王 歡，王馨塘，佟海青，歐陽(yáng)安，江崇民

身體活動(dòng)作為一種特定的人體生理活動(dòng)和生活行為方式，它與健康的關(guān)系越來(lái)越受到重視。無(wú)論是要研究身體活動(dòng)與健康及疾病的關(guān)系，還是要進(jìn)行身體活動(dòng)促進(jìn)和開展個(gè)性化健身指導(dǎo)，首要任務(wù)是對(duì)身體活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)［13］。因此，關(guān)于身體活動(dòng)測(cè)量方法學(xué)的研究一直是重要的研究命題。目前用于測(cè)量身體活動(dòng)的工具有多種，包括計(jì)步器、間接測(cè)熱儀、雙標(biāo)水法、心率測(cè)量?jī)x、加速計(jì)等。每種儀器都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。而加速度計(jì)因能相對(duì)客觀準(zhǔn)確、連續(xù)測(cè)量身體活動(dòng)而被廣泛使用［5］。

加速度計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)是體積小巧、方便攜帶，適用于在自由生活的環(huán)境下連續(xù)測(cè)量多天的身體活動(dòng)，也適用于大樣本人群的測(cè)量。目前，已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)銷售的加速度計(jì)有 多 個(gè) 品 牌，比 如，Antigraph、Actical、Tritrac－RT 和Sensewear Armband等。不同品牌的儀器在傳感器數(shù)量、活動(dòng)響應(yīng)頻率（濾過(guò)性）和佩戴部位等方面有差別，因而測(cè)量效度有很大的不同。加速度計(jì)的工作原理是通過(guò)壓電傳感器將身體活動(dòng)時(shí)的加速或減速信號(hào)轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，再將電信號(hào)收集處理成為加速度計(jì)數(shù)（counts），然后利用推算公式得出能耗值。所以，傳感器的敏感性和數(shù)量是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)加速度計(jì)中傳感器的個(gè)數(shù)分為單軸、雙軸和三軸加速度計(jì)。研究證明，多軸加速度計(jì)測(cè)量精度高于單軸。Actigraph GT3和RT3作為最常用的三軸加速度計(jì)在科研工作中使用較多，盡管都是三軸加速度計(jì)，GT3和RT3又因有不同的濾過(guò)器，導(dǎo)致對(duì)相同活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同的加速度計(jì)數(shù)值（AC）。除了傳感器性能外，儀器的佩戴部位也是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的重要因素，多數(shù)加速度計(jì)都戴在腰部，而最近剛研制的一種加速度計(jì)Sensewear Armband則是戴在上臂部，此外，該儀器在傳統(tǒng)壓電傳感器之外還增加了體溫感應(yīng)器，作為復(fù)合型運(yùn)動(dòng)傳感器的儀器在測(cè)量身體活動(dòng)準(zhǔn)確性上可能具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

盡管加速度計(jì)在身體活動(dòng)測(cè)量中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但由于不同研究中使用的儀器不同，以及使用方法上的不統(tǒng)一，限制了不同研究結(jié)果間的可比性，甚至影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。關(guān)于加速度計(jì)效度研究國(guó)外已有一些報(bào)道［8，15，17］，但同時(shí)比較幾種常用儀器效度的研究很少，不同儀器在測(cè)量相同活動(dòng)時(shí)的差異有多大、對(duì)身體活動(dòng)形式的敏感性是否不同都未見相關(guān)報(bào)道。因此，通過(guò)測(cè)量比較多種常用加速度計(jì)測(cè)量成年人日?；顒?dòng)的效度，探討影響加速度計(jì)效度的因素，為科研人員合理選擇、使用加速度計(jì)提供了參考資料，為將來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量中國(guó)人身體活動(dòng)水平提供方法學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以30名男性大學(xué)生為測(cè)試對(duì)象，受試者身體健康，身高、體重在正常范圍內(nèi)。所有受試者均簽定了知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 身體活動(dòng)測(cè)量方案

