孫建剛，劉 陽(yáng)，任 波，李 博

充足的身體活動(dòng)是降低慢性病風(fēng)險(xiǎn)、增長(zhǎng)壽命、促進(jìn)生命質(zhì)量的關(guān)鍵因素[1-3]。著名國(guó)際醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》 于2012年首次推出了以身體活動(dòng)為主題的專(zhuān)刊[4]，4年后推出第二期特刊[5]，凸顯了全球醫(yī)學(xué)、 教育學(xué)及體育學(xué)領(lǐng)域研究對(duì)身體活動(dòng)研究的高度重視。但全世界仍有81%的兒童青少年存在身體活動(dòng)不足的情況[6-10]，這對(duì)兒童青少年的體質(zhì)健康促進(jìn)工作造成了極大的阻礙。準(zhǔn)確高效地測(cè)量身體活動(dòng)，是制定身體活動(dòng)策略和實(shí)施干預(yù)措施的基礎(chǔ)，身體活動(dòng)測(cè)量的重要性不言而喻[11-12]。身體活動(dòng)的測(cè)量方法大體可以分為主觀測(cè)量法和客觀測(cè)量法，信效度不足一直是主觀法難以解決的問(wèn)題[13]。隨著科技的進(jìn)步，客觀測(cè)量法在身體活動(dòng)研究中的應(yīng)用越來(lái)越多[14-17]，為身體活動(dòng)研究提供了較大的推動(dòng)作用。身體活動(dòng)客觀法種類(lèi)繁多，相關(guān)新技術(shù)層出不窮，給研究者的選擇和使用造成了一定的困擾。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于測(cè)量方法信效度的研究較多，但是仍缺少對(duì)測(cè)量方法原理與機(jī)制方面問(wèn)題的研究。對(duì)測(cè)量方法原理與機(jī)制的理解不僅有助于方法的選擇，還能為提高方法的利用效率和降低測(cè)量誤差提供科學(xué)指導(dǎo)。鑒于此，本研究對(duì)目前常見(jiàn)的身體活動(dòng)測(cè)量工具進(jìn)行歸類(lèi)和梳理，一方面解釋各類(lèi)工具的測(cè)量原理，為研究者選用適當(dāng)測(cè)量工具提供建議，另一方面為測(cè)量工具未來(lái)發(fā)展提供方向。

1 身體活動(dòng)及測(cè)量的相關(guān)概念

身體活動(dòng)和能量消耗（Energy Expenditure，EE）兩者經(jīng)常被誤解為相同的意義，實(shí)質(zhì)上兩者是不同的，其測(cè)量方法也不相同，對(duì)兩者及相關(guān)概念的理解對(duì)于研究者選取身體活動(dòng)測(cè)量工具是有較大幫助的?？偰芎模═otal Energy Expenditure，TEE）主要包括靜息能耗（Resting Energy Expenditure，REE）和活 動(dòng)能耗（Physical Activity Energy Expenditure，PAEE），另外還有一小部分的食物特殊動(dòng)力學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的能耗（Thermic Effect of Food，WEF），WEF 占 比 較 少，身體活動(dòng)測(cè)量中會(huì)將WEF 算作PAEE 中的一部分，PAEE 可以通過(guò)PAEE=TEE-REE 計(jì)算。REE 是指維持人體24 h 基本需求的能耗，PAEE 是指發(fā)生在REE 之外的所有EE[18]。由于基礎(chǔ)代謝率的測(cè)試要求較高，因此多數(shù)研究采用測(cè)試靜息代謝率（Resting Metabolic Rate，BMR）的方法，所以在估算個(gè)體的能耗時(shí)一般需要測(cè)量REE 或BMR，然后再計(jì)算PAEE或身體活動(dòng)水平（Physical Activity Level，PAL）。但是REE 的影響因素很多，包括年齡、性別、體格、體成分、種族、健康水平、運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平、遺傳和環(huán)境因素[19]。因此，測(cè)量指標(biāo)涉及到以上內(nèi)容時(shí)，其測(cè)量精確程度可能會(huì)受到個(gè)體因素的影響。以上是身體活動(dòng)測(cè)量過(guò)程中涉及的相關(guān)概念或原理，這些為身體活動(dòng)測(cè)量打下了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)這些因素也影響著身體活動(dòng)測(cè)量的結(jié)果。

