三種加速度計(jì)測(cè)量多種身體活動(dòng)的效度比較

王 歡，王馨塘，佟海青，歐陽(yáng)安，江崇民

身體活動(dòng)作為一種特定的人體生理活動(dòng)和生活行為方式，它與健康的關(guān)系越來(lái)越受到重視。無(wú)論是要研究身體活動(dòng)與健康及疾病的關(guān)系，還是要進(jìn)行身體活動(dòng)促進(jìn)和開展個(gè)性化健身指導(dǎo)，首要任務(wù)是對(duì)身體活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)［13］。因此，關(guān)于身體活動(dòng)測(cè)量方法學(xué)的研究一直是重要的研究命題。目前用于測(cè)量身體活動(dòng)的工具有多種，包括計(jì)步器、間接測(cè)熱儀、雙標(biāo)水法、心率測(cè)量?jī)x、加速計(jì)等。每種儀器都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。而加速度計(jì)因能相對(duì)客觀準(zhǔn)確、連續(xù)測(cè)量身體活動(dòng)而被廣泛使用［5］。

加速度計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)是體積小巧、方便攜帶，適用于在自由生活的環(huán)境下連續(xù)測(cè)量多天的身體活動(dòng)，也適用于大樣本人群的測(cè)量。目前，已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)銷售的加速度計(jì)有 多 個(gè) 品 牌，比 如，Antigraph、Actical、Tritrac－RT 和Sensewear Armband等。不同品牌的儀器在傳感器數(shù)量、活動(dòng)響應(yīng)頻率（濾過(guò)性）和佩戴部位等方面有差別，因而測(cè)量效度有很大的不同。加速度計(jì)的工作原理是通過(guò)壓電傳感器將身體活動(dòng)時(shí)的加速或減速信號(hào)轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，再將電信號(hào)收集處理成為加速度計(jì)數(shù)（counts），然后利用推算公式得出能耗值。所以，傳感器的敏感性和數(shù)量是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)加速度計(jì)中傳感器的個(gè)數(shù)分為單軸、雙軸和三軸加速度計(jì)。研究證明，多軸加速度計(jì)測(cè)量精度高于單軸。Actigraph GT3和RT3作為最常用的三軸加速度計(jì)在科研工作中使用較多，盡管都是三軸加速度計(jì)，GT3和RT3又因有不同的濾過(guò)器，導(dǎo)致對(duì)相同活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同的加速度計(jì)數(shù)值（AC）。除了傳感器性能外，儀器的佩戴部位也是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的重要因素，多數(shù)加速度計(jì)都戴在腰部，而最近剛研制的一種加速度計(jì)Sensewear Armband則是戴在上臂部，此外，該儀器在傳統(tǒng)壓電傳感器之外還增加了體溫感應(yīng)器，作為復(fù)合型運(yùn)動(dòng)傳感器的儀器在測(cè)量身體活動(dòng)準(zhǔn)確性上可能具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

盡管加速度計(jì)在身體活動(dòng)測(cè)量中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但由于不同研究中使用的儀器不同，以及使用方法上的不統(tǒng)一，限制了不同研究結(jié)果間的可比性，甚至影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。關(guān)于加速度計(jì)效度研究國(guó)外已有一些報(bào)道［8，15，17］，但同時(shí)比較幾種常用儀器效度的研究很少，不同儀器在測(cè)量相同活動(dòng)時(shí)的差異有多大、對(duì)身體活動(dòng)形式的敏感性是否不同都未見相關(guān)報(bào)道。因此，通過(guò)測(cè)量比較多種常用加速度計(jì)測(cè)量成年人日?；顒?dòng)的效度，探討影響加速度計(jì)效度的因素，為科研人員合理選擇、使用加速度計(jì)提供了參考資料，為將來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量中國(guó)人身體活動(dòng)水平提供方法學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以30名男性大學(xué)生為測(cè)試對(duì)象，受試者身體健康，身高、體重在正常范圍內(nèi)。所有受試者均簽定了知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 身體活動(dòng)測(cè)量方案

