腕部佩戴Actigraph GT3X+加速度计评价成年人身体活动能量消耗预测方程的建立

作     者：马丽琼 

作者单位：上海体育学院 

学位级别：硕士

导师姓名：曹振波

授予年度：2019年

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 

主      题：运动 加速度计运动传感器 能耗 预测模型 

摘      要：研究目的本研究的目的是依据不同类型身体活动,分别建立适用于优势侧和非优势腕部佩戴Actigraph GT3X+加速度计评价成年人身体活动能量消耗的预测方程,为精确评估身体活动的能量消耗提供科学依据。研究方法本研究招募62名18～40岁成年人(男、女性各31名,年龄:29.3±6.2岁,BMI:22.4±2.4kg/m2)作为研究对象。实验期间,受试者共完成写字、使用手机、电脑办公、洗衣服、物品整理、自然行走、地面清洁、5.6km/h快走、6.4km/h慢跑、8.4km/h快跑、打乒乓球、跳有氧操、打篮球在内的13项常见身体活动。采用Actigraph GT3X+三轴加速度计(左右腕部各1个)和Cosmed K4b2便携式气体代谢分析仪同期监测受试者进行指定身体活动时的能量消耗水平。采用ROC曲线,通过曲线下面积、敏感性和特异性指标,确定划分久坐行为和非久坐行为的加速度计综合计数(vector magnitude,VM)切点阈值。非久坐行为则以加速度计计数变异系数为检验变量(coefficient of variation,CV),进一步划分为规律性身体活动和非规律性身体活动。利用线性回归分析法,以VM为自变量分别建立规律性身体活动和非规律性身体活动能量消耗预测方程。以预测残差平方和(predicted residual sum of squares,PRESS)的交叉验证方法评价预测方程的稳定性。研究结果1判定久坐行为的加速度计计数切点阈值分别为:非优势侧腕部VM≤299 counts/10s;优势侧腕部 VM≤320 counts/10s。2判定规律性身体活动的加速度计计数变异系数阈值分别为:非优势侧腕部CV≤15.95%;优势侧腕部CV≤13.95%。3非优势侧腕部加速度计能耗预测方程:非规律性身体活动METs=1.925+0.0013*VM(R2=0.577,SEE=1.483 METs)和规律性身体活动METs=2.686+0.0012*VM(R2=0.725,SEE=1.065 METs);优势侧腕部加速度计能耗预测方程:非规律性身体活动 METs=1.389+0.0013*VM(R2=0.715,SEE=1.222METs)和规律性身体活动METs=2.564+0.0012*VM(R2=0.762,SEE=1.007METs)。4PRESS交叉验证显示,双侧腕部R2值稍有下降(R2△0.0027),SEE值稍有上升(SEE△0.0029METs)。研究结论本研究所建立的双侧腕部能量消耗方程的预测准确性较好,RESS交叉验证结果显示方程均有较好的稳定性。比较发现,优势侧腕部能耗预测方程的准确性优于非优势侧腕部;腕部能耗方程对于规律性身体活动的能耗预测准确性优于非规律性身体活动。根据本研究结果,建议应采用优势侧腕部佩戴ActiGraph GT3X+加速度计监测身体活动,并在能量消耗评测时根据活动类型分别选取规律性或非规律性身体活动能耗预测模型。