Actigraph传感器在青少年体力活动能量消耗测试中的应用

洪俊睿， 袁琼嘉， 王 涛， 李 雪， 程 艺， 庄 洁， 陈佩杰

（1.成都体育学院运动医学系，四川成都610041；2.成都信息工程学院体育教学部，四川成都610225；3.上海体育学院运动科学学院，上海200438）

Actigraph传感器在青少年体力活动能量消耗测试中的应用

洪俊睿1， 袁琼嘉1， 王 涛2， 李 雪1， 程 艺2， 庄 洁3， 陈佩杰3

（1.成都体育学院运动医学系，四川成都610041；2.成都信息工程学院体育教学部，四川成都610225；3.上海体育学院运动科学学院，上海200438）

目的：运用Actigraph GT3X传感器测量青少年体力活动能量消耗水平，探讨Actigraph GT3X传感器在青少年体力活动测试中的应用。方法：以10～17岁在校学生为研究对象，在超声骨龄片和青春期发育量表问卷筛查青春发育分期（青春前期、青春中期、青春后期3个组）基础上，基于随机分层抽样的原则，每组抽取男、女生各 50人，共计 300人，受试者佩带Actigraph GT3X传感器。结果：青春前、中、后期受试者每天体力活动能量消耗无明显差异，中、大强度体力活动随着年龄的增长呈下降的趋势，男生的体力活动较女生活跃。结论：除青春前期受试者中、大强度体力活动时间接近国际推荐标准外，中期和后期受试者均低于国际推荐标准。建议采取措施增加青少年中等强度和大强度的体力活动，以增强其体质。

青少年；体力活动；能量消耗；活动方式；Actigraph GT3X传感器

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

体力活动是指由骨骼肌收缩引起的、导致能量消耗的身体活动。体力活动的能量消耗可以用kJ作为测量单位［1］。很多研究结果显示，通过经常性的体力活动，儿童和青少年的体适能和健康水平得到显著提高［2］。观察、研究青少年体力活动，测定其能量消耗水平，对于科学指导体力活动，促进青少年的体适能和健康水平的提高有重要意义。因加速度计小巧便携、无须受试者进行回顾，可以有效地减少调查方式固有的主观性，适用于大型人群，且能准确提供关于体力活动的能量消耗、频率、强度和持续时间等信息，近10年来在儿童体力活动研究中被大量应用［3-4］。例如：自2003年起，美国已将Actigraph加速度传感器应用于国家营养与健康调查；英国也在“Avon父母与子女长期调查”中将Actigraph应用于儿童体力活动研究［5］。我国关于运用Actigraph加速度计对体力活动进行测量的研究还较少。本研究运用Actigraph GT3X传感器测量青少年体力活动能量消耗水平，了解青少年体力活动方式，探究Actigraph GT3X传感器在青少年体力活动中的应用。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 选取10～17岁在校学生为研究对象，在每年龄段上随机抽取健康青少年，签署知情同意书。在超声骨龄片和青春期发育量表问卷筛查青春发育分期（青春前期、青春中期、青春后期3个组）基础上，采用随机分层抽样的原则，每组抽取男、女生各50人，共计300人。

表1 研究对象基本情况（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

表1 研究对象基本情况（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

组 别 n 年龄/岁 身高/cm 体重/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 实验方法 3组受试者佩带Actigraph GT3X于右髋髂前上棘上方，近腋前线处（除洗澡、游泳、睡眠时摘除外，其余时间均需佩戴，每天记录摘除起始时间），由传感器自动记录每周连续7d（含5个工作日和2个休息日），每天进行各种活动时的相关参数（设定数据采集间隔时间为60s）。

1.3 测试方案 通过软件输入受试者出生年月日、性别、身高、体重等个人信息，可以直接读出其每天体力活动能量消耗及活动方式情况。通过Actilife软件查看受试者佩戴Actigraph GT3X传感器时间，保证至少有1个工作日或1个周末可以研究，及每天佩戴10h。经过软件分析，得出有效数据211例。

1.4 数据统计 采用SPSS17.0软件包对所有实验数据进行处理，对各组间数据进行单因素方差分析。结果均以均数±标准差（±SD）表示。显著性水平以P＜0.05为具有显著性差异，P＜0.01为具有非常显著性差异。

2 研究结果

青春前、中、后期受试者的体力活动能量消耗无明显差异，体力活动方式有明显差异：不同时期受试者中、大强度体力活动占体力活动百分比随年龄的增加而呈下降的趋势（表2、图1）。

表2 青春前、中、后期体力活动能量消耗及活动方式比较（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

表2 青春前、中、后期体力活动能量消耗及活动方式比较（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

组 别 n 体力活动能量消耗（AverageDailykCals）活动方式（中、大强度体力活动百分比）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期组间比较，P＜0.01。 ?