每個(gè)受試者同時(shí)佩戴3個(gè)加速度計(jì)（右臂1個(gè)和右腰部2個(gè)）以及氣體代謝分析儀測(cè)試6項(xiàng)身體活動(dòng)。第1次來(lái)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試5項(xiàng)活動(dòng)，坐姿看書報(bào)、站立（自然站立、雙臂下垂）、站立擦桌子、擦地板、踢毽。每項(xiàng)活動(dòng)測(cè)試5 min，在測(cè)試前受試者坐在椅子上休息10min以上達(dá)到安靜狀態(tài)，才能開始測(cè)試。第2次來(lái)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試走跑活動(dòng)，走跑類活動(dòng)包括4個(gè)速度，3km／h、4.5km／h、6km／h為走，7.5km／h為跑，每個(gè)速度測(cè)試5min。

所有測(cè)試在室內(nèi)進(jìn)行，測(cè)量環(huán)境溫度為15℃～25℃。要保持良好的通風(fēng)狀態(tài)。此外，走跑測(cè)試在平坦室內(nèi)場(chǎng)地上完成，場(chǎng)地面積15×10m（周長(zhǎng)為50m）的長(zhǎng)方形場(chǎng)地一塊，每5m間隔放置一個(gè)標(biāo)志物，測(cè)試時(shí)受試者需沿著場(chǎng)地標(biāo)志物外側(cè)緣行走。測(cè)試走跑時(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)播放音頻，音頻定期出現(xiàn)提示音一次（即每5m間隔響一次），此時(shí)受試者需從第一個(gè)標(biāo)志物移動(dòng)至下一個(gè)標(biāo)志物，在節(jié)奏音頻和場(chǎng)地標(biāo)志物的幫助下，受試者很容易保持自然、放松、勻速的步態(tài)。

1.2.2 測(cè)試儀器

采用體質(zhì)測(cè)試專用的身高體重計(jì)測(cè)量受試者身高和體重，精度達(dá)到0.1cm和0.1kg。以 Actigraph GT3（簡(jiǎn)稱GT3）、RT3、Sensewear Armband加速度計(jì)監(jiān)測(cè)身體活動(dòng)。測(cè)試時(shí)統(tǒng)一將GT3和RT3佩戴在右側(cè)髖部、肚臍水平高度，Sensewear Armband（簡(jiǎn)稱SWA）佩戴在右側(cè)上臂部，GT3和RT的采樣時(shí)間設(shè)置為1s，Sensewear Armband設(shè)置時(shí)間為1min。使用意大利產(chǎn)的Cosmed K4b2（簡(jiǎn)稱K4b2），氣體代謝儀監(jiān)測(cè)受試者活動(dòng)時(shí)每次呼吸中的O2和CO2含量，并同步監(jiān)測(cè)活動(dòng)時(shí)的能量消耗，在同類研究中這種氣體代謝間接測(cè)熱法（IC法）被廣泛用作能耗監(jiān)測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)方法

測(cè)試后在儀器的配套軟件內(nèi)將 K4b2和、GT3、RT3、SWA測(cè)得的原始數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換為“1min”采樣頻率的數(shù)據(jù)。身體活動(dòng)測(cè)試中，取靜坐中連續(xù)5min的平穩(wěn)數(shù)據(jù)以及其余各5項(xiàng)活動(dòng)中第3～5min的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

數(shù)據(jù)的分析處理均在SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件中進(jìn)行。采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析不同方程的能耗預(yù)測(cè)值與間接測(cè)熱法測(cè)試值之間的差異，采用Pearson相關(guān)分析加速度計(jì)數(shù)值與MET值、能耗之間的關(guān)系。對(duì)于比較加速度計(jì)與K4b2的一致性、以及場(chǎng)地與跑臺(tái)的一致性用Bland－Altman Plot統(tǒng)計(jì)方法。統(tǒng)計(jì)分析中顯著性水平定義為P＜0.05，高度顯著性水平定義為P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 3種加速度計(jì)測(cè)量值與K4b2的差異

受試者的年齡23±2歲，身高175±3cm，體重65±4 kg。他們佩戴3種加速度計(jì)對(duì)6類身體活動(dòng)能耗、加速度計(jì)數(shù)的測(cè)量結(jié)果見表1。

