基于加速度計(jì)數(shù)據(jù)與心率信號的體力活動能耗分段模型的建構(gòu)與評估
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 13:11
目的:目前我國通過加速度計(jì)或心率數(shù)據(jù)建構(gòu)的能耗預(yù)測模型大多以走跑類活動為主,對2種或2種以上的體力活動預(yù)測準(zhǔn)確性不足,加速度計(jì)數(shù)據(jù)和心率信號各有其優(yōu)劣勢,鮮少有研究將二者結(jié)合起來針對不同運(yùn)動強(qiáng)度體力活動進(jìn)行預(yù)測,本研究通過監(jiān)測手腕、胸部與髖部加速度計(jì)VM值和心率增量數(shù)據(jù),建構(gòu)不同部位分段模型,并與其他模型進(jìn)行評估,探究最佳佩戴部位以及最理想的分段模型,進(jìn)而提高加速度計(jì)與心率數(shù)據(jù)結(jié)合的模型預(yù)測準(zhǔn)確性,使其可更好地指導(dǎo)運(yùn)動實(shí)踐。方法:(1)研究對象為四川師范大學(xué)50名非體育專業(yè)大學(xué)生,分成建模組(n=30人)和驗(yàn)證組(n=20人)。在右手腕、胸部和髖部3個部位佩戴Actigraph GT3X加速度計(jì),胸前佩戴Cosmed K4b2氣體代謝分析儀和Polar H10心率胸帶連接K4b2監(jiān)測心率數(shù)據(jù);建模組與驗(yàn)證組分別完成:躺下、站立、靜坐后背直立、電腦打字等15項(xiàng)日常生活不同類型體力活動。(2)使用IC法測得數(shù)據(jù)為校標(biāo)值,采用不同部位VM值和HRnet數(shù)據(jù),確定閾值,使用逐步回歸構(gòu)建不同部位VM和HRnet模型,使用驗(yàn)證組數(shù)據(jù)對模型的R2、RMSE、r2指標(biāo)進(jìn)行可靠性驗(yàn)證;結(jié)果:(1)本研究...
【文章來源】:四川師范大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 研究背景及意義
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.2.1 理論意義
1.2.2 現(xiàn)實(shí)意義
1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析
1.3.1 體力活動概述
1.3.2 體力活動測量方法及強(qiáng)度分級
1.3.3 加速度計(jì)的類型與在體力活動中的研究
1.3.4 加速度計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測能量消耗模型的相關(guān)研究
1.3.5 心率概述
1.3.6 心率信號預(yù)測能量消耗的相關(guān)研究
1.4 小結(jié)
1.5 研究導(dǎo)圖
2 研究對象與方法
2.1 研究對象
2.2 研究方法
2.2.1 指標(biāo)測量
2.2.2 測試方案
2.2.3 測試環(huán)境
2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
3 研究結(jié)果
3.1 能量消耗、心率和VM值指標(biāo)的差異性分析
3.1.1 體力活動項(xiàng)目強(qiáng)度分級
3.1.2 體力活動能量消耗特征分析
3.1.3 體力活動心率特征分析
3.1.4 右手腕、胸部與髖部部位VM值特征分析
3.2 測量指標(biāo)與能量消耗的相關(guān)分析
3.2.1 能耗與人體形態(tài)學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性
3.2.2 不同部位VM值、HR、HRnet與能耗EE的相關(guān)性
3.3 不同部位分段模型的建構(gòu)
3.3.1 閾值的算法
3.3.2 手腕VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.3.3 胸部VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.3.4 髖部VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.4 線性模型的建構(gòu)
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分段模型與線性模型有效性的評估
3.5.1 手腕分段模型與手腕線性模型的評估
3.5.2 胸部分段模型與胸部線性模型的評估
3.5.3 髖部分段模型與髖部線性的評估
3.5.4 Bland-Altman Plot法的一致性檢驗(yàn)
4 討論與分析
4.1 體力活動與HR指標(biāo)的關(guān)系
4.2 體力活動與VM值的關(guān)系
4.3 分段模型與線性回歸模型有效性的分析
4.3.1 不同部位HRnet-VM分段模型的有效性
4.3.2 以HRnet為自變量所建模型的有效性
4.3.3 以VM值為自變量所建模型的有效性
