天津市中学生未矫正视力与24小时活动行为的关联研究

《Frontiers in Public Health》：A study on the association between uncorrected visual acuity and 24-h activity behaviors among middle school students in Tianjin

　　

专业摘要翻译 目的： 本研究旨在探讨24小时活动行为——包括久坐行为（sedentary behavior, SB）、低强度体力活动（light-intensity physical activity, LPA）、中高强度体力活动（moderate-to-vigorous physical activity, MVPA）和睡眠（sleep, SLP）——对天津市中学生近视的独立及联合影响。研究结果旨在为近视防控策略及儿童青少年循证体力活动处方的制定提供参考依据。 方法： 采用分层整群抽样方法，从天津市五个区招募1,212名中学生。受试者连续佩戴加速度计（ActiGraph GT3X+）七天，以客观监测其24小时活动模式。研究人员进行眼科检查以评估未矫正视力（uncorrected visual acuity, UCVA）。采用LASSO回归分析探讨活动行为与未矫正视力之间的关联。鉴于基于时间的24小时活动行为之间存在固有的相互依赖性和多重共线性，采用LASSO回归以实现稳健的变量筛选并提高模型稳定性，优于传统回归方法。 结果： （1）近视患病率：总体近视检出率为73.3%，女生高于男生。重度视力损伤占比最高（38.0%），且患病率随年级升高显著上升，初三达39.2%。（2）24小时活动行为：每日久坐时间（572.08 ± 51.16 min）显著超过推荐指南标准。MVPA（38.74 ± 15.36 min）和睡眠时长（453.10 ± 47.18 min）均低于推荐水平。（3）与未矫正视力的关联：LASSO回归显示MVPA（β = 0.162）和睡眠时长（β = 0.131）与未矫正视力呈正相关，提示对近视具有保护作用。相反，久坐行为（β = ?0.106）和低强度体力活动（β = ?0.078）与未矫正视力呈负相关，提示增加近视风险。 结论： 24小时活动行为与中学生未矫正视力显著相关。较高的MVPA和较长的睡眠时间与更好的视力相关，而更多的久坐行为和低强度体力活动与较差的视力结局相关。

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一、研究背景与意义

近视（myopia）是一种屈光不正，平行光线经眼球屈光系统后聚焦于视网膜之前，导致远视力模糊。高度近视可引发视网膜脱离、近视性黄斑病变等不可逆视力损害，已成为全球视力丧失和致盲的主要原因之一。据世界卫生组织（WHO）及大规模流行病学研究估计，全球约30%的人口目前受近视影响，预计到2050年这一比例将升至近50%，其中高度近视约占10%。中国儿童青少年近视形势尤为严峻，2020年国家卫健委报告显示，中国儿童青少年总体近视检出率为52.7%，其中初中生达71.1%，高中生达80.5%。近视不仅严重影响个体身心健康，也给家庭带来沉重经济负担。

既往研究大多聚焦于单一行为（如久坐行为或体力活动）对近视的影响，未能充分考虑24小时活动行为各组分之间相互关联、此消彼长的内在特性。此外，多数现有研究关注活动模式对体质健康的影响，直接探讨其与近视关系的研究相对较少。基于此，本研究以天津市中学生为对象，采用7天加速度计客观监测完整24小时活动行为谱，在24小时活动行为整合框架下，探讨久坐行为（SB）、低强度体力活动（LPA）、中高强度体力活动（MVPA）和睡眠（SLP）四个组分对中学生未矫正视力（UCVA）的独立及联合效应，为近视防控和青少年个性化体力活动处方制定提供理论依据与实践指导。

二、研究设计与方法

研究人员于2024年1月至3月在天津市开展研究，依托天津市学生体质健康监测项目，采用分层整群抽样方法，从和平区、南开区、静海区、西青区和河西区五个区中随机抽取10所初中，从七至九年级随机招募学生。初始招募1,256名学生，排除44名加速度计数据缺失或无效者，最终纳入1,212名。样本量依据标准公式计算，假设初中生近视患病率71.1%，考虑10%无应答率。研究经天津体育学院伦理委员会批准（伦理批号：TJUS2025-032）。

研究采用的主要关键技术方法包括：

第一，24小时活动行为的客观测量。 使用ActiGraph GT3X+三轴加速度计连续监测7天（5个工作日和2个周末日），佩戴于右侧髂嵴上方。参数设置包括：采样间隔60秒，采用Choi算法定义非佩戴时间，每日有效佩戴时间≥600分钟，至少4天有效（含3个工作日和1个周末日）。体力活动强度切点：SB < 100 counts/min，LPA 100–2,295 counts/min，MVPA ≥ 2,295 counts/min。睡眠时长初始以每日总时间（1,440分钟）减去体力活动和久坐时间计算，并分别以青少年体力活动问卷（PAQ-A）和标准化睡眠评估问卷对20%随机亚组（n = 242）进行交叉验证，组内相关系数（ICC）分别为0.78（95% CI: 0.72–0.83）和0.82（95% CI: 0.76–0.87），显示良好一致性。

第二，眼科检查。 由专业眼科医师和验光师在实验室环境下完成，包括5米标准电子视力表检测双眼裸眼远视力，以及使用天乐RM-9600自动电脑验光仪在非散瞳条件下测量屈光状态。近视筛查标准依据《中国近视防控指南》（2024版）：任一眼裸眼视力 < 5.0且等效球镜（SE）< ?0.50 D即判定为筛查性近视；佩戴角膜塑形镜者直接判定为近视。

第三，问卷评估。 采用《全国学生体质与健康调查问卷》和《中国中学生心理健康量表》收集人口学信息、体力活动行为、健康状况和学业压力等数据。量表Cronbach's α = 0.879，KMO = 0.910，信效度良好。