根據(jù)本次測(cè)試結(jié)果，3種加速度計(jì)對(duì)坐姿和站立活動(dòng)的測(cè)量值與 K4b2的差異顯著（paired－t testP＜0.05）。其中GT3顯著低估坐姿和站立活動(dòng)能耗，而RT3和SWA高估坐姿活動(dòng)，低估站立活動(dòng)的能耗，而且對(duì)坐姿到站力活動(dòng)的能耗變化，3種加速度計(jì)都不能識(shí)別。

傳統(tǒng)術(shù)式中沒有廣泛性的連續(xù)型直接減壓，后路手術(shù)以間接減壓為主，前路手術(shù)減壓范圍有限不能做到長(zhǎng)節(jié)段連續(xù)減壓。史建剛團(tuán)隊(duì)［29］近年報(bào)道了一種治療嚴(yán)重頸椎OPLL的連續(xù)型直接減壓術(shù)式，即ACAF。ACAF通過(guò)將頸椎椎體及骨化物作為一個(gè)復(fù)合體進(jìn)行整體前移，從而實(shí)現(xiàn)了在不直接切除骨化物的前提下，達(dá)到擴(kuò)大椎管容積，脊髓直接減壓的效果［30］。Sun等［31］通過(guò)對(duì)15例行ACAF術(shù)式的多節(jié)段OPLL患者進(jìn)行隨訪研究，術(shù)后CT和MRI顯示，骨化物前移充分，脊髓減壓徹底；術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)達(dá)到骨性融合，隨訪期間未發(fā)現(xiàn)與ACAF相關(guān)的特定并發(fā)癥。

擦桌子、拖地板活動(dòng)是典型的家務(wù)活動(dòng)，前者以上肢活動(dòng)為主，后者以下肢活動(dòng)為主。加速度計(jì)對(duì)這兩類活動(dòng)的能耗測(cè)量值同K4b2有顯著差異（P＜0.05），擦桌子的測(cè)量誤差明顯大于拖地。3種儀器相比，SWA測(cè)量效度略好于GT3和RT3。

踢毽是大強(qiáng)度、全身性的身體活動(dòng)（MET值超過(guò)9）。3種加速度計(jì)對(duì)踢毽活動(dòng)的能耗都有顯著低估（P＜0.05）。3種儀器相比，SWA測(cè)量效度略好于GT3和RT3。

步行和跑步是最基本、最常見的身體活動(dòng)。本研究發(fā)現(xiàn)，加速度計(jì)對(duì)這類活動(dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性顯然高于坐姿、站立、家務(wù)活動(dòng)（ADL活動(dòng)）。不過(guò)與校標(biāo)值（K4b2測(cè)量值）之間有一些差異。具體分析，在3.0km／h時(shí)，3種加速度計(jì)能耗測(cè)量值與K4b2相比都有顯著差異（P＜0.05）。隨著走速的增加，加速度計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性提高，到了6.0 km／h時(shí)加速度計(jì)與K4b2的差異最小。但是當(dāng)7.5km／h跑步開始時(shí)，兩類儀器的測(cè)量值差異又明顯增加，并達(dá)到顯著性水平（P＜0.05）。另外，對(duì)于走跑的測(cè)量效度，3種加速度計(jì)相比，GT3測(cè)量效度略好于SWA和RT3。

表1 3種加速度計(jì)和K4b2對(duì)身體活動(dòng)能耗測(cè)量結(jié)果的比較一覽表Table 1 The Comparative Validity of Three Accelerometers during Several Activities

