青春期少年静息能量消耗和常见体力活动能量消耗，探讨影响青春期少年静息和运动能量消耗的因素。以间接测热法（Cosmed K4b2）为效标，建立适合于11-14岁青春期少年的三轴运动加速度计（ActiGraph GT3X）" />
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11-14岁青春期少年常见体力活动能耗测量的方法学研究

作　者: 朱琳
导　师: 陈佩杰
学　校: 上海体育学院
专　业: 运动人体科学
关键词: 体力活动 能量消耗 11-14岁 青春期少年 青春期 气体代谢分析仪 三轴运动加速度计 单轴生理信号加速度传感器 预测方程
分类号: G804.49
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


研究目的运用间接测热法（Cosmed K4b2）研究11-14岁青春期少年 的学位论文">青春期少年静息能量消耗和常见体力活动能量消耗，探讨影响青春期少年静息和运动能量消耗的因素。以间接测热法（Cosmed K4b2）为效标，建立适合于11-14岁青春期少年的三轴运动加速度计（ActiGraph GT3X）的体力活动能耗预测方程，并进行验证。以间接测热法（Cosmed K4b2）为效标，验证Actiheart Child: GroupAct/Group HR（Actiheart RA+HR）联合能耗预测方程的有效性。确立不同运动强度下的活动计数、心率和心率百分率切点，便于今后对青少年常见体力活动水平进行评估。研究方法随机抽取120名11-14岁在校中学生，佩戴便携式气体代谢分析仪（Cosmed K4b2）对静息能耗和八种常见体力活动能耗（全国中学生第三套广播体操运动、一分钟尽力跳绳、3～8km/h走跑运动）进行测试。80名11岁～14岁的在校中学生，随机分成实验组（60人）和验证组（20人），命被试完成上述九种常见体力活动测试。采用逐步回归法建立以间接测热法（K4b2）实测值为因变量，以AC、年龄、性别、身高、体重等为自变量的能耗预测回归方程；通过ROC曲线的约登指数确定低、中、高运动强度的单轴（垂直轴）AC、VM2、VM3的切点，并通过ROC曲线下面积评估其对运动强度的归类能力。66名在11岁～14岁的在校中学生，命被试完成上述静息能耗和八种常见体力活动能耗的测试。以间接测热法（Cosmed K4b2）为效标，验证心率加速度传感器（Actiheart）儿童Actiheart RA+HR预测方程的有效性和准确性；运用ROC曲线诊断心率和心率百分率区分运动强度的准确性，同时确定不同运动强度的心率和心率百分率切点。研究结果1青春期少年静息能量消耗高于成年人，其1MET均高于3.5ml/min/kg推荐值，REE最高是在较年轻的年龄段和那些处于生长发育较早阶段的人群，性别和年龄的差异只在较低年龄段出现。2年龄对常见体力活动能耗（相对耗氧量、 AEE等）无显著影响；性别对常见体力活动能耗（相对耗氧量、AEE等）的影响较小；青春期发育阶段对走跑运动能耗（相对耗氧量、AEE等）有显著影响；肥胖对常见体力活动能耗（相对耗氧量、AEE）有显著影响。3第三套中学生广播操，4km/h、5km/h、6km/h速度的步行运动均属于中等强度体力活动，METs分别为4.0、3.0、3.6、4.6；7km/h、8km/h跑的运动属于大强度运动，METs分别为6.3、6.9；3km/h慢走则属于低强度运动（METs=2.6）；一分钟跳绳属于剧烈运动（METs=14.0）。4METs这个指标受年龄、性别、发育阶段、身体质量等差异的影响较小。5以站立姿势为主的日常活动中，主要以垂直轴活动占优势；日常活动中垂直轴与VM2和VM3变化趋势相一致。6以K4b2实测的EE或AEE的均值为因变量，以GT3X的三个轴的活动计数（ACxis1、ACxis2、ACxis3）/VM2/VM3为自变量，运用逐步回归法所获得的六个能耗预测方程均有效，方程4、方程5和方程6预测不同活动类型运动的能量消耗的准确性高（预测绝对误差为0.57～0.65kcal/min；相对误差为9.14～13.70%； r=0.591～0.700， P<0.01）。7Actiheart儿童群体能耗预测方程对11～14岁青春期少年日常生活中的常见运动项目表现出较高的预测能力，预测准确性优于Actiheart RA和Actiheart HR，但对于日常活动中的完全静态的活动（预测绝对误差为1.57kcal/min；95.61%；r=0.154，P>0.05）、持续时间较短的单纯性的跳跃活动（预测绝对误差为5.20kcal/min；相对误差为22.52%；r=0.736，P<0.001）和极慢速的步行运动（预测绝对误差为0.55kcal/min；相对误差为23.09%；r=0.658，P<0.001）预测能力较差；对于静态活动的预测运用Actiheart HR公式可能更为合适。