謝碧榮

(黎明職業(yè)大學(xué) 通識教育學(xué)院，福建 泉州 362000)

新冠肺炎疫情爆發(fā)蔓延給國家經(jīng)濟、社會發(fā)展和人民群眾生活帶來重大影響。疾病危機的情境下，人們生活軌跡和運動習(xí)慣發(fā)生了變化，戶外運動大幅降低。到了疫情防控常態(tài)化階段，人們更加關(guān)注自身運動健康的管理，運動健身作為一種提升免疫力的有效方式，其重要性更加凸顯。新一輪健身熱潮在人民群眾對身體認(rèn)知的自我反省中興起，體育和健康的關(guān)聯(lián)更加緊密。[1]作為易感群體，疫情引發(fā)老年人健康意識的覺醒，讓他們重新認(rèn)識了運動價值所在，參與體育運動的意愿更加強烈。如何通過有效的方式來實現(xiàn)老年人對運動鍛煉的自我管理和監(jiān)督，提高其機體免疫力，豐富“以體養(yǎng)老”的實施路徑，已成為社會和體育工作者的重點研究熱點。同時，智慧養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)在疫情的催化下得到迅速發(fā)展。政府相繼出臺保障和扶持政策，推動服務(wù)智慧化升級，豐富智能服務(wù)產(chǎn)品供給，運用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，實現(xiàn)精準(zhǔn)服務(wù)和精細(xì)管理，智慧養(yǎng)老終端投入與使用率顯著提升。

在消費需求升級的大環(huán)境下，人們利用最新的智能技術(shù)運動管理已成為一種趨勢。智能技術(shù)為人們提供了很多的手段，通過運動健康數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對運動強度和效果的監(jiān)測及反饋。尤其是智能手機中嵌入了各式各樣的傳感器來監(jiān)控和評估運動強度，數(shù)據(jù)客觀有效。有文獻研究得出，運用智能手機對人體活動狀態(tài)識別類型和精度的準(zhǔn)確率達(dá)93.6%的結(jié)論。[2]但是手機位置的改變會導(dǎo)致運動狀態(tài)識別性能的下降，也給運動過程帶來不便。而智能穿戴設(shè)備因其攜帶便利性為越來越多的人所使用，成為運動模式下智能手機的替代品，使用者能夠更為精準(zhǔn)、方便地進行自我身體監(jiān)控，并接收個性化的運動建議。[3]通過提供運動監(jiān)測和追蹤數(shù)據(jù)(如步數(shù)、時間、卡路里等)、推送健康信息和個性化運動處方，能夠讓老年人進行自我身體活動的管理和監(jiān)測，全面檢測健康狀況，提高了運動過程中的趣味性，使居家運動更具有可操作性，同時降低了聚眾運動被感染的風(fēng)險，其功能模塊符合后疫情時期老年人運動健身的需求。研究發(fā)現(xiàn)，通過智慧運動設(shè)備監(jiān)控老年人的身體活動，能顯著提高其運動量，對于老年人的身體健康有正面影響。[4]本研究主要探討如何利用智能穿戴設(shè)備，設(shè)定不同的量化目標(biāo)對老年人運動行為進行干預(yù)，分析干預(yù)前后監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況，檢驗不同的目標(biāo)設(shè)定對老年人有氧運動效果的影響是否具有差異性，進而提出老年人參與運動時自我監(jiān)督和管理的建議量化目標(biāo)值，為老年人參與體育健身活動提供創(chuàng)新的方式和服務(wù)。

1 名詞解釋

身體活動機能指數(shù)(PAI)是一種主要基于人體心率數(shù)據(jù)、綜合每日活動強度和其他生理數(shù)據(jù)(年齡、性別、靜息心率和最大心率等)，通過監(jiān)測有一定強度和持續(xù)性的運動，智能計算出的動態(tài)綜合評估值。該數(shù)值為健康狀況提供最真實的反饋，是一種更準(zhǔn)確的測量方式，直接體現(xiàn)出身體對活動的反應(yīng)。PAI指數(shù)打破傳統(tǒng)步數(shù)計量的方式，可以根據(jù)不同的人群構(gòu)建不同的運動指標(biāo)，可配合醫(yī)療智能穿戴產(chǎn)品指導(dǎo)用戶運動。PAI指數(shù)的加入為老年群體每日運動水平與疾病預(yù)防、延長壽命之間的緊密聯(lián)系提供了精確的數(shù)據(jù)參考，更好地幫助老年人守護身體健康。

