杨洪杰 刘善云
摘 要：分析大學生体力活动水平、静坐时间与功能动作、身体素质表现的相关性，建立大学生健康体力活动水平和适宜静坐时间参考标准。采用《国际体力活动问卷（IPAQ-LF）》调查232名普通大学生的体力活动水平和静坐时间，进行Cook等的功能动作筛查测试和《国家学生体质健康标准》中的身体素质测试，运用Kendall’s tau_b相关法和ROC曲线法进行统计分析。结果显示：（1）大学生体力活动水平与功能动作直线弓箭步、主动直腿上抬、旋转稳定性的评分以及立定跳远的成绩均呈正相关（r值分别为0.188、0.113、0.122和0.127，P<0.05），体力活动水平与50 m跑成绩、工作日静坐时间与肺活量、休息日静坐时间与直线弓箭步评分均呈负相关（r值分别为-0.175、-0.220和-0.158，P<0.05）。（2）大学生健康体力活动水平参考标准为≥1 800 Mets，工作日适宜静坐时间为≤200 mins/d，休息日适宜静坐时间为≤450 mins/d。结果表明：健康体力活动水平以及适宜静坐时间参考标准的建立对普通大学生日常健身具有较大的指导意义。
关 键 词：体力活动水平;功能动作;身体素质;静坐时间;大学生
中图分类号：G804.2 文献标志码：A 文章编号：1006-7116（2022）04-0138-07
Research on establishing the reference standard of college students" physical activity level by means of ROC curve method
YANG Hongjie1， 2，LIU Shanyun3
（1.School of physical Education，Yancheng Institute of Technology，Yancheng 224051，China;
2.School of Physical Education and Educational Science，Tianjin Unitversity of Sport，Tianjin 301617，China;3.School of Sports Training Science，Tianjin Unitversity of Sport，Tianjin 301617，China）
Abstract：
To analyze the relationship among college students" physical activity level， functional movement and physical quality performance， and to establish reference standards for healthy physical activity level and the suitable sitting time for college students. Adopting IPAQ-LF to survey， using FMS and physical quality test to measure 232 ordinary undergraduates’ physical activity level and the sitting time， and then carrying on the statistics of Kendall"s tau_b correlation and ROC analysis. Results showed that：
（1）there was a significant positive correlation between the level of physical activity and the performance of straight lunge， active straight leg lift， rotation stability and standing long jump （r values are 0.188、0.113、0.122 and 0.127， respectively， P < 0.05）， and there was a significant negative correlation between physical activity level and 50-meter running performance， sitting time on weekdays and vital capacity， the sitting time on rest days and straight lunge （r values are -0.175， -0.220 and -0.158， respectively， P < 0.05）. （2） The healthy level of physical activity is for ≥ 1 800 mets， the sitting time on working day is suitable for ≤ 200 mins/day， meditation time on rest day is suitable for ≤ 450 mins/day by using ROC curve. The conclusions indicated that three reference standards have great guidance value for college students" physical fitness activity.
