智能手机对成年人身体活动的影响

何享波，杨丽君，郑雪芹

（四川师范大学 体育学院，四川 成都 610101）

随着社会经济的快速发展以及生活方式的改变， 越来越多的人久坐少动的时间增加，严重缺乏体育锻炼，而由此带来的心血管疾病、 代谢性疾病等慢性疾病的问题已成为当前公共卫生问题之一［1］。 世界卫生组织（World Health Organization，WHO）报告［2］，全球每年有超过 500 万人死于身体活动不足，其中成年人占30%。 因此增强身体活动在预防慢性疾病促进健康中起着十分重要的作用。 而随着科技的快速发展，运动智能设备干预已成为增强身体活动的重要手段［3］，但过去的研究主要集中在对身体活动监测方面， 对身体活动的干预以及促进身体活动方面的研究较少，且研究成本较高，过程也较为繁琐。 近年来，智能手机的普及率大幅度提高，Bort-Roig［4］指出，通过智能手机干预不仅可以对身体活动进行准确的监测，并且还能有效地促进身体活动。 此外，智能手机的普及性、简便性、低成本性也使其成为身体活动干预的重要工具。 基于该领域的研究现状， 本文梳理了当前运动智能设备干预身体活动的研究进展， 探讨了不同的智能手机干预方式对身体活动的的影响以及在智能手机干预下身体活动发生的变化， 以期为增强成年人的身体活动以及促进健康领域的研究提供理论依据和实用性的参考。

1 体力活动与运动智能设备的概念

体力活动是指由骨骼肌收缩引起的导致能量消耗增加的身体活动［5］，以梅脱（MET）为基本单位。根据 ACSM 运动测试与运动处方指南界定［6］：1～3METs 为低强度体力活动，3～5.9METs为中等强度体力活动，≥6METs 为高强度体力活动。 体力活动不足是指每周的身体活动量达不到推荐的体力活动水平，成年人每周应达到150min 的中等强度身体活动或达到75min的高强度身体活动。 运动智能设备是指可以穿在身上或随身携带的利用无线传感器以及全球定位系统等技术监测使用者运动轨迹或身体数据， 然后通过网络将信息反馈给用户的信息传递设备［7］。 如智能手机、智能手表、智能衬衫等。 从上述定义不难发现， 可以利用运动智能设备的技术来监测身体活动的次数，时间、强度为使用者提供其身体活动的水平。

2 智能设备干预身体活动的研究进展

WHO［8］在 2018 年指出，身体活动不足已经成为继高血压、 烟草使用和高血糖之后的第4 大导致人类死亡的危险因素。 因此身体活动干预的研究一直是公共卫生及运动科学领域研究的重点。 确立有效的身体活动干预措施是实现身体活动干预的最重要的环节。 随着科技的快速发展，智能设备的大幅度普及，智能设备在身体活动干预中起着重要的作用［9］。 例如，Lee［10］等人利用无线传感器的可穿戴智能衬衫来监测受试者的心电图以及身体活动，在此基础上， Garcia-Ceja［11］的研究报道显示通过运动智能手表可以对身体活动进行长久的监测。 在国内，温煦［12］等人对智能可穿戴设备在我国身体活动大数据分析中的应用进行了综述， 对智能设备测量身体活动主要方法、基本原理、以及可行性和有效性进行了详细的分析，并对我国在大数据背景下身体活动的研究方法学进行了再思考。 但上述这些运动智能设备只能对身体活动进行监控，对增强身体活动， 提供运动方案以及为个人医疗保健提供支持等方面均无较为明显的帮助。

如今， 智能手机的出现提供了强大的计算技术， 短信服务、应用程序、互联网、无线连接以及加速计和全球定位系统（GPS）跟踪器等传感器，为增强身体活动促进健康提供了新的方法［13］。 近年来研发出了大量低成本或免费的健身医疗应用程序， 用于对日常活动进行连续和个性化的监控以及对身体活动的提醒与指导。 据统计［14］，iTunes 中 875 683 个应用中有23 490 个以及 Google Play 中 696 527 个应用中有 17 756 个应用是关于健康和健身，此外由Google 研发出的Google Fit 应用程序是进行健康和健身干预的Android 健身平台， 自2014年首次发布以来，在 6 个月内实现了超过 500 万次下载［15］。 微软（Microsoft）以及其他全球公司也发布了类似的平台，在全球的范围内推广与健康和健身相关的应用程序。 这些现象表明，越来越多的人使用运动智能设备来对身体活动进行监测与记录，而智能手机的简便性，低成本性以及智能手机提供的强大的计算技术，如短信服务、应用程序、互联网等，使智能手机干预成为增强身体活动以及促进健康的重要途径。

3 智能手机促进身体活动的方式

短信干预和应用程序干预是智能手机干预身体活动的两种主要方式。 前者是通过给受试者发送短信的形式来干预受试者的身体活动，短信的内容包括：鼓励性的语言、每天的身体活动量、适合的运动方式等等；应用程序干预是指：通过特定的应用程序对受试者的身体活动进行监测、评价以及反馈，从而增强受试者的身体活动。

