智能手機(jī)對成年人身體活動的影響

何享波，楊麗君，鄭雪芹

（四川師范大學(xué) 體育學(xué)院，四川 成都 610101）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及生活方式的改變， 越來越多的人久坐少動的時間增加，嚴(yán)重缺乏體育鍛煉，而由此帶來的心血管疾病、 代謝性疾病等慢性疾病的問題已成為當(dāng)前公共衛(wèi)生問題之一［1］。 世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）報告［2］，全球每年有超過 500 萬人死于身體活動不足，其中成年人占30%。 因此增強(qiáng)身體活動在預(yù)防慢性疾病促進(jìn)健康中起著十分重要的作用。 而隨著科技的快速發(fā)展，運動智能設(shè)備干預(yù)已成為增強(qiáng)身體活動的重要手段［3］，但過去的研究主要集中在對身體活動監(jiān)測方面， 對身體活動的干預(yù)以及促進(jìn)身體活動方面的研究較少，且研究成本較高，過程也較為繁瑣。 近年來，智能手機(jī)的普及率大幅度提高，Bort-Roig［4］指出，通過智能手機(jī)干預(yù)不僅可以對身體活動進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測，并且還能有效地促進(jìn)身體活動。 此外，智能手機(jī)的普及性、簡便性、低成本性也使其成為身體活動干預(yù)的重要工具。 基于該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀， 本文梳理了當(dāng)前運動智能設(shè)備干預(yù)身體活動的研究進(jìn)展， 探討了不同的智能手機(jī)干預(yù)方式對身體活動的的影響以及在智能手機(jī)干預(yù)下身體活動發(fā)生的變化， 以期為增強(qiáng)成年人的身體活動以及促進(jìn)健康領(lǐng)域的研究提供理論依據(jù)和實用性的參考。

1 體力活動與運動智能設(shè)備的概念

體力活動是指由骨骼肌收縮引起的導(dǎo)致能量消耗增加的身體活動［5］，以梅脫（MET）為基本單位。根據(jù) ACSM 運動測試與運動處方指南界定［6］：1～3METs 為低強(qiáng)度體力活動，3～5.9METs為中等強(qiáng)度體力活動，≥6METs 為高強(qiáng)度體力活動。 體力活動不足是指每周的身體活動量達(dá)不到推薦的體力活動水平，成年人每周應(yīng)達(dá)到150min 的中等強(qiáng)度身體活動或達(dá)到75min的高強(qiáng)度身體活動。 運動智能設(shè)備是指可以穿在身上或隨身攜帶的利用無線傳感器以及全球定位系統(tǒng)等技術(shù)監(jiān)測使用者運動軌跡或身體數(shù)據(jù)， 然后通過網(wǎng)絡(luò)將信息反饋給用戶的信息傳遞設(shè)備［7］。 如智能手機(jī)、智能手表、智能襯衫等。 從上述定義不難發(fā)現(xiàn)， 可以利用運動智能設(shè)備的技術(shù)來監(jiān)測身體活動的次數(shù)，時間、強(qiáng)度為使用者提供其身體活動的水平。

2 智能設(shè)備干預(yù)身體活動的研究進(jìn)展

WHO［8］在 2018 年指出，身體活動不足已經(jīng)成為繼高血壓、 煙草使用和高血糖之后的第4 大導(dǎo)致人類死亡的危險因素。 因此身體活動干預(yù)的研究一直是公共衛(wèi)生及運動科學(xué)領(lǐng)域研究的重點。 確立有效的身體活動干預(yù)措施是實現(xiàn)身體活動干預(yù)的最重要的環(huán)節(jié)。 隨著科技的快速發(fā)展，智能設(shè)備的大幅度普及，智能設(shè)備在身體活動干預(yù)中起著重要的作用［9］。 例如，Lee［10］等人利用無線傳感器的可穿戴智能襯衫來監(jiān)測受試者的心電圖以及身體活動，在此基礎(chǔ)上， Garcia-Ceja［11］的研究報道顯示通過運動智能手表可以對身體活動進(jìn)行長久的監(jiān)測。 在國內(nèi)，溫煦［12］等人對智能可穿戴設(shè)備在我國身體活動大數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述， 對智能設(shè)備測量身體活動主要方法、基本原理、以及可行性和有效性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對我國在大數(shù)據(jù)背景下身體活動的研究方法學(xué)進(jìn)行了再思考。 但上述這些運動智能設(shè)備只能對身體活動進(jìn)行監(jiān)控，對增強(qiáng)身體活動， 提供運動方案以及為個人醫(yī)療保健提供支持等方面均無較為明顯的幫助。