2 研究設(shè)計

2.1 問卷調(diào)查，隨機分組

通過PAR-Q了解試驗群體身體健康和身體活動的基本情況。篩除認(rèn)知障礙、患冠狀動脈硬化、房室阻滯型心血管疾病、常有心悸、頭暈、胸悶、嚴(yán)重關(guān)節(jié)炎等具有運動風(fēng)險的個體，確保測試過程中的安全性。在試驗前，向群體說明試驗?zāi)康?、流程以及安全注意事項，簽訂知情同意書。最終確定某社區(qū)自愿參加的35名健康的試驗對象，隨機分成2組，每人配發(fā)一個穿戴設(shè)備，對使用方法和功能設(shè)置進行詳細(xì)說明，開啟每天提醒功能。利用國際體力活動量表(IPAQ短版)，調(diào)查試驗群體日常運動習(xí)慣和強度等級的自我評價情況。試驗過程中因個人身體健康原因日均步數(shù)未超過500步和周均PAI未達(dá)到20的對象不在統(tǒng)計范圍內(nèi)，本研究共統(tǒng)計30名，每組15名。

2.2 試驗測試，數(shù)據(jù)采集

客觀測試主要包括統(tǒng)計5分鐘平均靜息心率值、6分鐘步行試驗距離及試驗結(jié)束即刻心率。主觀測試采用運動自覺量表(RPE)，要求對測試完后感覺的吃力程度進行自我評定，了解群體主觀感受。很多研究把RPE表和心率監(jiān)測在運動實驗中同步使用，并得出RPE與心率的監(jiān)測呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.80～0.90。[5]

2.3 目標(biāo)設(shè)定，行為干預(yù)

設(shè)計出6周運動處方課程指導(dǎo)，理論部分涉及到運動康復(fù)基本理論常識、運動損傷和預(yù)防、功能性體適能鍛煉方法等；實踐部分包含有氧耐力、肌肉力量、柔韌性活動等。除充電時間外，要求試驗全程佩戴設(shè)備。A組設(shè)定“周PAI值≥100”運動量目標(biāo)，B組設(shè)定“每日萬步”的運動量目標(biāo)。每次上課前反饋前一周每日步數(shù)均值和周PAI累加值。依據(jù)循序漸進的原則，第1周按照原先運動習(xí)慣紀(jì)錄其身體活動量的數(shù)值，從第2周開始分別進行統(tǒng)計。

2.4 對比變化，檢驗成效

再次進行6分鐘步行試驗和運動自覺量表測試，對比干預(yù)前后的靜息心率、步行距離、RPE值和結(jié)束時的即刻心率的變化量，并對試驗周期內(nèi)日均步數(shù)、PAI值變化和達(dá)成目標(biāo)比例數(shù)的變化進行統(tǒng)計，分析不同目標(biāo)干預(yù)前后的變化量是否有差異性，檢驗?zāi)姆N目標(biāo)設(shè)定更適合老年人有氧運動自我監(jiān)督和管理。

3 結(jié)果與分析

3.1 樣本的基本情況

由表1可知，通過獨立樣本T檢驗，兩組在年齡、BMI值和靜息心率無顯著性差異，符合分組試驗對比的要求。隨著年齡增大，生理上的變化導(dǎo)致老年人BMI值會高于正常范圍標(biāo)準(zhǔn)，[6]試驗群體BMI平均值為26.8±1.4 Kg/m2，略高于我國成人體質(zhì)指數(shù)正常范圍標(biāo)準(zhǔn)18.5 Kg/m2～25 Kg/m2，肥胖程度和健康狀況符合測試標(biāo)準(zhǔn)。在運動情況上有73.3%的群體自評為有運動習(xí)慣。

