智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器測(cè)量健身跳繩運(yùn)動(dòng)能量消耗的研究.pdf

1、目的:以智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器為基礎(chǔ)，對(duì)健身跳繩運(yùn)動(dòng)的原始加速度信號(hào)處理方法進(jìn)行探討，以此建立健身跳繩的能耗預(yù)測(cè)方程，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而為智能手機(jī)在后續(xù)相關(guān)研究中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。方法:選取54名受試者(27男、27女)，實(shí)驗(yàn)組40人，驗(yàn)證組14人。54名受試者分別同時(shí)佩戴1部紅米手機(jī)和一套氣體代謝分析儀(Cosmed K4b2)完成兩個(gè)部分的測(cè)試;測(cè)試動(dòng)作為持續(xù)并步跳，(1)第一部分測(cè)試為固定頻率的測(cè)試，受試者先靜坐5分鐘，再分別以

2、60次/分鐘、90次/分鐘、120次/分鐘的頻率完成5分鐘的跳繩測(cè)試;(2)第二部分測(cè)試為建模組的測(cè)試，受試者靜坐5分鐘，接著在1×1米的正方形內(nèi)進(jìn)行5分鐘的跳繩測(cè)試。通過Matlab7.0軟件對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行濾波、去趨勢(shì)和數(shù)據(jù)合成;以K4b2能量消耗的實(shí)測(cè)值作為因變量，采用逐步回歸方法建立以手機(jī)VM（三軸向量計(jì)數(shù)值）、年齡、身高、體重等為自變量的預(yù)測(cè)方程;使用配對(duì)t檢驗(yàn)、組內(nèi)相關(guān)分析、Bland—Altman圖等方法對(duì)手機(jī)能耗預(yù)測(cè)方程的

3、準(zhǔn)確性進(jìn)行聯(lián)合評(píng)價(jià)。結(jié)果:第一部分測(cè)試中，60次/分鐘、90次/分鐘、120次/分鐘頻率的能量消耗平均值分別為6.37 Kcal/min、8.98Kcal/min、9.76Kcal/min，(P＜0.05);梅脫值分別為6.00METs/min、8.03 METs/min、8.51METs/min，(P＜0.05);三種頻率均屬于大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。三種跳繩頻率下男生的能量消耗與女生的能量消耗具有顯著性差異;但三種跳繩頻率下男生的梅脫與女生的梅

4、脫不具有顯著性差異，P值大于0.05。在第二部分測(cè)試中，手機(jī)VM與跳繩頻率存在相關(guān)性為0.76(P＜0.01);手機(jī)VM與跳繩能耗的相關(guān)系數(shù)為0.55;兩者呈現(xiàn)中等強(qiáng)度的正相關(guān)(P＜0.01)。建模組手機(jī)跳繩能耗預(yù)測(cè)方程的相關(guān)系數(shù)R為0.897;判定系數(shù)R2為0.804;方程調(diào)整后的R2為0.799;方程F檢驗(yàn)的相伴概率值P＜0.01;預(yù)測(cè)方程回歸殘差為1.691。配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示校標(biāo)能耗實(shí)測(cè)值與手機(jī)預(yù)測(cè)值具有顯著性差異(P＜0.05

5、);組內(nèi)相關(guān)分析的克倫巴赫系數(shù)為0.717; Bland—Altman圖中只有一個(gè)點(diǎn)在一致性限度區(qū)間以外，占總點(diǎn)數(shù)比例的2.44％，不高于5％的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論:(1)三種頻率均屬于大強(qiáng)度的體力活動(dòng);依據(jù)本研究所建立的實(shí)驗(yàn)條件，采用120次/分鐘的健身跳繩頻率相比其他頻率的健身效果更為經(jīng)濟(jì)有效，也更佳符合人體運(yùn)動(dòng)特征。(2)手機(jī)垂直軸不適用于健身跳繩運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)，而采用加速度三軸傳感器對(duì)健身跳繩運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)更為科學(xué)有效。(3)本研究中手機(jī)能耗預(yù)測(cè)