华为运动手环测量青少年心率效度研究

【作者】 赵一帆； 沈晓靓； 汤依； 徐凯； 戴剑松；

【机构】 南京体育学院研究生部；

【摘要】 目的:适量身体活动是世界卫生组织提出的四大健康基石之一,中国儿童青少年身体活动指南[1]建议儿童青少年每天应进行至少60min的中、高强度身体活动。然而身体活动不足已经成为全世界儿童青少年普遍发生的现象,寻求精确的测量青少年的身体活动方法至关重要。学生可以通过运动手环来进行健康行为的自我监督,同时老师在体育教学过程中可以通过手环借助有效的科学监控手段掌握具体运动情况,因材施教及时调整体育教学计划。运动手环对于评估学生活动量,评估学校体育开展情况来说是一个很好的客观测量工具,具有良好的应用前景。自运动手环面世以来,已有大量研究测量运动手环对心率监测的准确性,但测试对象都是成年人,对于青少年来说心率效度的研究还较少。本次研究旨在对运动手环在青少年人群的心率监测功能进行准确性验证,评估其在测量心率方面的准确性和一致性,探讨运动手环作为日常监督青少年的运动和健康状况工具的可行性。方法:招募20名南京本地初中生(10名男生、10名女生),同时使用华为手环6和cosmed K5便携式心肺功能仪测量心率,在跑步机上进行了5个不同速度(3km/h、4.5km/h、6km/h、7.5km/h、9km/h)的跑步测试,每个速度测试时间为5分钟。结果:一般认为:ICC>0.75则信度"佳";ICC<0.40则信度"差";介于两者之间一般认为良好。在3km/h的速度下,手环心率测量的平均值为104次/分钟,而实际心率的平均值为101次/分钟。手环心率测量结果相对于实际心率略高,误差率为2.5%。相关系数(r)为0.95,决定系数(r2)为0.90,icc相关性系数为0.92,表示手环心率测量结果与实际心率之间存在一定的一致性。在4.5km/h和6km/h的速度下,手环心率测量与实际心率之间的差异较小。经过ICC分析,结果分别为0.95和0.79,显示一致性较好。在7.5km/h和9km/h的速度下,手环心率测量与实际心率之间的差异较大,在两个速度下,一致性相关系数(ICC)为0.48和0.2,表示手环心率与实际心率之间的一致性较低。跑步速度为3km/h、4.5km/h、6km/h、7.5km/h、9km/h时分别有90%、100%、95%、90%、100%的散点位于bias±95%LoA区间。在速度为4.5km/h、6km/h、9km/h时,满足96%的散点位于bias±95%LoA区间,这三个速度下一致性良好。在低强度和中等强度的运动下,运动手环的心率测量与实际心率具有较高的相关性,但在高强度运动下,可能存在一定的测量误差及一致性下降。结论:对于梅脱值为6以下的低强度及中等强度运动中,运动手环对心率的测量具有相对较高的准确性和一致性,具有较好的效度。但在梅脱值大于6的高强度运动下,手环测量的心率会低估青少年的实际心率。因此,将其用于青少年身体活动情况评估的时候,建议避免采用手环测量的心率作为判断活动强度的方法。青少年进行高强度运动时,建议结合其他准确性更高的心率测量方法进行验证。未来的研究可以进一步改进青少年佩戴运动手环的算法和传感器技术,以提高其在各种运动强度下的心率测量准确性和一致性。更多还原