3.1 短信干预对成年人身体活动的影响

智能手机通过短信来干预身体活动是最早利用智能手机干预身体活动的形式。 早在 2007 年，Hurling［16］等就对 77 名健康成年人进行互联网和手机短信干预，研究结果显示：实验组在知觉控制和运动意向/期望等方面与对照组相比具有显著的增强（p<0.001），在对加速度计数据和休闲时间自我报告数据的分析中发现，实验组的中度体育锻炼水平较高，加速度计测得的实验组中等身体活动的平均增加量与对照组相比平均每周增加2h18min（p<0.005），由此可以看出互联网和手机短信对提高受试者的运动意向， 增强和维持健康成年人的体育锻炼水平具有显著的效果。 在此基础上，Haapala［17］等人对125名成年人进行为期12 个月的短信干预，干预结束后对照组与实验组进行对比， 研究结果发现实验组的身体活动次数与对照组相比有了显著的提高（p<0.05）。 此后随着智能手机普及率大幅度提高， 大量的学者开始对智能手机通过电话或短信干预身体活动进行研究， 例如 Prestwich［18］等人对 149 名成年人进行为期4 周的短信干预， 短信内容是与步行相关的计划或目标， 研究结果表明通过短信的方式可以提醒受试者坚持自己的目标， 在不影响其他身体活动的情况下可以促进久坐人群的快走。 根据以上研究不难发现利用短信的方式可以有效地影响成年人的身体活动， 但缺乏对导致身体活动增强的因素进行分析。 Maddison［19］等人利用短信和互联网支持的移动健康（Mobile Health）技术对117 成年人的身体活动进行干预的实验中， 通过给实验组的参与者的手机发送量身制定的短信，短信的内容是以自我效能理论为基础包括：定期的运动处方、提供行为改变策略以及技术支持。 研究结果显示：实验组与对照组休闲时间体育活动的差异达到426 MET-min/week（p=0.04）以及步行的差异在24 周内达到 500 MET-min/week（p=0.01），并且自我效能感的变化显著的影响休闲时间体育活动的效果（p=0.021），该研究表明：基于短信和互联网支持的移动健康（Mobile Health）技术对体育锻炼水平产生了积极影响。 最有可能通过增加自我效能感来介导这种作用，进行智能手机干预身体活动， 可以通过以自我效能感作为干预的目标，并且自我效能感的提高可能会增加体育锻炼的行为。

3.2 应用程序干预对身体活动的影响

近年来，健康和健身应用程序的数量迅速增长，可以为大量的人群提供行为干预措施。 使用应用程序可以让使用者利用健康行为改变技术来增强自身的身体活动， 从而达到预防疾病或促进健康的作用，常见的行为改变技术是目标设定，指导如何进行锻炼，行为自我监控和行为反馈，这些技术已被证明可以促进不同人群和环境中健康行为的改变［20］。 例如Harries［21］等人对 165 名年龄在 18 至 40 岁之间的男性参与者进行为期6 周的应用程序干预，将受试者分为对照组，个人反馈以及和社会反馈组，以比较步数的差异。 该应用程序通过鼓励用户重视和增加日常正常活动的步行，从而来增加他们的步行量。实验结果表明：与对照组相比，通过应用程序干预使个人反馈和社交反馈组的体育活动分别增加60%和69%， 并且使步数平均增加64%。在此基础上，Zhang［22］等通过利用手机应用程序（PennFit）对91 名美国成年女性进行为期3 个月的应用程序干预，他们将实验组的44 人分为11 个4 人小组，对照组保持不变。 对照组的参与者可以使用PennFit 应用程序收集的日常步数和低等强度的身体活动。他们只能看到自己的个人资料和身体活动的数据，而看不到其他参与者的个人资料或身体活动的数据。 而实验组的11 个小组的参与者不仅可以使用PennFit 应用程序收集自己的日常步数和低等强度的身体活动，还可以参看小组其他成员的数据。 研究结果表明：干预措施增加了每天至少参与90min 的低等强度身体活动的可能性。

上述研究表明了智能手机应用程序的自我监测以及反馈功能对成年人身体活动的影响， 而目标设定已被确认为应用程序促进身体活动的理想功能［23］，许多研究都有一个预定的目标，例如，“每天走10 000 步”。 由于目标对参与者来说不是个性化的，他们可能没有达到目标的动机或愿望。 通过应用程序可以制定有意义和可实现的个性化目标， 可以提高智能手机干预身体活动的成功率。Korinek［24］等人对20 名成年女性进行为期14 周的应用程序干预，通过应用程序给参与者发送每天的步行目标，同时应用程序会同步每天的步行量。 研究结果发现：与实验前相比，参与者的每日步数显著增加了2 650 步（p<0.01）。

综上所述， 智能手机干预方式对身体活动的研究可以总结如下：1） 智能手机两种干预方式对身体活动具有积极的影响；2） 智能手机干预身体活动可以通过提升自我效能感以及设立目标、提供反馈等健康行为改变技术来增强身体活动。