表1 測試指標(biāo)基本情況

3.2 6分鐘步行試驗測試指標(biāo)

6分鐘步行試驗是一項次級量的測試項目，主要測試6分鐘內(nèi)以最快步行速度所完成的距離，是一種簡便易行的心肺功能評估方法，可以有效推測出老年人的有氧耐力水平，具有客觀性、可靠性和有效性。[7]為了更好地檢驗不同目標(biāo)設(shè)定的有效程度，試驗前后分別采集兩組的靜息心率、行走距離、測試結(jié)束即刻心率和RPE值，具體數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

表2 A組健步走測試指標(biāo)變化情況

表3 B組健步走測試指標(biāo)變化情況

(1)靜息心率和距離

干預(yù)前后A組靜息心率變化為8.9±3.1，具有顯著性差異，而B組靜息心率變化率為3.5±4.1，未到顯著性差異。說明通過一段時間的運動后，兩組靜息心率都有一定程度地降低，且A組下降幅度更為明顯。靜息心率是衡量機體心率儲備功能的重要指標(biāo)，心率儲備能夠反映出個體的運動能力水平。靜息心率下降的原因主要有兩點，一是有氧運動提高了心迷走神經(jīng)的興奮性，節(jié)后纖維末梢所釋放的乙酰膽堿能使心率減緩。二是耐力鍛煉能增強心肌收縮力量，提高了心臟的工作效率，從而使心臟的每搏輸出量增加，增加了心率儲備。[8]A組的目標(biāo)設(shè)置對老年人心率儲備功能提升效果更加明顯。專家將6分鐘步行距離劃為4個等級，依次為<300、300～374.9、375～449.9、>450，級別越低說明心肺功能越差。[9]干預(yù)前兩組步行距離分別為432±66.35 m和458.2±50.2 m，說明兩組的心肺功能處于正常水平。干預(yù)后兩組6分鐘的步行距離達(dá)顯著性差異，A組變化量為148.7±45.6 m，B組變化量為100±41.5 m。A組除了完成的距離遠(yuǎn)于B組，距離的變化量也高于B組。

(2)結(jié)束即刻心率和RPE值

RPE值是反映身體負(fù)荷強度的主觀感覺，是對運動過程中個人的身體適應(yīng)能力水平、身體疲勞情況、外界環(huán)境影響等方面的綜合評價。它在測試機體對運動負(fù)荷方面是個可信賴、有價值的指標(biāo)。[10]該指標(biāo)經(jīng)常和有氧耐力運動實驗中各項客觀指標(biāo)(心率、攝氧量、肺通氣量和乳酸水平)結(jié)合分析，用來評定運動負(fù)荷強度。有研究表明，RPE與各項客觀指標(biāo)具有高度線性相關(guān)[11],運動強度越大，心率越高，RPE指數(shù)也越高。人體運動時的心率應(yīng)根據(jù)不同運動強度，控制在靶心率的有效范圍內(nèi)。當(dāng)心率低于靶心率的下限時，激發(fā)心肺功能儲備的基本強度不足，無法引起機體的反應(yīng)，達(dá)不到預(yù)期效果。超過上限則又可能會給心臟系統(tǒng)帶來過大的負(fù)擔(dān)，甚至?xí)疬\動損傷的風(fēng)險及病理的傷害。目前普遍認(rèn)為老年人適合進行的中等運動強度為最大心率60%～80%，按照靶心率計算公式(220-年齡-靜息心率)×(60%～80%)+靜息心率[12]，測試群體達(dá)到中等強度運動效果的靶心率值應(yīng)該在124～140之間。

