赵月民 陈培友

摘 要：目的：基于三轴加速度传感器，建立大学生自行车运动能量消耗预测方程。方法：选取101名在校大学生，按性别、年龄分成实验组（81人）和验证组（20人）。实验过程中受试者同时佩戴K4b2气体代谢分析仪和GT3X加速度传感器（脚踝处），在功率自行车上依次进行不同强度（较低强度：37%～45%VO2max;中等强度：46%～63% VO2max;较大强度：64%～91% VO2max）的骑行。采用逐步回归方法建立运动能量消耗预测模型。结果：1）ACz轴和VM轴的 counts值与能量消耗存在较高的相关关系（P<0.01）。2）运动能量消耗 （kcal/min）=0.000219×VM+0.065×BW+0.145×SE-2.032[VM为加速度传感器合轴counts值，BW为体重（kg），SE为性别（女=0，男=1）];R2等于0.88，SEE和SEE/Y（%）分别为0.61和11.55%。3）经验证组数据回代检验，各强度水平下模型预测值与K4b2实测值相关系数在0.82～0.86之间（P<0.01）;绝对误差为0.38～0.61 kcal/min，相对误差为8.37%～10.54%;95%的残差均落在Bland-Altman散点图Mean±1.96SD的区间内。结论：自行车运动中，通过脚踝佩戴处加速度传感器合轴counts值、性别、体重三个变量建立的能量消耗预测方程，能够有效地预测不同强度水平下的运动能量消耗，预测精度较高，可为大学生自行车运动科学监测提供依据。

关键词：自行车运动;三轴加速度传感器;能量消耗;预测方程

中图分类号：G804.2 文献标识码：A文章编号：1006-2076（2019）01-0080-06

随着科学技术的进步和穿戴设备的发展，基于重力传感器的加速度计作为一种客观、简便的测量设备，越来越多地被用在体力活动测量工作中。刘阳对第63 届美国运动医学年会上的所有文献进行综述研究发现，有超过 50 篇文章报告了关于三轴加速度传感器技术的身体活动测评设备的相关研究，占到该类型研究的 90% 以上[1]。在体力活动监测中，加速度传感器提供的模型能比较有效地计算走跑运动的能量消耗 [2]，但是不能准确测量自行车运动的能量消耗。研究显示，脚踝处的加速度计数与能量消耗的相关性最高，但仍然没有建立有效的自行车运动能量消耗计算模型[3]。因此，本研究将选取Actigraph GT3X加速度传感器，将其佩戴于脚踝处位置，以K4b2气体代谢分析仪能量消耗测量值为依据，建立自行车不同强度运动下加速度计数与运动能量消耗之间的关系方程，以期丰富加速度传感器能量消耗计算模型，为大学生自行车运动科学监测提供依据。……