每個(gè)受試者同時(shí)佩戴3個(gè)加速度計(jì)（右臂1個(gè)和右腰部2個(gè)）以及氣體代謝分析儀測(cè)試6項(xiàng)身體活動(dòng)。第1次來(lái)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試5項(xiàng)活動(dòng)，坐姿看書報(bào)、站立（自然站立、雙臂下垂）、站立擦桌子、擦地板、踢毽。每項(xiàng)活動(dòng)測(cè)試5 min，在測(cè)試前受試者坐在椅子上休息10min以上達(dá)到安靜狀態(tài)，才能開始測(cè)試。第2次來(lái)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試走跑活動(dòng)，走跑類活動(dòng)包括4個(gè)速度，3km／h、4.5km／h、6km／h為走，7.5km／h為跑，每個(gè)速度測(cè)試5min。

所有測(cè)試在室內(nèi)進(jìn)行，測(cè)量環(huán)境溫度為15℃～25℃。要保持良好的通風(fēng)狀態(tài)。此外，走跑測(cè)試在平坦室內(nèi)場(chǎng)地上完成，場(chǎng)地面積15×10m（周長(zhǎng)為50m）的長(zhǎng)方形場(chǎng)地一塊，每5m間隔放置一個(gè)標(biāo)志物，測(cè)試時(shí)受試者需沿著場(chǎng)地標(biāo)志物外側(cè)緣行走。測(cè)試走跑時(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)播放音頻，音頻定期出現(xiàn)提示音一次（即每5m間隔響一次），此時(shí)受試者需從第一個(gè)標(biāo)志物移動(dòng)至下一個(gè)標(biāo)志物，在節(jié)奏音頻和場(chǎng)地標(biāo)志物的幫助下，受試者很容易保持自然、放松、勻速的步態(tài)。

1.2.2 測(cè)試儀器

采用體質(zhì)測(cè)試專用的身高體重計(jì)測(cè)量受試者身高和體重，精度達(dá)到0.1cm和0.1kg。以 Actigraph GT3（簡(jiǎn)稱GT3）、RT3、Sensewear Armband加速度計(jì)監(jiān)測(cè)身體活動(dòng)。測(cè)試時(shí)統(tǒng)一將GT3和RT3佩戴在右側(cè)髖部、肚臍水平高度，Sensewear Armband（簡(jiǎn)稱SWA）佩戴在右側(cè)上臂部，GT3和RT的采樣時(shí)間設(shè)置為1s，Sensewear Armband設(shè)置時(shí)間為1min。使用意大利產(chǎn)的Cosmed K4b2（簡(jiǎn)稱K4b2），氣體代謝儀監(jiān)測(cè)受試者活動(dòng)時(shí)每次呼吸中的O2和CO2含量，并同步監(jiān)測(cè)活動(dòng)時(shí)的能量消耗，在同類研究中這種氣體代謝間接測(cè)熱法（IC法）被廣泛用作能耗監(jiān)測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)方法

測(cè)試后在儀器的配套軟件內(nèi)將 K4b2和、GT3、RT3、SWA測(cè)得的原始數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換為“1min”采樣頻率的數(shù)據(jù)。身體活動(dòng)測(cè)試中，取靜坐中連續(xù)5min的平穩(wěn)數(shù)據(jù)以及其余各5項(xiàng)活動(dòng)中第3～5min的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

數(shù)據(jù)的分析處理均在SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件中進(jìn)行。采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析不同方程的能耗預(yù)測(cè)值與間接測(cè)熱法測(cè)試值之間的差異，采用Pearson相關(guān)分析加速度計(jì)數(shù)值與MET值、能耗之間的關(guān)系。對(duì)于比較加速度計(jì)與K4b2的一致性、以及場(chǎng)地與跑臺(tái)的一致性用Bland－Altman Plot統(tǒng)計(jì)方法。統(tǒng)計(jì)分析中顯著性水平定義為P＜0.05，高度顯著性水平定義為P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 3種加速度計(jì)測(cè)量值與K4b2的差異

受試者的年齡23±2歲，身高175±3cm，體重65±4 kg。他們佩戴3種加速度計(jì)對(duì)6類身體活動(dòng)能耗、加速度計(jì)數(shù)的測(cè)量結(jié)果見表1。

