Actigraph傳感器在青少年體力活動能量消耗測試中的應用

洪俊睿， 袁瓊嘉， 王 濤， 李 雪， 程 藝， 莊 潔， 陳佩杰

（1.成都體育學院運動醫(yī)學系，四川成都610041；2.成都信息工程學院體育教學部，四川成都610225；3.上海體育學院運動科學學院，上海200438）

Actigraph傳感器在青少年體力活動能量消耗測試中的應用

洪俊睿1， 袁瓊嘉1， 王 濤2， 李 雪1， 程 藝2， 莊 潔3， 陳佩杰3

（1.成都體育學院運動醫(yī)學系，四川成都610041；2.成都信息工程學院體育教學部，四川成都610225；3.上海體育學院運動科學學院，上海200438）

目的：運用Actigraph GT3X傳感器測量青少年體力活動能量消耗水平，探討Actigraph GT3X傳感器在青少年體力活動測試中的應用。方法：以10～17歲在校學生為研究對象，在超聲骨齡片和青春期發(fā)育量表問卷篩查青春發(fā)育分期（青春前期、青春中期、青春后期3個組）基礎(chǔ)上，基于隨機分層抽樣的原則，每組抽取男、女生各 50人，共計 300人，受試者佩帶Actigraph GT3X傳感器。結(jié)果：青春前、中、后期受試者每天體力活動能量消耗無明顯差異，中、大強度體力活動隨著年齡的增長呈下降的趨勢，男生的體力活動較女生活躍。結(jié)論：除青春前期受試者中、大強度體力活動時間接近國際推薦標準外，中期和后期受試者均低于國際推薦標準。建議采取措施增加青少年中等強度和大強度的體力活動，以增強其體質(zhì)。

青少年；體力活動；能量消耗；活動方式；Actigraph GT3X傳感器

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

體力活動是指由骨骼肌收縮引起的、導致能量消耗的身體活動。體力活動的能量消耗可以用kJ作為測量單位［1］。很多研究結(jié)果顯示，通過經(jīng)常性的體力活動，兒童和青少年的體適能和健康水平得到顯著提高［2］。觀察、研究青少年體力活動，測定其能量消耗水平，對于科學指導體力活動，促進青少年的體適能和健康水平的提高有重要意義。因加速度計小巧便攜、無須受試者進行回顧，可以有效地減少調(diào)查方式固有的主觀性，適用于大型人群，且能準確提供關(guān)于體力活動的能量消耗、頻率、強度和持續(xù)時間等信息，近10年來在兒童體力活動研究中被大量應用［3-4］。例如：自2003年起，美國已將Actigraph加速度傳感器應用于國家營養(yǎng)與健康調(diào)查；英國也在“Avon父母與子女長期調(diào)查”中將Actigraph應用于兒童體力活動研究［5］。我國關(guān)于運用Actigraph加速度計對體力活動進行測量的研究還較少。本研究運用Actigraph GT3X傳感器測量青少年體力活動能量消耗水平，了解青少年體力活動方式，探究Actigraph GT3X傳感器在青少年體力活動中的應用。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 選取10～17歲在校學生為研究對象，在每年齡段上隨機抽取健康青少年，簽署知情同意書。在超聲骨齡片和青春期發(fā)育量表問卷篩查青春發(fā)育分期（青春前期、青春中期、青春后期3個組）基礎(chǔ)上，采用隨機分層抽樣的原則，每組抽取男、女生各50人，共計300人。

表1 研究對象基本情況（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

表1 研究對象基本情況（±SD）Table1 Basic Conditions of the Subjects（±SD）

組 別 n 年齡/歲 身高/cm 體重/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 實驗方法 3組受試者佩帶Actigraph GT3X于右髖髂前上棘上方，近腋前線處（除洗澡、游泳、睡眠時摘除外，其余時間均需佩戴，每天記錄摘除起始時間），由傳感器自動記錄每周連續(xù)7d（含5個工作日和2個休息日），每天進行各種活動時的相關(guān)參數(shù)（設(shè)定數(shù)據(jù)采集間隔時間為60s）。

1.3 測試方案 通過軟件輸入受試者出生年月日、性別、身高、體重等個人信息，可以直接讀出其每天體力活動能量消耗及活動方式情況。通過Actilife軟件查看受試者佩戴Actigraph GT3X傳感器時間，保證至少有1個工作日或1個周末可以研究，及每天佩戴10h。經(jīng)過軟件分析，得出有效數(shù)據(jù)211例。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 采用SPSS17.0軟件包對所有實驗數(shù)據(jù)進行處理，對各組間數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。結(jié)果均以均數(shù)±標準差（±SD）表示。顯著性水平以P＜0.05為具有顯著性差異，P＜0.01為具有非常顯著性差異。

2 研究結(jié)果

青春前、中、后期受試者的體力活動能量消耗無明顯差異，體力活動方式有明顯差異：不同時期受試者中、大強度體力活動占體力活動百分比隨年齡的增加而呈下降的趨勢（表2、圖1）。

表2 青春前、中、后期體力活動能量消耗及活動方式比較（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

表2 青春前、中、后期體力活動能量消耗及活動方式比較（±SD）Table2 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

組 別 n 體力活動能量消耗（AverageDailykCals）活動方式（中、大強度體力活動百分比）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期組間比較，P＜0.01。 ?

