基于可穿戴惯性传感器的老年女性运动诱导活动能力适应性检测：一项随机对照试验

《Biosensors》：Wearable Inertial Sensor-Based Detection of Exercise-Induced Mobility Adaptations in Older Women: A Randomized Controlled Trial

　　

可穿戴惯性传感器已成为客观评估老年人活动能力的工具。该研究分析了可穿戴惯性传感器能否检测运动诱导的活动能力变化，并比较多组分训练（multicomponent training, MCT）和弹力带训练（elastic band training, EBT）对老年女性活动能力及身体功能的影响。42名受试者被随机分配至MCT组（n = 21）或EBT组（n = 21），其中38名（EBT：n = 19；MCT：n = 19）完成了为期16周的干预。结局指标包括使用可穿戴惯性传感器评估的仪器化起立-行走测试（instrumented Timed Up-and-Go, iTUG）、老年人体能测试（Senior Fitness Test）、最大等长握力、常规起立-行走测试（Timed Up-and-Go, TUG）、人体测量学指标、健康相关生活质量及血液生物标志物。数据采用年龄校正的线性混合效应模型进行分析。iTUG显示完成时间缩短（p < 0.001）、中段转身时间减少（p = 0.004）以及步频增加（p = 0.007）。坐站测试（p = 0.011）、手臂弯举（p < 0.001）和常规TUG（p = 0.009）也观察到显著的时间效应。未检测到显著的组×时间交互作用。经多重比较校正后，人体测量学指标、健康相关生活质量或血液生物标志物均未见显著变化。可穿戴惯性传感器检测到了与训练相关的活动能力变化，两种运动方案均改善了身体功能和活动能力，且组间无差异。

**论文解读：基于可穿戴惯性传感器的老年女性运动诱导活动能力适应性检测**

**一、研究背景与目的**

老年女性较男性更易遭受年龄相关的活动能力（mobility）和身体功能衰退，衰弱、肌少症、跌倒和活动受限的发生率更高，进而增加残疾、丧失独立性和入住养老机构的风险。活动能力是老年人独立性、整体健康和生活质量的基础，进行性肌力下降、平衡受损、步态异常等功能衰退会进一步提高跌倒与死亡风险。规律运动是缓解这一过程的有效非药物策略，其中多组分训练（multicomponent training, MCT）因同时针对肌力、平衡、协调、柔韧性和活动能力而被广泛推荐；弹力带训练（elastic band training, EBT）则具有低成本、便携、易在社区和家庭实施等优点。然而，直接比较MCT与EBT在社区老年女性中效果的研究仍较少。传统功能评估如起立-行走测试（Timed Up-and-Go, TUG）虽应用广泛，但仅能记录总完成时间，无法揭示坐-站、步行、转身和站-坐等具体运动环节的贡献，可能遗漏运动诱导的细微适应性变化。可穿戴惯性传感器（wearable inertial sensor）可在功能任务中客观量化步态和运动特征，其有效性和可靠性已被证实，尤其可通过仪器化TUG（instrumented TUG, iTUG）进行分期分析。因此，该研究旨在分析可穿戴惯性传感器能否检测运动诱导的活动能力适应性，并比较多组分训练与弹力带训练对老年女性活动能力、身体功能、人体测量、健康相关生活质量及血液生物标志物的影响。论文发表于《Biosensors》。

**二、研究方法概述**

该研究为双组平行随机对照试验（randomized controlled trial, RCT），按1:1随机分配，评估者对分组设盲。受试者来自智利特木科（Temuco）一所初级卫生保健中心的社区老年女性，共38人完成16周干预（EBT组19人，MCT组19人）。主要评估采用佩戴于第五腰椎（L5）的G-WALK可穿戴惯性传感器（BTS Bioengineering，意大利），进行iTUG，自动量化总完成时间、步速、步频、坐-站转换时间、转身时间等；次要评估包括老年人体能测试（Senior Fitness Test）、最大等长握力、常规TUG、人体测量（体重、身高、BMI、腰围）、健康相关生活质量（SF-36）和空腹血液生物标志物（血糖、白蛋白、总胆固醇、HDL-C、LDL-C、甘油三酯）。数据采用年龄校正的线性混合效应模型（linear mixed-effects model, LMM）分析，并对多重比较进行错误发现率（false discovery rate, FDR）校正。

**三、研究结果**

**3.1 活动能力结局（Instrumented Mobility Outcomes）**

通过G-WALK系统评估发现，干预后iTUG完成时间显著缩短（F(1,38.00)=12.70，p < 0.001，η²_p=0.251），中段转身时间显著减少（F(1,38.00)=9.36，p = 0.004，η²_p=0.198），步频显著增加（F(1,38.00)=8.01，p = 0.007，η²_p=0.174）。具体而言，EBT组iTUG完成时间减少0.61秒（?6.1%），MCT组减少0.87秒（?8.7%）；中段转身时间分别减少0.13秒（?5.6%）和0.38秒（?14.4%）；步频分别增加3.75步/分（+3.4%）和5.73步/分（+5.1%）。未发现显著的组别效应或组×时间交互作用，表明两种训练模式均有效且效果相似。

**3.2 身体功能结局（Physical Function Outcomes）**

通过老年人体能测试和常规TUG评估发现，坐站测试（p = 0.011）、手臂弯举（p < 0.001）和常规