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体力活动测量方法研究进展
　　摘要：体力活动水平与健康之间存在着剂量反应，如何准确测量体力活动水平是研究人员关心的问题。本文综述了体力活动研究的几种主要方法：行为观察法，双标水法，间接热量测量法，心率法，运动传感器法，问卷法。双标水法被认为是人体能量消耗测量的金标准，间接热量测量法也经常被用来校正其他测量方法，但这两种方法很难在大规模人群中应用。运动传感器和问卷法是在大规模人群中应用比较多的两种方法。 中国论文网 http://www.xzbu.com/6/view-2941223.htm　　? 　　关键词：体力活动；测量；综述 　　中图分类号：G804.49文献标识码：A文章编号：08)06-0079-08? 　　 　　Abstract:The dose-response relationship between physical activity level and health has been proven, so the measurements of physical activity are concerned by researcher. This paper reviewed the main methods of Physical activity assessment: behavioural observation, doubly labelled water, indirect calorimetry, heart rate, motion sensors, questionnaires. The doubly labelled water is the gold standard of human energy expenditure assessment, and the indirect calorimetry should be used as criterion measurement for validation. But these two methods may not appropriate for large-scale studies. Motion sensors and questionnaires have the advantage that could been applied in large population. 　　Key words: review 　　 　　随着科技发展，工业生产和生活设施自动化程度逐渐提高，人们的体力活动（Physical Activity,PA）呈现明显的减少趋势。2004年英国[1]发表报告称英国国民有三分之二的成年男性及四分之三的女性缺乏运动，同时有近四分之一的成年人群达到肥胖。体力活动缺乏（Physical Inactivity）带来的危害是显而易见的。1992年[6]美国心脏协会（American Heart Association）发表报告，将体力活动缺乏列为心脏病第四大可改变危险因子。WHO[2]于2002年的报告把体力活动缺乏列为导致发达国家人口死亡的十大原因之一，每年大概有一百九十万人死亡于体力活动缺乏有关。流行病学研究[3］, ［4]发现体力活动缺乏是冠状动脉粥样硬化的早期诱因之一。而经常性的体力活动可以为健康带来诸多的好处，可以使成年人的早期死亡率下降20-30%，可以使冠心病、Ⅱ型糖尿病、中风等慢性疾病发病率下降50％[1]。对于儿童而言，体力活动可以促进他们的生长发育，保持能量代谢的平衡，促进心理健康[1]。适量的体力活动对于老年人同样重要，体力活动可以减少老年人慢性病的发病率，可以减缓肌肉力量的衰退，保持平衡能力，保持骨健康，保持心理健康，这些对提高老年人的生活质量很重要[1]。? 　　 　　1 体力活动的概念? 　　 体力活动的概念很广，并且易与其它概念混淆。已经被普遍接受的是Caspersen CJ等人[5]的定义：“任何由骨骼肌收缩引起的导致能量消耗的身体运动”。日常生活的体力活动可以分为工作，家务，交通，体育运动，娱乐活动等。这里应该指出的是锻炼（Exercise）的概念不同于体力活动，前者从属于后者。Caspersen CJ等将锻炼定义为“有最终和阶段目标的，有计划的，有组织的，重复的，以保持和/或提高体适能（Physical Fitness）为目的的体力活动”。? 　　与体力活动相关的一个重要概念是能量消耗（Energy Expenditure，EE）。由体力活动的定义可以看出，有体力活动就有能量消耗，体力活动的多少与能量消耗成正比关系。