智能手機對成年人身體活動的影響

何享波，楊麗君，鄭雪芹

（四川師范大學 體育學院，四川 成都 610101）

隨著社會經濟的快速發展以及生活方式的改變， 越來越多的人久坐少動的時間增加，嚴重缺乏體育鍛煉，而由此帶來的心血管疾病、 代謝性疾病等慢性疾病的問題已成為當前公共衛生問題之一［1］。 世界衛生組織（World Health Organization，WHO）報告［2］，全球每年有超過 500 萬人死于身體活動不足，其中成年人占30%。 因此增強身體活動在預防慢性疾病促進健康中起著十分重要的作用。 而隨著科技的快速發展，運動智能設備干預已成為增強身體活動的重要手段［3］，但過去的研究主要集中在對身體活動監測方面， 對身體活動的干預以及促進身體活動方面的研究較少，且研究成本較高，過程也較為繁瑣。 近年來，智能手機的普及率大幅度提高，Bort-Roig［4］指出，通過智能手機干預不僅可以對身體活動進行準確的監測，并且還能有效地促進身體活動。 此外，智能手機的普及性、簡便性、低成本性也使其成為身體活動干預的重要工具。 基于該領域的研究現狀， 本文梳理了當前運動智能設備干預身體活動的研究進展， 探討了不同的智能手機干預方式對身體活動的的影響以及在智能手機干預下身體活動發生的變化， 以期為增強成年人的身體活動以及促進健康領域的研究提供理論依據和實用性的參考。

1 體力活動與運動智能設備的概念

體力活動是指由骨骼肌收縮引起的導致能量消耗增加的身體活動［5］，以梅脫（MET）為基本單位。根據 ACSM 運動測試與運動處方指南界定［6］：1～3METs 為低強度體力活動，3～5.9METs為中等強度體力活動，≥6METs 為高強度體力活動。 體力活動不足是指每周的身體活動量達不到推薦的體力活動水平，成年人每周應達到150min 的中等強度身體活動或達到75min的高強度身體活動。 運動智能設備是指可以穿在身上或隨身攜帶的利用無線傳感器以及全球定位系統等技術監測使用者運動軌跡或身體數據， 然后通過網絡將信息反饋給用戶的信息傳遞設備［7］。 如智能手機、智能手表、智能襯衫等。 從上述定義不難發現， 可以利用運動智能設備的技術來監測身體活動的次數，時間、強度為使用者提供其身體活動的水平。

2 智能設備干預身體活動的研究進展

WHO［8］在 2018 年指出，身體活動不足已經成為繼高血壓、 煙草使用和高血糖之后的第4 大導致人類死亡的危險因素。 因此身體活動干預的研究一直是公共衛生及運動科學領域研究的重點。 確立有效的身體活動干預措施是實現身體活動干預的最重要的環節。 隨著科技的快速發展，智能設備的大幅度普及，智能設備在身體活動干預中起著重要的作用［9］。 例如，Lee［10］等人利用無線傳感器的可穿戴智能襯衫來監測受試者的心電圖以及身體活動，在此基礎上， Garcia-Ceja［11］的研究報道顯示通過運動智能手表可以對身體活動進行長久的監測。 在國內，溫煦［12］等人對智能可穿戴設備在我國身體活動大數據分析中的應用進行了綜述， 對智能設備測量身體活動主要方法、基本原理、以及可行性和有效性進行了詳細的分析，并對我國在大數據背景下身體活動的研究方法學進行了再思考。 但上述這些運動智能設備只能對身體活動進行監控，對增強身體活動， 提供運動方案以及為個人醫療保健提供支持等方面均無較為明顯的幫助。