根據(jù)本次測(cè)試結(jié)果，3種加速度計(jì)對(duì)坐姿和站立活動(dòng)的測(cè)量值與 K4b2的差異顯著（paired－t testP＜0.05）。其中GT3顯著低估坐姿和站立活動(dòng)能耗，而RT3和SWA高估坐姿活動(dòng)，低估站立活動(dòng)的能耗，而且對(duì)坐姿到站力活動(dòng)的能耗變化，3種加速度計(jì)都不能識(shí)別。

傳統(tǒng)術(shù)式中沒有廣泛性的連續(xù)型直接減壓，后路手術(shù)以間接減壓為主，前路手術(shù)減壓范圍有限不能做到長(zhǎng)節(jié)段連續(xù)減壓。史建剛團(tuán)隊(duì)［29］近年報(bào)道了一種治療嚴(yán)重頸椎OPLL的連續(xù)型直接減壓術(shù)式，即ACAF。ACAF通過(guò)將頸椎椎體及骨化物作為一個(gè)復(fù)合體進(jìn)行整體前移，從而實(shí)現(xiàn)了在不直接切除骨化物的前提下，達(dá)到擴(kuò)大椎管容積，脊髓直接減壓的效果［30］。Sun等［31］通過(guò)對(duì)15例行ACAF術(shù)式的多節(jié)段OPLL患者進(jìn)行隨訪研究，術(shù)后CT和MRI顯示，骨化物前移充分，脊髓減壓徹底；術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)達(dá)到骨性融合，隨訪期間未發(fā)現(xiàn)與ACAF相關(guān)的特定并發(fā)癥。

擦桌子、拖地板活動(dòng)是典型的家務(wù)活動(dòng)，前者以上肢活動(dòng)為主，后者以下肢活動(dòng)為主。加速度計(jì)對(duì)這兩類活動(dòng)的能耗測(cè)量值同K4b2有顯著差異（P＜0.05），擦桌子的測(cè)量誤差明顯大于拖地。3種儀器相比，SWA測(cè)量效度略好于GT3和RT3。

踢毽是大強(qiáng)度、全身性的身體活動(dòng)（MET值超過(guò)9）。3種加速度計(jì)對(duì)踢毽活動(dòng)的能耗都有顯著低估（P＜0.05）。3種儀器相比，SWA測(cè)量效度略好于GT3和RT3。

步行和跑步是最基本、最常見的身體活動(dòng)。本研究發(fā)現(xiàn)，加速度計(jì)對(duì)這類活動(dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性顯然高于坐姿、站立、家務(wù)活動(dòng)（ADL活動(dòng)）。不過(guò)與校標(biāo)值（K4b2測(cè)量值）之間有一些差異。具體分析，在3.0km／h時(shí)，3種加速度計(jì)能耗測(cè)量值與K4b2相比都有顯著差異（P＜0.05）。隨著走速的增加，加速度計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性提高，到了6.0 km／h時(shí)加速度計(jì)與K4b2的差異最小。但是當(dāng)7.5km／h跑步開始時(shí)，兩類儀器的測(cè)量值差異又明顯增加，并達(dá)到顯著性水平（P＜0.05）。另外，對(duì)于走跑的測(cè)量效度，3種加速度計(jì)相比，GT3測(cè)量效度略好于SWA和RT3。

表1 3種加速度計(jì)和K4b2對(duì)身體活動(dòng)能耗測(cè)量結(jié)果的比較一覽表Table 1 The Comparative Validity of Three Accelerometers during Several Activities

2.2 加速度計(jì)與K4b2的相關(guān)性

加速度計(jì)通過(guò)將單位時(shí)間內(nèi)（如1min）身體活動(dòng)的加速度（減速度）轉(zhuǎn)換為加速度計(jì)數(shù)（AC），再將加速度計(jì)計(jì)數(shù)通過(guò)各種公式轉(zhuǎn)換為能量消耗值EE，從而間接反映其體力活動(dòng)狀況。根據(jù)傳感器的個(gè)數(shù)加速度計(jì)可分為單軸、雙軸和三軸加速度計(jì)。單軸加速度計(jì)的輸出數(shù)據(jù)為垂直軸計(jì)數(shù)（ACz）；三軸加速度計(jì)可同步記錄ACz、冠狀軸加速度計(jì)數(shù)（ACx）和矢狀軸加速度計(jì)數(shù)（ACy），并可將三個(gè)方向的AC整合為三軸綜合計(jì)數(shù)（vector magnitude，VM）。本課題研究的3種加速度計(jì)，GT3和RT3屬于三軸加速度計(jì)，并且軟件提供的指標(biāo)里有加速度計(jì)數(shù)VM的數(shù)據(jù)，所以本研究就這兩種加速度計(jì)的原始指標(biāo)VM和通過(guò)公式計(jì)算出的指標(biāo)EE分別進(jìn)行了研究，研究它們與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值之間的關(guān)系。

