基于加速度计传感器技术的老年人日常体力活动与能量消耗的研究

易　容　张海平

(沈阳市第四人民医院体检中心，辽宁　沈阳　110034)



基于加速度计传感器技术的老年人日常体力活动与能量消耗的研究

易容张海平1

(沈阳市第四人民医院体检中心，辽宁沈阳110034)

〔摘要〕目的通过三轴加速度计对老年人7 d的体力活动监测，分析老年人日常体力活动与能量消耗的状况，为老年人群的体力活动开展、各种老年疾病的运动护理及运动促进健康的科学指导等提供依据。方法选择2015年1~6月在沈阳市第四人民医院进行健康体检的老年人50例。其中男20例、女30例，男、女之间体质量指数(BMI)无显著性差异。征得研究对象同意后，在身体右侧髂前上棘部位佩戴加速度计监测日常体力活动7 d，每天佩戴10 h以上，并确保周一至周五有2 d和周六至周日有1 d的有效数据。加速度计型号为Actigraph GT3X(美国)，采样间隔10 s，采集参数为每天平均的佩戴时间、轻体力活动时间、中等强度活动时间、高强度活动时间、总计数值、平均每分钟计数值、步数和平均代谢当量等，数据统计处理由SPSS软件完成。结果老年人的体力活动主要以轻体力活动为主，轻体力活动时间为佩戴时间的86.96%~88.90%，平均代谢当量(METs)介于1.21~1.29之间，均属于轻度体力活动范围。结论老年人日常体力活动存在着明显不足现象，这也是老年人心血管病和其他慢性疾病发生的潜在风险因素，有必要提高老年人的运动防护意识，促进老年人体力活动的开展，适当增加中等强度的有氧运动并给予运动促进健康的科学指导，以降低各种老年疾病的发生。

〔关键词〕加速度计传感器技术；体力活动；能量消耗；运动是良医

流行病学表明，体力活动不足是健康的重要独立危险因素之一，并与心血管疾病的并发症之间存在密切关系。对于老年人来讲，适量的体力活动对维持其骨骼肌的正常形态功能、提高神经功能的调节以及各种老年疾病的预防与康复等都具有良好的促进作用〔1〕。本研究通过三轴加速度计对老年人7 d的体力活动监测，分析老年人日常体力活动与能量消耗的状况，为老年人群的体力活动开展、各种老年疾病的运动护理及运动促进健康的科学指导等提供依据。

1对象与方法

1.1研究对象选择2015年1~6月在沈阳市第四人民医院进行健康体检的老年人50例。其中男20例，年龄(65.85±5.53)岁，体质量指数(BMI)为(24.25±2.25)kg/m2；女30例，年龄(63.5±3.74)岁，BMI为(23.52±2.02)kg/m2。经检验，男、女之间年龄、BMI均无显著性差异。

1.2方法向研究对象告知研究内容、加速度计性能和具体要求，征得研究对象同意在右侧髂前上棘部位佩戴加速度计监测日常体力活动7 d。加速度计型号为Actigraph GT3X(美国)，采样频率30 Hz，采样间隔为10 s。每天佩戴10 h以上，并确保周一至周五有2 d和周六至周日有1 d的有效数据。佩戴结束后，将数据传至电脑，采集每天平均的佩戴时间、轻体力活动时间、中等强度活动时间、高强度活动时间、总计数值、平均每分钟计数值(CPM)、步数和平均代谢当量(METs)等指标，并用Actilife5专用软件进行分析。

1.3统计学方法采用SPSS软件行t检验。

2结果

表1可以看出，老年人7 d体力活动时间主要以轻体力活动为主，活动时间介于佩戴时间的86.96%~88.90%，而中等强度、高强度活动时间仅仅介于佩戴时间的10.98%~12.83%和0.12%~0.21%。同时，男性轻体力活动时间略少于女性，中等强度体力活动时间略多于女性，但男女之间均无显著差异(P>0.05)。对于高强度体力活动时间，男性多于女性(P<0.01)，但对于1 d佩戴的时间来讲几乎可以忽略不计。

表1　老年人7 d体力活动时间及时间分布结果±s)

与女性比较：1)P<0.01，2)P<0.05;表2同

1沈阳体育学院运动人体科学学院

第一作者：易容(1969-)，女，副主任护师，主要从事医学护理、体检与健康研究。

表2可以看出，老年男性7 d的总计数值、CPM、步数和METs均大于老年女性，其中METs性别间比较有显著性差异(P<0.05)，其余指标均无显著性差异(P>0.05)。

表2　老年人1 w体力活动强度与能量消耗结果±s)

