Actigraph傳感器在青少年體力活動(dòng)能量消耗測(cè)試中的應(yīng)用

洪俊睿， 袁瓊嘉， 王 濤， 李 雪， 程 藝， 莊 潔， 陳佩杰

（1.成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)系，四川成都610041；2.成都信息工程學(xué)院體育教學(xué)部，四川成都610225；3.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海200438）

Actigraph傳感器在青少年體力活動(dòng)能量消耗測(cè)試中的應(yīng)用

洪俊睿1， 袁瓊嘉1， 王 濤2， 李 雪1， 程 藝2， 莊 潔3， 陳佩杰3

（1.成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)系，四川成都610041；2.成都信息工程學(xué)院體育教學(xué)部，四川成都610225；3.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海200438）

目的：運(yùn)用Actigraph GT3X傳感器測(cè)量青少年體力活動(dòng)能量消耗水平，探討Actigraph GT3X傳感器在青少年體力活動(dòng)測(cè)試中的應(yīng)用。方法：以10～17歲在校學(xué)生為研究對(duì)象，在超聲骨齡片和青春期發(fā)育量表問卷篩查青春發(fā)育分期（青春前期、青春中期、青春后期3個(gè)組）基礎(chǔ)上，基于隨機(jī)分層抽樣的原則，每組抽取男、女生各 50人，共計(jì) 300人，受試者佩帶Actigraph GT3X傳感器。結(jié)果：青春前、中、后期受試者每天體力活動(dòng)能量消耗無(wú)明顯差異，中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)隨著年齡的增長(zhǎng)呈下降的趨勢(shì)，男生的體力活動(dòng)較女生活躍。結(jié)論：除青春前期受試者中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間接近國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)外，中期和后期受試者均低于國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)。建議采取措施增加青少年中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度的體力活動(dòng)，以增強(qiáng)其體質(zhì)。

青少年；體力活動(dòng)；能量消耗；活動(dòng)方式；Actigraph GT3X傳感器

Author’s address1.Department of Kinesiology，Chengdu University of Sport，Chengdu 610041，Sichuan Province，China；2.Department of Physical Education，Chengdu Information Engineering College，Chengdu 610225，Sichuan Province，China；3.School of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China

體力活動(dòng)是指由骨骼肌收縮引起的、導(dǎo)致能量消耗的身體活動(dòng)。體力活動(dòng)的能量消耗可以用kJ作為測(cè)量單位［1］。很多研究結(jié)果顯示，通過(guò)經(jīng)常性的體力活動(dòng)，兒童和青少年的體適能和健康水平得到顯著提高［2］。觀察、研究青少年體力活動(dòng)，測(cè)定其能量消耗水平，對(duì)于科學(xué)指導(dǎo)體力活動(dòng)，促進(jìn)青少年的體適能和健康水平的提高有重要意義。因加速度計(jì)小巧便攜、無(wú)須受試者進(jìn)行回顧，可以有效地減少調(diào)查方式固有的主觀性，適用于大型人群，且能準(zhǔn)確提供關(guān)于體力活動(dòng)的能量消耗、頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等信息，近10年來(lái)在兒童體力活動(dòng)研究中被大量應(yīng)用［3-4］。例如：自2003年起，美國(guó)已將Actigraph加速度傳感器應(yīng)用于國(guó)家營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查；英國(guó)也在“Avon父母與子女長(zhǎng)期調(diào)查”中將Actigraph應(yīng)用于兒童體力活動(dòng)研究［5］。我國(guó)關(guān)于運(yùn)用Actigraph加速度計(jì)對(duì)體力活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的研究還較少。本研究運(yùn)用Actigraph GT3X傳感器測(cè)量青少年體力活動(dòng)能量消耗水平，了解青少年體力活動(dòng)方式，探究Actigraph GT3X傳感器在青少年體力活動(dòng)中的應(yīng)用。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取10～17歲在校學(xué)生為研究對(duì)象，在每年齡段上隨機(jī)抽取健康青少年，簽署知情同意書。在超聲骨齡片和青春期發(fā)育量表問卷篩查青春發(fā)育分期（青春前期、青春中期、青春后期3個(gè)組）基礎(chǔ)上，采用隨機(jī)分層抽樣的原則，每組抽取男、女生各50人，共計(jì)300人。

表1 研究對(duì)象基本情況（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

表1 研究對(duì)象基本情況（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

組 別 n 年齡/歲 身高/cm 體重/kg男 150 13.97±2.87 159.64±12.24 49.04±13.11女 150 12.90±3.23 149.55±10.16 40.72±10.52