如今， 智能手機的出現提供了強大的計算技術， 短信服務、應用程序、互聯網、無線連接以及加速計和全球定位系統（GPS）跟蹤器等傳感器，為增強身體活動促進健康提供了新的方法［13］。 近年來研發出了大量低成本或免費的健身醫療應用程序， 用于對日常活動進行連續和個性化的監控以及對身體活動的提醒與指導。 據統計［14］，iTunes 中 875 683 個應用中有23 490 個以及 Google Play 中 696 527 個應用中有 17 756 個應用是關于健康和健身，此外由Google 研發出的Google Fit 應用程序是進行健康和健身干預的Android 健身平臺， 自2014年首次發布以來，在 6 個月內實現了超過 500 萬次下載［15］。 微軟（Microsoft）以及其他全球公司也發布了類似的平臺，在全球的范圍內推廣與健康和健身相關的應用程序。 這些現象表明，越來越多的人使用運動智能設備來對身體活動進行監測與記錄，而智能手機的簡便性，低成本性以及智能手機提供的強大的計算技術，如短信服務、應用程序、互聯網等，使智能手機干預成為增強身體活動以及促進健康的重要途徑。

3 智能手機促進身體活動的方式

短信干預和應用程序干預是智能手機干預身體活動的兩種主要方式。 前者是通過給受試者發送短信的形式來干預受試者的身體活動，短信的內容包括：鼓勵性的語言、每天的身體活動量、適合的運動方式等等；應用程序干預是指：通過特定的應用程序對受試者的身體活動進行監測、評價以及反饋，從而增強受試者的身體活動。

3.1 短信干預對成年人身體活動的影響

智能手機通過短信來干預身體活動是最早利用智能手機干預身體活動的形式。 早在 2007 年，Hurling［16］等就對 77 名健康成年人進行互聯網和手機短信干預，研究結果顯示：實驗組在知覺控制和運動意向/期望等方面與對照組相比具有顯著的增強（p<0.001），在對加速度計數據和休閑時間自我報告數據的分析中發現，實驗組的中度體育鍛煉水平較高，加速度計測得的實驗組中等身體活動的平均增加量與對照組相比平均每周增加2h18min（p<0.005），由此可以看出互聯網和手機短信對提高受試者的運動意向， 增強和維持健康成年人的體育鍛煉水平具有顯著的效果。 在此基礎上，Haapala［17］等人對125名成年人進行為期12 個月的短信干預，干預結束后對照組與實驗組進行對比， 研究結果發現實驗組的身體活動次數與對照組相比有了顯著的提高（p<0.05）。 此后隨著智能手機普及率大幅度提高， 大量的學者開始對智能手機通過電話或短信干預身體活動進行研究， 例如 Prestwich［18］等人對 149 名成年人進行為期4 周的短信干預， 短信內容是與步行相關的計劃或目標， 研究結果表明通過短信的方式可以提醒受試者堅持自己的目標， 在不影響其他身體活動的情況下可以促進久坐人群的快走。 根據以上研究不難發現利用短信的方式可以有效地影響成年人的身體活動， 但缺乏對導致身體活動增強的因素進行分析。 Maddison［19］等人利用短信和互聯網支持的移動健康（Mobile Health）技術對117 成年人的身體活動進行干預的實驗中， 通過給實驗組的參與者的手機發送量身制定的短信，短信的內容是以自我效能理論為基礎包括：定期的運動處方、提供行為改變策略以及技術支持。 研究結果顯示：實驗組與對照組休閑時間體育活動的差異達到426 MET-min/week（p=0.04）以及步行的差異在24 周內達到 500 MET-min/week（p=0.01），并且自我效能感的變化顯著的影響休閑時間體育活動的效果（p=0.021），該研究表明：基于短信和互聯網支持的移動健康（Mobile Health）技術對體育鍛煉水平產生了積極影響。 最有可能通過增加自我效能感來介導這種作用，進行智能手機干預身體活動， 可以通過以自我效能感作為干預的目標，并且自我效能感的提高可能會增加體育鍛煉的行為。

