青少年體力活動(dòng)測(cè)量方法的研究綜述①

吳江 張海平

（1.沈陽體育學(xué)院研究生部；2.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院 遼寧沈陽 110102）

青少年體力活動(dòng)測(cè)量方法的研究綜述①

吳江1張海平2*

（1.沈陽體育學(xué)院研究生部；2.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院 遼寧沈陽 110102）

目前，青少年體力活動(dòng)不足的現(xiàn)象日益增加，進(jìn)而使由于體力活動(dòng)不足現(xiàn)象引起的青少年體質(zhì)下降的問題也日益突出。體力活動(dòng)對(duì)青少年的身體健康具有重要的意義，而體力活動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)量是進(jìn)行體力活動(dòng)干預(yù)的基礎(chǔ)。如何準(zhǔn)確的測(cè)量體力活動(dòng)水平，迄今還沒有一套完整的體力活動(dòng)測(cè)量方法能同時(shí)測(cè)量不同人群和滿足不同的研究目的。本文根據(jù)兒童青少年的體力活動(dòng)特點(diǎn)，總結(jié)分析了行為觀察法、問卷調(diào)查法、心率測(cè)定法、熱量測(cè)定法、雙標(biāo)水法、計(jì)步器法和加速度計(jì)等體力活動(dòng)測(cè)量方法，為科學(xué)指導(dǎo)青少年的體力活動(dòng)和促進(jìn)青少年的體質(zhì)健康等提供依據(jù)。

青少年 體力活動(dòng) 測(cè)量方法 研究綜述

體力活動(dòng)是指由骨骼肌收縮引起，從而導(dǎo)致能量消耗增加的任何形式的身體運(yùn)動(dòng)[1]。適當(dāng)?shù)捏w力活動(dòng)有利于促進(jìn)青少年的體質(zhì)和身體健康，并可降低未來心血管、高血壓和代謝性疾病等發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。目前，環(huán)境和生活方式的改變使得青少年的體力活動(dòng)減少而靜態(tài)生活方式增加，這已對(duì)健康造成了負(fù)面影響[2]，故準(zhǔn)確測(cè)出青少年體力活動(dòng)狀況就顯得尤為重要。測(cè)量青少年體力活動(dòng)狀況，不但可以了解體力活動(dòng)對(duì)身體健康的影響，而且還可以及時(shí)的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)，并可確定青少年維持身體健康所需的活動(dòng)量，這樣既可以適應(yīng)青少年成長(zhǎng)環(huán)境，又可以起到促進(jìn)青少年身心健康的目的。

體力活動(dòng)的測(cè)量主要包括兩方面內(nèi)容，即體力活動(dòng)行為的測(cè)量和能量消耗的測(cè)量。體力活動(dòng)行為的測(cè)量包括活動(dòng)的強(qiáng)度(參加體力活動(dòng)的生理努力程度)、頻率(體力活動(dòng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的次數(shù))、時(shí)間(完成一次體力活動(dòng)所需的時(shí)間)[3]，通過主觀性的直接觀察或客觀性的儀器測(cè)定，以此來評(píng)價(jià)活動(dòng)情況。

1 行為觀察法

行為觀察法是較早使用的一種體力活動(dòng)測(cè)量方法[4]，主要觀察記錄測(cè)試對(duì)象的行為信息、活動(dòng)時(shí)間、頻率和活動(dòng)類型等，通過對(duì)照各種活動(dòng)的能量消耗量表計(jì)算出觀察對(duì)象在一段時(shí)間內(nèi)的能量消耗[5]，適用于研究青少年及其他難以評(píng)價(jià)對(duì)象的體力活動(dòng)測(cè)量。

行為觀察法最大的優(yōu)勢(shì)在于，觀察者可以直接記錄下受試者活動(dòng)的背景信息[4]，可以準(zhǔn)確了解到被觀察者的基本信息與行為習(xí)慣，為下一步制定措施提供更具體有效的措施。行為觀察法還可用于其它研究方法不能適用的青少年人群。在觀察過程中，受試者可能會(huì)感到緊張或者興奮，從而可能會(huì)改變自身的行為習(xí)慣，故最好進(jìn)行一對(duì)一觀察，較短時(shí)間的小樣本研究比較適用，但研究時(shí)間較長(zhǎng)、研究費(fèi)用也較高。

