基于加速度传感器的大学生自行车运动能耗预测模型研究

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％VO2 max;中等强度:46％～63％ VO2 max;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.