具有健康心肺功能水平与较低心肺功能水平儿童的绝对和相对强度体力活动

《Journal of Sports Sciences》：Absolute and relative intensity physical activity of children with healthy and low levels of cardiorespiratory fitness

研究分析了9-10岁儿童体力活动（PA）的绝对与相对强度与心肺功能（CRF）的关系。结果显示，绝对PA体积（AvAcc_abs）和强度分布（IG_abs）与CRF显著相关（β=0.21, p=0.02；β=0.21, p=0.03），且健康CRF组儿童绝对PA指标更高（β=0.40, p=0.007；β=0.46, p=0.008）。但相对PA指标（AvAcc_rel和IG_rel）与CRF无显著关联。研究证实，使用相对强度指标可更公平地评估不同CRF儿童的活动水平，未来需在多样化儿童群体中进一步验证。

　　这项研究探讨了儿童身体活动（PA）的绝对强度和相对强度分布与心肺功能（CRF）之间的关系，并分析了不同CRF水平儿童的PA特征差异。研究的主要目的是评估PA的绝对和相对强度指标在儿童群体中的意义，以及它们如何与CRF相互关联。通过使用腕部加速度计测量PA，并结合20米多阶段穿梭跑测试（20mSRT）评估CRF，研究人员发现，虽然绝对强度的PA指标与CRF存在显著正相关，但相对强度的PA指标与CRF之间的关联则较为微弱。这一发现表明，儿童在日常活动中的PA强度分布，即使在不同的CRF水平下，也表现出相似的相对强度，这提示了PA的相对强度可能对健康和体能的影响存在一定的独立性。

### 研究背景与意义

身体活动是促进儿童健康的重要因素，其对心肺功能的影响尤为显著。心肺功能是衡量人体健康的重要指标之一，它与心血管健康、代谢健康以及整体生活质量密切相关。近年来，加速度计被广泛用于评估儿童的PA水平，通常以绝对强度形式报告，如分钟数或能量消耗的估算。然而，这种方法忽略了个体间生理能力的差异，可能导致对PA强度与健康之间关系的误解。因此，研究者提出了一种基于相对强度的PA评估方法，即将PA强度与个体的生理最大能力进行比较，从而更准确地反映其实际的生理负荷。

相对强度的PA指标，如平均加速度（AvAcc）和强度梯度（IG），在成人研究中已被证明能够更有效地捕捉PA对健康的影响。然而，这些指标在儿童中的应用尚不充分。本研究首次在儿童群体中引入了基于相对强度的PA评估方法，旨在揭示其与CRF之间的关系，以及其在不同健康水平儿童中的表现差异。

### 方法与数据采集

研究对象为9至10岁的儿童，共计235人，来自英国西北部一个低社会经济地位（SES）城镇的多所小学。参与者佩戴了ActiGraph GT9X三轴加速度计，连续记录7天的活动数据，采样频率为100赫兹。数据通过ActiLife软件下载并保存为原始格式的GT3X文件，随后使用GGIR R包进行处理。处理过程包括自动校准、识别异常值和非佩戴时间。非佩戴时间的数据通过默认方法进行填补，即用其他日子的平均值进行替代。

为了评估CRF，研究采用20米多阶段穿梭跑测试（20mSRT），这是一种在儿童中广泛应用的测试方法。测试结果用于估算峰值摄氧量（VO2peak），并据此将儿童分为“健康”（Healthy）和“低心肺功能”（Low CRF）两个组别。健康组的定义是基于欧洲儿童的第40百分位数，而低心肺功能组则包括第40百分位数以下的儿童。此外，研究还使用了社会经济地位的指标，即通过家庭邮编计算的2015年英国多重剥夺指数（EIMD）排名，以进一步了解环境因素对PA的影响。

为了计算相对强度的PA指标，研究者采用了基于个体最大能力的调整方法。例如，相对平均加速度（AvAcc_rel）是通过将绝对平均加速度（AvAcc_abs）除以个体的最大加速度再乘以100得到的。相对强度梯度（IG_rel）则是将强度梯度（IG_abs）与个体的最大加速度进行比较。这些相对强度指标的计算基于Hildebrand等人的研究，该研究建立了ENMO（欧几里得标准化加速度）与VO2peak之间的线性关系。

