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研究目的:通过在不同运动项目的大学生运动员身体九个部位佩戴三维加速度计,测得在多种运动方式下不同部位的三维加速度数据;同时使用Meta Max 3B便携式气体代谢分析仪监测大学生运动员运动过程中的能量消耗数据,运用描述性统计、相关性分析和回归分析的方法探究以下两个方面的问题:1.基于三维加速度计counts与能量消耗之间的相关关系分析[1],筛选出不同运动方式中三维加速度变化与能量消耗关系最为密切的身体部位。在使用三维加速度计推测不同形式运动的能量消耗过程中,寻找三维加速度计的最佳佩戴部位。2.探讨运动员在21种运动方式中身体不同部位的加速度变化与其能量消耗的量化关系,采用逐步回归法建立体育运动的能量消耗预测方程。研究方法:受试者为102名体育专业的学生运动员,其中男生74人,平均年龄为18.5±5.5岁;女生28人,平均年龄为19.0±3.0岁。受试者所进行的运动方式分为两类:一类是通用型运动,包括静卧不眠、平板支撑、卧推和俯卧撑4项运动方式;另一类是专项型运动,包括舞龙舞狮、足球、健美操、武术、散打和摔跤6种专项运动,每种专项又包括与其相关的指定性和选择性专项运动各三项。每一运动方式均要采用三种以上不同强度的运动,且每一运动方式持续运动时间不低于5分钟。运动前,分别在受试者的额头部、腰部、左大腿中部、左右上臂中部、左右腕关节、左右踝关节共九个部位佩戴三维加速度计,采集各种运动过程中相应的生物和物理信号,同时佩戴Meta Max 3B便携式气体代谢仪测定其能量消耗。对所采集到的数据同时进行描述性统计和回归分析以及身体各指标与能量消耗间的Pearson相关性分析等。研究结果:1.大学生运动员不同方式运动时,身体九个部位的三维加速度变化与其能量消耗的相关性分析:卧推、俯卧撑等以上肢运动为主的运动方式,其九个部位中贡献率较高的两个部位:卧推的右臂R2=0.283,左臂R2=0.277;俯卧撑的右臂R2=0.287,左臂R2=0.269。足球等以下肢运动为主的运动方式,其九个部位中贡献率较高的两个部位:其右踝R2=0.317,腰R2=0.311。八段锦、太极拳等相对轻柔的全身运动型的健身气功项目,其九个部位中贡献率较高的两个部位:八段锦的右腕R2=0.245,腰R2=0.219;太极拳的右腕R2=0.239,腰R2=0.226。篮球、健美操等全身性强度较高的运动方式,其九个部位中贡献率较高的两个部位:篮球的腰部R2=0.344,右臂R2=0.340;健美操的腰部R2=0.350,右臂R2=0.343。2.本研究推算出的以男、女受试者的三维加速度counts-x、counts-y、counts-z值和合矢量counts-h值为基础构建的综合能量消耗预测方程式如下:男:EC/s=-6068.7884+0.04953*counts-x+0.32293*BMI+0.50758*HREC/s=-6152.2663+(-0.02139)*counts-y+0.32830*BMI+0.50632*HREC/s=-6123.6069+(-0.02241)*counts-z+0.32730*BMI+0.50732*HREC/s=-6182.8212+0.04515*counts-h+0.32441*BMI+0.49800*HR女:EC/s=-4452.9847+(-0.02534)*counts-x+0.06636*BMI+0.53372*HREC/s=-4498.2832+0.00323*counts-y+0.06757*BMI+0.53433*HREC/s=-4454.0866+0.04672*counts-z+0.06576*BMI+0.53265*HREC/s=-4756.3288+0.08059*counts-h+0.06947*BMI+0.52146*HR研究结论:1.21种运动方式应用三维加速度计应佩戴的最佳位置:上肢为主的运动方式,最佳佩戴位置是上臂;下肢为主的运动方式,最佳佩戴位置是右踝;相对轻柔的全身运动型的健身气功,最佳佩戴位置是右腕;强度相对较高的全身性运动方式,最佳佩戴位置是腰部。2.本研究构建的综合能量消耗模型具有较高拟合度,其相关系数均在0.50以上,有的甚至达到0.75以上,在预测运动能量消耗方面具有较好的准确度,可应用于大学生运动员日常体育运动能量消耗的监测。