3.2 應用程序干預對身體活動的影響

近年來，健康和健身應用程序的數量迅速增長，可以為大量的人群提供行為干預措施。 使用應用程序可以讓使用者利用健康行為改變技術來增強自身的身體活動， 從而達到預防疾病或促進健康的作用，常見的行為改變技術是目標設定，指導如何進行鍛煉，行為自我監控和行為反饋，這些技術已被證明可以促進不同人群和環境中健康行為的改變［20］。 例如Harries［21］等人對 165 名年齡在 18 至 40 歲之間的男性參與者進行為期6 周的應用程序干預，將受試者分為對照組，個人反饋以及和社會反饋組，以比較步數的差異。 該應用程序通過鼓勵用戶重視和增加日常正常活動的步行，從而來增加他們的步行量。實驗結果表明：與對照組相比，通過應用程序干預使個人反饋和社交反饋組的體育活動分別增加60%和69%， 并且使步數平均增加64%。在此基礎上，Zhang［22］等通過利用手機應用程序（PennFit）對91 名美國成年女性進行為期3 個月的應用程序干預，他們將實驗組的44 人分為11 個4 人小組，對照組保持不變。 對照組的參與者可以使用PennFit 應用程序收集的日常步數和低等強度的身體活動。他們只能看到自己的個人資料和身體活動的數據，而看不到其他參與者的個人資料或身體活動的數據。 而實驗組的11 個小組的參與者不僅可以使用PennFit 應用程序收集自己的日常步數和低等強度的身體活動，還可以參看小組其他成員的數據。 研究結果表明：干預措施增加了每天至少參與90min 的低等強度身體活動的可能性。

上述研究表明了智能手機應用程序的自我監測以及反饋功能對成年人身體活動的影響， 而目標設定已被確認為應用程序促進身體活動的理想功能［23］，許多研究都有一個預定的目標，例如，“每天走10 000 步”。 由于目標對參與者來說不是個性化的，他們可能沒有達到目標的動機或愿望。 通過應用程序可以制定有意義和可實現的個性化目標， 可以提高智能手機干預身體活動的成功率。Korinek［24］等人對20 名成年女性進行為期14 周的應用程序干預，通過應用程序給參與者發送每天的步行目標，同時應用程序會同步每天的步行量。 研究結果發現：與實驗前相比，參與者的每日步數顯著增加了2 650 步（p<0.01）。

綜上所述， 智能手機干預方式對身體活動的研究可以總結如下：1） 智能手機兩種干預方式對身體活動具有積極的影響；2） 智能手機干預身體活動可以通過提升自我效能感以及設立目標、提供反饋等健康行為改變技術來增強身體活動。

4 智能手機干預身體活動的效果評價

4.1 智能手機干預對成年人每日平均步數的影響

步數是監測和促進體育活動的一種簡便易行的方法，步數與重要 健 康結果之 間 存 在負相關［25］，Yates［26］等 人 對 9 306名成年人進行為期6 年的追蹤調查，結果發現：每日平均步數增加2 000 步心血管疾病的發病率將減少8%，并且每日平均步數在1 到20 000 步之間心血管疾病的發病率與每日平均步數呈負相關關系（如圖1）。 因此對步數的監測以及促進步數的增長在我們日常生活中顯得尤為重要。如今，智能手機的干預對步數的監測以及促進步數的增加起著重要的作用。Walsh［27］等人對58 名成年人進行為期5 周的應用程序（Accupedo-Pro 計步器）干預。 在實驗過程中，實驗組與對照組都下載該應用程序，對照組收到應用程序推薦的每天身體活動水平相關的信息，即每天步行30min，并強調了步行的益處；實驗組在對照組的基礎上鼓勵實驗組使用該應用程序監視其步數并獲取反饋，以實現其目標。 實驗結果顯示，實驗組和對照組與干預前相比每日平均步數顯著增加，并且實驗組增加的步數量明顯高于對照組（p<0.05）。 此外，Glynn［28］等人對 90 名成年人進行了為期 8 周的應用程序干預，得到了與之類似的結果。以上研究表明，智能手機對成年人每天平均步數不僅能進行準確的記錄，而且對促進每天平均步數的增長具有積極的作用。