Keywords：
physical activity level;FMS;physical fitness;the sitting time;college students
体力活动不足作为21世纪全球最大的公共卫生问题，是引发慢性非传染性疾病的头号杀手和导致非传染性疾病死亡率增加的第四大风险因素[1]。有研究调查20年来国内外体力活动水平状况发现，全球15岁以上人口体力活动不足发生率约为31.1%，青少年人群和老年人群的检出率更高[2]。青少年体质一直是我国国民忧虑的重大问题，而大学生的体质更是关系青少年未来身心发展的关键。近些年大学生体质健康测试结果显示，大学生身体机能和身體素质均有下降趋势[3]，体力活动不足是影响大学生体质的重要因素。大学生的体力活动主要是以学习活动和交通活动中的低强度活动为主，但休闲体育以及中等强度以上的活动不足，每天静坐时间较长[4]。为此，教育部制定了《国家学生体质健康标准》，把增强学生体质作为学校教育的基本目标之一，使大学生的耐力、力量和速度等身体素质得以提高。同时大学生体力活动水平降低、静坐时间较长，严重影响其动作模式质量，增加运动损伤风险。有研究调查4 483名大学生课外运动损伤的影响因素发现，最重要的是准备活动是否充分与动作模式是否正确两个因素[5]。为此，本研究采用《国际体力活动调查问卷（IPAQ-LF）》对大学生进行一周体力活动水平和静坐时间调查，采用Cook等的FMS进行动作模式评估，并依据《国家学生体质健康标准》进行体质测试，分析大学生体力活动水平、静坐时间与功能动作、身体素质指标的相关性，进而利用ROC曲线法建立大学生健康体力活动水平以及静坐时间参考标准，作为指导大学生提高日常体力活动、增强体质和改善动作模式的理论依据。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
受试者人数的确定，依据体力活动水平预测体质测试成绩达标（包括及格、良好和优秀3个等级）或未达标（不及格等级）的诊断实验，预期ROC曲线下面积AUC≥0.65，假设显著水平α=0.05，检验效能1-β=0.8，基于第八次全国学生体质报告显示大学生体质的不及格率远高于大中小学生的平均值11.3%[6]，故预计体测成绩达标组样本量N1为不达标组样本量N2的7倍以上，利用MedCalc软件计算得到样本量N1≥202，N2≥29，则需受试者人数至少为231名。由此在普通本科院校非体育专业大学生中随机选取232名作为研究对象，其中男生124名、女生108名。受试者年龄（20.3±0.8）岁，身高（172.9±7.1） cm，体质量（65.8±12.4） kg。受试者自愿参加本项研究，测试前填写《PAR-Q问卷》和《身体状况安全问卷》，排除心血管高危、中危人群以及各种身体疾病患者。
1.2 研究方法
1）体力活动水平调查。
所有受试者填写IPAQ-LF问卷，调查内容包括职业、家务、交通、休闲4类体力活动的能量消耗和工作日、休息日的静坐时间。由于大学生尚未从事职业活动，故排除职业类体力活动，且家务类体力活动限定为校内进行的劳动活动。该问卷于2001年最早由国际体力活动测量工作组制定，并在12个国家开展了研究，均表明问卷的信度和效度较高[7]。2004年曲宁宁等[8]将问卷翻译成中文后在大学生中进行信效度检验，间隔3天的重复调查结果显示其信度较高（ICC≥0.7），且调查的各项体力活动量与日常记录的体力活动量一致率均在70%以上。IPAQ-LF中各体力活动的能量消耗公式为：能量消耗=活动强度×每天活动时间×每周活动天数，运用此公式把调查的大学生体力活动情况转化为能量消耗，最后把各强度等级的多项体力活动能量消耗相加即为一周内的体力活动能量消耗总量。其中，一周能量消耗≤600 Mets为体力活动不足。
2）FMS测试。