4 智能手机干预身体活动的效果评价

4.1 智能手机干预对成年人每日平均步数的影响

步数是监测和促进体育活动的一种简便易行的方法，步数与重要 健 康结果之 间 存 在负相关［25］，Yates［26］等 人 对 9 306名成年人进行为期6 年的追踪调查，结果发现：每日平均步数增加2 000 步心血管疾病的发病率将减少8%，并且每日平均步数在1 到20 000 步之间心血管疾病的发病率与每日平均步数呈负相关关系（如图1）。 因此对步数的监测以及促进步数的增长在我们日常生活中显得尤为重要。如今，智能手机的干预对步数的监测以及促进步数的增加起着重要的作用。Walsh［27］等人对58 名成年人进行为期5 周的应用程序（Accupedo-Pro 计步器）干预。 在实验过程中，实验组与对照组都下载该应用程序，对照组收到应用程序推荐的每天身体活动水平相关的信息，即每天步行30min，并强调了步行的益处；实验组在对照组的基础上鼓励实验组使用该应用程序监视其步数并获取反馈，以实现其目标。 实验结果显示，实验组和对照组与干预前相比每日平均步数显著增加，并且实验组增加的步数量明显高于对照组（p<0.05）。 此外，Glynn［28］等人对 90 名成年人进行了为期 8 周的应用程序干预，得到了与之类似的结果。以上研究表明，智能手机对成年人每天平均步数不仅能进行准确的记录，而且对促进每天平均步数的增长具有积极的作用。

图1 每日平均步数与心血管疾病发病率的线性关系［26］

4.2 智能手机干预对成年人身体活动时间的影响

如今，随着生活方式发生了较大的变化，生活中的各种电脑、智能手机、电子游戏设备等都会导致久坐时间的增加和体力活时间的减少， 但智能手机的短信服务以及各种健身与健康的应用程序所提供的各种功能对成年人身体活动的时间起了积极的促进作用。 Cotten［29］等对82 名大学生通过研究人员安排的每日短信，鼓励他们休息，站立，轻度和中等强度的体育锻炼，进行了为期6 周的干预，研究结果显示干预组站立时间增加了18.25min/天， 低强度身体活动增加了50.07min/天，中等强度身体活动增加了13.03min/天（总身体活动/站立时间增加了 81.35min）。 此外，King［30］等人对 95 名成年人进行为期8 周的应用程序干预， 实验分为社交类APP 干预组、 分析类APP 干预组、影响类APP 干预组以及对照组，APP 干预是让参与者达到一个每天大约30min 的中等强度到剧烈的身体活动和8h 或更少的每天久坐时间的目标。 研究结果发现：社交类APP 与对照组相比， 中等强度以及高强度的身体活动时间明显增加，久坐时间水平显著降低。 而其余两组无明显变化（如图2）。由此可见，智能手机干预可以较为明显地增加身体活动的时间，并减少久坐的时间。 但不同APP 干预结果有所不同，故在以后的研究中需要进一步考量各种APP 干预的科学性与可行性。

图2 不同APP 干预对久坐时间的影响［30］

4.3 智能手机干预对成年人身体活动水平的影响

成年人每周中等强度的身体活动应达到150min 或高强度身体活动达到75min，而全球有较多的成年人不能达到推荐的身体活动水平。 据统计，全球死于身体活动不足的人群中，成年人占到30%，因此增强成年人身体活动水平极其重要。 有研究表明智能手机通过提供量身定制的干预措施可能会增加成年人的身体活动水平［31］。 Frederix［32］等人对 140 名心脏康复患者进行为期24 周的电子邮件、短信等干预。 干预结束后通过国际体育活动问卷（IPAQ）进行的自我评估，发现高强度/中等强度/步行的MET-min/week（VWM）较干预前具有显著的提高（p=0.01）。 Nigg［33］等通过 PokémonGO 这款智能手机应用程序对成年人进行干预，结果发现，参与者每周低强度身体活动变化最大，每周约增加47min（p<0.008）；其次是中等强度身体活动，每周约增加38min（p<0.008）；剧烈身体活动每周约增加14min（p<0.008），并且每天上网和看电视的时间显著减少（如图3）。以上研究表明，智能手机干预能显著增强成年人身体活动水平，并且能有效地促进成年人的健康。

图3 干预前后不同强度的身体活动与久坐行为变化图［33］

5 总结与展望

1）智能手机强大的计算能力、短信服务、应用程序、互联网等功能，以及其随身携带性、简便性、低成本性、普及性等优势， 使智能手机干预成为增强身体活动以及促进健康的重要途径。

2） 智能手机不同的干预方式对身体活动具有积极的影响， 在一定程度上可以促进每日平均步数以及身体活动时间的增长，除此之外，还能使人体身体活动水平有所增强。

3）智能手机干预可以通过提升自我效能感或者通过设立目标、提供反馈等健康行为改变技术来增强身体活动。

4）未来研究可进一步探究2 种干预方式结合进行干预的效果。在干预过程中考量各种APP 干预的科学性与可行性，以获得最佳干预效果。 还应重点关注智能手机干预对成年人健康所带来的长远影响。