运用加速度心率联合传感器对11-14岁学生体力活动能量消耗的应用研究

论文摘要

研究目的:目前,多数学者采用物理信号装置对能量消耗进行测量,而物理信号结合生理信号测量能量消耗的相关研究较少,应用不多。本研究在国内首次运用联合心率加速度运动传感器Actiheart对160名不同体质量、不同性别、不同年龄学生的常见体力活动能量消耗进行应用研究,为今后运用物理信号结合生理信号这种新的方法来测量能量消耗提供实验数据积累。研究获得的11-14岁不同体质量、不同性别、不同年龄学生几种常见体力活动的能量消耗数值、强度及心率等参数为了解和评价我国青少年体力活动的能量消耗水平,为今后大规模的青少年体力活动能量消耗的普查奠定一定的基础,同时为制定我国儿童青少年体力活动指南及进一步提高青少年体质健康水平,促进青少年健康成长提供科学依据。研究方法:本研究选取11-14岁年龄段学生160名,其中男性按照“中国学龄儿童青少年超重、肥胖BMI筛查分类”标准,将调查对象分成正常体质量组和非正常体质量组,96个男性青少年中有32个属肥胖体质量,定为男非正常体质量组;64个男性青少年为正常体质量,为男正常体质量组;女性64个青少年均为正常体质量,定为女正常体质量组。采用Actiheart（美国Camntech公司）加速度心率联合传感器对受试者进行广播体操和3km/h-8km/h的跑台递增负荷运动测试（每个速度进行5分钟,中间无间断）。设置一分钟采样模式,其中广播体操数据选择整个运动过程进行分析,跑台数据采用进入稳态的第3-4分钟来进行能量消耗计算,并通过其自带软件（版本4.0.46）对各活动项目的活动计数、HR、kcal/min、kcal/min/kg及MET数据进行采集。所有数据的统计均在SPSS17.0软件中完成。研究结果:（1）11-14岁年龄段男非正常体质量组3km/h-6km/h的能量消耗（kacl/min）分别为5.54±3.29、6.80±3.77、8.66±6.06、11.7±6.06,广播体操总能耗在17.92-40.09 kcal范围内;男正常体质量组广播体操的总能耗（kacl）为24.54±2.17,3km/h-8km/h的能量消耗（kacl/min）分别为3.64±2.64、4.18±2.83、4.62±3.35、6.27±4.1、9.72±6.12、11.29±7.78;女正常体质量组广播体操的总能耗（kacl）为17.78±1.21,3km/h-8km/h的能量消耗（kacl/min）分别为2.47±0.68、2.94±0.71、3.58±0.85、4.7±1.21、7.07±1.37、7.75±1.57。其中男正常与非正常体质量组14岁广播体操,3km/h-6km/h,12、13岁6km/h的总能耗存在显著性差异（P<0.05）,其他无显著性差异（P>0.05）;男、女正常体质量除6km/h的11岁和7km/h的14岁年龄段总能耗存在显著性差异（P<0.05）,其他体力活动各年龄无显著性差异（P>0.05）;男、女正常体质量组11-14岁能量消耗不同体力活动项目的各年龄单因素方差分析均无显著性差异（P>0.05）。（2）11-14年龄段男非正常体质量组3km/h-6km/h的MET分别为4.40±1.09、5.19±1.09、6.38±1.28、8.30±1.62;男正常体质量组广播体操、3km/h-8km/h的MET分别为4.89±0.32、3.59±0.63、4.01±0.61、5±0.66、5.55±0.77、8.11±1.00、9.09±0.99;女正常体质量组广播体操、3km/h-8km/h的MET分别为4.74±0.19、3.6±0.63、4.09±0.62、4.76±0.73、5.93±1.06、8.43±1.06、9.13±1.17。男非正常体质量组与男正常体质量组5km/h-6km/h各年龄MET存在显著性差异（P<0.05）,其他运动项目部分年龄段存在显著性差异（P<0.05）;男正常体质量组与女正常体质量组广播体操,3km/h-8km/h各年龄MET无显著性差异（P>0.05）。男、女正常体质量组11-14岁MET不同体力活动项目的各年龄单因素方差分析均无显著性差异（P>0.05）。