在获取大学生体力活动调查问卷的两天内，采用功能运动测试套件（JOINFIT品牌）和瑜伽垫进行FMS测试，其测试方法依据Cook等[9]提出的FMS进行。Onate等[10]对两名测试者两次现场FMS评分结果的研究表明，FMS具有较高的信度（不同测试者之间以及两次测试之间），Kappa加权系数为0.75～1.00。同样Harper等[11]对同一测试者相隔1周的两次测试评分进行信度检验，ICC在0.79～0.84之间。为保证测试的有效性，学生的每个动作完成两次，并采用数码4K摄录一体机（型号：FDR-AX100E）进行正面和侧面摄像，后由两名经过FMS培训的专家根据录像内容进行打分。如果得分不同则调出录像进行现场商讨后重新评分，FMS的测试内容包括主动直腿上抬、肩部灵活性、躯干稳定性俯卧撑、旋转稳定性、深蹲、跨栏步和直线弓箭步7个功能动作，评分分为4个等级，3分代表按标准准确完成某个动作测试，而2、1和0分表示动作过程中出现了不对称性、稳定性和灵活性等功能动作障碍，具体为2分代表完成动作时出现代偿性动作，1分代表不能完成动作，0分代表在完成动作时出现疼痛[9]。
3）体质健康测试。
在FMS测试完成后的周末统一对受试者进行体质测试，身体形态（身高、体质量）、肺活量、立定跳远和坐位体前屈采用大学生体质健康测试仪（北京华夏汇海科技有限公司生产）进行测试，学生持各自的体质健康测试IC卡在相应仪器上接受测试，每人测试3次，体质健康测试仪自动将最好成绩确定为最终成绩;引体向上、仰卧起坐、50 m跑和中长跑由专业体育老师在田径场进行测试，且每位学生测1次，为保证测试结果的有效性，测试前对体育老师进行统一培训。
4）数据处理。
采用Stata 14.0统计学软件首先进行各指标的描述性统计，本研究中连续资料均服从正态分布，因此采用平均值±标准差形式描述，无序分类变量采用频率（百分比）的形式描述;然后对体力活动水平、身体素质和功能动作表现的各指标，进行Kendall’s tau_b相关分析;最后，采用MedCalc统计学软件进行ROC曲线分析。诊断指标为体力活动水平、工作日静坐时间或休息日静坐时间。结局指标为：（1）体测成绩达标与未达标的二分类变量，其划分标准为：按照《国家学生体质健康标准》将体质测试结果分为不及格、及格、良好和优秀4个等级，据此生成新的二分类变量：达标（包括及格、良好和优秀3个等级）与未达标（不及格等级）。（2）功能动作达标与未达标的二分类变量，其划分标准为：依据Cook等[9]提出的FMS中4个评分等级生成新的二分类变量：达标（3分）与未达标（0、1和2分）。
2 结果与分析
2.1 大学生体力活动水平与功能动作、身体素质表现概况
大学生体力活动水平为（2 125.3±2 114.8） Mets，体力活动不足的人数比例为12.9%，工作日静坐时间为（360.8±185.4） mins/d，休息日静坐时间为（328.2±195.1） mins/d，男、女生之间无显著差异。大学生身体形态和身体素质方面，BMI未达标率（>28 kg/m2）为8.6%，各项身体素质的未达标率（即不及格率）分别为：肺活量5.2%、坐位体前屈11.2%、立定跳远21.6%、50 m跑6.9%、中长跑8.6%、引体向上74.0%、仰卧起坐6.3%。FMS测试的总分为15.9±2.6，各项功能动作的未达标率（<3分）分别为：深蹲73.3%、跨栏步53.5%、直线弓箭步48.3%、肩部灵活性27.6%、主动直腿上抬44.8%、躯干稳定性俯卧撑61.2%、旋转稳定性89.7%（见表1）。
2.2 大学生体力活动水平与身体素质、功能动作表现的相关性
