向上的生活方式與參與體育活動(dòng)的好風(fēng)氣，使學(xué)生能積極主動(dòng)地參加運(yùn)動(dòng)，另一方面要提高學(xué)生在校的體育參與，學(xué)校應(yīng)起到監(jiān)測(cè)與督促的作用，引導(dǎo)并帶動(dòng)學(xué)生多運(yùn)動(dòng)。筆者認(rèn)為學(xué)?？梢圆扇∫韵戮唧w措施來提高大學(xué)生的體育參與：（1）完善體質(zhì)測(cè)評(píng)與信息反饋，使學(xué)生了解自身的體質(zhì)狀況，督促自己運(yùn)動(dòng)；（2）配套體育課程體系，使之適合不同性別及年齡的學(xué)生進(jìn)行有規(guī)律的體育鍛煉；（3）建立激勵(lì)與獎(jiǎng)勵(lì)體制，激發(fā)學(xué)生參與體育活動(dòng)的熱情；（4）開展班級(jí)、社團(tuán)活動(dòng)，特別是體育類活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生積極參加。同時(shí)學(xué)生自身也應(yīng)認(rèn)識(shí)到體育活動(dòng)的重要性，改變自己的生活方式，參與到運(yùn)動(dòng)中，使自己保持良好的健康狀況。

[1] 陳林會(huì)，鄒玉玲，宋 昱.江蘇省中小學(xué)生體力活動(dòng)及影響因素研究[J] .體育成人教育學(xué)刊，2011，27（04）：92~94.

[2] U. S. Department of Health and Human Service. Physical Activity and Health: a Report of the Surgeon General[M]. Atlanta, GA: U. S. Department of Health and Human Service, Center for Disease Control and Prevention, and National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion, 1996: 20~144.

[3] WARD D S, EVENSON K R,VAUGHN A, et al . Accelerome-ter use in physical activity : best practices and research recom-mendations [J] . Med Sci Sport Exe, 2005, 37(11): S582~S588.

[4] 卓建南，尹少豐. 普通高校學(xué)生體質(zhì)健康狀況監(jiān)測(cè)體系的構(gòu)建及綜合評(píng)價(jià)研究[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（19）：97~99.

[5] 朱 琳，陳佩杰. 能量消耗測(cè)量方法及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，2011（06）：577~582.

[6] 李松駿，孫 彪. 加速度傳感器在青少年體力活動(dòng)研究中的應(yīng)用綜述[J]. 南京體育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，11（05）：149~155.

[7] Ainsworth BE, Haskell WL, Whitt MC, et al. Compendium of physical activities: an update of activity codes and MET intensities [J]. Med Sci Sports Exerc, 2000, 32(09): S498~504.

[8] 朱 琳，陳佩杰. 應(yīng)用三軸加速度計(jì)（GT3X+）監(jiān)測(cè)廣州高中生日常體力活動(dòng)的研究[J]. 廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，33（01）：85~88.

[9] Thompson JL. Exercise in improving health v. performance [J]. Pro-ceedings of the Nutrition Society. 2009, (68): 29~33.

College Students Daily Physical Activity Research Based on Triaxial Accelerometer

YANG Dongping

Graduate School of Nanjing Sport Institute, Nanjing Jiangsu, 210014, China.

Objective: To measure the energy expenditure and the situation of daily physical activity of the students in Nanjing Sports Institute using the GT3X+ plus. Methods: 70 College students（33 boys），from grade 1-3 of Nanjing Sports Institute were recruited in this study. Height, Body weight and BMI were measured，and the energy expenditure of physical activity were investigated by GT3X+ Accelerometer. Each students wear the Accelerometer in Right Waist for more than 10 hours per day, 7 days . Results: There is a significant difference between the energy expenditure of physical activity of boys and girls, cially vigorous of boys are less than girls; time of sedentary is more than the other physical activity, the time of girls each physical activity level are better than boys; students have less physical activity in weekend than weekdays. Conclusions: Most college students have lack of physical activity especially vigorous intensity physical activity, the energy expenditure of girls are better than boys. All college students have less physical activity in weekend than weekdays.

Physical activity; College students; Accelerometer; Energy expenditure

1007―6891（2020）03―0132―03

10.13932/j.cnki.sctykx.2020.03.31

G807.4

A

2019-08-14

2019-09-03