研究結(jié)果表明，加速度計(jì)VM與K4b2的METs相關(guān)性高于EE，說(shuō)明加速度計(jì)原始測(cè)量值，即加速度計(jì)數(shù)，與METs之家有著一定的相關(guān)關(guān)系，當(dāng)加速度計(jì)數(shù)經(jīng)過(guò)公式轉(zhuǎn)換成能耗值EE后，這種相關(guān)關(guān)系明顯減弱，意味著從加速度計(jì)數(shù)到EE的計(jì)算方法一定程度上影響著加速度計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性（表2）。

表2還可見，如果將6個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目集合在一起，加速度計(jì)VM與METs的相關(guān)性很高，接近0.9。但是將6個(gè)項(xiàng)目單獨(dú)分開分析，相關(guān)系數(shù)各有不同，坐姿和站立與METs的相關(guān)性非常低，或者可以說(shuō)沒有什么相關(guān)性。隨著引入較大負(fù)荷強(qiáng)度的活動(dòng)，從擦桌子到拖地板，相關(guān)系數(shù)逐步提高，表明加速度計(jì)對(duì)身體活動(dòng)測(cè)量的準(zhǔn)確性受身體活動(dòng)的方式和強(qiáng)度影響。

表2 加速度計(jì)GT3和RT3的VM、EE與K4b2的METs相關(guān)性（Pearson相關(guān)系數(shù)）一覽表Table 2 The Relation of VM（EE）from GT3and RT3and METs from K4b2

2.3 加速度計(jì)與K4b2的一致性

為了進(jìn)一步分析加速度計(jì)的測(cè)量效度，本研究使用了Bland－Altman Plot統(tǒng)計(jì)方法分析加速度計(jì)與K4b2的一致性。以兩組指標(biāo)的平均值作為X軸，兩組指標(biāo)的差值作為Y值，圖中分別使用實(shí)線和兩條虛線標(biāo)記出誤差均值和95%的置信區(qū)間（X±1.96×SD），越多的點(diǎn)落在置信區(qū)間內(nèi)，差值均數(shù)越接近0，則一致性越好。

圖1 加速度計(jì)與K4b2測(cè)試5項(xiàng)身體活動(dòng)能耗的一致性散點(diǎn)圖Figure 1. The Bland－Altman Plot of Accelerometers and K4b2 for Five Activities

圖1中，對(duì)于坐姿看書、站立、擦桌、拖地5項(xiàng)活動(dòng)，GT3只有部分測(cè)試指標(biāo)差值落在95%的置信區(qū)間內(nèi)，而RT3和SWA絕大多數(shù)的指標(biāo)差值落在95%的置信區(qū)間內(nèi)，此外SWA的差值更接近0，表明對(duì)于這5項(xiàng)活動(dòng)，加速度計(jì)SWA與K4b2的一致性較好。從圖還可見，GT3和RT3低估5項(xiàng)活動(dòng)能耗，而SWA 高估看書、站立、擦桌子、拖地板活動(dòng)的能耗，低估踢毽的能耗。

圖2 加速度計(jì)與K4b2測(cè)試走跑活動(dòng)能耗的一致性散點(diǎn)圖Figure 2. The Bland－Altman Plot of Accelerometers and K4b2 for Walking and Running