2 問卷調(diào)查法

問卷調(diào)查法是通過發(fā)放統(tǒng)一設(shè)計(jì)的問卷，來了解受試者情況的調(diào)查方法。不同問卷法的調(diào)查方式也不同，可分為自我報(bào)告問卷、調(diào)查者報(bào)告問卷和代理報(bào)告問卷等。目前，用于體力活動(dòng)研究的問卷大多數(shù)是調(diào)查時(shí)間在24h以內(nèi)到過去一周，但也有時(shí)間較長(zhǎng)的。調(diào)查對(duì)象包括各個(gè)年齡階段，并且問卷有適用于大部分人群的，也有針對(duì)某類特殊群體的。問卷調(diào)查的內(nèi)容根據(jù)受試對(duì)象的不同也略有差異，包括工作、閑暇時(shí)間和身體鍛煉等。大部分問卷可根據(jù)調(diào)查結(jié)果，然后參照體力活動(dòng)能量消耗量表計(jì)算出能量消耗值，但某些問卷只是簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)不同強(qiáng)度(輕微、中度、激烈)活動(dòng)占體力活動(dòng)的比例，故這樣的主觀測(cè)試方法必須要驗(yàn)證其可靠性和有效性。

成本低、操作簡(jiǎn)單是問卷調(diào)查法的主要優(yōu)點(diǎn)。由于兒童少年活動(dòng)類型多、持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短、回憶比較困難，還有受到認(rèn)知和語言能力限制，故回憶性偏倚相對(duì)較大。

3 熱量測(cè)定法

熱量測(cè)定法包括直接熱量測(cè)定法和間接熱量測(cè)定法。

直接熱量測(cè)定法是測(cè)量體力活動(dòng)的方法當(dāng)中最精確的一種方法，其原理是通過儀器精確測(cè)量和記錄受試者在一個(gè)完全密閉的隔熱房間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的熱量，包括傳導(dǎo)、輻射和蒸發(fā)。缺點(diǎn)是需在一個(gè)密閉的環(huán)境下進(jìn)行，一般在體力活動(dòng)研究中很難進(jìn)行，青少年大部分運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的體力活動(dòng)較難評(píng)價(jià)，且成本相對(duì)較高。其他能量消耗測(cè)定通常用直接熱量測(cè)定法作為效標(biāo)使用[7]。

間接熱量測(cè)定法的原理是通過測(cè)定體力活動(dòng)中氧的消耗從而推算產(chǎn)生的熱量。運(yùn)動(dòng)者在測(cè)量時(shí)需佩戴呼吸面罩，用氣體代謝分析儀記錄測(cè)試過程中的耗氧量（VO2）及二氧化碳（CO2）產(chǎn)生量，通過相應(yīng)公式間接推算出受試者的能量消耗[8]。該方法可用于評(píng)價(jià)青少年特定運(yùn)動(dòng)形式的能量消耗如步行、騎車等，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備較大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大時(shí)，可能會(huì)成為青少年運(yùn)動(dòng)者的負(fù)擔(dān)。其他測(cè)試方法如心率測(cè)試法、加速度計(jì)法、計(jì)步器法和主觀方法等）的效度和可靠性，通常用間接熱量測(cè)試評(píng)定。

4 心率測(cè)試法

青少年活動(dòng)時(shí)的能量消耗也可以用心率來估測(cè)，其原理是由于心率與攝氧量之間存在線性關(guān)系。由傳輸胸帶和接受器兩部分組成的心率記錄設(shè)備是現(xiàn)在心率測(cè)試法常用的裝備。心率記錄設(shè)備體積很小，佩戴以后不會(huì)有不適感，并且不會(huì)影響活動(dòng)，簡(jiǎn)單易行易操作，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量也比較大，故心率測(cè)試法是測(cè)量?jī)和倌牦w力活動(dòng)的最為廣泛方法之一[8]。對(duì)體力活動(dòng)的時(shí)間、頻率、強(qiáng)度和總的能量消耗進(jìn)行分析時(shí)[9]，要先將數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)，然后運(yùn)用心率、平均心率、心率差值和心率儲(chǔ)備等指標(biāo)評(píng)價(jià)青少年的體力活動(dòng)[10]。

由于心率反映的是心肺系統(tǒng)的生理負(fù)荷，除了體力活動(dòng)以外，情緒、體溫都會(huì)影響心率的變化，所以用心率法來評(píng)估體力活動(dòng)也存在著許多誤區(qū)。因此，測(cè)量青少年高強(qiáng)度體力活動(dòng)的能量消耗時(shí)用心率法比較準(zhǔn)確，中低強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)就不夠準(zhǔn)確。中高強(qiáng)度的體力活動(dòng)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，心率測(cè)試法進(jìn)行體力活動(dòng)水平的評(píng)估可能比能量消耗更為有用。

5 雙標(biāo)水法

雙標(biāo)水法是測(cè)量自由生活狀態(tài)下能量消耗最有效、最可靠的方法[11]，最早應(yīng)用此方法測(cè)試人體能量消耗的是Schoeller DA等學(xué)者[12]。該方法是讓測(cè)試對(duì)象攝入一定量已知濃度、用兩種穩(wěn)定同位素標(biāo)記的雙標(biāo)水(2H218O)，雙標(biāo)水在參與新陳代謝后，最終2H會(huì)以2H2O形式排出，18O以C18O2形式排出，，為了解機(jī)體的能量代謝情況，通過分析尿液中標(biāo)記物的峰度值變化，計(jì)算出出體內(nèi)CO2的生成率，進(jìn)而推算能量消耗[13]。