如今， 智能手機(jī)的出現(xiàn)提供了強(qiáng)大的計算技術(shù)， 短信服務(wù)、應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)、無線連接以及加速計和全球定位系統(tǒng)（GPS）跟蹤器等傳感器，為增強(qiáng)身體活動促進(jìn)健康提供了新的方法［13］。 近年來研發(fā)出了大量低成本或免費的健身醫(yī)療應(yīng)用程序， 用于對日常活動進(jìn)行連續(xù)和個性化的監(jiān)控以及對身體活動的提醒與指導(dǎo)。 據(jù)統(tǒng)計［14］，iTunes 中 875 683 個應(yīng)用中有23 490 個以及 Google Play 中 696 527 個應(yīng)用中有 17 756 個應(yīng)用是關(guān)于健康和健身，此外由Google 研發(fā)出的Google Fit 應(yīng)用程序是進(jìn)行健康和健身干預(yù)的Android 健身平臺， 自2014年首次發(fā)布以來，在 6 個月內(nèi)實現(xiàn)了超過 500 萬次下載［15］。 微軟（Microsoft）以及其他全球公司也發(fā)布了類似的平臺，在全球的范圍內(nèi)推廣與健康和健身相關(guān)的應(yīng)用程序。 這些現(xiàn)象表明，越來越多的人使用運動智能設(shè)備來對身體活動進(jìn)行監(jiān)測與記錄，而智能手機(jī)的簡便性，低成本性以及智能手機(jī)提供的強(qiáng)大的計算技術(shù)，如短信服務(wù)、應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)等，使智能手機(jī)干預(yù)成為增強(qiáng)身體活動以及促進(jìn)健康的重要途徑。

3 智能手機(jī)促進(jìn)身體活動的方式

短信干預(yù)和應(yīng)用程序干預(yù)是智能手機(jī)干預(yù)身體活動的兩種主要方式。 前者是通過給受試者發(fā)送短信的形式來干預(yù)受試者的身體活動，短信的內(nèi)容包括：鼓勵性的語言、每天的身體活動量、適合的運動方式等等；應(yīng)用程序干預(yù)是指：通過特定的應(yīng)用程序?qū)κ茉囌叩纳眢w活動進(jìn)行監(jiān)測、評價以及反饋，從而增強(qiáng)受試者的身體活動。