人体每天的能量消耗（Total energy expenditure，TEE）由这几部分组成：基础代谢（Basical metabolic rate， BMR）, 与体力活动相关的能量消耗（Physical Activity-associated energy expenditure, AEE），膳食相关能量消耗（Diet-induced energy expenditure，DEE）[9]。BMR是最主要的部分，占到60－70％。影响BMR的主要因素是年龄、性别、身体成分等。AEE占到20-30％，虽然要远低于BMR，但AEE受到体力活动多少的直接影响，是机体能量消耗变化最大的部分，也是最重要的可调节部分[9]。AEE在TEE中所占的比例反映出体力活动的多少。? 　　 　　2 体力活动与健康的剂量反应关系? 　　 体力活动可以促进健康已经成为共识，为了促进健康最少需要的体力活动量成为研究人员关心的问题。Lee等[69]综述了44篇有关体力活动与健康关系的研究认为，有充足的证据证明体力活动的量或者体适能（Physical fitness）水平与各种原因的死亡率呈反比的剂量反应关系。体力活动的剂量一般定义为体力活动的量，包括体力活动的强度、频率和持续时间[69]。Lee等[69]认为这种剂量反应关系呈某种平滑曲线关系，而不是L型曲线关系，不存在某个阈值点。换句话说，即使是体力活动量轻微的增加都可以带来相应的健康益处，而不是一定要达到某个较高的水平才能得到益处，Kushi等人[70]的研究也证明了这一点。并且这种剂量反应关系在男性和女性，年轻人和老人人群中都存在[69]。对大众的公共健康来说，使大众从体力活动缺乏状态向中低强度体力活动状态转变可以使患病率和死亡率大幅度的下降，有报告[1]称每周500-1000大卡的体力活动能量消耗可以使死亡率下降20－30％。? 　　 体力活动与健康之间存在着明确的剂量反应关系，因此在进行体力活动干预、不同类型体力活动与健康因素的剂量反应等研究时精确的测量体力活动很必要。? 　　 　　3 体力活动的测量与评价? 　　 体力活动是一个比较复杂的概念，评价的指标比较多，通常包括频率（Frequency）、持续时间（Duration）、强度（Intensity）等。频率是指“在指定的时间内体力活动的次数”，持续时间指“一次体力活动的时间”，强度是指“参加体力活动的生理努力程度”。[5]?
　　 试图精确的测量体力活动是一件很困难的事情。理想的测量方法应该具有这些特点，准确、客观、简便易行、低成本、无干扰、易于被接受、可以记录体力活动的细节、可以在人群中大规模的应用[8]。但目前还没有一种理想的方法可以进行精确的测量。常用的测量方法有以下几种：行为观察法，双标水法(Doubly-labeled Water，DLW)，间接热量测定法，心率测试法，运动传感器法和问卷法。? 　　目前对于体力活动状态的评价最为重要的是测量体力活动的能量消耗。直接测试的方法是让受试者处于一个完全隔热的房间内，精确测量和记录他们产生的热量（包括蒸发，辐射，对流和传导）[18]。直接的能量消耗测量是最为精确的方法，但是这种方法只限在实验室中进行，在体力活动研究中很难进行，因此体力活动能量消耗测量都采用多是间接方法[9]。? 　　3.1 行为观察法? 　　行为观察法是较早使用的体力活动测量方法之一[9]。早期的观察法用于观察工人的工作效率和疲劳，用于研究其它方法不适用的学龄前儿童和学童，用于评价其它的体力活动测量方法[39]。观察者要记录观察对象的行为信息，活动类型，频率，活动时间。根据这些信息，对照各种活动的能量消耗量表，可以计算出观察对象在一段时间内的能量消耗[39]。? 　　行为观察法的最大好处在于可以记录观察对象活动时的背景信息，这对于以改变久坐习惯为目的的认知－行为研究是非常重要的[9]。另外行为观察法也可用于其它的研究方法不能适用的儿童人群[39]。不过，观察对象在知道自己被观察时，有可能会改变通常的行为习惯[39]。经过训练的观察者可以比较精确的记录观察对象的行为信息，测量结果也有比较高的精度[39]，Bailey 等[54]用间接热量测量方法在实验室里验证30 种活动（步行、坐、站、骑自行车、跑步等）观察方法，两者测试结果的相关系数为0. 95。但这需要观察者一对一地观察对象，且在观察时间比较长时精度会出现下降，因此这种方法只能应用于短时间小样本研究。这种研究相当费时，而且研究费用比较高。? 　　 　　3.2 DLW（Doubly Labelled Water）法? 　　