基于步态触觉参数的青少年运动能耗估算公式的建立

目的:建立基于步态触觉参数的青少年体力活动估算公式,为能耗评估方法和青少年健康促进的研究提供参考。方法:11～14岁青少年为受试者,测量其身体基本数据(身高、体重、腿长、体脂率)后,穿着课题组自主研发的数字化跑鞋在可变速跑台上,分别以3、4、5、6、7、8 km/h的速度进行走或跑步运动,同时采用K4b2心肺功能测试仪采集数据,测定运动能量消耗。根据数字化跑鞋采集的运动足底压力和加速度信号参数测算步频,推算步频值与运动能量消耗的关联,再综合个体参数,采用多元逐步回归建立运动能耗代谢公式,最后将公式带入事先抽出、未参与建模的数据进行验证。结果:(1)步频值和单位体重运动能耗的代谢率的皮尔森指数为0.86,有显著性差异;两者之间线性拟合与二次曲线拟合的R2值均约为0.73。(2)通过多元逐步回归得到了基于青少年运动步频和身体参数的单位体重运动能耗代谢率的估算公式:AEE=1.913×SF-2.079×BMI+10.755×Sex-4.211×Age-42.312(R2=0.75),其中,AEE:每公斤体重每分钟运动消耗的能量,单位为cal/min/kg;SF:步频,单位为steps/min;BMI单位为kg/m2;Sex:性别,男生=1,女生=0;Age:年龄,单位为周岁。通过验证,该公式准确度为83%。结论:基于生物力学步态触觉参数得到的步频值和身体参数可较准确地估测初中阶段青少年的运动能量代谢量,并得到运动代谢计算公式,采用步态触觉参数评估能耗代谢有良好的应用发展前景。