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

青春前、中、后期不同性別間體力活動能量消耗與體力活動方式有明顯差異：青春前期男生體力活動能量消耗明顯高于女生，中、大強度體力活動百分比也明顯高于女生；青春中期及后期男生體力活動能量消耗和中、大強度體力活動方式百分比均高于女生（表3、表4）。

表3 青春各期男、女組間體力活動能量消耗及活動方式比較（±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、女組間體力活動能量消耗及活動方式比較（±SD）Table3 Comparison of Energy Consumption and Activity Patterns of Males and Females of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

注：#表示男生體力活動能量消耗與女生相比，P＜0.05；*表示男生體力活動方式與女生相比，P＜0.05；##表示男生體力活動能量消耗與女生相比，P＜0.01；**表示男生體力活動方式與女生相比，P＜0.01。

組 別體力活動能量消耗（AverageDailykCals）男女活動方式（中、大強度體力活動百分比）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、大強度體力活動時間比較（±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、大強度體力活動時間比較（±SD）Table4 Comparison of the Time of Moderate and High-Intensity Activities of Adolescents in Pre-，Middle-and Post-Puberty（±SD）

組 別 n 平均每天中、大強度體力活動時間/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、后期體力活動方式組間比較，P＜0.01。

3 分析與討論

3.1 不同時期受試者體力活動能量消耗與活動方式的差異 從表2可以看出，青春前、中、后期受試者平均每天體力活動能量消耗無明顯差異，體力活動方式差異有統(tǒng)計學意義，即隨著年齡的增長，中、大強度體力活動呈下降趨勢。從學生的課程和學習任務可以看出，隨著年級的升高，學習壓力的增大，學校體育課時間的減少等可能是造成學生體力活動水平逐漸下降的部分原因。圖1也說明了年級越高的學生靜坐的時間越多。

3.2 不同性別受試者體力活動能量消耗與活動方式的差異 從表4可以看出，青春前、中、后期不同性別間的能量消耗與體力活動時間差異均有統(tǒng)計學意義，即男生平均每天能量消耗和中、大強度體力活動百分比均高于女生，P＜0.05，呈顯著性差異。國內(nèi)外很多研究都發(fā)現(xiàn)，在人類的各個年齡階層，男性的體力活動都較女性活躍。男生喜歡球類活動，女生則大多喜歡舞蹈類活動。

3.3 受試者中、大強度體力活動時間的差異 國外大量研究結(jié)果顯示，青少年每天應參加至少60 min的中等或大強度的體力活動［6］。由表5可以看出，青春前期受試者平均每天中、大強度體力活動時間為（57.34± 22.60）min，中期為（44.91±22.24）min，后期為（32.12±15.66）min。除了青春前期受試者接近國際推薦標準外，中期和后期受試者均低于國際推薦標準。隨著受試者年齡的增長、學習壓力的加大，中、大強度體力活動時間逐漸減少，大部分時間均處于靜坐狀態(tài)。

4 結(jié)論與建議

青春前、中、后期受試者每天體力活動能量消耗無明顯差異，中、大強度體力活動隨著年齡的增加呈下降趨勢。R.P.Troiano等［7-8］也在研究中發(fā)現(xiàn)，從童年到青春期之間人們的體力活動呈現(xiàn)急劇下降的趨勢，并隨著年齡的增長繼續(xù)下降。本研究結(jié)果顯示，受試者大部分時間處于靜坐狀態(tài)，這可能與當前學生學習壓力較大有關(guān)。除了青春期前期受試者中、大強度體力活動時間接近國際推薦標準外，青春中后期的受試者均低于國際推薦標準。建議采取措施增加青少年中等強度和大強度的體力活動，提高青少年體質(zhì)。

［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

［2］ 戴建松，王正倫，孫飚.體力活動、疾病與健康關(guān)系概述及最新結(jié)論［J］.南京體育學院學報，2009（6）：120-128

［3］ 賀剛，黃雅君，王香生.加速度計在兒童體力活動測量中的應用［J］.體育科學，2011（8）：72-77

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［5］ 戴建松，孫飚，沈紅兵.加速度傳感器測量體力活動的應用綜述［J］.中國運動醫(yī)學雜志，2009（6）：720-726

［6］ William B S，Robert M M.Evidence Based Physical Activity for School-Age Youth［J］.The Journal of Pediatrics，2005，146（6）：732-737

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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

國家科技支撐計劃課題（2009BAK62B01-011）

洪俊睿（1988 -），男，浙江建德人，成都體育學院碩士研究生；Tel：13981727572，E- mail：hjr43759454 @gmail.com

陳佩杰（1962 -），男，浙江舟山人，上海體育學院教授，博士，博士生導師；Tel：（021）51253016，E- mail：chenpeijie@sus.edu.cn