将DLW方法应用与人体能量消耗测试最早由Schoeller DA等人倡导[10］, ［12]。 DLW的原理很简单。受试者摄入一定数量已知浓度的???2H和????18?O两种同位素标记的双标水(???2H?2????18?O)。双标水进入人体后均匀的分布与体内，参与体内的代谢过程。经过一段时间的代谢，???2H以???2H?2O形式从体内消除，????18?O以H?2????18?O和 C????18?O2两种形式消除。在一段时间后（5-14天）根据???2H和????18?O两种同位素消除率的差异，可以计算出这一段时间内体内CO2的生成率，进而可以计算出能量消耗[10]。? 　　DLW的方法的好处有几个方面1）测试精度高，DLW的测试结果与热量测试结果的误差在3%-8%之间[10］，［11]，Black AE[14]综述了25篇有关DLW的研究发现，个体重复测试的误差低于8%。DLW的测试的效度已经通过热量测试房在成人[10］, ［11］, ［12]和婴儿[13]中得到验证。但是目前还没有在儿童人群验证的报导，可能是因为长时间在热量房中测试很难得到儿童及其父母的同意。2）DLW测试没有痛苦，取样方便，对受试者的日常生活没有干扰，测试的结果更加接近与其真实情况。3）测试结果可以反映比较长时间（1－3周）内的能量消耗情况[10］, ［12]。4）DLW测试方法适用于多种人群，如早产儿，病人，儿童，肥胖人群，孕妇，哺乳期妇女，老人等几乎所有年龄的人群[15]。? 　　精确度高，适用人群广等特点使得DLW成为人体能量消耗测试的金标准[9]，但是此方法的一些不足之处限制了它的使用：1）双标水价格昂贵，分析设备价格也很高，因此DLW不适合于在大规模人群中使用[9]。2）DLW可以测试一段时间内总的能量消耗，但是不能反应出AEE，BMR和DEE的比例[16]，如果将DLW和间接热量测试相结合可能会更加理想。3）DLW的测试至少要三天以上，测试结果只能得到TEE，却不能分析能量消耗的时间模式[11]。4）DLW在实验室和场地测试中都可以使用，但有研究指出，在场地测试中其准确度会有一定的下降，大约是5％。[15]。? 　　3.3 间接热量测试法（Indirect Calorimetry）? 　　间接热量测试法是通过气体代谢分析（在密闭空间内或者带呼吸面罩）测量受试者的摄氧量（VO2），进而计算能量消耗的方法[17]。? 　　间接热量测试方法被认为是精度比较高的测试方法[18]。通常情况下间接热量测试法用于评定其它测试方法的效度和可靠性，如心率测试法，计步器法，加速度计法和主观方法等。传统的气体分析装置都比较大，测试只能在实验室内进行。近年来随着技术的发展，出现了不少携带型的气体代谢测试仪，如Metamax 和Cosmed K?4b?2 [19]。这些便携设备优点在于轻便，可以准确的分析安静和运动状态下每次呼吸的气体交换情况，计算出能量消耗，这些设备在安静和运动状态下测试的效度和可靠性已经得到验证[20］,［21]。但是在不同环境下运动中效度的测试还没有进行[19]。便携设备价格比较高，另外持续工作时间也比较短，一般不超过5小时，这都限制了其在日常生活体力活动测试中的应用。目前便携设备主要用于小规模、短时间运动状态下的气体代谢测试研究。? 　　3.4 心率（Heart Rate， HR）测试法? 　　 心率是一个简单的测试指标。现在的心率记录设备多数是由一个监测传输胸带和一个接受器组成[23]，体积很小，受试者在佩戴后不会有不适感，也不会影响受试者的活动。这些设备可以记录每15秒至一分钟的心率，可以记录几个小时，甚至几天时间，通过将数据传入计算机后，就可以对体力活动的时间、频率、强度和总的能量消耗进行分析[9］ ,［23]。? 　　3.4.1 Flex-HR法? 　　用心率测量体力活动是基于这样的假设：体力活动可以通过心血管系统使得心率产生相应的改变，当已知心率和氧消耗量关系的情况下，可以通过心率计算氧消耗量，进而计算出能量消耗 [22］, ［24]。心率和氧消耗量之间的关系很复杂，在中等强度活动中（特别是在心率处于110-150bpm之间时[23]），心率与氧消耗量呈线性关系，但在安静状态、低强度和高强度（接近最大摄氧量强度）活动中，这种线性关系就不存在了[30]。另外心率和能量消耗关系的个体差异很大，就是说不同个体的体质和遗传因素差异使得心率和能量消耗之间的关系各不相同，此外心率还受到多种因素的影响，如身体成分，吸烟，咖啡因，紧张情绪等[22]。由于心率的测试有诸多的优点（如测试简单，成本低），更重要的是心率可以如实的反映个体的真实活动情况，如何用心率来测量能量消耗一直受到研究人员的重视[24]。?
