主动增强现实游戏对老年人身体活动与认知功能的可行性研究：效果与用户体验分析

本研究针对老年人身体活动(PA)水平下降及认知功能衰退问题，探讨了主动增强现实(AAR)游戏干预的可行性。通过单次AAR游戏干预实验发现，参与者在中高强度PA(MVPA)占比达20%-30%，视觉推理能力显著提升(P=0.03)，且表现出高参与意愿(4.15/5分)和积极情感体验(4.35/5分)。研究表明AAR游戏可作为居家环境下促进老年人身心健康的创新手段，为应对人口老龄化提供了科技解决方案。

　　

随着全球人口老龄化加速，到2030年美国将有超过五分之一的人口年龄超过65岁。这种人口结构变化带来诸多健康挑战，其中老年人身体活动(Physical Activity, PA)水平随年龄增长显著下降尤为突出。缺乏运动与高血压、衰弱、跌倒风险增加、抑郁和认知衰退等多种不良结局密切相关。尽管世界卫生组织建议老年人每周至少进行150分钟中等强度或75分钟高强度PA，但如何激励老年人开始并坚持运动始终是个难题，COVID-19大流行更加剧了这一挑战。

传统运动促进方式面临动机不足、设施访问受限、对受伤或跌倒的恐惧以及缺乏正确运动知识等多重障碍。美国运动医学学会将技术整合实现PA目标列为"未来健身趋势"，其中老年人运动计划位列2025年趋势排行榜第三位。主动增强现实(Active Augmented Reality, AAR)游戏作为一种将数字游戏与真实世界身体运动相结合的新兴技术，有望克服这些传统障碍。

AAR游戏通过增强现实技术将数字图形和信息整合到用户物理环境中，创造沉浸式互动体验。与需要完全虚拟环境的虚拟现实(VR)不同，AR技术在用户真实环境中叠加数字元素，使运动体验更加自然和安全。值得注意的是，婴儿潮一代对扩展现实技术表现出出乎意料的开放态度——2023年调查显示70%的婴儿潮一代有兴趣尝试AR/VR技术，表明该技术在老年群体中具有广泛接受潜力。

本研究由东北大学健康技术实验室的Amy Shirong Lu、Bhagyashree Parkar等研究人员开展，旨在探讨AAR游戏在老年人中促进PA和改善认知功能的可行性、可接受性和安全性。研究结果发表在《JMIR Serious Games》上，为开发适合老年人使用的数字健康干预措施提供了重要证据。

研究人员采用混合方法设计，招募16名65-85岁(平均74.6岁)的独立生活老年人参与单次AAR干预。使用Active Arcade游戏套件进行四个10分钟的AAR游戏，通过ActiGraph wGT3x-bt加速度计和Polar H10心率监测器评估PA水平，采用NIH Toolbox的视觉推理测试和Flanker抑制控制与注意力测试评估认知功能，并通过问卷调查和半结构化访谈收集定量和定性数据。

研究结果

人口统计学特征

参与者平均年龄74.6岁，男女比例均衡(9女7男)，种族分布均匀(8名白人，8名黑人)。教育水平多样，最高比例拥有学士学位(31.25%)。常见健康问题包括高血压、心血管疾病、骨关节炎等，其中7名参与者服用β阻滞剂，这可能影响基于心率的PA测量。

身体活动和运动区域

加速度计和心率监测器数据显示，所有游戏均成功诱导参与者进行20%-30%的中高强度PA(MVPA)。Polar设备记录的游戏MVPA时间普遍高于ActiGraph，但《Reaction Flow》游戏例外。值得注意的是，75%的游戏时间发生在4×4英尺的最小区域内(平均30.01分钟)，表明AAR游戏非常适合家庭环境中的空间限制。

心率和自觉疲劳程度

游戏期间平均心率达到100bpm(64.1%HR_Max)，表明游戏平均引发中等强度PA。自觉疲劳程度(RPE)在游戏后立即升至3.25(1.73)，表明中高程度体力消耗。服用β阻滞剂组在整个研究中始终表现出较低的心率(平均低约8bpm)，其平均%HR_Max值略低于中等强度阈值。

认知测试

干预后视觉推理得分显著提高(P=0.04)，经年龄和教育程度调整后效应仍然显著(P=0.03)。Flanker测试未显示显著变化，表明AAR游戏可能特别有益于改善与视觉处理和问题解决相关的认知功能。

问卷调查结果

AAR/PA意向量表得分为4.15/5(SD 0.59)，动机量表得分为5.67/7(SD 1.24)，表明参与者继续参与AAR活动的意愿强烈。游戏体验问卷(GEQ)显示高积极情感(4.35/5)和低消极情感(1.30/5)，参与者报告感到有能力(3.68/5)和沉浸其中(3.64/5)，挑战水平适中(2.49/5)。

访谈分析

主题分析显示老年参与者对AR游戏反应积极，认为其兼具娱乐性和运动益处。许多人赞赏居家游戏的便捷性，将其视为传统运动环境的清新替代方案。参与者表达了对更具体力挑战性游戏的兴趣，《Whack a Mole》因简单有趣成为最受欢迎游戏。对未来游戏设计的建议包括可自定义难度级别、整合全身运动和音乐元素，以及开发支持社交互动的群体游戏模式。

研究结论与讨论

本研究证实了AAR游戏作为促进老年人PA和认知 engagement 的可行、可接受且愉快的替代方法的潜力。单次AAR游戏干预即可诱导MVPA并显著改善视觉推理能力，参与者表现出高动机水平和积极情感体验。

与先前研究相比，本研究发现基于心率的PA测量(使用Polar设备)通常比基于加速度计的测量(使用ActiGraph设备)记录更高的MVPA水平，这突出了在选择适当的PA评估方法时考虑个体因素(如药物治疗)的重要性。β阻滞剂使用者的HR反应可能被抑制，表明需要开发针对药物治疗个体的个性化PA强度评估方法。

视觉推理能力的显著改善表明AAR游戏可能刺激与高级认知功能相关的大脑区域，但也不能完全排除练习效应的可能性。未来研究应纳入对照组以更好分离AAR干预的特异性认知效应。

AAR游戏最显著的优势之一是其居家运动的可及性和实用性。大部分游戏在4×4英尺区域内完成，表明AAR游戏非常适合空间受限的环境，为行动不便或无法访问户外运动空间的个体提供了可行的运动选择。

研究的局限性包括样本量小(n=16)、干预时间短、β阻滞剂使用者比例高(7/16)以及缺乏对照组，这些因素限制了结果的普遍性和因果推断能力。未来研究应扩大样本规模、延长干预时间、纳入对照组，并探索适应不同健康水平和偏好的个性化游戏设计。

尽管存在这些限制，本研究为AAR游戏在促进老年人健康老龄化方面的潜力提供了有希望的初步证据。随着AR技术的不断发展和普及，AAR干预有望成为应对全球人口老龄化挑战的创新解决方案，通过将体育锻炼与认知刺激相结合，帮助老年人保持功能独立性和生活质量。未来研究应探索长期AAR干预的可持续性和有效性，以及在不同老年亚群体(如有认知障碍或行动限制的个体)中的适用性。