3 討論

本研究以間接測(cè)熱法為校標(biāo)，測(cè)量比較了3種加速度計(jì)測(cè)量多種身體活動(dòng)的效度。雖然關(guān)于加速度計(jì)效度的研究已開展了不少，但據(jù)筆者所知，這是第一個(gè)研究同時(shí)報(bào)道了3種最常用加速度計(jì)的效度，而這3種加速度計(jì)的選擇是基于它們?cè)跍y(cè)量原理最先進(jìn)而且有可比性。本研究得出的主要結(jié)果可以歸納為身體活動(dòng)類型、強(qiáng)度以及儀器性能、預(yù)測(cè)方程是影響加速度計(jì)測(cè)量效度的主要因素，研究結(jié)果將為使用者合理選擇、使用加速度計(jì)設(shè)備提供有價(jià)值的信息。

3.1 加速度計(jì)測(cè)量效度與身體活動(dòng)類型

本研究表明，加速度計(jì)對(duì)不同類型身體活動(dòng)測(cè)量準(zhǔn)確性有很大差別。本研究將身體活動(dòng)分為兩大類——周期性走跑活動(dòng)和非周期性日常活動(dòng)（ADL），研究結(jié)果顯示，加速度計(jì)對(duì)于走跑項(xiàng)目的測(cè)量誤差顯著小于ADL，而且走跑項(xiàng)目加速度計(jì)與K4b2之間的相關(guān)性高于ADL，表明加速度計(jì)測(cè)量走跑活動(dòng)的效度高于日?；顒?dòng)。這與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致［7，19］。走跑活動(dòng)是以垂直方向?yàn)橹鳌⒂幸?guī)律的周期性活動(dòng)，這類活動(dòng)信號(hào)容易被加速度計(jì)傳感器捕捉。相反，日?；顒?dòng)（ADL）的類型很多，活動(dòng)方式也不同，即使是同一種活動(dòng)，不同人的活動(dòng)方式會(huì)不同，活動(dòng)信號(hào)表現(xiàn)為垂直、水平、橫向多個(gè)方向的無(wú)規(guī)律性振動(dòng)，信號(hào)變異性大，不容易被加速度計(jì)準(zhǔn)確識(shí)別［18］。

針對(duì)多種類型的日?；顒?dòng)，加速度計(jì)的測(cè)量效度也不盡相同。本研究發(fā)現(xiàn)，3種加速度計(jì)對(duì)坐姿和站立活動(dòng)的測(cè)量效度較差（測(cè)量誤差從0.2～1.5kcal／min），對(duì)于從坐姿到站立活動(dòng)的變化都不能識(shí)別。也就是說(shuō)，加速度計(jì)對(duì)靜態(tài)運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)變換產(chǎn)生的能量消耗不能準(zhǔn)確測(cè)量。如果一個(gè)人每天坐姿時(shí)間6～8h，這3種加速度計(jì)有可能高估或者低估每日能耗120～480kcal。研究表明，久坐時(shí)間作為獨(dú)立于身體活動(dòng)的因子，嚴(yán)重危害著人們的健康，如何測(cè)量和評(píng)價(jià)久坐行為也成為重要的研究領(lǐng)域［3，16］。國(guó)外學(xué)者正在試圖建立加速度計(jì)測(cè)定久坐行為的方法，但是從筆者的研究數(shù)據(jù)看，這3種加速度計(jì)區(qū)別坐姿和站立兩種活動(dòng)類型的能力均較差，無(wú)法作為客觀測(cè)量久坐活動(dòng)的工具，最新的一篇文獻(xiàn)印證了該觀點(diǎn)，Actigraph和SWA 兩種加速度計(jì)低估了生活中輕體力活動(dòng)能耗，低估的程度達(dá)到顯著性水平［21］。

此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，3種加速度計(jì)對(duì)下肢活動(dòng)（如擦地板）的測(cè)量敏感性優(yōu)于上肢（如擦桌子）。有學(xué)者提出，由于多數(shù)加速度計(jì)只是佩戴在髖部，因而限制了其對(duì)上肢活動(dòng)能耗的監(jiān)測(cè)［10］。在本研究中，GT3和RT3是戴在髖部的加速度計(jì)，而SWA作為一種臂帶式加速度計(jì)，盡管佩戴在手臂上，但它對(duì)拖地板的測(cè)量準(zhǔn)確性也是高于擦桌子，其中原因有待進(jìn)一步研究［12］。