　　由Spurr等人在1980年代提出的拐点心率法（Flex-HR）是解决这一问题的一个重要方法。Flex-HR方法需要建立每个个体的心率（HR）与能量消耗（EE）之间的关系。整个测试过程包括受试者在卧位、坐位、站位、标准的最大运动能力测试过程中的HR和EE，以及安静代谢率（RMR），再利用这些数据建立每个人的HR和EE之间的关系[25]。Flex-HR确立了一个安静与活动之间的拐点，这一点被称为Flex-HR，也被定义为心率安静状态的最高点和活动状态的最低点。在心率高于Flex-HR时，EE可以通过HR与EE之间的线性关系进行计算，而当HR低于Flex-HR时则通过安静状态下个体三种姿态（卧位、坐位、站位）和安静代谢率（RMR）计算[25]。? 　　Flex-HR法的准确度相当高，其测试结果与DLW和热量测量等标准方法的差异在-3.4%至5.8%之间[26］, ［27］, ［28]。 将一组个体的测试结果综合可以得到人群参考HR-EE曲线，可以将此曲线应用于流行病学研究，Spurr[29]将人群Flex-HR的测试结果与间接热量测试法进行比较发现，Flex-HR与后者的误差在±2-3％，而将该方法应用在个体水平研究时却出现了比较高的误差，达到15%－20%。其它学者也认为Flex-HR方法可能更适合于流行病学研究，原因是情绪、温度、运动方式等因素造成个体的测量误差更大[22］,［27]，另一个原因是虽然Flex-HR测试过程复杂，但是在建立HR-EE关系曲线后，其测试变得简单的多，测试成本也较低。为了提高Flex-HR方法在个体水平的测试精度，近年来有研究人员提出，在进行Flex-HR时，应用体力活动感应设备同时进行测试[31］,［32]。Treuth等[32]的研究发现，将HR和体力活动感应设备同时应用于Flex-HR时可以提高个体水平和人群水平的测试精度。? 　　 近些年来Flex-HR发展很快，应用也越来越多，1990年代有很多研究将Flex-HR方法应用到一些特殊人群，如残疾儿童，肥胖人群，老人等，其测试结果与标准方法相比误差在±10％之间[24]。尽管如此，此方法的一些不足一直没有得到很好解决。首先，Flex-HR方法建立HR-EE曲线测试过程比较复杂，测试内容很多，并且需要对每个受试者进行测试，测试费用较高。其次在特定情况下，Flex-HR测试的误差较大。Rowlands等[30]指出HR-EE标准曲线可能不适合用于户外运动的EE测试。Livingstone[22]等指出在实验室内建立的标准曲线不能代表日常生活中的心肺系统的动力学特征，此外Flex-HR建立的基础是将休息心率和运动心率做生理上的区分，个体差异将使大部分心率处于Flex-HR附近的个体能量消耗估算变得很困难。? 　　3.4.2 其它方法? 　　 Janz[33]等曾经尝试用高于60％储备心率（Heart Rate Reserve，HRR）的时间总和估算儿童有氧阈以上的活动量，但是结果发现时间总和与摄氧量峰值呈低度的副相关（r=-0.0.2, -0.10）。高于一定百分比最高心率或储备心率的活动时间总量可以用于不同个体间的活动量比较，但是这种方法是相当粗糙的。不过，Swain 等人的研究大大的提高了％HRR方法的精度。Swain等[40]发现％HRR与摄氧量储备（％VO2reserve）之间呈1：1的相关关系（％HRR=1.00*％VO2reserve-0.1，r=0.991）。Strath等人[41]观察了61名成年人在家务劳动，庭院劳动，工作，照顾家庭，娱乐活动种的心率和摄氧量，结果发现在一定强度范围内的劳动中，％HRR与％VO2reserve高度相关（r=0.88）。Swain等认为可以用％HRR方法来精确估算户外活动的能量消耗。? 　　 另外一种方法是计算净心率值（活动心率－基础心率）。净心率值可以让不同体质水平的个体进行比较，Janz[34]等研究发现净心率值与问卷调查的结果呈中度相关（r=0.50）。但是这种方法不能计算能量消耗。? 　　除了以上提到的各种方法的不足之处外，心率测试可能还有如下一些问题：1）影响心率的因素很多，如高温高湿的环境、精神紧张等，但是这些因素在使增加心率增加的同时，并没有使摄氧量增加[23]。2）运动肌肉相对体积的大小影响到摄氧量和心率的关系。例如，由于上下肢肌肉体积的差异，在同样摄氧量下，上肢活动的心率要高于下肢活动[30]。