3.1 短信干預(yù)對成年人身體活動的影響

智能手機(jī)通過短信來干預(yù)身體活動是最早利用智能手機(jī)干預(yù)身體活動的形式。 早在 2007 年，Hurling［16］等就對 77 名健康成年人進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)短信干預(yù)，研究結(jié)果顯示：實驗組在知覺控制和運動意向/期望等方面與對照組相比具有顯著的增強(qiáng)（p<0.001），在對加速度計數(shù)據(jù)和休閑時間自我報告數(shù)據(jù)的分析中發(fā)現(xiàn)，實驗組的中度體育鍛煉水平較高，加速度計測得的實驗組中等身體活動的平均增加量與對照組相比平均每周增加2h18min（p<0.005），由此可以看出互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)短信對提高受試者的運動意向， 增強(qiáng)和維持健康成年人的體育鍛煉水平具有顯著的效果。 在此基礎(chǔ)上，Haapala［17］等人對125名成年人進(jìn)行為期12 個月的短信干預(yù)，干預(yù)結(jié)束后對照組與實驗組進(jìn)行對比， 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗組的身體活動次數(shù)與對照組相比有了顯著的提高（p<0.05）。 此后隨著智能手機(jī)普及率大幅度提高， 大量的學(xué)者開始對智能手機(jī)通過電話或短信干預(yù)身體活動進(jìn)行研究， 例如 Prestwich［18］等人對 149 名成年人進(jìn)行為期4 周的短信干預(yù)， 短信內(nèi)容是與步行相關(guān)的計劃或目標(biāo)， 研究結(jié)果表明通過短信的方式可以提醒受試者堅持自己的目標(biāo)， 在不影響其他身體活動的情況下可以促進(jìn)久坐人群的快走。 根據(jù)以上研究不難發(fā)現(xiàn)利用短信的方式可以有效地影響成年人的身體活動， 但缺乏對導(dǎo)致身體活動增強(qiáng)的因素進(jìn)行分析。 Maddison［19］等人利用短信和互聯(lián)網(wǎng)支持的移動健康（Mobile Health）技術(shù)對117 成年人的身體活動進(jìn)行干預(yù)的實驗中， 通過給實驗組的參與者的手機(jī)發(fā)送量身制定的短信，短信的內(nèi)容是以自我效能理論為基礎(chǔ)包括：定期的運動處方、提供行為改變策略以及技術(shù)支持。 研究結(jié)果顯示：實驗組與對照組休閑時間體育活動的差異達(dá)到426 MET-min/week（p=0.04）以及步行的差異在24 周內(nèi)達(dá)到 500 MET-min/week（p=0.01），并且自我效能感的變化顯著的影響休閑時間體育活動的效果（p=0.021），該研究表明：基于短信和互聯(lián)網(wǎng)支持的移動健康（Mobile Health）技術(shù)對體育鍛煉水平產(chǎn)生了積極影響。 最有可能通過增加自我效能感來介導(dǎo)這種作用，進(jìn)行智能手機(jī)干預(yù)身體活動， 可以通過以自我效能感作為干預(yù)的目標(biāo)，并且自我效能感的提高可能會增加體育鍛煉的行為。

3.2 應(yīng)用程序干預(yù)對身體活動的影響

近年來，健康和健身應(yīng)用程序的數(shù)量迅速增長，可以為大量的人群提供行為干預(yù)措施。 使用應(yīng)用程序可以讓使用者利用健康行為改變技術(shù)來增強(qiáng)自身的身體活動， 從而達(dá)到預(yù)防疾病或促進(jìn)健康的作用，常見的行為改變技術(shù)是目標(biāo)設(shè)定，指導(dǎo)如何進(jìn)行鍛煉，行為自我監(jiān)控和行為反饋，這些技術(shù)已被證明可以促進(jìn)不同人群和環(huán)境中健康行為的改變［20］。 例如Harries［21］等人對 165 名年齡在 18 至 40 歲之間的男性參與者進(jìn)行為期6 周的應(yīng)用程序干預(yù)，將受試者分為對照組，個人反饋以及和社會反饋組，以比較步數(shù)的差異。 該應(yīng)用程序通過鼓勵用戶重視和增加日常正?；顒拥牟叫校瑥亩鴣碓黾铀麄兊牟叫辛?。實驗結(jié)果表明：與對照組相比，通過應(yīng)用程序干預(yù)使個人反饋和社交反饋組的體育活動分別增加60%和69%， 并且使步數(shù)平均增加64%。在此基礎(chǔ)上，Zhang［22］等通過利用手機(jī)應(yīng)用程序（PennFit）對91 名美國成年女性進(jìn)行為期3 個月的應(yīng)用程序干預(yù)，他們將實驗組的44 人分為11 個4 人小組，對照組保持不變。 對照組的參與者可以使用PennFit 應(yīng)用程序收集的日常步數(shù)和低等強(qiáng)度的身體活動。他們只能看到自己的個人資料和身體活動的數(shù)據(jù)，而看不到其他參與者的個人資料或身體活動的數(shù)據(jù)。 而實驗組的11 個小組的參與者不僅可以使用PennFit 應(yīng)用程序收集自己的日常步數(shù)和低等強(qiáng)度的身體活動，還可以參看小組其他成員的數(shù)據(jù)。 研究結(jié)果表明：干預(yù)措施增加了每天至少參與90min 的低等強(qiáng)度身體活動的可能性。