2.2 加速度計(jì)與K4b2的相關(guān)性

加速度計(jì)通過(guò)將單位時(shí)間內(nèi)（如1min）身體活動(dòng)的加速度（減速度）轉(zhuǎn)換為加速度計(jì)數(shù)（AC），再將加速度計(jì)計(jì)數(shù)通過(guò)各種公式轉(zhuǎn)換為能量消耗值EE，從而間接反映其體力活動(dòng)狀況。根據(jù)傳感器的個(gè)數(shù)加速度計(jì)可分為單軸、雙軸和三軸加速度計(jì)。單軸加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)為垂直軸計(jì)數(shù)（ACz）；三軸加速度計(jì)可同步記錄ACz、冠狀軸加速度計(jì)數(shù)（ACx）和矢狀軸加速度計(jì)數(shù)（ACy），并可將三個(gè)方向的AC整合為三軸綜合計(jì)數(shù)（vector magnitude，VM）。本課題研究的3種加速度計(jì)，GT3和RT3屬于三軸加速度計(jì)，并且軟件提供的指標(biāo)里有加速度計(jì)數(shù)VM的數(shù)據(jù)，所以本研究就這兩種加速度計(jì)的原始指標(biāo)VM和通過(guò)公式計(jì)算出的指標(biāo)EE分別進(jìn)行了研究，研究它們與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值之間的關(guān)系。

研究結(jié)果表明，加速度計(jì)VM與K4b2的METs相關(guān)性高于EE，說(shuō)明加速度計(jì)原始測(cè)量值，即加速度計(jì)數(shù)，與METs之家有著一定的相關(guān)關(guān)系，當(dāng)加速度計(jì)數(shù)經(jīng)過(guò)公式轉(zhuǎn)換成能耗值EE后，這種相關(guān)關(guān)系明顯減弱，意味著從加速度計(jì)數(shù)到EE的計(jì)算方法一定程度上影響著加速度計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性（表2）。

表2還可見，如果將6個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目集合在一起，加速度計(jì)VM與METs的相關(guān)性很高，接近0.9。但是將6個(gè)項(xiàng)目單獨(dú)分開分析，相關(guān)系數(shù)各有不同，坐姿和站立與METs的相關(guān)性非常低，或者可以說(shuō)沒有什么相關(guān)性。隨著引入較大負(fù)荷強(qiáng)度的活動(dòng)，從擦桌子到拖地板，相關(guān)系數(shù)逐步提高，表明加速度計(jì)對(duì)身體活動(dòng)測(cè)量的準(zhǔn)確性受身體活動(dòng)的方式和強(qiáng)度影響。

表2 加速度計(jì)GT3和RT3的VM、EE與K4b2的METs相關(guān)性（Pearson相關(guān)系數(shù)）一覽表Table 2 The Relation of VM（EE）from GT3and RT3and METs from K4b2

2.3 加速度計(jì)與K4b2的一致性

為了進(jìn)一步分析加速度計(jì)的測(cè)量效度，本研究使用了Bland－Altman Plot統(tǒng)計(jì)方法分析加速度計(jì)與K4b2的一致性。以兩組指標(biāo)的平均值作為X軸，兩組指標(biāo)的差值作為Y值，圖中分別使用實(shí)線和兩條虛線標(biāo)記出誤差均值和95%的置信區(qū)間（X±1.96×SD），越多的點(diǎn)落在置信區(qū)間內(nèi)，差值均數(shù)越接近0，則一致性越好。

圖1 加速度計(jì)與K4b2測(cè)試5項(xiàng)身體活動(dòng)能耗的一致性散點(diǎn)圖Figure 1. The Bland－Altman Plot of Accelerometers and K4b2 for Five Activities

圖1中，對(duì)于坐姿看書、站立、擦桌、拖地5項(xiàng)活動(dòng)，GT3只有部分測(cè)試指標(biāo)差值落在95%的置信區(qū)間內(nèi)，而RT3和SWA絕大多數(shù)的指標(biāo)差值落在95%的置信區(qū)間內(nèi)，此外SWA的差值更接近0，表明對(duì)于這5項(xiàng)活動(dòng)，加速度計(jì)SWA與K4b2的一致性較好。從圖還可見，GT3和RT3低估5項(xiàng)活動(dòng)能耗，而SWA 高估看書、站立、擦桌子、拖地板活動(dòng)的能耗，低估踢毽的能耗。

圖2 加速度計(jì)與K4b2測(cè)試走跑活動(dòng)能耗的一致性散點(diǎn)圖Figure 2. The Bland－Altman Plot of Accelerometers and K4b2 for Walking and Running