2 身體活動(dòng)測(cè)量方法原理與機(jī)制

身體活動(dòng)的測(cè)量方法大體可以分為主觀測(cè)量法和客觀測(cè)量法。主觀法主要包含主觀觀察法、日志法和自我報(bào)告法，主觀測(cè)量法在身體活動(dòng)測(cè)量時(shí)需研究者或被研究對(duì)象的參與，結(jié)果較容易受到主觀影響。主觀觀察法中觀察者需對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行持續(xù)觀察與記錄，觀察者的工作強(qiáng)度較大，對(duì)觀察者的要求較高，不適合長(zhǎng)期追蹤與大范圍研究。該方法操作復(fù)雜且成本也較高，大樣本量身體活動(dòng)研究中采用較少。問(wèn)卷法和日志法大多是以回憶性問(wèn)卷/ 報(bào)告的形式，此方法成本低、易實(shí)施，適合大樣本量的身體活動(dòng)研究。目前已有80 多個(gè)國(guó)家以國(guó)際身體活動(dòng)問(wèn)卷 （Global Physical Activity Questionnaire，GPAQ）為測(cè)量工具，各自建立身體活動(dòng)調(diào)查體系[20]。但此類(lèi)方法在估算身體活動(dòng)強(qiáng)度或能耗時(shí)，往往要對(duì)身體活動(dòng)類(lèi)型進(jìn)行限定，而當(dāng)超出規(guī)定范圍時(shí)，往往會(huì)因其類(lèi)型和對(duì)應(yīng)強(qiáng)度的不確定，不能準(zhǔn)確估算身體活動(dòng)。對(duì)于不同年齡的人群來(lái)說(shuō)，報(bào)告法和問(wèn)卷法的效度也存在較大的問(wèn)題[21]，容易出現(xiàn)“過(guò)度報(bào)告”“過(guò)度理解”等情況[22]，信效度較低的問(wèn)題一直難以解決[13]。

客觀測(cè)量法是利用特定儀器、 設(shè)備或試劑對(duì)身體活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的方法。一類(lèi)是通過(guò)氣體分析儀器測(cè)量的方法，如氣體分析法。另一類(lèi)是通過(guò)化學(xué)試劑進(jìn)行，如雙標(biāo)水法（Doubly Labeled Water，DLW）。還有一類(lèi)是借助運(yùn)動(dòng)傳感器的客觀測(cè)量法，有計(jì)步器、加速度計(jì)、心率計(jì)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Position System，GPS）等。除此之外，還有直接測(cè)熱法，如代謝倉(cāng)法。各類(lèi)方法各具特色，應(yīng)用要求各不相同，以下將對(duì)各類(lèi)方法進(jìn)行說(shuō)明與比較，并給出相應(yīng)選用建議。

2.1 化學(xué)試劑法

DLW 被認(rèn)為是客觀測(cè)量法中精確程度最高的方法，也是化學(xué)試劑法的代表。該方法通過(guò)追蹤特殊元素，間接計(jì)算PAEE，常作為衡量其他方法的“金標(biāo)準(zhǔn)”。Lifson 等于1955年發(fā)明了DLW，并于1982年第一次應(yīng)用于人類(lèi)研究[23]，這是一種非入侵式的方法，不會(huì)對(duì)人體造成任何的負(fù)擔(dān)，不影響受試者的身體活動(dòng)，幾乎適用任何運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目與日常生活背景。受試者飲下經(jīng)非放射性同位素2H 和18O 雙重標(biāo)記的水，在測(cè)量期間收集全部尿液，通過(guò)檢測(cè)尿液中同位素的含量，計(jì)算2H 和18O 的代謝速率，推算CO2生成率和攝氧量（VO2），得出單位時(shí)間的能量消耗率，結(jié)合人體基礎(chǔ)代謝率，就可以計(jì)算出身體活動(dòng)消耗[24]。但由于2H 和18O 造價(jià)昂貴，分析尿液中的同位素時(shí)，需要有較完善的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)，目前還不適合在大樣本人群中應(yīng)用[25]。另外，DLW 更適合長(zhǎng)期追蹤，由于人的代謝速率問(wèn)題，以小時(shí)為單位的身體活動(dòng)測(cè)量時(shí)DLW 也并不合適，目前常用于對(duì)受試者進(jìn)行7～14 d 的PAEE 測(cè)量[13]。