4.3.4 不同部位分段模型與其他模型的有效性對比
4.4 研究的不足
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]佩戴部位對加速度計(jì)能耗監(jiān)測準(zhǔn)確性的影響:算法的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J]. 陳慶果,李翔. 中國體育科技. 2019(03)
[2]爬行運(yùn)動中心率、能量消耗及表面肌電變化特征[J]. 武春英,劉善云,柯文德. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2016(12)
[3]健康中年人體力活動與靜息心率的相關(guān)性及性別差異[J]. 郭春月,尹素鳳,胡泊,劉曉宇,范紅敏,馮福民. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志. 2015(32)
[4]GT3X+加速度計(jì)測量20~30歲成年人走跑運(yùn)動能耗的信效度研究[J]. 王道,劉欣,徐亮亮,王歡,紀(jì)之光,黃佳磊,王晶晶,王靜,江崇民. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2015(03)
[5]不同方法用于少年體力活動評估的比較研究[J]. 李新,王艷,李紅娟. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2014(10)
[6]跑臺運(yùn)動中運(yùn)動員能量消耗的3種測試方法的比較研究[J]. 王金昊,邱俊,李之俊. 西安體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(05)
[7]三種加速度計(jì)測量多種身體活動的效度比較[J]. 王歡,王馨塘,佟海青,歐陽安,江崇民. 體育科學(xué). 2014(05)
[8]運(yùn)用受試者工作特征曲線對不同運(yùn)動強(qiáng)度的心率變化率最佳臨界點(diǎn)的研究[J]. 朱琳,陳佩杰. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2014(01)
[9]應(yīng)用Actigraph三軸加速度傳感器矢量計(jì)數(shù)監(jiān)測日常體力活動的研究[J]. 向劍鋒,李之俊. 體育科學(xué). 2013(11)
[10]《中國心血管病報(bào)告2012》概要[J]. 王文,朱曼璐,王擁軍,吳兆蘇,高潤霖,孔靈芝,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2013(06)
博士論文
[1]大學(xué)生體力活動監(jiān)測中運(yùn)動傳感器能耗預(yù)測方程的建立與應(yīng)用[D]. 向劍鋒.上海體育學(xué)院 2011
碩士論文
[1]不同速度下三軸加速計(jì)的最佳佩戴位置研究[D]. 解浩東.西南大學(xué) 2019
[2]三軸加速度計(jì)(髖部和腕部)監(jiān)測體力活動的效度研究[D]. 王林.廣州體育學(xué)院 2018
[3]心率聯(lián)合加速度運(yùn)動傳感器在青少年中的驗(yàn)證與應(yīng)用[D]. 宋攀.上海體育學(xué)院 2015
[4]上肢活動加速度與能量消耗特征初探[D]. 朱衛(wèi)紅.蘇州大學(xué) 2009
本文編號:3466789
【文章來源】:四川師范大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 研究背景及意義
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.2.1 理論意義
1.2.2 現(xiàn)實(shí)意義
1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析
1.3.1 體力活動概述
1.3.2 體力活動測量方法及強(qiáng)度分級
1.3.3 加速度計(jì)的類型與在體力活動中的研究
1.3.4 加速度計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測能量消耗模型的相關(guān)研究
1.3.5 心率概述
1.3.6 心率信號預(yù)測能量消耗的相關(guān)研究
1.4 小結(jié)
1.5 研究導(dǎo)圖
2 研究對象與方法
2.1 研究對象
2.2 研究方法
2.2.1 指標(biāo)測量
2.2.2 測試方案
2.2.3 測試環(huán)境
2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
3 研究結(jié)果
3.1 能量消耗、心率和VM值指標(biāo)的差異性分析
3.1.1 體力活動項(xiàng)目強(qiáng)度分級
3.1.2 體力活動能量消耗特征分析
3.1.3 體力活動心率特征分析
3.1.4 右手腕、胸部與髖部部位VM值特征分析