表2、表3显示，大学生体力活动水平与功能动作直线弓箭步的评分呈非常显著正相关（r =0.188，P<0.01），与立定跳远成绩、主动直腿上抬及旋转稳定性的评分均呈显著正相关（r分别为0.127、0.113和0.122，P<0.05），而与50 m跑成绩呈显著负相关（r =-0.175，P<0.05）。同时，男大学生体力活动水平与直线弓箭步评分呈非常显著正相关（r =0.198，P<0.01），与旋转稳定性评分呈显著正相关（r =0.130，P<0.05）;女大学生体力活动水平与肺活量呈显著正相关（r =0.375，P<0.05）。大学生工作日静坐时间与肺活量呈显著负相关（r =-0.220，P<0.05），且女大学生工作日静坐时间与肺活量呈显著负相关（r =-0.417，P<0.05）。大学生休息日静坐时间与直线弓箭步评分呈非常显著负相关（r =-0.158，P<0.01），且男大学生休息日静坐时间与直线弓箭步评分呈非常显著负相关（r =-0.165，P<0.01），女大学生休息日静坐时间与仰卧起坐成绩呈非常显著负相关（r =-0.442，P<0.01）。
2.3 ROC曲線法建立大学生健康体力活动水平和适宜静坐时间
ROC曲线，即受试者工作曲线，是评价诊断性实验优劣及确定临界值的一种方法。有研究指出在体质与健康促进研究中，只要数据为连续变量或有序分类变量，需要对结果判断正确与否以及确定临界值时，都可以使用ROC曲线[12]。本研究以体力活动水平、工作日静坐时间或休息日静坐时间为诊断指标，以显著相关的体质测试或功能动作指标为结局指标，采用ROC曲线法得出体力活动水平和静坐时间的临界值。为保证所得临界值的有效性，ROC曲线需满足2个条件：（1）曲线下面积AUC≥0.65，且P<0.05;（2）敏感性≥0.5，特异性≥0.5。据此对分析结果（见表4）进行筛选，可分别建立大学生直线弓箭步、主动直腿上抬达标的体力活动水平临界值，肺活量达标的工作日静坐时间临界值，直线弓箭步达标的休息日静坐时间临界值，以及男性大学生直线弓箭步达标的体力活动水平、休息日静坐时间临界值（见图1）。
3 讨论
本研究发现大学生的平均体力活动水平为2 125.3 Mets，属于中等水平，但仍有12.9%的学生处于体力活动不足状态，静坐时间平均为工作日394 mins/d，休息日328 mins/d。随着社会经济的发展，我国大学生的休闲娱乐方式发生了很大变化，使用手机、电脑等的屏幕时间增加[13]，一方面导致日常体力活动量减少，以往有关清华大学1 414名大学生的体力活动调查研究显示体力活动不足率为10.8%[14]，略低于本研究;另一方面导致静坐时间增加，调查显示上海市成年人静坐时间平均为424.8 mins/d[15]，略高于本研究。体力活动水平降低及静坐时间增加严重影响大学生每周的能量消耗。
本研究发现大学生立定跳远、50 m跑的成绩与体力活动水平、肺活量与工作日静坐时间均具有相关性（P<0.05），采用ROC曲线可确立工作日适宜静坐时间为≤200 mins/d。大学生体质健康一直是我国关注的热点问题，最新国民体质监测公报显示大学生的体质继续呈下降趋势[3]。有研究指出扭转下降趋势的措施在于将体力活动融入体质评价系统，促使体力活动有益健康的科学证据转化为公共卫生实践[16]。为此本研究首先调查了大学生体力活动水平与体测成绩之间的相关性，并证实大学生体力活动水平与立定跳远成绩呈显著正相关，与对清华大学1 414名大学生的体力活动调查结果一致[17]，表明体力活动水平影响大学生的爆发力。肺活量是反映肺通气功能的重要指标，本研究证实大学生总体及女大学生工作日静坐时间与肺活量呈显著负相关，女大学生体力活动水平与肺活量呈正相关，以往研究发现大学生步行量与肺活量体质量指数呈显著正相关[18]，表明大学生体力活动水平影响呼吸功能。仰卧起坐是反映腹肌耐力的指标，本研究证实女大学生休息日静坐时间与仰卧起坐成绩呈负相关，表明女大学生休息日静坐时间影响腹肌耐力。依据体力活动与体测成绩的相关性，采用ROC曲线法可以建立肺活量达标大学生工作日的适宜静坐时间为≤200 mins/d，此指标的AUC为0.811，具有中等诊断价值，且能分辨83.3%（敏感性）的肺活量达标大学生以及80.9%（特异性）的肺活量不达标大学生。