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 3組受試者佩帶Actigraph GT3X于右髖髂前上棘上方，近腋前線處（除洗澡、游泳、睡眠時(shí)摘除外，其余時(shí)間均需佩戴，每天記錄摘除起始時(shí)間），由傳感器自動(dòng)記錄每周連續(xù)7d（含5個(gè)工作日和2個(gè)休息日），每天進(jìn)行各種活動(dòng)時(shí)的相關(guān)參數(shù)（設(shè)定數(shù)據(jù)采集間隔時(shí)間為60s）。

1.3 測(cè)試方案 通過(guò)軟件輸入受試者出生年月日、性別、身高、體重等個(gè)人信息，可以直接讀出其每天體力活動(dòng)能量消耗及活動(dòng)方式情況。通過(guò)Actilife軟件查看受試者佩戴Actigraph GT3X傳感器時(shí)間，保證至少有1個(gè)工作日或1個(gè)周末可以研究，及每天佩戴10h。經(jīng)過(guò)軟件分析，得出有效數(shù)據(jù)211例。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 采用SPSS17.0軟件包對(duì)所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)各組間數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。結(jié)果均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±SD）表示。顯著性水平以P＜0.05為具有顯著性差異，P＜0.01為具有非常顯著性差異。

2 研究結(jié)果

青春前、中、后期受試者的體力活動(dòng)能量消耗無(wú)明顯差異，體力活動(dòng)方式有明顯差異：不同時(shí)期受試者中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)占體力活動(dòng)百分比隨年齡的增加而呈下降的趨勢(shì)（表2、圖1）。

表2 青春前、中、后期體力活動(dòng)能量消耗及活動(dòng)方式比較（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

表2 青春前、中、后期體力活動(dòng)能量消耗及活動(dòng)方式比較（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

組 別 n 體力活動(dòng)能量消耗（AverageDailykCals）活動(dòng)方式（中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)百分比）青春前期 85 257.70±95.71 4.23±1.65#青春中期 72 238.62±111.59 3.34±1.74#青春后期 54 233.05±107.54 2.43±1.17#

注：#表示青春前、中、后3期組間比較，P＜0.01。 ?

圖1 青春前、中、后期靜坐占能量消耗百分比比較（±SD）Figure1. Comparison of Sedentary Accounted for the Percentage of Energy Consumption of Three Levels of Adolescents（±SD）

青春前、中、后期不同性別間體力活動(dòng)能量消耗與體力活動(dòng)方式有明顯差異：青春前期男生體力活動(dòng)能量消耗明顯高于女生，中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)百分比也明顯高于女生；青春中期及后期男生體力活動(dòng)能量消耗和中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)方式百分比均高于女生（表3、表4）。

表3 青春各期男、女組間體力活動(dòng)能量消耗及活動(dòng)方式比較（±SD）Table3 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Males and Females of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

表3 青春各期男、女組間體力活動(dòng)能量消耗及活動(dòng)方式比較（±SD）Table3 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Males and Females of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

注：#表示男生體力活動(dòng)能量消耗與女生相比，P＜0.05；*表示男生體力活動(dòng)方式與女生相比，P＜0.05；##表示男生體力活動(dòng)能量消耗與女生相比，P＜0.01；**表示男生體力活動(dòng)方式與女生相比，P＜0.01。

組 別體力活動(dòng)能量消耗（AverageDailykCals）男女活動(dòng)方式（中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)百分比）男女青春前期 316.31± 86.30##200.45± 65.27 5.06± 1.71**3.41± 1.08青春中期 278.09± 138.59#208.77± 74.67 3.90± 2.21*2.92± 1.12青春后期 279.93± 116.87##178.68± 62.19 2.72± 1.32*2.09± 0.86

表4 青春前、中、后期中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間比較（±SD）Table4 Comparison of the Time of Moderate and High-Intensity Activities of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

表4 青春前、中、后期中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間比較（±SD）Table4 Comparison of the Time of Moderate and High-Intensity Activities of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

組 別 n 平均每天中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間/min青春前期 85 57.34±22.60#青春中期 72 44.91±22.24#青春后期 54 32.12±15.66#

