青少年體力活動測量方法的研究綜述①

吳江 張海平

（1.沈陽體育學院研究生部；2.沈陽體育學院運動人體科學學院 遼寧沈陽 110102）

青少年體力活動測量方法的研究綜述①

吳江1張海平2*

（1.沈陽體育學院研究生部；2.沈陽體育學院運動人體科學學院 遼寧沈陽 110102）

目前，青少年體力活動不足的現象日益增加，進而使由于體力活動不足現象引起的青少年體質下降的問題也日益突出。體力活動對青少年的身體健康具有重要的意義，而體力活動的準確測量是進行體力活動干預的基礎。如何準確的測量體力活動水平，迄今還沒有一套完整的體力活動測量方法能同時測量不同人群和滿足不同的研究目的。本文根據兒童青少年的體力活動特點，總結分析了行為觀察法、問卷調查法、心率測定法、熱量測定法、雙標水法、計步器法和加速度計等體力活動測量方法，為科學指導青少年的體力活動和促進青少年的體質健康等提供依據。

青少年 體力活動 測量方法 研究綜述

體力活動是指由骨骼肌收縮引起，從而導致能量消耗增加的任何形式的身體運動[1]。適當的體力活動有利于促進青少年的體質和身體健康，并可降低未來心血管、高血壓和代謝性疾病等發生的風險。目前，環境和生活方式的改變使得青少年的體力活動減少而靜態生活方式增加，這已對健康造成了負面影響[2]，故準確測出青少年體力活動狀況就顯得尤為重要。測量青少年體力活動狀況，不但可以了解體力活動對身體健康的影響，而且還可以及時的進行運動干預，并可確定青少年維持身體健康所需的活動量，這樣既可以適應青少年成長環境，又可以起到促進青少年身心健康的目的。

體力活動的測量主要包括兩方面內容，即體力活動行為的測量和能量消耗的測量。體力活動行為的測量包括活動的強度(參加體力活動的生理努力程度)、頻率(體力活動在規定的時間內活動的次數)、時間(完成一次體力活動所需的時間)[3]，通過主觀性的直接觀察或客觀性的儀器測定，以此來評價活動情況。

1 行為觀察法

行為觀察法是較早使用的一種體力活動測量方法[4]，主要觀察記錄測試對象的行為信息、活動時間、頻率和活動類型等，通過對照各種活動的能量消耗量表計算出觀察對象在一段時間內的能量消耗[5]，適用于研究青少年及其他難以評價對象的體力活動測量。

行為觀察法最大的優勢在于，觀察者可以直接記錄下受試者活動的背景信息[4]，可以準確了解到被觀察者的基本信息與行為習慣，為下一步制定措施提供更具體有效的措施。行為觀察法還可用于其它研究方法不能適用的青少年人群。在觀察過程中，受試者可能會感到緊張或者興奮，從而可能會改變自身的行為習慣，故最好進行一對一觀察，較短時間的小樣本研究比較適用，但研究時間較長、研究費用也較高。

2 問卷調查法

問卷調查法是通過發放統一設計的問卷，來了解受試者情況的調查方法。不同問卷法的調查方式也不同，可分為自我報告問卷、調查者報告問卷和代理報告問卷等。目前，用于體力活動研究的問卷大多數是調查時間在24h以內到過去一周，但也有時間較長的。調查對象包括各個年齡階段，并且問卷有適用于大部分人群的，也有針對某類特殊群體的。問卷調查的內容根據受試對象的不同也略有差異，包括工作、閑暇時間和身體鍛煉等。大部分問卷可根據調查結果，然后參照體力活動能量消耗量表計算出能量消耗值，但某些問卷只是簡單統計不同強度(輕微、中度、激烈)活動占體力活動的比例，故這樣的主觀測試方法必須要驗證其可靠性和有效性。

成本低、操作簡單是問卷調查法的主要優點。由于兒童少年活動類型多、持續時間相對較短、回憶比較困難，還有受到認知和語言能力限制，故回憶性偏倚相對較大。

3 熱量測定法

熱量測定法包括直接熱量測定法和間接熱量測定法。

直接熱量測定法是測量體力活動的方法當中最精確的一種方法，其原理是通過儀器精確測量和記錄受試者在一個完全密閉的隔熱房間內運動時所產生的熱量，包括傳導、輻射和蒸發。缺點是需在一個密閉的環境下進行，一般在體力活動研究中很難進行，青少年大部分運動項目的體力活動較難評價，且成本相對較高。其他能量消耗測定通常用直接熱量測定法作為效標使用[7]。

間接熱量測定法的原理是通過測定體力活動中氧的消耗從而推算產生的熱量。運動者在測量時需佩戴呼吸面罩，用氣體代謝分析儀記錄測試過程中的耗氧量（VO2）及二氧化碳（CO2）產生量，通過相應公式間接推算出受試者的能量消耗[8]。該方法可用于評價青少年特定運動形式的能量消耗如步行、騎車等，但由于實驗設備較大，當運動強度較大時，可能會成為青少年運動者的負擔。其他測試方法如心率測試法、加速度計法、計步器法和主觀方法等）的效度和可靠性，通常用間接熱量測試評定。