雙標(biāo)水法的應(yīng)用范圍廣泛，測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)，應(yīng)用于不同人群，且沒有任何副作用，但雙標(biāo)水價(jià)格昂貴，分析設(shè)備價(jià)格也很高，故大規(guī)模人群測(cè)試不適用。同時(shí)，雙標(biāo)水測(cè)試時(shí)間至少需要3d，且只能獲得總能量消耗方面的信息，很難分析出一小段時(shí)間(如2h)內(nèi)的體力活動(dòng)頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。

6 計(jì)步器法

計(jì)步器是一個(gè)由電池供電的水平彈簧懸掛杠桿裝置，通常佩戴在腰間髖關(guān)節(jié)位置。一般來說，使用計(jì)步器可以準(zhǔn)確、有效的測(cè)量5歲以上兒童少年的步行活動(dòng)[14]。因此，可以采用計(jì)步器作為青少年體力活動(dòng)干預(yù)和評(píng)價(jià)的工具。

計(jì)步器的優(yōu)點(diǎn)是可以作為自我監(jiān)控方法來監(jiān)測(cè)以步行為主要活動(dòng)方式的人群，為他們提供費(fèi)用低廉的、能協(xié)助他們達(dá)到指定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，而且計(jì)步器測(cè)量步數(shù)的精度較高。缺點(diǎn)是計(jì)步器不可以記錄與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的環(huán)境情況以及運(yùn)動(dòng)類型和間歇，對(duì)于青少年的自行車、游泳等運(yùn)動(dòng)等不能準(zhǔn)確記錄[16]。此外，當(dāng)以非常快或非常慢的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)步器準(zhǔn)確度就會(huì)下降。

7 加速度計(jì)法

加速度傳感器是比計(jì)步器更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)傳感器。運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉用力的大小可以用運(yùn)動(dòng)加速度反映出來，故可計(jì)算出能量消耗[15]。加速度計(jì)工作原理是：通過壓電陶瓷產(chǎn)生的形變，然后轉(zhuǎn)化為電信號(hào)工作的。加速度傳感器可以測(cè)量單軸或三軸上的活動(dòng)，原理是根據(jù)壓電陶瓷的數(shù)量和方向決定的。單軸加速度計(jì)通常感應(yīng)垂直軸上的加速度，三軸加速度通常是靠多軸加速度計(jì)感應(yīng)的。

加速度計(jì)測(cè)試能耗優(yōu)點(diǎn)是攜帶方便、價(jià)格較便宜、佩戴沒有不適感、可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)進(jìn)行測(cè)試，并能準(zhǔn)確測(cè)出各種活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，具有一定實(shí)用性。但其缺點(diǎn)之一便是佩帶時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)加速度計(jì)的有效性是有影響，在佩戴時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，測(cè)試結(jié)果的有效性相對(duì)較高。Jam等認(rèn)為佩帶加速度計(jì)4d以上能夠得到較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)[16]；Trost等研究發(fā)現(xiàn)佩帶7d加速度計(jì)就可以準(zhǔn)確測(cè)試青少年的日常體力活動(dòng)情況，并明確其學(xué)習(xí)日和休息日行為的差別[17]。佩戴時(shí)間長(zhǎng)不可避免會(huì)使測(cè)試對(duì)象的負(fù)擔(dān)相對(duì)較重，所以盡量不用于相對(duì)較大規(guī)模的人群調(diào)查[18]。

8 結(jié)語

目前，青少年體力活動(dòng)不足的現(xiàn)象日益增加，進(jìn)而使由于體力活動(dòng)不足現(xiàn)象引起的青少年體質(zhì)下降的問題也日益突出。體力活動(dòng)對(duì)青少年的身體健康具有重要的意義，而體力活動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)量是進(jìn)行體力活動(dòng)干預(yù)的基礎(chǔ)。根據(jù)青少年的體力活動(dòng)特點(diǎn)，選擇合適的體力活動(dòng)測(cè)量方法，對(duì)科學(xué)指導(dǎo)青少年的體力活動(dòng)和促進(jìn)青少年的體質(zhì)健康等都具有非常重要的意義。

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G804

A

2095-2813(2017)09(c)-0016-03

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.27.016

國家科技部科技支撐計(jì)劃課題（項(xiàng)目編號(hào)：2012BAK21B02-02）；遼寧省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：L15BTY007)；沈陽體育學(xué)院重點(diǎn)資助學(xué)科研究方向建設(shè)項(xiàng)目資助。

吳江(1992，12—)，男，漢族，內(nèi)蒙古包頭人，碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。

張海平(1964，4—)，男，漢族，山西太原人，博士，教授，研究方向：體質(zhì)與健康、運(yùn)動(dòng)性疲勞與骨骼肌微損傷，

E-mail：Zhping2000＠126.com。