上述研究表明了智能手機(jī)應(yīng)用程序的自我監(jiān)測以及反饋功能對成年人身體活動的影響， 而目標(biāo)設(shè)定已被確認(rèn)為應(yīng)用程序促進(jìn)身體活動的理想功能［23］，許多研究都有一個預(yù)定的目標(biāo)，例如，“每天走10 000 步”。 由于目標(biāo)對參與者來說不是個性化的，他們可能沒有達(dá)到目標(biāo)的動機(jī)或愿望。 通過應(yīng)用程序可以制定有意義和可實現(xiàn)的個性化目標(biāo)， 可以提高智能手機(jī)干預(yù)身體活動的成功率。Korinek［24］等人對20 名成年女性進(jìn)行為期14 周的應(yīng)用程序干預(yù)，通過應(yīng)用程序給參與者發(fā)送每天的步行目標(biāo)，同時應(yīng)用程序會同步每天的步行量。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與實驗前相比，參與者的每日步數(shù)顯著增加了2 650 步（p<0.01）。

綜上所述， 智能手機(jī)干預(yù)方式對身體活動的研究可以總結(jié)如下：1） 智能手機(jī)兩種干預(yù)方式對身體活動具有積極的影響；2） 智能手機(jī)干預(yù)身體活動可以通過提升自我效能感以及設(shè)立目標(biāo)、提供反饋等健康行為改變技術(shù)來增強(qiáng)身體活動。

4 智能手機(jī)干預(yù)身體活動的效果評價

4.1 智能手機(jī)干預(yù)對成年人每日平均步數(shù)的影響

步數(shù)是監(jiān)測和促進(jìn)體育活動的一種簡便易行的方法，步數(shù)與重要 健 康結(jié)果之 間 存 在負(fù)相關(guān)［25］，Yates［26］等 人 對 9 306名成年人進(jìn)行為期6 年的追蹤調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：每日平均步數(shù)增加2 000 步心血管疾病的發(fā)病率將減少8%，并且每日平均步數(shù)在1 到20 000 步之間心血管疾病的發(fā)病率與每日平均步數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（如圖1）。 因此對步數(shù)的監(jiān)測以及促進(jìn)步數(shù)的增長在我們?nèi)粘Ｉ钪酗@得尤為重要。如今，智能手機(jī)的干預(yù)對步數(shù)的監(jiān)測以及促進(jìn)步數(shù)的增加起著重要的作用。Walsh［27］等人對58 名成年人進(jìn)行為期5 周的應(yīng)用程序（Accupedo-Pro 計步器）干預(yù)。 在實驗過程中，實驗組與對照組都下載該應(yīng)用程序，對照組收到應(yīng)用程序推薦的每天身體活動水平相關(guān)的信息，即每天步行30min，并強(qiáng)調(diào)了步行的益處；實驗組在對照組的基礎(chǔ)上鼓勵實驗組使用該應(yīng)用程序監(jiān)視其步數(shù)并獲取反饋，以實現(xiàn)其目標(biāo)。 實驗結(jié)果顯示，實驗組和對照組與干預(yù)前相比每日平均步數(shù)顯著增加，并且實驗組增加的步數(shù)量明顯高于對照組（p<0.05）。 此外，Glynn［28］等人對 90 名成年人進(jìn)行了為期 8 周的應(yīng)用程序干預(yù)，得到了與之類似的結(jié)果。以上研究表明，智能手機(jī)對成年人每天平均步數(shù)不僅能進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，而且對促進(jìn)每天平均步數(shù)的增長具有積極的作用。