圖1 每日平均步數與心血管疾病發病率的線性關系［26］

4.2 智能手機干預對成年人身體活動時間的影響

如今，隨著生活方式發生了較大的變化，生活中的各種電腦、智能手機、電子游戲設備等都會導致久坐時間的增加和體力活時間的減少， 但智能手機的短信服務以及各種健身與健康的應用程序所提供的各種功能對成年人身體活動的時間起了積極的促進作用。 Cotten［29］等對82 名大學生通過研究人員安排的每日短信，鼓勵他們休息，站立，輕度和中等強度的體育鍛煉，進行了為期6 周的干預，研究結果顯示干預組站立時間增加了18.25min/天， 低強度身體活動增加了50.07min/天，中等強度身體活動增加了13.03min/天（總身體活動/站立時間增加了 81.35min）。 此外，King［30］等人對 95 名成年人進行為期8 周的應用程序干預， 實驗分為社交類APP 干預組、 分析類APP 干預組、影響類APP 干預組以及對照組，APP 干預是讓參與者達到一個每天大約30min 的中等強度到劇烈的身體活動和8h 或更少的每天久坐時間的目標。 研究結果發現：社交類APP 與對照組相比， 中等強度以及高強度的身體活動時間明顯增加，久坐時間水平顯著降低。 而其余兩組無明顯變化（如圖2）。由此可見，智能手機干預可以較為明顯地增加身體活動的時間，并減少久坐的時間。 但不同APP 干預結果有所不同，故在以后的研究中需要進一步考量各種APP 干預的科學性與可行性。

圖2 不同APP 干預對久坐時間的影響［30］

4.3 智能手機干預對成年人身體活動水平的影響

成年人每周中等強度的身體活動應達到150min 或高強度身體活動達到75min，而全球有較多的成年人不能達到推薦的身體活動水平。 據統計，全球死于身體活動不足的人群中，成年人占到30%，因此增強成年人身體活動水平極其重要。 有研究表明智能手機通過提供量身定制的干預措施可能會增加成年人的身體活動水平［31］。 Frederix［32］等人對 140 名心臟康復患者進行為期24 周的電子郵件、短信等干預。 干預結束后通過國際體育活動問卷（IPAQ）進行的自我評估，發現高強度/中等強度/步行的MET-min/week（VWM）較干預前具有顯著的提高（p=0.01）。 Nigg［33］等通過 PokémonGO 這款智能手機應用程序對成年人進行干預，結果發現，參與者每周低強度身體活動變化最大，每周約增加47min（p<0.008）；其次是中等強度身體活動，每周約增加38min（p<0.008）；劇烈身體活動每周約增加14min（p<0.008），并且每天上網和看電視的時間顯著減少（如圖3）。以上研究表明，智能手機干預能顯著增強成年人身體活動水平，并且能有效地促進成年人的健康。

圖3 干預前后不同強度的身體活動與久坐行為變化圖［33］

5 總結與展望

1）智能手機強大的計算能力、短信服務、應用程序、互聯網等功能，以及其隨身攜帶性、簡便性、低成本性、普及性等優勢， 使智能手機干預成為增強身體活動以及促進健康的重要途徑。

2） 智能手機不同的干預方式對身體活動具有積極的影響， 在一定程度上可以促進每日平均步數以及身體活動時間的增長，除此之外，還能使人體身體活動水平有所增強。

3）智能手機干預可以通過提升自我效能感或者通過設立目標、提供反饋等健康行為改變技術來增強身體活動。

4）未來研究可進一步探究2 種干預方式結合進行干預的效果。在干預過程中考量各種APP 干預的科學性與可行性，以獲得最佳干預效果。 還應重點關注智能手機干預對成年人健康所帶來的長遠影響。