2.2 氣體分析法

氣體分析法是間接熱量測(cè)定法中另一具有代表性的方法，它也經(jīng)常被當(dāng)作檢驗(yàn)新方法的金標(biāo)準(zhǔn)[26-30]，是實(shí)驗(yàn)室條件和限制性情境中最常用的測(cè)量法。它通過(guò)測(cè)量人體吸入的O2量和呼出的CO2量差值來(lái)計(jì)算消耗的O2量，根據(jù)耗氧量計(jì)算身體活動(dòng)的EE，如人體消耗1 L O2大約能產(chǎn)生5 kcal 熱量。最初，研究人員使用道格拉斯氣袋（Douglas bag）收集受試者呼吸的氣體，氣袋容量有限所以需要定時(shí)更換（30 s或1 min），測(cè)試過(guò)程需要若干個(gè)氣袋。測(cè)試結(jié)束后，再分析氣袋中的O2量和CO2量，推算呼吸商（Respiratory Quotient，RQ）、能量消耗量等指標(biāo)?？梢?jiàn)道格拉斯法測(cè)試過(guò)程復(fù)雜而繁瑣、不便利、局限性較大[31]。隨著科技的進(jìn)步與計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們提出了呼出氣體的動(dòng)態(tài)混合概念即混合倉(cāng)法（Mixing Chamber），它適用于負(fù)荷穩(wěn)態(tài)的測(cè)試，但卻難以實(shí)現(xiàn)快速、精確的測(cè)量要求[32]。Breath-by-breath 方法是通過(guò)佩戴密封的面罩，分析人體每一次呼出氣體的VE、O2和CO2濃度，使VO2的測(cè)試更快速、準(zhǔn)確與方便。隨著無(wú)線傳輸技術(shù)的應(yīng)用，目前已有便攜式遙測(cè)氣體代謝儀，不再需要各種通氣管道，可以讓佩戴者在更自由的狀態(tài)下進(jìn)行身體活動(dòng)。常見(jiàn)的設(shè)備有K5、K4b2、Metamax3B/VmaxST、OxyconMobile、VO2000等[33]。但是這些測(cè)試儀器也存在一些問(wèn)題，例如利用間接測(cè)熱法測(cè)量PAEE 時(shí)，一般要求受試者必須佩帶密封良好的面罩，穿戴背負(fù)儀器和電源的背心或背帶（圖1），可以進(jìn)行幅度較小的身體活動(dòng)測(cè)量，但無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜和劇烈活動(dòng)的測(cè)量，且使用者的視線會(huì)受到面罩的影響，身體活動(dòng)的空間范圍會(huì)受到一定限制，因此很難在長(zhǎng)期性項(xiàng)目中使用，其操作復(fù)雜性和造價(jià)高昂的特點(diǎn)，也限制了在大樣本量人群日常PAEE 調(diào)查中的應(yīng)用[24]。

圖1 意大利產(chǎn)K5 遙測(cè)心肺功能測(cè)試儀Figure1 Italian K5 Telemetry Cardiopulmonary Function Tester

2.3 運(yùn)動(dòng)傳感器

2.3.1 計(jì)步器

計(jì)步器可以說(shuō)是最受歡迎和最廣泛使用的運(yùn)動(dòng)傳感器[13]，計(jì)步器大多是采用內(nèi)置機(jī)械式計(jì)數(shù)器計(jì)量走路和跑步的步數(shù)，造價(jià)較低，一般佩戴在腰部，體積較小，對(duì)受試者的身體活動(dòng)影響較小，可以感應(yīng)人體重心垂直方向的運(yùn)動(dòng)。計(jì)步器推薦的身體活動(dòng)量以“每天的步數(shù)”為指標(biāo)（見(jiàn)表1）[13]。常用的“每天1 萬(wàn)步”這樣的目標(biāo)，容易被大眾理解和熟知。計(jì)步器在常規(guī)情況下能夠比較準(zhǔn)確地記錄人們正常行走時(shí)的步數(shù)，并可長(zhǎng)期跟蹤，以步數(shù)結(jié)合受試者的其他生理指標(biāo)，可以估算對(duì)應(yīng)的PAL。戴劍松等[34]利用日本Yamax 公司生產(chǎn)的DdigiWalker200 型計(jì)步器，推算出了步行EE 和一日總能量消耗的公式，經(jīng)其檢驗(yàn)，該算法在一定條件下具有可接受的信度與效度水平。但計(jì)步器在測(cè)量身體活動(dòng)時(shí)存在的局限性也較大，步數(shù)指標(biāo)不能體現(xiàn)身體活動(dòng)強(qiáng)度與頻率，僅能作為身體活動(dòng)量的一種參考。類(lèi)似“每天1 萬(wàn)步”這樣的指標(biāo)，這對(duì)很多對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有精細(xì)要求的人群來(lái)說(shuō)并不完全合適。另外，計(jì)步器受限于只能測(cè)量步行類(lèi)的身體活動(dòng)，還在低速和異常步態(tài)情況下會(huì)出現(xiàn)信度與效度明顯降低的局限性[35]。因此，想要以計(jì)步器對(duì)日常PAEE 進(jìn)行測(cè)量難度較大。