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

青春前、中、后期不同性别间体力活动能量消耗与体力活动方式有明显差异：青春前期男生体力活动能量消耗明显高于女生，中、大强度体力活动百分比也明显高于女生；青春中期及后期男生体力活动能量消耗和中、大强度体力活动方式百分比均高于女生（表3、表4）。

表3 青春各期男、女组间体力活动能量消耗及活动方式比较（±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、女组间体力活动能量消耗及活动方式比较（±SD）Table3 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Males and Females of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

注：#表示男生体力活动能量消耗与女生相比，P＜0.05；*表示男生体力活动方式与女生相比，P＜0.05；##表示男生体力活动能量消耗与女生相比，P＜0.01；**表示男生体力活动方式与女生相比，P＜0.01。

组 别体力活动能量消耗（AverageDailykCals）男女活动方式（中、大强度体力活动百分比）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、大强度体力活动时间比较（±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、大强度体力活动时间比较（±SD）Table4 Comparison of the Time of Moderate and High-Intensity Activities of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

组 别 n 平均每天中、大强度体力活动时间/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、后期体力活动方式组间比较，P＜0.01。

3 分析与讨论

3.1 不同时期受试者体力活动能量消耗与活动方式的差异 从表2可以看出，青春前、中、后期受试者平均每天体力活动能量消耗无明显差异，体力活动方式差异有统计学意义，即随着年龄的增长，中、大强度体力活动呈下降趋势。从学生的课程和学习任务可以看出，随着年级的升高，学习压力的增大，学校体育课时间的减少等可能是造成学生体力活动水平逐渐下降的部分原因。图1也说明了年级越高的学生静坐的时间越多。

3.2 不同性别受试者体力活动能量消耗与活动方式的差异 从表4可以看出，青春前、中、后期不同性别间的能量消耗与体力活动时间差异均有统计学意义，即男生平均每天能量消耗和中、大强度体力活动百分比均高于女生，P＜0.05，呈显著性差异。国内外很多研究都发现，在人类的各个年龄阶层，男性的体力活动都较女性活跃。男生喜欢球类活动，女生则大多喜欢舞蹈类活动。

3.3 受试者中、大强度体力活动时间的差异 国外大量研究结果显示，青少年每天应参加至少60 min的中等或大强度的体力活动［6］。由表5可以看出，青春前期受试者平均每天中、大强度体力活动时间为（57.34± 22.60）min，中期为（44.91±22.24）min，后期为（32.12±15.66）min。除了青春前期受试者接近国际推荐标准外，中期和后期受试者均低于国际推荐标准。随着受试者年龄的增长、学习压力的加大，中、大强度体力活动时间逐渐减少，大部分时间均处于静坐状态。

4 结论与建议

青春前、中、后期受试者每天体力活动能量消耗无明显差异，中、大强度体力活动随着年龄的增加呈下降趋势。R.P.Troiano等［7-8］也在研究中发现，从童年到青春期之间人们的体力活动呈现急剧下降的趋势，并随着年龄的增长继续下降。本研究结果显示，受试者大部分时间处于静坐状态，这可能与当前学生学习压力较大有关。除了青春期前期受试者中、大强度体力活动时间接近国际推荐标准外，青春中后期的受试者均低于国际推荐标准。建议采取措施增加青少年中等强度和大强度的体力活动，提高青少年体质。

［1］ Caspersen C J，Powell K E，Christenson G M.Physical Activity，Exercise，and Physical Fitness：Definitions and Distinctions for Health-Related Research［J］.Public Health Rep，1985，100（2）：126-131

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［3］ 贺刚，黄雅君，王香生.加速度计在儿童体力活动测量中的应用［J］.体育科学，2011（8）：72-77

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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

国家科技支撑计划课题（2009BAK62B01-011）

洪俊睿（1988 -），男，浙江建德人，成都体育学院硕士研究生；Tel：13981727572，E- mail：hjr43759454 @gmail.com

陈佩杰（1962 -），男，浙江舟山人，上海体育学院教授，博士，博士生导师；Tel：（021）51253016，E- mail：chenpeijie@sus.edu.cn