3.2 加速度計(jì)測(cè)量效度與身體活動(dòng)強(qiáng)度

加速度計(jì)的測(cè)量效度不僅與活動(dòng)類型有關(guān)，還與活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。特別對(duì)于走跑活動(dòng)，走跑的速度直接影響了加速度計(jì)效度。本研究結(jié)果顯示，3種加速度計(jì)對(duì)慢走（3 km／h）和跑步（7.5km／h）都不能準(zhǔn)確評(píng)估，對(duì)快速走（6 km／h）的測(cè)量效果較好。本研究結(jié)果與其他學(xué)者的報(bào)道一致，有研究分別對(duì)不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度中加速度計(jì)與間接測(cè)熱法估測(cè)的EE進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)中等強(qiáng)度、大強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)兩者數(shù)據(jù)高度相關(guān)，但小強(qiáng)度體力活動(dòng)、劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)二者相關(guān)性較低［6］。為什么加速度計(jì)對(duì)不同走速的測(cè)量效度有很大差異呢？可能與不同速度的變異度有關(guān)，慢速走和跑步活動(dòng)的變異度大，而中、快速走時(shí)身體活動(dòng)幅度小、變異度相對(duì)較低，正好位于加速度計(jì)傳感器的適宜響應(yīng)頻率區(qū)間內(nèi)。

身體活動(dòng)強(qiáng)度不僅影響了測(cè)量誤差的大小，還影響了誤差的方向。通過(guò)本研究采用Bland－Altman Plot分析法發(fā)現(xiàn)，加速度計(jì)對(duì)于低強(qiáng)度活動(dòng)估算偏差的方向不確定，或高估或低估；對(duì)于高強(qiáng)度活動(dòng)，比如，踢毽和跑步，3種儀器都會(huì)顯著低估其能耗；對(duì)于中等強(qiáng)度，與校標(biāo)儀器的一致性最好。

3.3 加速度計(jì)測(cè)量效度與儀器性能和預(yù)測(cè)公式類型

本研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相同的身體活動(dòng)，3種加速度計(jì)的測(cè)量效度有很大差異，究其原因有多種，其中，儀器不同的響應(yīng)頻率區(qū)間是影響測(cè)量差異的重要因素。同是三軸加速度計(jì)，GT3和RT對(duì)相同身體活動(dòng)的測(cè)量效度有區(qū)別，其原因之一是與兩種加速度計(jì)傳感器的響應(yīng)頻率區(qū)間有一定的關(guān)系［1］。GT3的頻率響應(yīng)區(qū)間是0.25～2.5Hz，RT3是2～10Hz，RT的響應(yīng)頻率區(qū)間要比GT3高和寬，從理論上講，RT3對(duì)于中高強(qiáng)度活動(dòng)、以及變異度較大活動(dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性好于GT3［16］，而GT3對(duì)于低、中強(qiáng)度測(cè)量更有優(yōu)勢(shì)。實(shí)際數(shù)據(jù)證明，對(duì)于變異度大的ADL活動(dòng)和大強(qiáng)度的跑步，RT3的效度優(yōu)于GT3，而GT3對(duì)于低中強(qiáng)度的步行活動(dòng)測(cè)量更準(zhǔn)確。

本研究發(fā)現(xiàn)，SWA作為一種臂帶式兩軸加速度計(jì)對(duì)多種日?；顒?dòng)的測(cè)量準(zhǔn)確性相對(duì)高于其他兩種三軸加速度計(jì)GT3和RT3，同時(shí)對(duì)ADL以及走跑活動(dòng)的誤差值更集中在y軸0刻度兩側(cè)，說(shuō)明儀器高估或者低估能耗的可能性均等，一致性好于RT3和GT3。相比其他兩種儀器，SWA能有較好的測(cè)量效度與其佩戴部位和感應(yīng)器特性不同有一定關(guān)系。SWA佩戴在手臂上，對(duì)上肢活動(dòng)敏感性強(qiáng)于GT3和RT3，而日?；顒?dòng)中上肢活動(dòng)占有很大比例，因而測(cè)量日常活動(dòng)較GT3和RT3有優(yōu)勢(shì)。國(guó)外學(xué)者的一項(xiàng)研究證明，用SWA測(cè)量下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)障礙者的身體活動(dòng)水平，能獲得較客觀評(píng)估數(shù)據(jù)［9］。此外，SWA 的感應(yīng)器除了兩軸的加速度傳感器外，還有檢測(cè)皮膚溫度、皮膚電阻傳感器和環(huán)境溫度的傳感器，采用多種傳感器有助于克服單一類型傳感器的弊端，提高測(cè)量身體活動(dòng)能耗的準(zhǔn)確性［2，11］。不過(guò)，本研究數(shù)據(jù)尚不能反映出每種傳感器對(duì)于能耗估測(cè)效度的貢獻(xiàn)比例。