表1 健康成人PAL 與每日步數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系[13]Table1 Number of Steps per Day and Corresponding Physical Activity Level[13]

2.3.2 加速度計(jì)

加速度計(jì)（非競(jìng)技體育用途）是目前較為成熟的也是更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)傳感器，通過(guò)感應(yīng)水平面、冠狀面和矢狀面的加速度值來(lái)推算身體活動(dòng)的時(shí)間和強(qiáng)度（表2）。加速度計(jì)的發(fā)明被認(rèn)為是從自我報(bào)告法以來(lái)身體活動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域最具實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步[36-37]。Actigraph RT3 等設(shè)備被國(guó)內(nèi)外很多研究證明能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)量體力活動(dòng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)體力活動(dòng)的研究中[38-42]。加速計(jì)的內(nèi)部核心是由壓電元件及震動(dòng)體組成的傳感器，震動(dòng)體能夠感應(yīng)運(yùn)動(dòng)中的加速度，然后作用于壓電元件產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后得出加速度計(jì)數(shù)，進(jìn)而推算出EE[43]。加速計(jì)法能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)處理得出身體活動(dòng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、頻率，且能被廣大兒童接受[44]，適用于不同年齡段，使用廣泛。同時(shí)，加速計(jì)法也能準(zhǔn)確測(cè)量一些特殊人群的身體活動(dòng)情況[45]。有研究表明有63%的運(yùn)用運(yùn)動(dòng)傳感器法進(jìn)行身體活動(dòng)測(cè)量的研究，是以加速計(jì)為核心元件完成的[46]。有研究者以DLW 為金標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加速度計(jì)測(cè)量健康成年人的日常身體活動(dòng)的效度進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明使用加速度計(jì)可以一定程度上反映健康成年人PAEE 的基本情況[47]，但能否使用加速度計(jì)對(duì)人的EE 做準(zhǔn)確測(cè)量仍未有定論[48]。

表2 身體活動(dòng)測(cè)量常見(jiàn)加速度計(jì)[49]Table2 Accelerometers Used in the Study of Physical Activity Assessment[49]

2.3.3 心率計(jì)

心率計(jì)按測(cè)量原理一般可分為心電式和光電式，目前普遍認(rèn)為依靠測(cè)量心臟電流的心電式精確度較高。心電式心率計(jì)是利用電極貼片感應(yīng)心臟電流信號(hào)采集數(shù)據(jù)，但成本較高，操作較復(fù)雜。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，光電式心率計(jì)的精確性也越來(lái)越多被認(rèn)可[50]。光電式心率計(jì)利用光電容積脈搏波描記法原理，通過(guò)光電傳感器感應(yīng)血液在皮膚下的脈動(dòng)情況，并將這些信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的心率信息。此類(lèi)方法精確度也很高，而且可以佩戴在手腕或胳膊上，佩戴位置并不局限于胸部[51]。但這種方法的原理決定了其存在一定的缺點(diǎn)，如汗液進(jìn)入傳感器和皮膚之間時(shí)，測(cè)量的精確性會(huì)受到一定影響。心率計(jì)測(cè)量身體活動(dòng)的機(jī)制是，在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)，如110～150 b/min，心率與VO2之間存在的線性關(guān)系，以一定的頻率采集心率數(shù)據(jù)，通過(guò)心率計(jì)算出VO2，再通過(guò)VO2得出PAEE。Strath 等[52]在校正了年齡和體適能后，測(cè)得心率與耗氧量的相關(guān)系數(shù)為0.68，所以心率在一定條件下可以作為測(cè)量身體活動(dòng)的一種客觀指標(biāo)。Spurr 等在1980年首次提出“曲線HR 法”也叫“拐點(diǎn)HR 法”，主要用于預(yù)測(cè)受試者的EE[53]。它需要根據(jù)每個(gè)人的不同狀態(tài)（平臥、坐位、站位等）建立獨(dú)立的HR 與EE 曲線關(guān)系，在預(yù)測(cè)EE 時(shí)，若HR 值高于曲線HR 可根據(jù)HR-VO2的曲線計(jì)算出EE； 若低于曲線HR 則需要根據(jù)安靜代謝率計(jì)算EE，這樣的算法考慮了個(gè)體差異，理論上要更精確。與其他客觀分析法相比，心率計(jì)法對(duì)兒童行為影響較小，且不受性別及體質(zhì)水平的影響。心率檢測(cè)法能夠比較客觀、持續(xù)地測(cè)量PAEE，同時(shí)還能記錄身體活動(dòng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間及頻率且精確度高，但單純的心率不能反映身體真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。