3讨论

体力活动是指任何通过人体骨骼肌运动而产生能量消耗的身体活动，其与人体健康的评判关系密切〔2〕。目前，世界卫生组织已经把日常体力活动认定为人类的健康生活方式基础。

加强体力活动监测与运动护理干预是增强老年人体质、预防老年性疾病的有效措施之一。有关体力活动监测与能量消耗测量的方法有很多，其中加速度传感器是一种便携、客观、准确的运动传感器，通过物理感受装置测量体力活动的频率与强度，记录体力活动的相关数据，并通过专用的软件进行体力活动信息分析，目前已广泛应用于欧美发达国家人群的体力活动研究中〔3，4〕。

老年人体力活动主要与工作、交通行程、家务和娱乐休闲等体力活动有关。城市公共交通的日益完善和社会经济文化的快速发展，使得娱乐休闲等体力活动成为老年人健康生活的一个重要内容。虽然由于职业构成的因素，部分老年人还从事一定的工作，但在总体人群体力活动量中所占比例较少。体力活动可分轻体力活动、中等强度体力活动和高强度体力活动，轻体力活动在日常生活中机体感觉不费力、没负担，中等强度体力活动呼吸相对急促、心率增加、少量出汗，而高强度体力活动呼吸非常急促、心率大幅增加、大量出汗〔5〕。体力活动强度可用METs来衡量，METs<3为轻体力活动，3 ≤METs< 6为中等强度体力活动，≥6METs为高强度体力活动〔6〕。加速度计的总计数值和CPM与体力活动强度呈正相关，也常用来表示体力活动的时间和强度〔7〕。本研究结果反映老年人日常体力活动存在着明显不足现象，这也是老年人心血管病和其他慢性疾病发生的的潜在风险因素。因此，有必要提高老年人的运动防护意识，促进老年人体力活动的开展。

身体活动的能量消耗反映人体力活动水平，而体力活动水平与人类健康关系密切〔8〕。体力活动不足是心血管病和其他慢性疾病如肥胖、糖尿病、高血压、骨质疏松、骨关节炎及癌症和抑郁症等的风险因素，增加体力活动可以降低各种疾病发生的风险〔9〕。早在2007年，美国运动医学会就推出了“运动是良医”项目，其目的就是通过增加体力活动来促进全民健康、预防慢性疾病，并鼓励医生把运动处方作为慢性疾病治疗方案的一部分逐步纳入美国医疗系统〔10〕。世界卫生组织曾强调体力活动在各年龄组人群开展的重要性，并推荐老年人每天应至少进行 30 min的中等强度体力活动〔11〕。中等强度的有氧运动能有效改善机体功能、提高免疫水平、防治各种心血管疾病，也可以减少各种老年性疾病的发病风险〔12〕。

4参考文献

1姚凯峰，孙飙.国内外体力活动研究现状分析〔J〕.南京体育学院学报，2011;10(3)：10-3.

2王超，陈佩杰.体力活动研究的现状及趋势〔J〕.北京体育大学学报，2012;35(8)：43-9.

3向剑锋，李之俊.应用Actigraph三轴加速度传感器矢量计数监测日常体力活动的研究〔J〕.体育科学，2013;33(11)：75-83.

4戴剑松，孙飘.体力活动测量方法综述〔J〕.体育科学，2005;25(9)：69-75.

5薛茂云.江苏省城区老年人日常体力活动水平对体质健康和生活质量的影响〔J〕.中国组织工程研究与临床康复，2010;14(50)：9465-70.

6Ainsworth BE，Haskell WL，Leon AS，etal.Compendium of physical activity：energy costs of human movement〔J〕.Med Sci Sprot Exerc，1993;25：71-80.

7左弯弯.基于加速度传感器技术的小学生体力活动现状的研究〔D〕.江苏：苏州大学，2012.

8陆娇娇，邱俊.加速度计在能量消耗预测中的应用研究综述〔J〕.南京体育学院学报(自然科学版)，2014;13(4)：24-9.

9Li J，Siegrist J.Physical activity and risk of cardiovascular disease：a meta-analysis of prospective cohort studies〔J〕.Int J Environ Res Public Health，2012;9(2)：391-407.

10汪波，黄晖明，杨宁.运动是良医(Exercise is Medicine)：运动促进健康的新理念〔J〕.体育与科学，2015;36(1)：7-12.

11张彦峰，江崇民，蔡睿.我国国民体力活动的特征研究〔J〕.体育文化导刊，2012;(10)：26-30.

12孙广民，刘宝梅，王金光，等.有氧运动对老年女性呼吸循环系统的影响〔J〕.临床军医杂志，2007;35(2)：187-9.

〔2015-01-20修回〕

(编辑曲莉)

通讯作者：张海平(1964-)，男，博士，教授，主要从事体质与健康、运动性疲劳和骨骼肌微损伤研究。

基金项目：国家科技部科技支撑计划课题(2012BAK21B02-02)；沈阳体育学院重点资助学科研究方向建设项目资助

〔中图分类号〕R471

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)04-0918-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.071

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