3 討論

本研究以間接測(cè)熱法為校標(biāo)，測(cè)量比較了3種加速度計(jì)測(cè)量多種身體活動(dòng)的效度。雖然關(guān)于加速度計(jì)效度的研究已開展了不少，但據(jù)筆者所知，這是第一個(gè)研究同時(shí)報(bào)道了3種最常用加速度計(jì)的效度，而這3種加速度計(jì)的選擇是基于它們?cè)跍y(cè)量原理最先進(jìn)而且有可比性。本研究得出的主要結(jié)果可以歸納為身體活動(dòng)類型、強(qiáng)度以及儀器性能、預(yù)測(cè)方程是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的主要因素，研究結(jié)果將為使用者合理選擇、使用加速度計(jì)設(shè)備提供有價(jià)值的信息。

3.1 加速度計(jì)測(cè)量效度與身體活動(dòng)類型

本研究表明，加速度計(jì)對(duì)不同類型身體活動(dòng)測(cè)量準(zhǔn)確性有很大差別。本研究將身體活動(dòng)分為兩大類——周期性走跑活動(dòng)和非周期性日常活動(dòng)（ADL），研究結(jié)果顯示，加速度計(jì)對(duì)于走跑項(xiàng)目的測(cè)量誤差顯著小于ADL，而且走跑項(xiàng)目加速度計(jì)與K4b2之間的相關(guān)性高于ADL，表明加速度計(jì)測(cè)量走跑活動(dòng)的效度高于日?；顒?dòng)。這與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致［7，19］。走跑活動(dòng)是以垂直方向?yàn)橹鳌⒂幸?guī)律的周期性活動(dòng)，這類活動(dòng)信號(hào)容易被加速度計(jì)傳感器捕捉。相反，日?；顒?dòng)（ADL）的類型很多，活動(dòng)方式也不同，即使是同一種活動(dòng)，不同人的活動(dòng)方式會(huì)不同，活動(dòng)信號(hào)表現(xiàn)為垂直、水平、橫向多個(gè)方向的無(wú)規(guī)律性振動(dòng)，信號(hào)變異性大，不容易被加速度計(jì)準(zhǔn)確識(shí)別［18］。

針對(duì)多種類型的日?；顒?dòng)，加速度計(jì)的測(cè)量效度也不盡相同。本研究發(fā)現(xiàn)，3種加速度計(jì)對(duì)坐姿和站立活動(dòng)的測(cè)量效度較差（測(cè)量誤差從0.2～1.5kcal／min），對(duì)于從坐姿到站立活動(dòng)的變化都不能識(shí)別。也就是說(shuō)，加速度計(jì)對(duì)靜態(tài)運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)變換產(chǎn)生的能量消耗不能準(zhǔn)確測(cè)量。如果一個(gè)人每天坐姿時(shí)間6～8h，這3種加速度計(jì)有可能高估或者低估每日能耗120～480kcal。研究表明，久坐時(shí)間作為獨(dú)立于身體活動(dòng)的因子，嚴(yán)重危害著人們的健康，如何測(cè)量和評(píng)價(jià)久坐行為也成為重要的研究領(lǐng)域［3，16］。國(guó)外學(xué)者正在試圖建立加速度計(jì)測(cè)定久坐行為的方法，但是從筆者的研究數(shù)據(jù)看，這3種加速度計(jì)區(qū)別坐姿和站立兩種活動(dòng)類型的能力均較差，無(wú)法作為客觀測(cè)量久坐活動(dòng)的工具，最新的一篇文獻(xiàn)印證了該觀點(diǎn)，Actigraph和SWA 兩種加速度計(jì)低估了生活中輕體力活動(dòng)能耗，低估的程度達(dá)到顯著性水平［21］。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，3種加速度計(jì)對(duì)下肢活動(dòng)（如擦地板）的測(cè)量敏感性優(yōu)于上肢（如擦桌子）。有學(xué)者提出，由于多數(shù)加速度計(jì)只是佩戴在髖部，因而限制了其對(duì)上肢活動(dòng)能耗的監(jiān)測(cè)［10］。在本研究中，GT3和RT3是戴在髖部的加速度計(jì)，而SWA作為一種臂帶式加速度計(jì)，盡管佩戴在手臂上，但它對(duì)拖地板的測(cè)量準(zhǔn)確性也是高于擦桌子，其中原因有待進(jìn)一步研究［12］。