2.4 聯(lián)合測(cè)量法

鑒于沒(méi)有一種技術(shù)或設(shè)備能夠單獨(dú)地量化人體在運(yùn)動(dòng)或日常生活中的能耗，所以產(chǎn)生了多設(shè)備聯(lián)合測(cè)量的需求[54]。可穿戴智能設(shè)備是身體活動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域的新興工具，是可以穿戴在身體上的智能信息交互設(shè)備[55-56]?？纱┐髦悄茉O(shè)備不但結(jié)合了加速度計(jì)與心率計(jì)，還聯(lián)合了其他測(cè)量方法，獲取的身體活動(dòng)信息更加全面，一定程度上可以認(rèn)為它是聯(lián)合測(cè)量法的代表?？纱┐髦悄茉O(shè)備在身體活動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域中的應(yīng)用獲得了廣泛的關(guān)注?？纱┐髦悄茉O(shè)備具有重量輕、尺寸小、使用簡(jiǎn)單、便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)置多種傳感器，接收感知來(lái)自于自身的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如步數(shù)、行走距離、卡路里、心跳、GPS 坐標(biāo)等，這些數(shù)據(jù)被搜集起來(lái)并在后臺(tái)中進(jìn)行分析，形成具體化結(jié)論，告訴使用者自身的健康情況、運(yùn)動(dòng)情況，甚至形成直接建議。正在進(jìn)化的可穿戴設(shè)備將更多成為信息輸入和輸出混合設(shè)備，這種設(shè)備既能采集數(shù)據(jù)，又能在過(guò)濾處理數(shù)據(jù)后顯示出來(lái)，可對(duì)正在進(jìn)行的身體活動(dòng)進(jìn)行干預(yù)。

2.5 其他

身體活動(dòng)客觀測(cè)量法中還包含了一些其他的方法，如能量代謝艙法，代謝艙法可以實(shí)現(xiàn)短周期的測(cè)量，一天或數(shù)天都可以，可以精確地測(cè)量包括睡眠能耗在內(nèi)的能耗情況。因?yàn)榇x艙的空間有限而且不能移動(dòng)，故不能對(duì)個(gè)體室外的日常身體活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。雖然代謝艙能實(shí)時(shí)監(jiān)控受試者的代謝情況，但造價(jià)高昂，很難進(jìn)行大樣本量測(cè)試。雖然總體上利用代謝艙法的身體活動(dòng)研究屬少數(shù)，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，研究經(jīng)費(fèi)逐漸充足，使用代謝艙的研究數(shù)量正在不斷增加?；贕PS 的方法是通過(guò)測(cè)量穿戴者位置、速度、坡度和時(shí)間來(lái)估算EE，目前的研究認(rèn)為，GPS在EE 估算方面準(zhǔn)確性較差、受限方面較多，可以與其他方法結(jié)合使用，從而提升PAEE 估算的有效性和可靠性[57]。目前也有通過(guò)在活動(dòng)范圍周邊架設(shè)信號(hào)增強(qiáng)設(shè)備來(lái)提高GPS 的準(zhǔn)確性的方法，此類(lèi)方法測(cè)量位置、位移、速度與加速度方面較準(zhǔn)，對(duì)于個(gè)體能耗的計(jì)算仍需要結(jié)合其他方法，而且此類(lèi)方法成本較高，佩戴者活動(dòng)范圍受到限制，不能超出信號(hào)增強(qiáng)區(qū)域，因此無(wú)法進(jìn)行大樣本長(zhǎng)期性的測(cè)量。另外也有一些為測(cè)量身體活動(dòng)而附加的設(shè)備和方法，如在一些客觀法的基礎(chǔ)上增加的皮膚溫度傳感器、 胸圍起伏測(cè)量?jī)x器等，旨在提高測(cè)量PAEE 的準(zhǔn)確性，但效果如何未有一致的定論。