3）不同的肌肉收缩类型对HR-EE关系影响也不同，等长收缩时的心率要高于同等摄氧量情况下的等动收缩。4）疲劳和脱水状态对HR-EE关系也有影响。5）训练水平、年龄不同，HR-EE的关系不同。在同等摄氧量下，训练水平低的人心率要高于训练水平高的人。6）在摄氧量恢复到安静状态时，心率仍然维持较高水平会导致能量消耗的高估[39]。针对以上这些不足，Haskell等人[42]提出同时测试心率和身体活动（用运动传感器）的方法。Haskell等人用心率计和运动传感器（分别放置与上肢和下肢）测试了十九名进行不同活动（步行，跑步，骑车等）的男子。然后计算了摄氧量与心率和运动传感器测试结果的多元回归方程，结果显示测试摄氧量和估算摄氧量呈高度相关（R?2=0.81）。Haskell等人建议在实验室内建立包括上肢下肢运动传感器数据在内的回归方程，在户外运动中就可以利用心率和上下肢运动传感器资料对摄氧量进行估算[42]。? 　　3.5 运动传感器法（Motion Sensors）? 　　运动传感器可以分为计步器（Pedometers）和加速度计(Accelerometers)两种。这两个设备都是机械电子装置，可以放置在身体的某个部位，用以记录四肢和/或躯干的运动。? 　　3.5.1 计步器? 　　与加速度计相比，计步器的优点是体积小，价格便宜。计步器利用人体步行时产生的垂直加速度使其内部的杠杆发生偏转，每次偏转记录一次，并逐渐累加[23]。? 　　 计步器提供的数据很简单，就是一段时间步数的累加，因此不能根据这些资料分析受试者的运动类型和运动间歇[35]。但是对于大部分活动以步行为主的受试者，结合步幅可以计算出每天的运动距离，这样计算出的EE还是相当准确的[23]。Bassett[36]等报导计步器记录的步数为实际记录的步数的100.6％到100.7％，并且在人行道和塑胶道上测试精度没有显著差异。计步器在行走速度过快和过慢时，测量精度都会下降[36]，Bassett[36]等人发现一种名为Yamax的计步器在行走速度为50至110步/分时测量精度最高。Crouter等 [37] 比较了十种计步器的测试结果后认为，计步器测量步数的精度较高，测量运动距离精度较低，测量能量消耗的精度更低。另外，Bassett[36]等人还指出，不同品牌的计步器，由于部件精度不一样，测试结果也不同，因此不同的计步器的测试结果之间没有可比性。这一点对于不同研究结果间的相互比较很不利。?
　　尽管Eston等[37]报导用计步器测量的儿童行走步数与在跑台上测试的最大摄氧量有较高的相关关系（r=0.78），一般认为用计步器测量人群复杂的体力活动是不合适的[23]。计步器有一些明显的缺陷限制了它的使用。首先，计步器不能记录运动相关的环境情况以及运动类型和间歇。其次，计步器不能记录肌肉等长运动，也不能记录上肢运动，对于自行车、游泳、负重以及软地和斜坡环境运动也不能准确记录[9]。但是，对于以步行为主要活动方式的人群，计步器可以为他们提供费用低廉的自我监控方法，以协助他们达到指定的运动目标，比如近年来日益流行的“每天一万步”的锻炼方式。? 　　3.5.2 加速度计 ? 　　加速度计可以根据电子原理记录人体运动时的加速度。运动加速度可以反应出运动时肌肉用力的大小，由此可以计算出能量消耗[39]。? 　　电子技术的快速发展使得加速度计成为体力活动测量方法中发展最快的一种。目前，用于PA测试的加速度计可以分为两代。第一代是放置于腰间（或脚踝或手腕）的单一加速度计。根据记录轴的多少，加速度计可以分为单轴和多轴（三轴），单轴加速度计只能记录一个轴（通常是垂直轴）方向的加速度，三轴加速度可以记录垂直、水平和横向三个方向上的加速度。Caltrac，Tritrac-R3D，RT3，ActiGraph，Actical以及Actiwatch是第一代加速度计的代表[43]。Caltrac是最早面市的加速度计[23]，作为一个单轴加速度计，在输入性别、身高、年龄、体重等信息后，Caltrac可以输出每天的能量消耗。Caltrac曾经得到广泛的应用，但是它的一个重要不足是，其输出结果仅仅为计数结果的总和，因此不能分析受试者运动的时间特征[23]。ActiGraph是较早的将计算机技术应用到加速度计的产品。ActiGraph有比较大的存储空间，其标准型号（7164）可以储存22天（每分钟记录一次数据）的数据。