8基于运动加速度计和心率的Actiheart预测方程能够较好的预测三种类型的日常综合活动的能量消耗（预测绝对误差为0.55～0.98kcal/min；相对误差为9.91～12.31%；r=0.832～0.854，P<0.001）。9研究所获得的AC和HR百分率能很好地区分不同运动强度的体力活动，3METs、6METs和9METs所对应的垂直轴切点分别为2151counts/min、4935counts/min和9600counts/min； VM2切点分别为3761counts/min、6009counts/min和9900counts/min； VM3切点分别为3783counts/min、6169counts/min和10296counts/min；所对应的心率切点分别为125beat/min、159beat/min、172beat/min；所对应的HR%切点分别为54.75%、97.16%、118.79%。结论1METs是衡量体力活动运动强度的较理想指标；成年人活动纲要METs不适用于青春期少年。2成年人能耗预测方程不适用于青春期少年能耗预测，本研究所建方程Y=-0.657+0.10522*W+5.06548E-4*ACxis1、 Y=-1.579+0.10531*W+6.54427E-4*VM2和Y=-1.471+0.10440*W+6.15209E-4*VM3可作为11-14岁青春期少年各类活动能耗的有效预测方程。3Actiheart儿童群体能耗预测方程可以有效预测青春期少年常见运动项目和各种活动类型综合活动的能耗，但对于日常活动中的趋于静态的活动、持续时间短暂的单纯性跳跃活动和极慢速的步行等运动的预测能力较差。411-14岁青春期少年体力活动监测中，可利用单轴（垂直轴）AC、VM2、VM3、心率和心率百分率切点区分低、中、高运动强度的体力活动。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-13
前言  13-15
研究结构图  15-16
文献综述  16-26
  1 青春期生长发育  16-19
    1.1 生长发育年龄的界定  16
    1.2 骨龄与生长发育  16-18
    1.3 青春期发育问卷与青春期发育阶段  18-19
    1.4 青春期发育的年龄特点  19
  2 能量消耗测量方法及其应用  19-26
    2.1 总能量消耗的组成  19-20
    2.2 能量消耗测量方法及其应用  20-24
    2.3 未来能量消耗测量的研究展望  24-26
第一部分 应用间接测热法（Cosmed K4b2）对青春期少年（11-14 岁）常见体力活动能量消耗的研究  26-63
  1 研究目的  26-27
  2 研究对象和研究方法  27-30
    2.1 研究对象  27
    2.2 研究方法  27-30
      2.2.1 测试方案  27-28
      2.2.2 测试设备  28-29
      2.2.3 自填式青春期发育量表  29
      2.2.4 数据简化  29-30
      2.2.5 数据的统计处理  30
  3 研究结果  30-57
    3.1 受试者基本情况描述  30-31
    3.2 不同年龄和性别的静息和常见体力活动能量消耗的研究  31-46
      3.2.1 静息能量消耗的研究  31-33
      3.2.2 常见体力活动能量消耗的研究  33-46
    3.3 不同青春期发育阶段能量消耗的研究  46-54
      3.3.1 青春期分布基本情况  46
      3.3.2 青春期发育阶段对静息和常见体力活动能量消耗的影响 .  46-54
    3.4 不同 BMI 等级静息和体力活动能量消耗的研究  54-57
      3.4.1 不同 BMI 等级受试者基本情况  54-55
      3.4.2 不同 BMI 人群静息能量消耗的研究  55
      3.4.3 不同 BMI 人群体力活动能量消耗的研究  55-57
    3.5 青少年与成年人运动能量消耗的比较  57
  4 分析与讨论  57-62