加速度計(jì)對(duì)能耗估算的準(zhǔn)確性除了與儀器本身性能有關(guān)外，很大程度上還與預(yù)測(cè)方程有關(guān)。因?yàn)榧铀俣扔?jì)測(cè)量得到的是某一個(gè)或多個(gè)方向的加速度計(jì)數(shù)，并不是能量消耗值。需要以標(biāo)準(zhǔn)方法為參考，建立能量消耗的回歸方程，是用加速度計(jì)測(cè)量體力活動(dòng)能量消耗的常用方法。因此，能量推算方程的精度是研究人員很關(guān)心的問題。不同加速度計(jì)使用的方程各不相同，有的方程建立在實(shí)驗(yàn)室跑臺(tái)上、有的建立在戶外場(chǎng)地以及實(shí)際生活環(huán)境中，有的以成年人為受試對(duì)象［20］，有的以兒童為對(duì)象［4］。即便是同一種儀器，比如，Actigraph GT3軟件中自帶有8個(gè)能耗推算方程供人選用。關(guān)于加速度計(jì)預(yù)測(cè)方程的研究，目前得出的一致性結(jié)論是，沒有一個(gè)方程能夠有效地估算所有類型的身體活動(dòng)能量消耗，只在建立方程時(shí)對(duì)應(yīng)某種體力活動(dòng)類型時(shí)才有 較高 的 效 度［10，14，19］。利 用 更 先 進(jìn) 的 數(shù) 學(xué) 模 型建立效度更高的方程已成為加速度計(jì)測(cè)量方法學(xué)研究的重要領(lǐng)域。關(guān)于本研究中3種加速度計(jì)方程類型對(duì)于測(cè)量效度的影響以及改進(jìn)方法問題，筆者已經(jīng)在下一個(gè)專題研究中做了探索，并取得了有意義的研究結(jié)果，在本研究中不再闡述了。

4 結(jié)論與建議

本研究發(fā)現(xiàn)，影響加速度計(jì)測(cè)量效度的因素很多，包括身體活動(dòng)類型、強(qiáng)度以及儀器方面等。其中，加速度計(jì)對(duì)于走跑活動(dòng)的測(cè)量效度好于測(cè)量日常生活活動(dòng)，對(duì)于中等強(qiáng)度活動(dòng)的測(cè)量要好于低強(qiáng)度活動(dòng)（比如，坐姿、站立、慢走）和大強(qiáng)度活動(dòng)（如踢毽和跑步）。另外，3種儀器的測(cè)量效度存在較大的差異，可以說(shuō)，沒有一種儀器能準(zhǔn)確估算所有類型的身體活動(dòng)能耗。科研人員在選擇儀器時(shí)，要依據(jù)研究任務(wù)和受試者的活動(dòng)模式特點(diǎn)有針對(duì)性地選擇。根據(jù)本研究結(jié)果，如果要連續(xù)測(cè)量成年人多種活動(dòng)（包括走跑以及日常生活活動(dòng)）的能耗，Sensewear Armband的總體效度好于GT3和RT3。不過(guò)，該結(jié)論是基于幾種特定、結(jié)構(gòu)化身體活動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)而得出的，還需要在實(shí)際生活的自由活動(dòng)中進(jìn)一步驗(yàn)證。

［1］湯強(qiáng)，盛蕾，朱衛(wèi)紅.體力活動(dòng)研究中加速度計(jì)的應(yīng)用［J］.體育科學(xué)，2009，（1）：77－84.