（3）不同体质量组心率与MET存在显著相关,其中男非正常体质量组相关系数为r=0.724（P<0.001）,男正常体质量组相关系数为r=0.953（P<0.001）,女正常体质量组相关系数为r=0.942（P<0.001）。（4）男非正常体质量组3km/h-4km/h的中等强度体力活动所对应的心率为108117次/分,5km/h-6km/h的大强度体力活动所对应的心率为129152次/分;男正常体质量组3km/h-6km/h的中等强度体力活动所对应的心率为111136次/分,7km/h-8km/h的大强度体力活动所对应的心率为163176次/分;女正常体质量组3km/h-6km/h的中等强度体力活动所对应的心率为117149次/分,7km/h-8km/h的大强度体力活动所对应的心率为176187次/分。结论:（1）男正常体质量组和女正常体质量组11-14岁HR、能量消耗和MET不同体力活动项目的各年龄单因素方差分析均无显著性差异,因此今后的研究中,11-14岁男、女正常体质人群可分别作为一个整体进行研究。（2）11-14岁相同年龄段女正常体质量组广播体操、3km/h、4km/h、5km/h、6km/h、7km/h、8km/h的总能耗和标准化体重的单位能耗都低于男正常体质量组。（3）11-14岁相同年龄段男非正常体质量组在进行3km/h、4km/h、5km/h、6km/h跑台运动时的总能量消耗、MET值均高于男正常体质量青少年。11-14岁不同体质量、不同性别学生在能量消耗、MET值等方面存在不同或差异,在今后的研究中应根据不同体质量、不同性别群体对11-14岁学生进行能量消耗测量及制定相应的体力活动推荐量。（4）对于男非正常体质量组,广播体操、3km/h、4km/h的体力活动属于中等强度;5km/h,6km/h的体力活动属于高强度。对于男、女正常体质量组,广播体操、3km/h、4km/h、5km/h,6km/h的体力活动属于中等强度;7km/h,8km/h的体力活动分属于高强度。（5）11-14岁群体MET和心率呈高度相关,因此不同体质量、不同性别学生中等强度、大强度体力活动所对应的心率范围可作为今后学生评定自身体力活动强度时的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 2. 文献综述
• 2.1 体力活动
• 2.1.1 体力活动概述
• 2.1.2 体力活动与能量代谢
• 2.1.3 体力活动与儿童青少年健康
• 2.1.4 青少年体力活动的推荐量
• 2.2 体力活动能量消耗的研究方法
• 2.2.1 双标水法
• 2.2.2 心率监测法
• 2.2.3 问卷法
• 2.2.4 间接热量测试法
• 2.2.5 运动传感器法
• 2.3 小结
• 3. 研究对象与方法
• 3.1 研究对象
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 文献资料法
• 3.2.2 Actiheart 心率加速度运动传感器
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 数据分析处理
• 4. 研究结果
• 4.1 研究对象的基本情况
• 4.2 各运动项目测试指标结果
• 4.2.1 广播体操测试指标结果
• 4.2.2 3km/h 测试指标结果
• 4.2.3 4km/h 测试指标结果
• 4.2.4 5km/h 测试指标结果
• 4.2.5 6km/h 测试指标结果
• 4.2.6 7km/h 测试指标结果
• 4.2.7 8km/h 测试指标结果
• 4.3 各体力活动强度的评定
• 4.3.1 MET 评定
• 4.3.2 各体力活动能量消耗与MET，心率之间的关系
• 5. 分析与讨论
• 5.1 各体力活动能量消耗特点
• 5.1.1 3km/h-8km/h 能量消耗特点
• 5.1.2 广播体操能量消耗特点
• 5.2 各体力活动的强度评定
• 5.3 青少年体力活动相应强度的心率范围
• 6. 结论
• 7. 参考文献
• 致谢
• 附件1
• 附件2