1、大量流行病學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)了身體活動(dòng)在促進(jìn)健康和減少慢性疾病方面的重要作用，開展身體活動(dòng)研究首先解決的問題是尋求及發(fā)展客觀、精確、實(shí)用的身體活動(dòng)測(cè)量方法，這對(duì)于定量化評(píng)價(jià)身體活動(dòng)與健康之間的劑量-效應(yīng)(dose-response)關(guān)系，評(píng)估身體活動(dòng)干預(yù)措施有效性，從而形成基于客觀評(píng)價(jià)基礎(chǔ)之上的公共健康建議具有重要意義。然而如何精確的測(cè)量身體活動(dòng)對(duì)于研究人員來說仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。問卷調(diào)查、回顧式日記或訪談的方法通常由于存在大量主觀偏倚而

2、被認(rèn)為不夠精確。為了更加精確地評(píng)估身體活動(dòng)，研究人員轉(zhuǎn)而尋求客觀評(píng)價(jià)方法。在諸多客觀身體活動(dòng)測(cè)量技術(shù)中，運(yùn)動(dòng)傳感器是其中應(yīng)用最為廣泛、最具代表性、研究最多的身體活動(dòng)測(cè)量方法之一。
　　本研究采用Actigraph GT1M單軸加速度傳感器、Actigraph GT3X三軸加速度傳感器、RT3三軸加速度傳感器、Actiheart心率加速度運(yùn)動(dòng)傳感器、IDEEA人工智能運(yùn)動(dòng)傳感器五款國際上應(yīng)用最多的加速度傳感器，測(cè)量了中國人群20種典

3、型身體活動(dòng)，其目的是評(píng)價(jià)20種常見身體活動(dòng)代謝特征、探討上述五種代表性運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)量中國人群典型身體活動(dòng)的效度，并試圖開發(fā)精度更高、更適合中國人群的加速度傳感器能耗預(yù)測(cè)公式。共計(jì)14名健康成年男性和16名健康成年女性完成本研究。所有受試者完成兩大類（步行與日常生活活動(dòng)）共計(jì)20種活動(dòng)，分別為2mph步行、3mph步行、3mph3％坡度斜坡行走、3mph8％坡度斜坡行走、4mph快走、4mph3％坡度斜坡快走、5mph慢跑、6mph中速跑

4、、中速跳繩、快速跳繩、10mph騎自行車、13mph騎自行車、沿樓梯上樓、沿樓梯下樓、擦桌子、洗衣服、拖地、打乒乓球、上肢力量訓(xùn)練、下肢力量訓(xùn)練。受試者按照標(biāo)準(zhǔn)位置佩戴ActigraphGT1M單軸加速度傳感器、Actigraph GT3X三軸加速度傳感器、RT3三軸加速度傳感器、Actiheart心率加速度運(yùn)動(dòng)傳感器、IDEEA人工智能運(yùn)動(dòng)傳感器記錄其完成20種身體活動(dòng)狀況，同時(shí)以間接熱量測(cè)定法這一“金標(biāo)準(zhǔn)”方法為參照，即受試者佩戴K

5、4b2便攜式心肺功能儀測(cè)試其實(shí)際能耗水平。
　　本研究第一部分中，總計(jì)19項(xiàng)可與國際《身體活動(dòng)概要》參考MET比較的活動(dòng)中，有15項(xiàng)活動(dòng)的測(cè)量MET與《身體活動(dòng)概要》不同，大部分活動(dòng)測(cè)量MET顯著高于參考MET（13項(xiàng)）。男性由于靜息攝氧量接近3.5ml/kg/min，其標(biāo)準(zhǔn)MET（活動(dòng)攝氧量/3.5）與測(cè)量MET（活動(dòng)攝氧量/靜息攝氧量）基本一致，女性由于靜息攝氧量為3.0 ml/kg/min，其標(biāo)準(zhǔn)MET顯著低于測(cè)量MET。無

6、論男性還是女性，采用標(biāo)準(zhǔn)MET均可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度被錯(cuò)誤分級(jí)，錯(cuò)誤分級(jí)率為20％左右。在本研究第二部分中，針對(duì)Actigraph GT1M單軸加速度傳感器、ActigraphGT3X三軸加速度傳感器的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5mph速度以下動(dòng)力性步行時(shí)，根據(jù)Actigraph GT1M單軸加速度傳感器cou nts預(yù)測(cè)MET的一元線性回歸方程R2達(dá)到0.79，但所有20種身體活動(dòng)counts預(yù)測(cè)MET的一元線性回歸方程R2僅為0.51。Actigr

7、aph GT3X三軸加速度傳感器垂直軸、矢狀軸、水平軸及三軸矢量預(yù)測(cè)20種活動(dòng)MET的一元線性回歸方程R2分別為0.53、0.08、0.28，0.53。單軸加速度傳感器在測(cè)量上肢活動(dòng)、坡度步行、上樓梯、騎自行車等活動(dòng)時(shí)，記錄counts值較低或無法隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度線性增加是導(dǎo)致與能耗相關(guān)性降低的主要原因。Actigraph GT3X三軸加速度傳感器除垂直軸外，矢狀軸和水平軸同樣無法感應(yīng)坡度步行，但在測(cè)量擦桌子、洗衣服、拖地、乒乓球、上肢力量練