3 測(cè)量方法的比較與選擇

在多數(shù)大規(guī)模身體活動(dòng)調(diào)查研究中，自我報(bào)告法仍然是首選測(cè)量工具[58-59]，尤其是關(guān)于身體活動(dòng)與靜態(tài)行為趨勢(shì)的調(diào)查大多依賴(lài)于目前比較成熟的問(wèn)卷測(cè)量法[13,60]。但在實(shí)踐中，在對(duì)不同人群（包括兒童）的身體活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，因?yàn)樯眢w活動(dòng)的偶發(fā)性和不連續(xù)性[61]，對(duì)于使用主觀法來(lái)說(shuō)存在很大的技術(shù)挑戰(zhàn)[37,62]。又因?yàn)樯眢w活動(dòng)的內(nèi)容異質(zhì)而復(fù)雜，所以想要以自我報(bào)告法對(duì)身體活動(dòng)進(jìn)行精確的量化就更加困難[63]。所以對(duì)于身體活動(dòng)和流行病學(xué)研究來(lái)說(shuō)，為大規(guī)模的調(diào)查研究選擇一種精確且可行的客觀測(cè)量法是一個(gè)較好的發(fā)展方向[63-65]。

DLW 對(duì)身體活動(dòng)的限制性與干擾較少、測(cè)量精確性高、使用過(guò)程的注意事項(xiàng)較少，但材料準(zhǔn)備與數(shù)據(jù)收集難度較高。因DLW 不能對(duì)尿液按身體活動(dòng)類(lèi)型分類(lèi)，因此這種方法可以評(píng)價(jià)特定的階段的總體能耗，但不能提供身體活動(dòng)的類(lèi)型、強(qiáng)度等信息。此方法適用對(duì)象廣泛，適用情境全面，對(duì)體質(zhì)比較脆弱或敏感的人群，比如孕婦、哺乳期婦女和嬰兒都可以應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)條件較完備的情況下可以選用。

氣體代謝分析儀測(cè)量身體活動(dòng)時(shí)，會(huì)要求受測(cè)試者必須佩帶密封良好的面罩，為避免面罩漏氣，受試者只能進(jìn)行簡(jiǎn)單、小幅度、短時(shí)間的身體活動(dòng)。根據(jù)其測(cè)量原理，導(dǎo)致氣體代謝分析法誤差的因素主要是使用設(shè)備測(cè)量之前的“校標(biāo)”與設(shè)備的密閉性問(wèn)題，因此任何可能導(dǎo)致設(shè)備漏氣的因素，都有可能對(duì)其測(cè)量結(jié)果造成影響。氣體代謝法比較適合時(shí)間短、人數(shù)少、活動(dòng)范圍不大的身體活動(dòng)測(cè)量。隨著無(wú)線技術(shù)的應(yīng)用，氣體代謝分析儀的便捷性問(wèn)題有望得以改善。

運(yùn)動(dòng)傳感器的精確性普遍受到佩戴方式與運(yùn)動(dòng)類(lèi)型的影響。計(jì)步器造價(jià)低、佩戴方便、使用簡(jiǎn)單，但其僅能夠提供步數(shù)信息或以步數(shù)估算能耗，不能區(qū)分不同個(gè)體的特征，這導(dǎo)致使用計(jì)步器測(cè)量不同個(gè)體身體活動(dòng)的結(jié)果容易出現(xiàn)較大波動(dòng)。另外，計(jì)步器的佩戴位置與佩戴方式也會(huì)對(duì)其精確性產(chǎn)生影響，設(shè)備佩戴松弛，或人體所進(jìn)行的活動(dòng)沒(méi)有重心上下波動(dòng)的情況（如騎自行車(chē)），計(jì)步器的內(nèi)置機(jī)械桿的感應(yīng)能力就會(huì)受到影響，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。因此，想要以計(jì)步器對(duì)日常身體活動(dòng)進(jìn)行精確測(cè)量很難實(shí)現(xiàn)，可以在一些以行走為主要內(nèi)容的康復(fù)性訓(xùn)練或精確性要求不高的場(chǎng)景中應(yīng)用。