所有的数据都可以通过连接设备自动输入计算机，采用配套的软件对数据进行分析[23]。Tritrac-R3D以及其后续产品RT3都是三轴加速度计。三轴加速度计的设计目的是测量三个不同方向人体运动加速度，更加精确的反映人体活动情况。Bouten[45]的研究发现三轴加速度计与体力活动能量消耗高度相关（r=0.73），Eston等[38]也观察到类似结果，但Welk等[44]发现体力活动中三轴加速度计与心率的相关度与单轴加速度计相近，并不能认为三轴加速度计的测量精度优于单轴加速度计。? 　　早期的加速度计存在许多不足，研究人员设计了新一代的加速度计，设计思路主要有两条[43]：1）身体不同部位的多个传感器组合应用；2）其它生理传感器（主要是心率传感器）与加速度传感器组合应用。? 　　Swartz[46]曾经尝试用两部单轴传感器ActiGraph分别放置于臀部和腕部来测量体力活动，希望以此来克服一代传感器测量姿态变化和慢速运动精度差的缺点，但是效果并不明显。最近，一种新的复合加速度计IDEEA面市。IDEEA[43]有一个微处理器和五个加速度传感器，分别位于胸部，两手，两脚，胸部和两脚为双轴传感器，两手为单轴传感器。微处理器位于腰带中，通过细小柔软的导线与五个传感器相连。IDEEA可以采集7天的连续采样数据，采样频率为32Hz，测试完成后，数据将传送进入计算机进行分析。IDEEA的设计目的在于精确的测量复杂体力活动。Zhang等[47]报导称IDEEA可以准确的区分不同的姿态，腿部运动和步态，还可以精确测量步行和跑步速度（r= 0.986）。在另外一篇报导中 Zhang[48]等称IDEEA测量的能量消耗与在热量测量室内的结果很接近。? 　　将运动传感器与其它生理传感器结合起来测量体力运动的方法逐渐受到研究人员的重视。一种名为Actiheart的设备整合了单轴加速度计和心电信号测试装置，可以同时测量身体运动和心率。Brage等人[50]已经证实，用Actiheart测量体力活动的能量消耗要比单独使用加速度计或心率进行测量要准确。随着加速度计在测量体力活动中应用越来越多，很多厂商也将加速度计加入到他们的产品中。最常见的是将加速度计设计加入鞋子里。虽然这种产品测量体力运动的能量消耗的精度不高，但是可以用它可以测量步行及跑步中的速度和距离，Conger等[49]认为这些设备测试步行和跑步的速度和距离精度是可以接受的。加速度计的应用发展很快，现在的加速度计都很小巧，功能很强大，价格也比较昂贵，因而也限制了加速度计在大规模流行病学研究中的应用。? 　　 加速度计测试结果与能量消耗是否呈线性一直有争议。Chen等人[43]综述了多项有关间接热量测试与加速度计测试结果的关系，两者相关法法关系从0.58到0.92都有报导。而Levine JA等[51]报导的跑台和户外步行的速度和加速度计测试结果之间的相关关系更是达到了惊人的0.99。由于存在着显著的相关关系，许多研究和厂商将线性回归方程应用于用加速度计计数预测运动中能量消耗。但Chen等人[52]已经证明行走速度与能量消耗之间的关系并非线性的。因此许多研究人员建议采用非线性方程来预测能量消耗[43]，但是非线性方程的稳定性差将是工作的难点[43]。? 　　3.6 问卷法? 　　 问卷法易于在大样本调查中使用，且其研究成本较低，因此此方法最常用于流行病学研究。通常问卷法分为：自我报告问卷（Self-administeredquestionnaires），调查者报告问卷（Interviewer-administered questionnaires），代理报告问卷（Proxy report），日记（Diaries）[9]。目前文献报导了多种问卷用于体力活动研究，调查时间从 24h以内 到过去1～7 天比较常见，但也有过去几个月、几年，甚至更长[9]，调查对象包括儿童，成年人和老人。多数问卷适用于多个人群，也有一些专门针对老人和儿童设计的问卷[39]。问卷调查涉及的内容主要包括工作、家务、庭院活动、闲暇时间、身体锻炼、交通等等，各种方法调查内容不一样，有的只涉及某一方面，有的涉及多个方面［39］。根据各个问卷设计情况，调查结果可以通过体力活动能量消耗量表计算出能量消耗值，也可以是简单区分每天活动强度（轻微，中度，激烈）的比例。? 　　作为一个主观的测试方法，问卷在使用时必须要对可靠性和有效性进行验证。? 　　 　　3.6.1 可靠性?