    4.1 青少年静息能量消耗及其影响因素的分析  58-59
    4.2 年龄对常见体力活动能量消耗影响的分析  59
    4.3 性别对常见体力活动能量消耗影响的分析  59-60
    4.4 发育程度对常见体力活动能量消耗影响的分析  60
    4.5 BMI 对常见体力活动能量消耗影响的分析  60
    4.6 常见体力活动运动强度的分析  60-62
  5 结论  62
  6 建议  62-63
第二部分 三轴运动加速度计（GT3X）测量青春期少年（11-14 岁）体力活动能耗预测方程的建立和检验  63-98
  1 研究目的  63
  2 研究对象和研究方法  63-65
    2.1 研究对象  63-64
    2.2 研究方法  64-65
      2.2.1 测试方案  64
      2.2.2 测试设备  64
      2.2.3 数据简化  64
      2.2.4 数据的统计处理  64-65
  3 研究结果  65-93
    3.1 常见运动项目 AC 的分析  65-70
    3.2 儿童青少年 GT3X 能量消耗预测方程的建立  70
    3.3 对本研究建立的能量消耗预测方程的验证  70-88
      3.3.1 各能耗预测方程对不同活动类型能耗的预测准确性分析 ..  73
      3.3.2 各能耗预测方程的比较  73-74
      3.3.3 各能耗预测方程预测值与实测值的相关分析和差异检验 ..  74-88
    3.4 不同运动强度 AC 临界点的研究  88-93
  4 分析和讨论  93-96
    4.1 运动项目 AC 特点  93-94
    4.2 能耗预测方程的有效性  94-95
      4.2.1 基于 AEE 和 EE 所建能耗预测方程的有效性  94
      4.2.2 所建能耗预测方程的准确性  94-95
    4.3 不同运动强度的 AC 切点的有效性  95-96
  5 小结  96-97
  6 建议  97-98
第三部分 生理信号加速度传感器（Actiheart）监测青春期少年（11-14 岁）常见体力活动能量消耗的效度研究  98-118
  1 研究目的  98
  2 研究对象和研究方法  98-101
    2.1 研究对象  98
    2.2 研究方法  98-101
      2.2.1 测试方案  98-99
      2.2.2 测试设备  99
      2.2.3 数据简化  99-100
      2.2.4 数据的统计处理  100-101
  3 研究结果  101-114
    3.1 各运动项目 Actiheart 原始指标的分析  101-102
    3.2 对现有公式有效性的验证  102-113
      3.2.1 Actiheart RA+HR 能耗预测方程对各运动项目的预测误差分析  102-104
      3.2.2 Actiheart RA+HR 能耗预测方程对各合并运动项目预测误差分析  104-105
      3.2.3 Actiheart RA+HR 能量消耗预测方程 Bland-Altman 散点图分析  105-111
      3.2.4 Actiheart RA+HR 与 Actiheart RA 和 Actiheart HR 能量消耗预测方程的比较  111-113
    3.3 不同运动强度 HR 切点的研究  113-114
    3.4 不同运动强度 HR 百分率切点的研究  114
  4 分析与讨论  114-117
    4.1 运动项目 RA 和 HR 特点  115
    4.2 能耗预测方程的预测准确性分析  115-116
    4.3 不同运动强度的 HR 切点有效性  116-117
  5 小结  117
  6 建议  117-118
结论与建议  118-120
  1 结论  118
  2 建议  118-120
主要创新点  120-121
缩略词中英文对照表  121-122
参考文献  122-131
致谢  131-132
附录  132-135

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中图分类: > 文化、科学、教育、体育 > 体育 > 体育理论 > 体育基础科学 > 运动人体测定
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