干預(yù)前兩組的即刻心率分別為137.1±10.5和135.7±9.8，接近靶心率的上限值140，RPE值為7.3±1.3和7.5±0.9，主觀感覺達(dá)到費力的程度，說明測試接近中等負(fù)荷強度上限值，客觀反映出兩組對象平常并無進行一定負(fù)荷強度的運動習(xí)慣甚至是無運動習(xí)慣，無法達(dá)到刺激和改善心肺功能的目的和效果。這與測試群體主觀評定自身運動習(xí)慣的結(jié)果不相符合，說明老年人對運動負(fù)荷強度主觀認(rèn)識存在偏差，常把身體活動當(dāng)作是一種運動，而非進行有效負(fù)荷強度的運動，達(dá)不到鍛煉效果和健康效益，同時也可以解釋為什么老年人長期參與運動后身體代謝性疾病仍無法改善的疑惑。進一步對兩組干預(yù)前后數(shù)據(jù)進行對比分析，兩者數(shù)據(jù)均與干預(yù)前的數(shù)據(jù)有顯著性差異，都有不同程度下降低。A組干預(yù)后即刻心率和RPE值分別為125±9.1和4.6±0.7，變化值為11.8±5.2和2.8±0.8。B組即刻心率和RPE值有分別為127.5±6.4和6.5±0.5，變化值8.9±5.6和1.1±0.6。對比兩組的變化值，A組的變化幅度高于B組。通過對運動負(fù)荷指標(biāo)客觀監(jiān)測和評價量化主觀的數(shù)據(jù)，說明兩組進行的目標(biāo)設(shè)置對其行為的干預(yù)都能提高老年人心肺功能，A組在有氧耐力心率指標(biāo)和自我感覺吃力程度改善效果更佳。

4 實驗周期內(nèi)步數(shù)、PAI值變化和目標(biāo)達(dá)成情況

4.1 步數(shù)變化情況

表4數(shù)據(jù)顯示，實驗周期內(nèi)兩組步數(shù)達(dá)顯著性差異，都有不同程度提升。其中A組日均步數(shù)從3 993步增加到6 538步(p<0.05)，B組日均步數(shù)從4 213步增加到9 314步(p<0.05)。進一步分析兩組步數(shù)的每周日均變化情況(圖1)，A組于第2周步數(shù)變化明顯，具有顯著性差異。B組于第2、3周步數(shù)變化明顯，具有顯著性差異，兩組步數(shù)都于第4～6周相對平穩(wěn)階段，說明B組通過目標(biāo)設(shè)定干預(yù)后，步數(shù)改變效果更加迅速，短期效益更加明顯。干預(yù)前后的兩組的步數(shù)變化量分別為2 545步和5 101步，兩組組間變化量p<0.05，具有顯著性差異。

圖1 6周步數(shù)日均變化曲線圖

表4 日均步數(shù)和周PAI值變化表

4.2 PAI值變化情況

通過圖2走勢得知，第1周因測試群體對穿戴設(shè)備的性能和實驗的流程不是很熟悉，仍維持干預(yù)前的運動狀態(tài)，導(dǎo)致兩組的PAI值偏低。但隨著每周運動知識講解、功能性運動處方的制定和運動益處的正面導(dǎo)向，從第2周開始，兩組的PAI均值均呈上升趨勢，A組的PAI均值呈遞增趨勢，干預(yù)后提升幅度接近5倍。雖然B組步數(shù)變化量高于A組，但B組PAI均值于第2周開始保持平穩(wěn)緩慢上升的狀態(tài)，并無明顯變化。傳統(tǒng)“日行萬步”這種用步數(shù)計量運動量的弊端在于并不是所有的步數(shù)都會增加心率，對于每一個不同的個體而言，每天走多少步，進行多少的運動量都不一樣。用傳統(tǒng)方式對運動量進行評估，可能會因同質(zhì)化、主觀性、以及科學(xué)性不足等，無法實現(xiàn)精準(zhǔn)的身體狀態(tài)量化，以“日行萬步”為目標(biāo)來衡量運動強度是否達(dá)到并不合理。而通過PAI分值設(shè)定，方法簡單明了，目標(biāo)直觀明確，也不會受到運動項目的限制。通過設(shè)備運動記錄和部分受測者訪談，發(fā)現(xiàn)A組老年人除了日常步行鍛煉外，還進行了其他接近靶心率上限強度的運動(如游泳、太極拳、八段錦、廣場舞、游泳等)，PAI值累積主要來源于中高強度負(fù)荷運動。