加速度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以提供活動(dòng)強(qiáng)度和活動(dòng)頻率等信息，其輸出結(jié)果更能反映人體的真實(shí)活動(dòng)情況，但加速度計(jì)對(duì)上樓梯、騎自行車(chē)和搬運(yùn)物體等非全身運(yùn)動(dòng)和非平面運(yùn)動(dòng)的測(cè)量不準(zhǔn)確。一般來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)的佩戴距離重心越近精確度越高。雖然手腕佩戴加速度計(jì)對(duì)受試行為影響較小，且不受性別及體質(zhì)水平的影響[53]，加速度計(jì)的原理決定了將其佩戴在手腕時(shí)，收集到的大多是手臂的活動(dòng)，而不能代表整體的活動(dòng)數(shù)據(jù)。加速度計(jì)雖然佩戴簡(jiǎn)單，但其數(shù)據(jù)的收集與分析需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)，因此不太適合普通人群而比較適合資金條件較理想的研究者。

心率計(jì)種類(lèi)較多，可選擇性較大，心電式心率計(jì)一般要求佩戴在胸部，除了佩戴不方便之外，造價(jià)往往也比較高。光電式心率計(jì)雖然佩戴方便、 造價(jià)較低，但誤差相對(duì)較大。心率計(jì)雖然有不低于加速度計(jì)的準(zhǔn)確性，但心率卻不能真實(shí)反映身體活動(dòng)的方式，所以在以心率轉(zhuǎn)換為EE 時(shí)，效度會(huì)有一定程度的降低，心率計(jì)比較適合情境相對(duì)恒定的環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，心率監(jiān)測(cè)儀結(jié)合衛(wèi)星定位系統(tǒng)評(píng)估兒童PAEE 已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，需不斷地完善[66]。

聯(lián)合測(cè)量法-可穿戴智能設(shè)備造價(jià)相對(duì)較低、操作簡(jiǎn)單、佩戴方式多樣，可對(duì)使用者的身體活動(dòng)狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤，而且能夠即時(shí)地反映使用者的身體活動(dòng)情況，而且可穿戴智能設(shè)備能夠建立檔案，一定程度上降低了由于個(gè)體差異造成的測(cè)量誤差。但是，可穿戴智能設(shè)備精確度往往并不穩(wěn)定，不同品牌、不同類(lèi)型的設(shè)備存在較大差別，針對(duì)不同身體活動(dòng)類(lèi)型和不同受試對(duì)象也存在差別[67]。有研究表明，在利用可穿戴智能設(shè)備對(duì)走跑類(lèi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同速度下，可穿戴設(shè)備的表現(xiàn)存在差異，很多可穿戴式智能設(shè)備能夠在某特定條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)身體活動(dòng)的精確測(cè)量，但是很難找到一種能夠適應(yīng)所有情況的設(shè)備。國(guó)內(nèi)關(guān)于可穿戴智能設(shè)備能否用于科研，或關(guān)于其是否能夠達(dá)到科研級(jí)要求的研究數(shù)量相對(duì)較少，還需要更多研究來(lái)驗(yàn)證[68]?？纱┐髦悄茉O(shè)備目前仍未達(dá)到科研級(jí)需求，多數(shù)僅能用于日常生活中的身體活動(dòng)測(cè)量。

4 建議

在多數(shù)身體活動(dòng)研究中，自我報(bào)告法仍然是首選測(cè)量工具。隨著科技的進(jìn)步，常見(jiàn)客觀測(cè)量方法技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多，但仍存在各種局限性。理解測(cè)量工具的原理對(duì)于工具的選擇和合理使用都具有較大幫助。可穿戴智能設(shè)備在身體活動(dòng)中的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注，隨著技術(shù)的進(jìn)步其精確性問(wèn)題必將得以解決，具有廣闊的應(yīng)用前景。