　　可靠性验证最常用的方法是重复性试验。由于每天的体力活动的内容都不一样，因此在重复性试验时，要测试同一天或同一段时间[55]。认知的不准确、记忆错误、体力活动水平的时间变化、回忆的个体差异都会影响问卷调查的可靠性[55]。在体力活动的强度、频率和持续时间三者之中，强度调查的可靠性最低[56]，原因在于不同的个体对相对和绝对强度认知的不同，被调查者缺少对不同强度（激烈、中等、轻微）活动MET值的认知[56]。对活动强度而言，被调查者对激烈活动报告的可靠性要高于轻微活动，Godin等[57]报导激烈活动（约9 METS）的重复性试验相关系数为0.94，中等强度（约5 METS）和轻微活动（约3 METS）分别为0.46和0.48。可能的原因是，激烈活动在日常活动中占的比例较小，被调查者对此的认知程度比较高，而轻微活动往往和生活、工作有关，容易被忽视。调查时间越长，回忆可靠程度越差，调查的可靠性也越差。Shephard[56]综述了4项男性大学生的研究发现，一个月的问卷调查的可靠性试验相关系数为0.72，而8-12个月的调查只有0.3-0.4。? 　　除了被调查对象个体的原因外，问卷设计的复杂程度对可靠性也有很大影响。根据调查者目的不同，问卷的内容也有很大差别。如果调查目的是仅仅是某一方面的活动，而且只需要了解活动的分级（激烈、中等、轻微）即可，这样的问卷就可以设计的很简单。但是，如果调查者的目的是了解被调查者的能量消耗情况，那么这样的问卷就要复杂的多。一份复杂的问卷可能需要一个小时来填写，被调查者会产生厌倦和疲劳感，并且会被复杂的问题所困扰，调查的可靠性就会下降。简单的问卷调查的可靠性相关系数可以达到0.8-0.9[58]，而复杂问卷的可靠性要低的多（0.14?0.41）[56]。? 　　3.6.2 有效性? 　　有效性验证是问卷调查另一个重要的方面。用来验证有效性的方法有双标水法（DLW），运动传感器法，心率法，运动日记，24小时运动回忆，食物摄入量[56]等。其中最理想的方法是双标水法，但是这种方法的费用很高，个体之间能量消耗差别很大，而且某些疾病会引起基础代谢率的增加，从而影响了DLW法验证的效果[59]，因此实际应用的并不多。? 　　运动传感器法也常被用来验证问卷调查的有效性。一项荷兰的问卷调查显示其结果与计步器测试结果之间的相关系数为0.73[56]。Suzuki等[60]报导七天的计步器测试结果与问卷调查之间的相关系数在0.68-0.69。但是如果调查对象的活动较少，运动传感器与问卷调查结果之间的相关系数就会比较低。Washburn等[61]发现老年人问卷调查结果与三天加速度计测试结果间的相关系数为0.49, 而Pols[62]等发现老年妇女Baecke和pre-EPIC问卷结果与加速度计测试结果之间的相关系数只有0.22。针对慢性病患者的问卷调查也不适合用运动传感器法来验证，因为两者之间的相关系数很低[56]。运动传感器法的优点在于价格低廉，测试方便，对受试对象没有干扰，但是由于运动传感器不适合于测试上肢运动、阻力训练、自行车运动等，因此注意受试对象主要运动类型是否适用此方法。? 　　问卷调查结果与效度验证测试结果的相关系数被认为是相对的效度验证，而运动量绝对值的验证被称为绝对的效度验证。因为运动量的绝对值关系到流行病学中体力活动与健康状况的剂量反应研究，以及大众健康中的体力活动推荐量的研究，Sallis[55]等认为后者在实际研究中可能更为重要。问卷调查运动量绝对值的验证可以采用心率法和运动传感器法。多数的研究发现，问卷调查结果有高估实际运动量的趋势[55]。Sallis[63]等发现五年级学生的调查者报告问卷结果平均高估中度到激烈运动时间为29min，而自我报告问卷结果高估的更多，达到了48分钟。青少年高估一周中进行20min以上激烈运动的天数达到3.8天[55]。针对成人的研究发现，成年人同样会高估体力活动。Klesges等[64]发现问卷调查结果高估了体力活动量达到300％。Jakicic等[65]在用日记调查妇女的体力活动时，结果高估了40－60％。Buchowski等[66]用室内间接热量测量法研究了115名成年男女体力活动情况，结果发现中高强度的运动（>4.5 METs）被高估了约90％，高估的量与体脂百分比呈正相关。问卷调查存在高估体力活动量的趋势，因此Sallis[55]等建议在进行体力活动绝对量测量研究是不采用问卷法。? 　　3.6.3 缺陷与不足? 　　作为一种使容易开展、管理方便、成本较低的研究方法，问卷调查被认为是唯一适用于大规模流行病学调查的体力活动研究方法[55]。问卷调查非常适合于测量体力活动的类型、频率和活动背景，特别是对测量一些容易回忆的，结构化的活动，问卷调查的效率可能是最高的[8]。? 　　不过，较低的可靠性和有效性限制了问卷调查的使用。在很多研究中，体力活动的强度分级可以用来证明体力活动对减少发病率和死亡率的好处[56]，但是用问卷调查的结果来区分体力活动的强度是很粗糙的，可能会出现很大的误差。