3.2 加速度計(jì)測(cè)量效度與身體活動(dòng)強(qiáng)度

加速度計(jì)的測(cè)量效度不僅與活動(dòng)類型有關(guān)，還與活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。特別對(duì)于走跑活動(dòng)，走跑的速度直接影響了加速度計(jì)效度。本研究結(jié)果顯示，3種加速度計(jì)對(duì)慢走（3 km／h）和跑步（7.5km／h）都不能準(zhǔn)確評(píng)估，對(duì)快速走（6 km／h）的測(cè)量效果較好。本研究結(jié)果與其他學(xué)者的報(bào)道一致，有研究分別對(duì)不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中加速度計(jì)與間接測(cè)熱法估測(cè)的EE進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)中等強(qiáng)度、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)兩者數(shù)據(jù)高度相關(guān)，但小強(qiáng)度體力活動(dòng)、劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)二者相關(guān)性較低［6］。為什么加速度計(jì)對(duì)不同走速的測(cè)量效度有很大差異呢？可能與不同速度的變異度有關(guān)，慢速走和跑步活動(dòng)的變異度大，而中、快速走時(shí)身體活動(dòng)幅度小、變異度相對(duì)較低，正好位于加速度計(jì)傳感器的適宜響應(yīng)頻率區(qū)間內(nèi)。

身體活動(dòng)強(qiáng)度不僅影響了測(cè)量誤差的大小，還影響了誤差的方向。通過(guò)本研究采用Bland－Altman Plot分析法發(fā)現(xiàn)，加速度計(jì)對(duì)于低強(qiáng)度活動(dòng)估算偏差的方向不確定，或高估或低估；對(duì)于高強(qiáng)度活動(dòng)，比如，踢毽和跑步，3種儀器都會(huì)顯著低估其能耗；對(duì)于中等強(qiáng)度，與校標(biāo)儀器的一致性最好。

3.3 加速度計(jì)測(cè)量效度與儀器性能和預(yù)測(cè)公式類型

本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相同的身體活動(dòng)，3種加速度計(jì)的測(cè)量效度有很大差異，究其原因有多種，其中，儀器不同的響應(yīng)頻率區(qū)間是影響測(cè)量差異的重要因素。同是三軸加速度計(jì)，GT3和RT對(duì)相同身體活動(dòng)的測(cè)量效度有區(qū)別，其原因之一是與兩種加速度計(jì)傳感器的響應(yīng)頻率區(qū)間有一定的關(guān)系［1］。GT3的頻率響應(yīng)區(qū)間是0.25～2.5Hz，RT3是2～10Hz，RT的響應(yīng)頻率區(qū)間要比GT3高和寬，從理論上講，RT3對(duì)于中高強(qiáng)度活動(dòng)、以及變異度較大活動(dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性好于GT3［16］，而GT3對(duì)于低、中強(qiáng)度測(cè)量更有優(yōu)勢(shì)。實(shí)際數(shù)據(jù)證明，對(duì)于變異度大的ADL活動(dòng)和大強(qiáng)度的跑步，RT3的效度優(yōu)于GT3，而GT3對(duì)于低中強(qiáng)度的步行活動(dòng)測(cè)量更準(zhǔn)確。