8、習(xí)等以上肢為主的運(yùn)動(dòng)時(shí)矢狀軸、水平軸感應(yīng)到較多活動(dòng)。國際上應(yīng)用較多的Freedson單軸及三軸回歸公式、Swa rtz單軸回歸公式顯著低估了步行活動(dòng)、生活活動(dòng)及所有活動(dòng)的實(shí)際能耗，提示國外ActiGraph加速度傳感器能耗預(yù)測(cè)模型不適合中國人群。本研究根據(jù)步行和所有活動(dòng)分別推導(dǎo)的ActiGraph加速度傳感器單軸或三軸步行回歸公式及常見活動(dòng)回歸公式預(yù)測(cè)能耗的準(zhǔn)確度高于國外公式。
　　本文針對(duì)RT3三軸加速度傳感器的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，R

9、T3三軸加速度傳感器三軸矢量和、垂直軸、矢狀軸、水平軸cou nts預(yù)測(cè)MET的一元線性回歸方程R2分別為0.63、0.62、0.59，0.46，表明RT3各軸counts對(duì)于活動(dòng)均較為敏感，隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加呈現(xiàn)一定程度線性變化。RT3矢量和與垂直軸counts無論是測(cè)量步行，還是測(cè)量日常生活活動(dòng)，預(yù)測(cè)MET的一元線性回歸方程的R2均一致，表明僅僅用線性回歸方程，使用矢量和預(yù)測(cè)能耗并不優(yōu)于單獨(dú)采用垂直軸counts預(yù)測(cè)能耗。RT3三軸回歸

10、公式顯著低估了步行活動(dòng)、生活活動(dòng)及所有活動(dòng)的實(shí)際能耗，提示RT3能耗預(yù)測(cè)模型可能不適合中國人群。本研究根據(jù)步行和所有活動(dòng)分別推導(dǎo)的RT3步行回歸公式及RT3常見活動(dòng)回歸公式預(yù)測(cè)能耗的準(zhǔn)確度高于國外公式，但本研究RT3步行回歸公式仍然相對(duì)低估了日常生活活動(dòng)能耗，RT3常見活動(dòng)回歸公式則低估了中低強(qiáng)度活動(dòng)，常見活動(dòng)回歸公式總體略優(yōu)于步行回歸公式。針對(duì)Actiheart心率加速度傳感器的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Actiheart3種模型即加速度模型、心

11、率模型、心率加速度模型均顯著低估了實(shí)際能耗，其中加速度模型低估步行能耗的誤差值相對(duì)最小，為-1.65MET，心率模型和心率加速度模型低估步行能耗的誤差值分別為-5.13MET，-3.48MET，均大于加速度模型，但心率模型和心率加速度模型低估生活活動(dòng)能耗的誤差值分別為-3.55 MET，-2.93 MET，小于其低估步行能耗的誤差值，而加速度模型低估生活活動(dòng)能耗的誤差值為-2.17MET，大于其低估步行能耗的誤差值。本研究所推導(dǎo)的心率、

12、加速度、心率加速度及個(gè)體化心率模型預(yù)測(cè)實(shí)際能耗的誤差值均顯著低于Actiheart心率加速度傳感器原始3種模型，本研究個(gè)體化心率模型和心率加速度模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的比例均超過70％，而Actiheart心率加速度傳感器原始心率模型和心率加速度模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的比例不到20％。其中，本研究個(gè)體化心率模型預(yù)測(cè)步行能耗的誤差值最小，為-0.09，本研究推導(dǎo)的心率加速度模型預(yù)測(cè)生活活動(dòng)的能耗相對(duì)精度最高，提示心率加速度傳感器在測(cè)量生活活動(dòng)

13、方面可能具有一定優(yōu)勢(shì)。針對(duì)IDEEA運(yùn)動(dòng)傳感器的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每分鐘平均counts在2mph，3mph，3mph3％，3mph8％四種速度下分別為375、362、352及330，四種速度下平均counts并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，同樣經(jīng)比較4mph與4mph3％，5mph與6mph，其counts差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，未呈現(xiàn)隨速度和坡度增加綜合矢量counts增加趨勢(shì)，提示IDEEA運(yùn)動(dòng)傳感器無法區(qū)不同速度下步行以及在坡度行走下能耗差別。IDEEA

14、運(yùn)動(dòng)傳感器低估了所有活動(dòng)MET水平，其平均誤差水平達(dá)到3MET(95％置信區(qū)間:-3.29，-2.80)。從步行活動(dòng)來看，總體呈現(xiàn)步行速度越快，坡度越陡，誤差越大的趨勢(shì)，從2mph至6mph平地步行，其誤差值分別為-1.19 MET，-0.91 MET，-1.12MET，-5.55 MET，-5.55 MET，5mph和6mph速度下誤差值顯著大于2，3，4mph，同時(shí)，3mph速度下，坡度越大，誤差值越大。在日常生活活動(dòng)方面，IDEE