注：#表示青春前、中、后期體力活動(dòng)方式組間比較，P＜0.01。

3 分析與討論

3.1 不同時(shí)期受試者體力活動(dòng)能量消耗與活動(dòng)方式的差異 從表2可以看出，青春前、中、后期受試者平均每天體力活動(dòng)能量消耗無(wú)明顯差異，體力活動(dòng)方式差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即隨著年齡的增長(zhǎng)，中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)呈下降趨勢(shì)。從學(xué)生的課程和學(xué)習(xí)任務(wù)可以看出，隨著年級(jí)的升高，學(xué)習(xí)壓力的增大，學(xué)校體育課時(shí)間的減少等可能是造成學(xué)生體力活動(dòng)水平逐漸下降的部分原因。圖1也說(shuō)明了年級(jí)越高的學(xué)生靜坐的時(shí)間越多。

3.2 不同性別受試者體力活動(dòng)能量消耗與活動(dòng)方式的差異 從表4可以看出，青春前、中、后期不同性別間的能量消耗與體力活動(dòng)時(shí)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即男生平均每天能量消耗和中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)百分比均高于女生，P＜0.05，呈顯著性差異。國(guó)內(nèi)外很多研究都發(fā)現(xiàn)，在人類的各個(gè)年齡階層，男性的體力活動(dòng)都較女性活躍。男生喜歡球類活動(dòng)，女生則大多喜歡舞蹈類活動(dòng)。

3.3 受試者中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間的差異 國(guó)外大量研究結(jié)果顯示，青少年每天應(yīng)參加至少60 min的中等或大強(qiáng)度的體力活動(dòng)［6］。由表5可以看出，青春前期受試者平均每天中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間為（57.34± 22.60）min，中期為（44.91±22.24）min，后期為（32.12±15.66）min。除了青春前期受試者接近國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)外，中期和后期受試者均低于國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)。隨著受試者年齡的增長(zhǎng)、學(xué)習(xí)壓力的加大，中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間逐漸減少，大部分時(shí)間均處于靜坐狀態(tài)。

4 結(jié)論與建議

青春前、中、后期受試者每天體力活動(dòng)能量消耗無(wú)明顯差異，中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)隨著年齡的增加呈下降趨勢(shì)。R.P.Troiano等［7-8］也在研究中發(fā)現(xiàn)，從童年到青春期之間人們的體力活動(dòng)呈現(xiàn)急劇下降的趨勢(shì)，并隨著年齡的增長(zhǎng)繼續(xù)下降。本研究結(jié)果顯示，受試者大部分時(shí)間處于靜坐狀態(tài)，這可能與當(dāng)前學(xué)生學(xué)習(xí)壓力較大有關(guān)。除了青春期前期受試者中、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)間接近國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)外，青春中后期的受試者均低于國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)。建議采取措施增加青少年中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度的體力活動(dòng)，提高青少年體質(zhì)。

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The Application of Actigraph GT3X Sensor to the Testing of Energy Consumption in Teenagers’Physical Exercise

∥HONG Junrui1，YUAN Qiongjia1，WANG Tao2，LI Xue1，CHENG Yi2，ZHUANG Jie3，CHEN Peijie3

teenager；physical exercise；energy consumption；activity pattern；Actigraph GT3X sensor

G804.2

A

1000-5498（2013）03-0064-02Abstract Objectives：it is to test the level of energy consumption in teenagers’physical activity with the Actigraph GT3X and reveal the application of Actigraph GT3X to the testing energy consumption level in teenagers’physical activity.Methods：A total of 300 teenagers（10-17 year-old school students），based on the puberty division（pre-puberty，middle-puberty and post-puberty）after the ultrasonic bone age test and pubertal development scale examination，were randomly drawn into 3 groups with 50 boys and 50 girls each. The subject was asked to wear Actigraph GT3x Sensor.Results：There is no significant difference of daily energy consumption in pre-，middle-，and post-puberty subject’s physical activity.It shows a declining tendency for physical activity with moderate or strong intensity along with the age increase；and besides，boy students do more physical activities than girl students.Conclusions：The time of physical activity for middle-and post-puberty subjects is below the international recommended standard，except that the time of physical activity with moderate or strong intensity for pre-puberty subject is close to the international recommended standard.It is suggested that physical activity with moderate or strong intensity should be increased to enhance the physique of teenagers.

2012 -10 -13；

2012 -12 -23

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2009BAK62B01-011）

洪俊睿（1988 -），男，浙江建德人，成都體育學(xué)院碩士研究生；Tel：13981727572，E- mail：hjr43759454 @gmail.com

陳佩杰（1962 -），男，浙江舟山人，上海體育學(xué)院教授，博士，博士生導(dǎo)師；Tel：（021）51253016，E- mail：chenpeijie@sus.edu.cn