第四，统计分析。 采用IBM SPSS Statistics 27.0和R 4.4.2软件glmnet包。描述性统计以均值±标准差表示，独立样本t检验比较组间差异，卡方检验比较分类变量，Pearson相关和多元线性回归探讨UCVA与24小时活动行为的关系，LASSO回归（最小绝对收缩和选择算子）在多重共线性条件下进行稳健变量筛选，通过交叉验证选择最优正则化参数λ = 0.023。

三、研究结果

3.1 参与者基本特征

在1,212名参与者中，男生642人（53.0%），女生570人（47.0%）；城市学生742人（61.2%），农村学生470人（38.8%）。学业压力分布：轻度19.9%、中度44.1%、较高25.5%、严重10.5%。仅26.7%的学生裸眼视力正常，73.3%被判定为近视。近视学生中重度视力损伤占比最高（38.0%），其次为中度（28.9%）和轻度（6.4%）。卡方检验显示，男女学生UCVA等级分布差异无统计学意义（P > 0.05），但三个年级间正常视力和轻度视力损伤人数差异显著（P < 0.05）。

3.2 不同性别和年级的24小时活动行为

总体日均活动行为为：MVPA 38.74 ± 15.36分钟，LPA 376.09 ± 17.16分钟，SB 572.08 ± 51.16分钟，SLP 453.10 ± 47.18分钟。独立样本t检验显示LPA和MVPA存在显著性别差异（P < 0.05），SB和SLP无显著性别差异（P > 0.05）。单因素方差分析显示四种活动行为均存在显著年级差异（P < 0.01）。随年级升高，SB从七年级的515.37 ± 17.67分钟增至九年级的635.33 ± 18.37分钟，SLP从505.74 ± 18.20分钟降至396.85 ± 12.14分钟，MVPA从39.89 ± 14.97分钟降至36.61 ± 14.70分钟。

3.3 未矫正视力与24小时活动行为的关联

Pearson相关分析显示，UCVA与LPA和SB呈负相关，与MVPA和SLP呈正相关。各年级相关系数绝对值均≥ |0.7|，提示UCVA与24小时活动行为四组分之间存在强且显著的关联。Logistic回归分析显示，MVPA和SLP与近视风险降低显著相关（OR = 0.86, 95% CI: 0.78–0.95, P < 0.01；OR = 0.89, 95% CI: 0.81–0.97, P < 0.05），而SB和LPA与近视风险升高相关（OR = 1.11, 95% CI: 1.03–1.21, P < 0.01；OR = 1.09, 95% CI: 1.02–1.18, P < 0.05）。

3.4 LASSO回归分析

单因素分析中，父母近视（χ2 = 10.62, P < 0.01）、较高学业压力（t = 6.12, P < 0.05）和较低日间户外活动水平（χ2 = 6.87, P < 0.01）与UCVA损伤显著相关。LASSO回归在控制性别、居住地、父母教育水平、家庭月收入、学业压力、父母近视状况和户外活动时间等协变量后，识别出核心变量（LPA、MVPA、SB、SLP）及潜在协变量（父母近视状况、户外活动时间、学业压力水平）为非零预测因子。最终模型显示：MVPA（β = 0.162）、SLP（β = 0.131）和户外活动时间（β = 0.166）与UCVA正相关；SB（β = ?0.106）、LPA（β = ?0.078）、父母近视状况（β = ?0.315）和学业压力水平（β = ?0.113）与UCVA负相关。预测模型为：UCVA = 41.92 – (0.315 × 父母近视状况) + (0.166 × 户外活动时间) – (0.113 × 学业压力水平) + (0.160 × MVPA) + (0.130 × SLP) – (0.105 × SB) – (0.077 × LPA)。

四、讨论与结论

讨论部分总结： 本研究通过方法学创新拓展了现有近视研究。首先，采用7天连续加速度计监测客观捕捉完整24小时活动行为谱，显著减少了回忆偏倚和暴露错分。其次，采用24小时活动行为框架，明确考虑了日常行为的时间约束性和相互依赖性。第三，LASSO回归在时间行为变量多重共线性条件下实现了稳健变量选择。第四，通过ICC交叉验证增强了活动行为评估的有效性。

本研究中近视检出率（73.3%）略高于2022年全国初中生平均水平（71.1%），男生（71.4%）低于女生（75.6%），与2010–2019年中国汉族7–18岁儿童青少年趋势分析结果一致。近视检出率随年级升高而上升，可能与学业压力增加导致近距离用眼时间延长和户外活动减少有关。

与世界卫生组织及2021年《中国人群身体活动指南》推荐标准相比，本研究中学生MVPA（38.74分钟）和睡眠时长（453.10分钟，约7.6小时）均未达标，SB（572.08分钟，约9.5小时）显著超标，与安徽、上海等地的监测结果趋势一致。

从24小时活动行为视角看，视觉健康不应归因于任何单一行为，而应理解为每日时间分配模式的累积和交互效应。MVPA的保护作用可能通过增加户外光照暴露、促进视网膜多巴胺释放、抑制眼轴过度伸长实现；充足睡眠通过维持昼夜节律和眼组织修复发挥保护作用；SB和LPA可能反映长时间近距离用眼，增加调节负荷和视网膜周边远视性离焦，促进眼轴伸长。

研究结论翻译： 24小时活动行为与中学生未矫正视力显著相关。较高的中高强度体力活动和较长的睡眠时间与更好的视力相关，而更多的久坐行为和低强度体力活动与较差的视力结局相关。从实践角度看，客观的24小时活动监测有助于更精准地识别与视觉健康相关的风险行为模式，为未来以优化每日时间分配为目标的干预研究提供了方法学基础，而非仅针对单一行为进行干预。