［2］戴劍松，孫飆，沈洪兵.加速度傳感器測(cè)量體力活動(dòng)的應(yīng)用綜述.中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志［J］，2009，6：720－727.

［3］AMISOLA R V，JACOBSON MS.Physical activity，exercise，and sedentary activity：relationship to the causes and treatment of obesity［J］.Adolesc Med.2003，14（1）：23－35.

［4］BJIRNSON K F.Physical activity monitoring in children and youths［J］.Pediatr Phys Ther，2005，17（1）：37－45.

［5］CHEN K Y，BASSETT D R J R.The technology of accelerometry－based activity monitors：current and future［J］.Med Sci Sports Exe，2005，37（11）：S490－500.

［6］CROUTER，SCOTT E，KURT G CLOWERS，et al.A novel method for using accelerometer data to predict energy expenditure［J］.J Appl Physiol，2006，100：1324－1331.

［7］EKELUND U，SJOSTROM M，YNGVE A，et al.Physical activity assessed by activity monitor and doubly labeled water in children［J］.Med Sci Sports Exe，2001，33：275－281.

［8］HENDELMAN D，MILLER K，BAGGETT C，et al.Validity of accelerometry for the assessment of moder ate intensity physical activity in the field［J］.Med Sci Sports Exe，2000，32（9）：S442－449.

［9］HOLSGAARD－LARSEN A，ROOS E M.Objectively measured physical activity in patients with end stage knee or hip osteoarthritis［J］.Eur J Phys Rehabil Med，2012，48（4）：577－585.

［10］HOWE C A，J W STAUDENMAYER，P S FREEDSON.Accelerometer prediction of energy expenditure：Vector magnitude versus vertical axis［J］.Med Sci Sports Exe，.2009，41（12）：2199－2206.

［11］JAKICIC J M，MARCUS M，GALLAGHER K I，et al.Evaluation of the SenseWear Pro Armband to assess energy expenditure during exercise［J］.Med Sci Sports Exe，2004，36（5）：897－904.

［12］KUMAHARA H，TANAKA H，SCHUTZ Y.Daily physical activity assessment：what is the importance of upper limb movements vs whole body movements［J］.Int J Obes Relat Metab Disord，2004，28（9）：1105－1110.

［13］LAGERROS Y T，LAGIOU P.Assessment of physical activity and energy expenditure in epidemiological research of chronic diseases［J］.Eur J Epidemiol，2007，22 （6）：353－362.

［14］MEGAN P ROTHNEY，EMILY V SCHAEFER，MEGAN M NEUMANN，et al.Validity of physical activity intensity prediction by acti graph，actical，and RT3acceleromete［J］.Obesity，2008：1946－1952.

［15］NICHOLS J F，MORGAN C G，SARKIN J A，et al.Validity，relia－bility，and calibration of the Tritrac accelerometer as a measure of physical activity［J］.Med Sci Sports Exe，1999，31（6）：908－912.

［16］UEMURA H，KATSUURA－KAMANO S，YAMAGUCHI M，et al.Abundant daily non－sedentary activity is associated with reduced prevalence of metabolic syndrome and insulin resistance［J］.J Endocrinol Invest，2013：26.

［17］WELK G J，ALMEIDA J，MORSS G.Laboratory calibration and validation of the Biotrainer and Actitrac activity monitors［J］.Med Sci Sports Exe，2003，35（6）：1057－1064.

［18］WELK G J，BLAIR S N，WOOD K，et al.Concurrent validity of the PAM accelerometer relative to the MTI Actigraph using oxygen consumption as a reference［J］.Scand J Med Sci Sports，2009（19）：36－43.

［19］WELK G J，BLAIR S N，WOOD K，et al.Thompson RW.A comparative evaluation of three accelerometry－based physical activity monitors［J］.Med Sci Sports Exe，2000，32：S489－S497.

［20］WESTERTERP K R，PLASQUI G.Physical activity and human energy expenditure［J］.Curr Opin Clin Nutr Metab Care，2004，7（6）：607－613.

［21］WETTEN A A，BATTERHAM M，TAN S Y，et al.Relative validity of three accelerometer models for estimating energy expenditure during light activity［J］.J Phys Act Health，2013，2：8.