圖1 每日平均步數(shù)與心血管疾病發(fā)病率的線性關(guān)系［26］

4.2 智能手機(jī)干預(yù)對成年人身體活動時間的影響

如今，隨著生活方式發(fā)生了較大的變化，生活中的各種電腦、智能手機(jī)、電子游戲設(shè)備等都會導(dǎo)致久坐時間的增加和體力活時間的減少， 但智能手機(jī)的短信服務(wù)以及各種健身與健康的應(yīng)用程序所提供的各種功能對成年人身體活動的時間起了積極的促進(jìn)作用。 Cotten［29］等對82 名大學(xué)生通過研究人員安排的每日短信，鼓勵他們休息，站立，輕度和中等強(qiáng)度的體育鍛煉，進(jìn)行了為期6 周的干預(yù)，研究結(jié)果顯示干預(yù)組站立時間增加了18.25min/天， 低強(qiáng)度身體活動增加了50.07min/天，中等強(qiáng)度身體活動增加了13.03min/天（總身體活動/站立時間增加了 81.35min）。 此外，King［30］等人對 95 名成年人進(jìn)行為期8 周的應(yīng)用程序干預(yù)， 實驗分為社交類APP 干預(yù)組、 分析類APP 干預(yù)組、影響類APP 干預(yù)組以及對照組，APP 干預(yù)是讓參與者達(dá)到一個每天大約30min 的中等強(qiáng)度到劇烈的身體活動和8h 或更少的每天久坐時間的目標(biāo)。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：社交類APP 與對照組相比， 中等強(qiáng)度以及高強(qiáng)度的身體活動時間明顯增加，久坐時間水平顯著降低。 而其余兩組無明顯變化（如圖2）。由此可見，智能手機(jī)干預(yù)可以較為明顯地增加身體活動的時間，并減少久坐的時間。 但不同APP 干預(yù)結(jié)果有所不同，故在以后的研究中需要進(jìn)一步考量各種APP 干預(yù)的科學(xué)性與可行性。

圖2 不同APP 干預(yù)對久坐時間的影響［30］

4.3 智能手機(jī)干預(yù)對成年人身體活動水平的影響

成年人每周中等強(qiáng)度的身體活動應(yīng)達(dá)到150min 或高強(qiáng)度身體活動達(dá)到75min，而全球有較多的成年人不能達(dá)到推薦的身體活動水平。 據(jù)統(tǒng)計，全球死于身體活動不足的人群中，成年人占到30%，因此增強(qiáng)成年人身體活動水平極其重要。 有研究表明智能手機(jī)通過提供量身定制的干預(yù)措施可能會增加成年人的身體活動水平［31］。 Frederix［32］等人對 140 名心臟康復(fù)患者進(jìn)行為期24 周的電子郵件、短信等干預(yù)。 干預(yù)結(jié)束后通過國際體育活動問卷（IPAQ）進(jìn)行的自我評估，發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度/中等強(qiáng)度/步行的MET-min/week（VWM）較干預(yù)前具有顯著的提高（p=0.01）。 Nigg［33］等通過 PokémonGO 這款智能手機(jī)應(yīng)用程序?qū)Τ赡耆诉M(jìn)行干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，參與者每周低強(qiáng)度身體活動變化最大，每周約增加47min（p<0.008）；其次是中等強(qiáng)度身體活動，每周約增加38min（p<0.008）；劇烈身體活動每周約增加14min（p<0.008），并且每天上網(wǎng)和看電視的時間顯著減少（如圖3）。以上研究表明，智能手機(jī)干預(yù)能顯著增強(qiáng)成年人身體活動水平，并且能有效地促進(jìn)成年人的健康。

圖3 干預(yù)前后不同強(qiáng)度的身體活動與久坐行為變化圖［33］

5 總結(jié)與展望

1）智能手機(jī)強(qiáng)大的計算能力、短信服務(wù)、應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)等功能，以及其隨身攜帶性、簡便性、低成本性、普及性等優(yōu)勢， 使智能手機(jī)干預(yù)成為增強(qiáng)身體活動以及促進(jìn)健康的重要途徑。

2） 智能手機(jī)不同的干預(yù)方式對身體活動具有積極的影響， 在一定程度上可以促進(jìn)每日平均步數(shù)以及身體活動時間的增長，除此之外，還能使人體身體活動水平有所增強(qiáng)。

3）智能手機(jī)干預(yù)可以通過提升自我效能感或者通過設(shè)立目標(biāo)、提供反饋等健康行為改變技術(shù)來增強(qiáng)身體活動。

4）未來研究可進(jìn)一步探究2 種干預(yù)方式結(jié)合進(jìn)行干預(yù)的效果。在干預(yù)過程中考量各種APP 干預(yù)的科學(xué)性與可行性，以獲得最佳干預(yù)效果。 還應(yīng)重點關(guān)注智能手機(jī)干預(yù)對成年人健康所帶來的長遠(yuǎn)影響。