基于加速度计数据与心率信号的体力活动能耗分段模型的建构与评估

发布时间：2021-10-30 13:11

　　目的:目前我国通过加速度计或心率数据建构的能耗预测模型大多以走跑类活动为主,对2种或2种以上的体力活动预测准确性不足,加速度计数据和心率信号各有其优劣势,鲜少有研究将二者结合起来针对不同运动强度体力活动进行预测,本研究通过监测手腕、胸部与髋部加速度计VM值和心率增量数据,建构不同部位分段模型,并与其他模型进行评估,探究最佳佩戴部位以及最理想的分段模型,进而提高加速度计与心率数据结合的模型预测准确性,使其可更好地指导运动实践。方法:（1）研究对象为四川师范大学50名非体育专业大学生,分成建模组（n=30人）和验证组（n=20人）。在右手腕、胸部和髋部3个部位佩戴Actigraph GT3X加速度计,胸前佩戴Cosmed K4b2气体代谢分析仪和Polar H10心率胸带连接K4b2监测心率数据;建模组与验证组分别完成:躺下、站立、静坐后背直立、电脑打字等15项日常生活不同类型体力活动。（2）使用IC法测得数据为校标值,采用不同部位VM值和HRnet数据,确定阈值,使用逐步回归构建不同部位VM和HRnet模型,使用验证组数据对模型的R2、RMSE、r2指标进行可靠性验证;结果:（1）本研究... 

【文章来源】：四川师范大学四川省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 研究背景及意义
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
        1.2.1 理论意义
        1.2.2 现实意义
    1.3 国内外现状分析
        1.3.1 体力活动概述
        1.3.2 体力活动测量方法及强度分级
        1.3.3 加速度计的类型与在体力活动中的研究
        1.3.4 加速度计数据预测能量消耗模型的相关研究
        1.3.5 心率概述
        1.3.6 心率信号预测能量消耗的相关研究
    1.4 小结
    1.5 研究导图
2 研究对象与方法
    2.1 研究对象
    2.2 研究方法
        2.2.1 指标测量
        2.2.2 测试方案
        2.2.3 测试环境
    2.3 数据处理与分析
3 研究结果
    3.1 能量消耗、心率和VM值指标的差异性分析
        3.1.1 体力活动项目强度分级
        3.1.2 体力活动能量消耗特征分析
        3.1.3 体力活动心率特征分析
        3.1.4 右手腕、胸部与髋部部位VM值特征分析
    3.2 测量指标与能量消耗的相关分析
        3.2.1 能耗与人体形态学指标的相关性
        3.2.2 不同部位VM值、HR、HRnet与能耗EE的相关性
    3.3 不同部位分段模型的建构
        3.3.1 阈值的算法
        3.3.2 手腕VM-HRnet分段模型建构
        3.3.3 胸部VM-HRnet分段模型建构
        3.3.4 髋部VM-HRnet分段模型建构
    3.4 线性模型的建构
        3.4.1 LinearVM模型
        3.4.2 LinearHRnet模型
        3.4.3 GT3X Sasaki模型
    3.5 不同部位VM-HRnet分段模型与线性模型有效性的评估
        3.5.1 手腕分段模型与手腕线性模型的评估
        3.5.2 胸部分段模型与胸部线性模型的评估
        3.5.3 髋部分段模型与髋部线性的评估
        3.5.4 Bland-Altman Plot法的一致性检验
4 讨论与分析
    4.1 体力活动与HR指标的关系
    4.2 体力活动与VM值的关系
    4.3 分段模型与线性回归模型有效性的分析
        4.3.1 不同部位HRnet-VM分段模型的有效性
        4.3.2 以HRnet为自变量所建模型的有效性
        4.3.3 以VM值为自变量所建模型的有效性
        4.3.4 不同部位分段模型与其他模型的有效性对比
    4.4 研究的不足
5 结论
参考文献
致谢
在校期间科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]佩戴部位对加速度计能耗监测准确性的影响:算法的调节效应[J]. 陈庆果,李翔.  中国体育科技. 2019(03)
[2]爬行运动中心率、能量消耗及表面肌电变化特征[J]. 武春英,刘善云,柯文德.  中国运动医学杂志. 2016(12)
[3]健康中年人体力活动与静息心率的相关性及性别差异[J]. 郭春月,尹素凤,胡泊,刘晓宇,范红敏,冯福民.  中国现代医学杂志. 2015(32)
[4]GT3X+加速度计测量20～30岁成年人走跑运动能耗的信效度研究[J]. 王道,刘欣,徐亮亮,王欢,纪之光,黄佳磊,王晶晶,王静,江崇民.  中国运动医学杂志. 2015(03)
[5]不同方法用于少年体力活动评估的比较研究[J]. 李新,王艳,李红娟.  中国运动医学杂志. 2014(10)
[6]跑台运动中运动员能量消耗的3种测试方法的比较研究[J]. 王金昊,邱俊,李之俊.  西安体育学院学报. 2014(05)
[7]三种加速度计测量多种身体活动的效度比较[J]. 王欢,王馨塘,佟海青,欧阳安,江崇民.  体育科学. 2014(05)
[8]运用受试者工作特征曲线对不同运动强度的心率变化率最佳临界点的研究[J]. 朱琳,陈佩杰.  中国运动医学杂志. 2014(01)
[9]应用Actigraph三轴加速度传感器矢量计数监测日常体力活动的研究[J]. 向剑锋,李之俊.  体育科学. 2013(11)
[10]《中国心血管病报告2012》概要[J]. 王文,朱曼璐,王拥军,吴兆苏,高润霖,孔灵芝,胡盛寿.  中国循环杂志. 2013(06)

博士论文
[1]大学生体力活动监测中运动传感器能耗预测方程的建立与应用[D]. 向剑锋.上海体育学院 2011

硕士论文
[1]不同速度下三轴加速计的最佳佩戴位置研究[D]. 解浩东.西南大学 2019
[2]三轴加速度计（髋部和腕部）监测体力活动的效度研究[D]. 王林.广州体育学院 2018
[3]心率联合加速度运动传感器在青少年中的验证与应用[D]. 宋攀.上海体育学院 2015
[4]上肢活动加速度与能量消耗特征初探[D]. 朱卫红.苏州大学 2009



本文编号：3466789