### 结果分析

研究结果显示，绝对强度的PA指标（如AvAcc_abs和IG_abs）与CRF存在显著的正相关，标准化回归系数分别为0.21（p=0.02）和0.21（p=0.03）。这表明，儿童在日常活动中的总PA量和强度分布与其心肺功能水平密切相关。相比之下，相对强度的PA指标（AvAcc_rel和IG_rel）与CRF之间的关联较弱，其中AvAcc_rel的标准化回归系数仅为0.04（p=0.07），而IG_rel为0.19（p=0.39），其置信区间覆盖了零点，说明相对强度的PA指标与CRF之间的关系并不显著。

在分组分析中，健康组儿童的绝对PA指标显著高于低心肺功能组。例如，健康组的AvAcc_abs标准化回归系数为0.40（p=0.007），而IG_abs为0.46（p=0.008）。这表明，心肺功能较高的儿童在日常活动中表现出更高的PA强度。然而，相对强度的PA指标在两组之间没有显著差异，说明儿童在相对其自身生理能力的PA强度上是相似的。这种结果对于理解儿童PA的生理意义具有重要意义，因为它表明，即使在不同心肺功能水平的儿童中，他们也可能在相似的相对强度下进行活动。

研究还通过MX指标（如M120_abs和M1_abs）分析了不同时间段内的PA强度分布。结果显示，健康组儿童在最活跃的45分钟到1分钟内表现出更高的绝对强度，而相对强度的MX指标在两组之间差异不大。这一发现进一步支持了相对强度PA指标的独立性，同时也揭示了绝对强度PA指标在反映儿童整体活动水平方面的优势。

### 讨论与意义

研究结果表明，绝对强度的PA指标在评估儿童心肺功能时具有更高的相关性。这可能是因为绝对强度指标更直接地反映了儿童在日常活动中的实际生理负荷。然而，相对强度的PA指标虽然与CRF的关系较弱，但其在评估个体间PA差异时具有独特价值。相对强度指标能够揭示儿童在相同生理能力下是否能够进行更高强度的活动，从而更全面地理解PA对健康的影响。

此外，研究还发现，儿童的PA模式受到多种因素的影响，包括社会经济地位、心理因素（如对活动的喜好和情绪价值）以及环境因素。这些因素在一定程度上可以促进或阻碍儿童的活动参与，尤其是在高心肺功能的儿童中，心理因素可能在PA行为中起到重要作用。因此，未来的研究应进一步探讨这些非生理因素对儿童PA和CRF的影响，以更全面地理解其健康促进机制。

### 局限性与未来方向

尽管本研究在儿童PA评估方法上具有创新性，但仍存在一些局限。首先，研究采用的是横断面设计，无法确定PA与CRF之间的因果关系。其次，研究样本主要来自一个低社会经济地位的地区，其结果可能不适用于其他地理区域的儿童。此外，CRF的估算基于20mSRT，虽然这种方法在儿童中较为常见，但可能存在一定的误差，尤其是在非健康儿童中。

未来的研究可以考虑采用纵向设计，以更准确地评估PA对CRF的长期影响。同时，可以扩大样本范围，涵盖不同社会经济背景的儿童，以提高研究的普遍适用性。此外，研究还可以进一步探索心理和社会因素在儿童PA行为中的作用，以及这些因素如何与生理能力相互作用，共同影响健康状况。

### 结论

本研究首次在儿童群体中引入了基于相对强度的PA评估方法，为理解儿童PA与CRF之间的关系提供了新的视角。研究结果表明，绝对强度的PA指标与CRF存在显著的正相关，而相对强度的PA指标与CRF的关系则较为微弱。这一发现强调了在评估儿童PA时，需要综合考虑绝对和相对强度指标，以更全面地反映其对健康的影响。未来的研究应进一步探讨相对强度PA指标在不同儿童群体中的应用，以及其在健康促进策略中的潜在价值。