4.3 目標(biāo)達(dá)成情況

分析設(shè)定目標(biāo)的完成情況如圖3所示，在實驗周期內(nèi)兩組達(dá)成目標(biāo)的人數(shù)比例均有提高。A組完成目標(biāo)的人數(shù)比例從第2周43%提升到72%，B組呈現(xiàn)持平和微幅增長的狀態(tài)，說明A組在運動習(xí)慣持續(xù)上更具有穩(wěn)定性和有效性。采用PAI目標(biāo)設(shè)定能提供個性化的參考分值，而非固定“目標(biāo)心率”和“每日萬步”的絕對要求。除了步行鍛煉外，老年人仍可以選擇自己喜歡的運動項目進行運動。另外，用穿戴設(shè)備PAI值監(jiān)測老年人運動量缺乏衡量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置“周PAI值≥100”也是參照成年人標(biāo)準(zhǔn)上的理論設(shè)想。年齡的增長引起機體生理功能的衰變，呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和骨骼肌系統(tǒng)相應(yīng)退化，尤其對于平常習(xí)慣久坐和無進行一定強度負(fù)荷的運動老年人，設(shè)置“周PAI值≥100”的目標(biāo)值顯然并不現(xiàn)實和科學(xué)。目標(biāo)能引導(dǎo)活動指向與目標(biāo)有關(guān)的行為，使人們根據(jù)難度的大小調(diào)整努力的程度，并影響行為的持久性。目標(biāo)具有激勵的作用，能把個人的需要轉(zhuǎn)化為動機行為，但如果目標(biāo)設(shè)置過大、難以實現(xiàn)，將會失去達(dá)成目標(biāo)的信心和動機。反之，目標(biāo)過小將會失去達(dá)成目標(biāo)的成就感和效果。為了使老年人保持有效負(fù)荷強度的運動量，避免負(fù)荷過大帶來的運動損傷，結(jié)合6周PAI值變化規(guī)律如圖2所示，在不高于靶心率上限的前提下設(shè)置PAI值每周10%遞增的目標(biāo)，此結(jié)論與Tang的研究結(jié)果相似。[13]通過循序漸進地遞增PAI目標(biāo)值，讓老年人能夠適應(yīng)逐步遞增運動強度，同時也可以獲得達(dá)成目標(biāo)所帶來的成就感。

圖2 6周PAI變化曲線圖

圖3 目標(biāo)完成比例圖

5 結(jié)論

利用智能穿戴設(shè)備，分別設(shè)定“周PAI值≥100”(A組)和“每日萬步”(B組)運動量化目標(biāo)。通過運動量監(jiān)測和追蹤的試驗數(shù)據(jù)，分析不同的目標(biāo)設(shè)定對老年人有氧運動影響是否有差異性。從6分鐘步行試驗指標(biāo)數(shù)據(jù)上看：靜息心率方面，A組的目標(biāo)設(shè)置對老年人心率儲備功能提升效果更加明顯；距離方面，A組除了完成的距離遠(yuǎn)于B組，距離變化量也高于B組；在結(jié)束即刻心率和運動量自我感覺值方面，干預(yù)前兩組在運動習(xí)慣主觀認(rèn)識上均存在偏差，干預(yù)后兩組的即刻心率和RPE值數(shù)據(jù)下降，A組在有氧耐力心率指標(biāo)和自我感覺吃力程度改善效果更佳。從試驗周期整體性看：步數(shù)變化方面，B組運動量改變效果更加迅速，短期效益更加明顯，但以“日行萬步”為目標(biāo)來衡量運動負(fù)荷強度是否達(dá)到并不合理；PAI值方面，A組PAI均值變化更加明顯，PAI值累積主要來源于中高強度負(fù)荷運動；在目標(biāo)達(dá)成方面，A組在運動習(xí)慣持續(xù)上更具有穩(wěn)定性和有效性；在PAI目標(biāo)設(shè)定合理性上，建議在不高于心率上限值的前提下應(yīng)設(shè)置周10%遞增量。既容易實現(xiàn)，又符合維持身體健康需一定有效負(fù)荷強度運動量的要求。