3.2 測量指標(biāo)與能量消耗的相關(guān)分析
3.2.1 能耗與人體形態(tài)學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性
3.2.2 不同部位VM值、HR、HRnet與能耗EE的相關(guān)性
3.3 不同部位分段模型的建構(gòu)
3.3.1 閾值的算法
3.3.2 手腕VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.3.3 胸部VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.3.4 髖部VM-HRnet分段模型建構(gòu)
3.4 線性模型的建構(gòu)
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分段模型與線性模型有效性的評估
3.5.1 手腕分段模型與手腕線性模型的評估
3.5.2 胸部分段模型與胸部線性模型的評估
3.5.3 髖部分段模型與髖部線性的評估
3.5.4 Bland-Altman Plot法的一致性檢驗(yàn)
4 討論與分析
4.1 體力活動與HR指標(biāo)的關(guān)系
4.2 體力活動與VM值的關(guān)系
4.3 分段模型與線性回歸模型有效性的分析
4.3.1 不同部位HRnet-VM分段模型的有效性
4.3.2 以HRnet為自變量所建模型的有效性
4.3.3 以VM值為自變量所建模型的有效性
4.3.4 不同部位分段模型與其他模型的有效性對比
4.4 研究的不足
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在校期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]佩戴部位對加速度計(jì)能耗監(jiān)測準(zhǔn)確性的影響:算法的調(diào)節(jié)效應(yīng)[J]. 陳慶果,李翔. 中國體育科技. 2019(03)
[2]爬行運(yùn)動中心率、能量消耗及表面肌電變化特征[J]. 武春英,劉善云,柯文德. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2016(12)
[3]健康中年人體力活動與靜息心率的相關(guān)性及性別差異[J]. 郭春月,尹素鳳,胡泊,劉曉宇,范紅敏,馮福民. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志. 2015(32)
[4]GT3X+加速度計(jì)測量20~30歲成年人走跑運(yùn)動能耗的信效度研究[J]. 王道,劉欣,徐亮亮,王歡,紀(jì)之光,黃佳磊,王晶晶,王靜,江崇民. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2015(03)
[5]不同方法用于少年體力活動評估的比較研究[J]. 李新,王艷,李紅娟. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2014(10)
[6]跑臺運(yùn)動中運(yùn)動員能量消耗的3種測試方法的比較研究[J]. 王金昊,邱俊,李之俊. 西安體育學(xué)院學(xué)報(bào). 2014(05)
[7]三種加速度計(jì)測量多種身體活動的效度比較[J]. 王歡,王馨塘,佟海青,歐陽安,江崇民. 體育科學(xué). 2014(05)
[8]運(yùn)用受試者工作特征曲線對不同運(yùn)動強(qiáng)度的心率變化率最佳臨界點(diǎn)的研究[J]. 朱琳,陳佩杰. 中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志. 2014(01)
[9]應(yīng)用Actigraph三軸加速度傳感器矢量計(jì)數(shù)監(jiān)測日常體力活動的研究[J]. 向劍鋒,李之俊. 體育科學(xué). 2013(11)
[10]《中國心血管病報(bào)告2012》概要[J]. 王文,朱曼璐,王擁軍,吳兆蘇,高潤霖,孔靈芝,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2013(06)
博士論文
[1]大學(xué)生體力活動監(jiān)測中運(yùn)動傳感器能耗預(yù)測方程的建立與應(yīng)用[D]. 向劍鋒.上海體育學(xué)院 2011
碩士論文
[1]不同速度下三軸加速計(jì)的最佳佩戴位置研究[D]. 解浩東.西南大學(xué) 2019
[2]三軸加速度計(jì)(髖部和腕部)監(jiān)測體力活動的效度研究[D]. 王林.廣州體育學(xué)院 2018
[3]心率聯(lián)合加速度運(yùn)動傳感器在青少年中的驗(yàn)證與應(yīng)用[D]. 宋攀.上海體育學(xué)院 2015
[4]上肢活動加速度與能量消耗特征初探[D]. 朱衛(wèi)紅.蘇州大學(xué) 2009
本文編號:3466789
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