有些问卷调查的结果根据体力活动能量消耗量表转换为每日的能量消耗值，但应引起注意的是大部分的量表是根据成年人设计的，并且各人在从事同一样活动时用力程度是不一样的，因此由此计算出的能量消耗值误差会比较大，尤其是老人和儿童[39]。对儿童而言，特别是小于10岁的儿童，其认知程度较差，回忆的准确性也很差，因此问卷调查对这些人群来说不是首选。虽然可以将代理报告应用于儿童人群，但是代理者的性格和认知同样会带来偏差。自我报告问卷与调查者报告问卷相比，前者的花费更少、更容易开展，但是受个体认知程度、教育水平、社会环境等影响，容易产生误差，而后者由于调查者的介入使得认知的偏差减少，但是也使调查的费用和时间增加，同时调查者的介入也有可能带来偏差。日记被认为使问卷法中最精确的[67]。日记可以详细记录每天的活动内容，可以比较精确的计算每天的能量消耗。日记的不足在于记录的时间比较短（通常是1-3天）不能反应长期的体力活动模式。另外受试者要详细记录活动内容，负担比较重，此方法不适用于10以下的儿童[68]。? 　　近年来，计算机相关技术的发展促进了电子调查的出现和发展[53]。此项技术在一定程度上弥补问卷调查自身的不足：1）研究人员可以同时管理大量的问卷调查；2）问卷结果直接进入计算机，杜绝了书面问卷有可能存在的数据录入错误；3）调查对象不会遗漏回答问题；4）根据问卷结果，计算机程序可以跳过一些不需要回答问题，减少调查时间；5）与书面问卷相比，调查对象可能会更加诚实的报告不愿报告的行为[9]。?
　　在选择测量方法时，要考虑到这些因素：调查目的、样本量、项目预算、文化和社会环境因素、目标人群的活动度、统计因素（精度和准确度）。从现有情况来看[7]，没有一种单一的测试方法可以达到测试的所有要求，一般情况下都需要多种方法综合进行。? 　　参考文献：? 　　 　　 ［1］ Department of Health, Physical Activity, Health Improvement and Prevention. At least five a week-. Evidence on the impact of physical activity and its relationship to health. 2004? 　　［2］ World Health Organization. World health report. Geneva: World Health Organization, 2002.? 　　［3］ Blair SN, Kohl HW, Arlow CE, Paffenbarger RS, Gibbons LW, Macera CA. Changes in physical fitness and all-cause mortality. A prospective study of healthy and unhealthy men. JAMA 93-1098.? 　　［4］ Wannamethee SG, Shaper AG, Walker M. Changes in physical activity, mortality, and incidence of coronary heart disease in older men. Lancet 03-1608.? 　　［5］ Caspersen CJ, Powell KE, Christenson GM. Physical activity, exercise, and physical fitness: definitions and distinctions for health-related research. Public Health Rep. 1985 Mar-A100(2):126-31.? 　　［6］ Fletcher GF, Blair SN, Blumenthal J, Caspersen C, Chaitman B, Epstein S, et al. Statement on exercise. Benefits and recommendations for physical activity programmes for all Americans. A Statement for health professionals by the Committee on Exercise and Cardiac Rehabilitation of the Council on Clinical Cardiology, American Heart Association. Circulation -344.? 　　［7］ Yves Schutz, Roland L. Weinsier, Gary R. Hunter. Assessment of free-living physical activity in humans: an overview of currently available and proposed new measures. Obes Res.
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