本研究发现大学生功能动作直线弓箭步、旋转稳定性、主动直腿上抬的评分与体力活动水平、直线弓箭步评分与休息日静坐时间均具有相关性（P<0.05），采用ROC曲线可分别确立健康体力活动水平为≥1 800 Mets，休息日适宜静坐时间为≤450 mins/d。FMS设计的目的是调查身体存在的灵活性、稳定性和不对称性等功能动作障碍，进而通过纠正训练降低运动损伤发病率。有调查显示大学生的总体运动损伤发生率达31.0%，一年随访中每1 000 h的体力活动中有2.53起运动损伤事件[19]，表明大学生中存在功能动作障碍的比例较高。虽然许多研究已经证实青少年、大学生的体质与功能动作表现不相关或呈低度相关[20-21]，但是目前尚无大学生体力活动水平与功能动作表现的相关性研究。本研究显示大学生体力活动水平与功能动作旋转稳定性、主动直腿上抬、直线弓箭步的评分分别呈显著正相关，其中男大学生体力活动水平与功能动作旋转稳定性、直线弓箭步的评分分别呈显著正相关，大学生总体及男大学生休息日静坐时间与功能动作直线弓箭步评分呈非常显著负相关，表明大学生的体力活动水平和静坐时间影响其功能动作表现。依据体力活动水平与功能动作的相关性，采用ROC曲线法可以建立大学生直线弓箭步达标的体力活动水平为>1 758 Mets，主动直腿上抬达标的体力活动水平为>1 836 Mets，两个指标的AUC非常接近，均具有中等诊断价值。为了便于指导大学生健身，可以将大学生的健康体力活动水平确定为≥1 800 Mets，并且采用ROC曲线法建立男大学生直线弓箭步达标的体力活动水平为≥1 821 Mets;同时采用ROC曲线法建立功能动作直线弓箭步达标的大学生总体及男大学生休息日静坐时间分别为≤450、<400 mins/d，两指标的AUC为0.670、0.651，诊断价值中等且能分辨76.7%（敏感性）的直线弓箭步达标以及50.0%（特异性）的未达标大学生，同时能分辨78.6%（敏感性）的直线弓箭步达标以及53.5%（特异性）的未达标男大学生。
健康体力活动水平及适宜静坐时间参考标准的确立均对普通大学生日常健身具有较大的指导意义。步行属于中等强度体力活动，有研究通过分析大学生步行活动与各项体质指标的相关性，并采用ROC曲线法建立健康步行量参考标准为≥11 000 steps/d[18]，但是步行活动并不能代替包括职业、家务、交通、休闲在内的日常体力活动。另有研究将92名女大学生分为10 000、12 500和15 000 steps/d的3个步行组，进行24周的运动干预后发现3组的体重和体脂率均有增加，表明10 000～15 000 steps/d的步行活动不能控制女大学生的体重和体脂率增长，可见步行参考标准的建立不能满足大学生的健康需要。本研究建立的体力活动水平参考标准涵盖家务、交通、休闲在内的各种运动强度体力活动，有利于通过改变运动强度提高大学生的体力活动水平。研究发现体力活动与健康之间存在剂量效应关系，日常体力活动量的减少与多种慢疾病的发生有关[22]。对超过5万名美国护士进行的追踪研究显示，每天看电视时间增加2 h，则在6年后罹患肥胖和糖尿病的风险分别增加23%和14%[23]。本研究建立的静坐时间参考标准有利于大学生减少久坐不动的生活方式，预防慢性疾病的发生。同时，本研究也存在一定的局限性，Youden指数（敏感度+特异性-1）是反应临界值辨别能力的另一指标，数值越接近1说明临界值的辨别能力越高[24]，本研究中工作日适宜静坐时间≤200 mins/d的Youden指数为0.642，具有较高的辨别能力，而体力活动量临界值的Youden指数分别为0.299和0.241，休息日静坐时间临界值的Youden指数为0.372，两者的辨别能力均不高，因此有待进一步研究发现相关性较高的指标来确定临界值。
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