本研究發(fā)現(xiàn)，SWA作為一種臂帶式兩軸加速度計(jì)對(duì)多種日?；顒?dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性相對(duì)高于其他兩種三軸加速度計(jì)GT3和RT3，同時(shí)對(duì)ADL以及走跑活動(dòng)的誤差值更集中在y軸0刻度兩側(cè)，說(shuō)明儀器高估或者低估能耗的可能性均等，一致性好于RT3和GT3。相比其他兩種儀器，SWA能有較好的測(cè)量效度與其佩戴部位和感應(yīng)器特性不同有一定關(guān)系。SWA佩戴在手臂上，對(duì)上肢活動(dòng)敏感性強(qiáng)于GT3和RT3，而日?；顒?dòng)中上肢活動(dòng)占有很大比例，因而測(cè)量日常活動(dòng)較GT3和RT3有優(yōu)勢(shì)。國(guó)外學(xué)者的一項(xiàng)研究證明，用SWA測(cè)量下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)障礙者的身體活動(dòng)水平，能獲得較客觀評(píng)估數(shù)據(jù)［9］。此外，SWA 的感應(yīng)器除了兩軸的加速度傳感器外，還有檢測(cè)皮膚溫度、皮膚電阻傳感器和環(huán)境溫度的傳感器，采用多種傳感器有助于克服單一類型傳感器的弊端，提高測(cè)量身體活動(dòng)能耗的準(zhǔn)確性［2，11］。不過(guò)，本研究數(shù)據(jù)尚不能反映出每種傳感器對(duì)于能耗估測(cè)效度的貢獻(xiàn)比例。

加速度計(jì)對(duì)能耗估算的準(zhǔn)確性除了與儀器本身性能有關(guān)外，很大程度上還與預(yù)測(cè)方程有關(guān)。因?yàn)榧铀俣扔?jì)測(cè)量得到的是某一個(gè)或多個(gè)方向的加速度計(jì)數(shù)，并不是能量消耗值。需要以標(biāo)準(zhǔn)方法為參考，建立能量消耗的回歸方程，是用加速度計(jì)測(cè)量體力活動(dòng)能量消耗的常用方法。因此，能量推算方程的精度是研究人員很關(guān)心的問題。不同加速度計(jì)使用的方程各不相同，有的方程建立在實(shí)驗(yàn)室跑臺(tái)上、有的建立在戶外場(chǎng)地以及實(shí)際生活環(huán)境中，有的以成年人為受試對(duì)象［20］，有的以兒童為對(duì)象［4］。即便是同一種儀器，比如，Actigraph GT3軟件中自帶有8個(gè)能耗推算方程供人選用。關(guān)于加速度計(jì)預(yù)測(cè)方程的研究，目前得出的一致性結(jié)論是，沒有一個(gè)方程能夠有效地估算所有類型的身體活動(dòng)能量消耗，只在建立方程時(shí)對(duì)應(yīng)某種體力活動(dòng)類型時(shí)才有 較高 的 效 度［10，14，19］。利 用 更 先 進(jìn) 的 數(shù) 學(xué) 模 型建立效度更高的方程已成為加速度計(jì)測(cè)量方法學(xué)研究的重要領(lǐng)域。關(guān)于本研究中3種加速度計(jì)方程類型對(duì)于測(cè)量效度的影響以及改進(jìn)方法問題，筆者已經(jīng)在下一個(gè)專題研究中做了探索，并取得了有意義的研究結(jié)果，在本研究中不再闡述了。

4 結(jié)論與建議

本研究發(fā)現(xiàn)，影響加速度計(jì)測(cè)量效度的因素很多，包括身體活動(dòng)類型、強(qiáng)度以及儀器方面等。其中，加速度計(jì)對(duì)于走跑活動(dòng)的測(cè)量效度好于測(cè)量日常生活活動(dòng)，對(duì)于中等強(qiáng)度活動(dòng)的測(cè)量要好于低強(qiáng)度活動(dòng)（比如，坐姿、站立、慢走）和大強(qiáng)度活動(dòng)（如踢毽和跑步）。另外，3種儀器的測(cè)量效度存在較大的差異，可以說(shuō)，沒有一種儀器能準(zhǔn)確估算所有類型的身體活動(dòng)能耗。科研人員在選擇儀器時(shí)，要依據(jù)研究任務(wù)和受試者的活動(dòng)模式特點(diǎn)有針對(duì)性地選擇。根據(jù)本研究結(jié)果，如果要連續(xù)測(cè)量成年人多種活動(dòng)（包括走跑以及日常生活活動(dòng)）的能耗，Sensewear Armband的總體效度好于GT3和RT3。不過(guò)，該結(jié)論是基于幾種特定、結(jié)構(gòu)化身體活動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)而得出的，還需要在實(shí)際生活的自由活動(dòng)中進(jìn)一步驗(yàn)證。

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