4 心率測試法

青少年活動時的能量消耗也可以用心率來估測，其原理是由于心率與攝氧量之間存在線性關系。由傳輸胸帶和接受器兩部分組成的心率記錄設備是現在心率測試法常用的裝備。心率記錄設備體積很小，佩戴以后不會有不適感，并且不會影響活動，簡單易行易操作，數據存儲量也比較大，故心率測試法是測量兒童少年體力活動的最為廣泛方法之一[8]。對體力活動的時間、頻率、強度和總的能量消耗進行分析時[9]，要先將數據傳入計算機，然后運用心率、平均心率、心率差值和心率儲備等指標評價青少年的體力活動[10]。

由于心率反映的是心肺系統的生理負荷，除了體力活動以外，情緒、體溫都會影響心率的變化，所以用心率法來評估體力活動也存在著許多誤區。因此，測量青少年高強度體力活動的能量消耗時用心率法比較準確，中低強度活動時就不夠準確。中高強度的體力活動持續時間長短，心率測試法進行體力活動水平的評估可能比能量消耗更為有用。

5 雙標水法

雙標水法是測量自由生活狀態下能量消耗最有效、最可靠的方法[11]，最早應用此方法測試人體能量消耗的是Schoeller DA等學者[12]。該方法是讓測試對象攝入一定量已知濃度、用兩種穩定同位素標記的雙標水(2H218O)，雙標水在參與新陳代謝后，最終2H會以2H2O形式排出，18O以C18O2形式排出，，為了解機體的能量代謝情況，通過分析尿液中標記物的峰度值變化，計算出出體內CO2的生成率，進而推算能量消耗[13]。

雙標水法的應用范圍廣泛，測量結果精準，應用于不同人群，且沒有任何副作用，但雙標水價格昂貴，分析設備價格也很高，故大規模人群測試不適用。同時，雙標水測試時間至少需要3d，且只能獲得總能量消耗方面的信息，很難分析出一小段時間(如2h)內的體力活動頻率、強度和持續時間。

6 計步器法

計步器是一個由電池供電的水平彈簧懸掛杠桿裝置，通常佩戴在腰間髖關節位置。一般來說，使用計步器可以準確、有效的測量5歲以上兒童少年的步行活動[14]。因此，可以采用計步器作為青少年體力活動干預和評價的工具。

計步器的優點是可以作為自我監控方法來監測以步行為主要活動方式的人群，為他們提供費用低廉的、能協助他們達到指定的運動目標，而且計步器測量步數的精度較高。缺點是計步器不可以記錄與運動相關的環境情況以及運動類型和間歇，對于青少年的自行車、游泳等運動等不能準確記錄[16]。此外，當以非常快或非常慢的速度運動時，計步器準確度就會下降。

7 加速度計法

加速度傳感器是比計步器更為復雜的運動傳感器。運動時，肌肉用力的大小可以用運動加速度反映出來，故可計算出能量消耗[15]。加速度計工作原理是：通過壓電陶瓷產生的形變，然后轉化為電信號工作的。加速度傳感器可以測量單軸或三軸上的活動，原理是根據壓電陶瓷的數量和方向決定的。單軸加速度計通常感應垂直軸上的加速度，三軸加速度通常是靠多軸加速度計感應的。

加速度計測試能耗優點是攜帶方便、價格較便宜、佩戴沒有不適感、可在較長時間內持續進行測試，并能準確測出各種活動的持續時間和強度，具有一定實用性。但其缺點之一便是佩帶時間的長短對加速度計的有效性是有影響，在佩戴時間較長的情況下，測試結果的有效性相對較高。Jam等認為佩帶加速度計4d以上能夠得到較準確的數據[16]；Trost等研究發現佩帶7d加速度計就可以準確測試青少年的日常體力活動情況，并明確其學習日和休息日行為的差別[17]。佩戴時間長不可避免會使測試對象的負擔相對較重，所以盡量不用于相對較大規模的人群調查[18]。

8 結語

目前，青少年體力活動不足的現象日益增加，進而使由于體力活動不足現象引起的青少年體質下降的問題也日益突出。體力活動對青少年的身體健康具有重要的意義，而體力活動的準確測量是進行體力活動干預的基礎。根據青少年的體力活動特點，選擇合適的體力活動測量方法，對科學指導青少年的體力活動和促進青少年的體質健康等都具有非常重要的意義。

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G804

A

2095-2813(2017)09(c)-0016-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.27.016

國家科技部科技支撐計劃課題（項目編號：2012BAK21B02-02）；遼寧省社會科學規劃基金項目(項目編號：L15BTY007)；沈陽體育學院重點資助學科研究方向建設項目資助。

吳江(1992，12—)，男，漢族，內蒙古包頭人，碩士研究生，研究方向：運動人體科學。

張海平(1964，4—)，男，漢族，山西太原人，博士，教授，研究方向：體質與健康、運動性疲勞與骨骼肌微損傷，

E-mail：Zhping2000＠126.com。