【可穿戴技术】测量卡路里消耗，消费者该如何选择一款有效的可穿戴产品呢？
2022年12月28日，美国运动医学会发布的全球健身趋势调查中，可穿戴技术排名第一。对于消费者来说，一般可供购买的健身可穿戴产品包括：健身追踪器、智能手表、心率监测器和 GPS 追踪设备等，这些产品较为常见的功能有监控步数、心率、能量消耗和最大摄氧量，还包括体温、血压、血氧饱和度、体温、呼吸频率、睡眠等功能。
本期将重点介绍能量消耗（卡路里）测量功能，希望可以为消费者购买可穿戴产品提供一定的参考。
首先，带大家了解一些关于能量消耗的基本知识。人体每日的总能量消耗主要由基础代谢率、饮食诱导产热、身体活动的能量消耗和适应性产热所组成。
一个每天跑步一小时（中等身体活动水平）的人，基础代谢率约占总能量消耗的60%。通常来说，身体活动的能量消耗约占到总能量消耗的15%~30%，但是身体活动能量消耗非常容易改变，因此各部分能量消耗比例也不是一成不变的。
作为一个消费者，可能会更加关注总能量消耗，因为如果同时知道自己的能量摄入，就可以根据能量平衡理论来实现控制体重或减肥，特别是佩戴自我监控的可穿戴产品可以增加能量消耗以及降低能量摄入。
当然，消费者也会关注进行一段身体活动的能耗，比如打完一局羽毛球比赛，抬起手腕看看运动手表上的卡路里数，进而判断是否满足身体活动推荐量。但与能量消耗不同，其他指标也可以帮助消费者判断是否达到身体活动推荐量，例如步数、心率和加速度计数，并且meta分析结果表明，可穿戴产品在测量前述指标时非常准确。
大量研究表明，消费者关注的能量消耗，可穿戴产品总是无法满足在有效性方面的要求。例如，一项纳入158篇文献的meta分析，包含Apple、Fitbit、Garmin、Mio、Misfit、Polar、Samsung、Withings 和Xiaomi商业可穿戴设备，结果显示没有一种产品能够有效地测量能量消耗。
发表在英国运动医学杂志上（If=18.47）的一项meta分析纳入60项研究，同样表明手腕或臂带可穿戴产品在测量能耗的准确度上依然不理想，同时研究者建议在加速度中添加心率以提高测量消耗的效度。
有趣的是，另外一项系统评价纳入52个研究，meta分析结果显示联合传感器（心率＋加速度计为主）Fitbits对于能量消耗的测量可能是不准确的。
按照前面的研究结果，消费者是不是根本无法在市面上买到一款准确评估能量消耗的产品呢？
然而事实并非如此，因为上述研究存在很多局限性，特别是证据质量在研究局限、不一致性和间接性方面存在不足。比如，当前没有可穿戴产品信效度试验的偏倚风险评价工具、研究人群异质性大、无法确定最小临床重要差异范围（如：能耗测量误差影响体重变化的阈值）等。
但是，这些局限性恰恰可以提醒消费者可以依据自身特征、使用目的和设备模式等因素来挑选尽可能有效的可穿戴产品。
效度（validity）又称有效性，指一项测试测量到了它所想要测量的东西的程度。
信度（reliability）又称可靠性，指测量结果的一致性和稳定性程度。
以下是我们在挑选产品需要考虑的因素：
人群特征
选择特定人群的产品：考虑是针对健康人群还是特殊人群；年龄范围，分层越小越好，如大学生、绝经后人群等，一般儿童（<12 岁）、青少年（12-18岁）、成年人（18-64岁）和老年人（＞65岁）；是否针对单一性别；考虑种族和肤色，特别是运动手表和手环。
设备特征
确定习惯佩戴的位置，并不局限于腕部，还可能是手臂、腰部和手指等位置；是否具有丰富的运动模块，模块中是否包含多种符合自身习惯的运动；是否考虑到基础代谢率的比例，如适用的基础代谢率推测算法。
使用目的
考虑是测量总能耗，或者是测量日常（Free-living）身体活动能耗，还是特定运动模式的能耗。
消费者可否在实验室条件外验证能量消耗效度？
鉴于双标水和间接测热法（测量能耗的金标准）价格昂贵，绝大部分消费者几乎不可能在实验室条件下验证能量消耗测量的有效性。此时，中国人群能量消耗参考值（CCPA）和美国身体活动汇编（CPA）则为消费者提供了一些验证能耗效度的可能。消费者可以佩戴购买的可穿戴产品，按照CCPA或CPA中的身体活动描述场景进行运动，然后将可穿戴产品测量结果与参考值进行对比，这样就可以对产品的误差有一个大致了解，从而更加科学地使用能耗测量功能。
举个例子，参考面向智能健康与幸福的身体活动评估网络小组的共识建议，消费者按照设备说明正确佩戴新购买的产品，选择2个跑步活动分别为“CHN07031 跑步：8km/h”和“CHN07013 跑步：12km/h”，将健身房跑台坡度设置为1-2%，每一个活动跑步的持续运动时间超过6 min，且两次运动之间有足够的间歇时间（一般是10 min以上）。跑步结束后，取每个跑速最后两分钟的平均卡路里（千卡/分钟）转化为代谢当量值（梅托：MET）后，将结果与参考值进行对比。
MET与千卡（kilocalories，kcal）或 千 焦（kilojoule，kJ）的转化1MET=1kcal/kg/h=4.184 kJ/kg/h
参考文献
[1] Chevance G,Golaszewski NM,Tipton E, et al. Accuracy and Precision of Energy Expenditure, Heart Rate, and Steps Measured by Combined-Sensing Fitbits Against Reference Measures: Systematic Review and Meta-analysis[J]. JMIR Mhealth Uhealth, 2022, 10(4): e35626.
[2] O'driscoll R,Turicchi J,Beaulieu K, et al. How well do activity monitors estimate energy expenditure? A systematic review and meta-analysis of the validity of current technologies[J]. Br J Sports Med, 2020, 54(6): 332-340.
[3] Argent R,Hetherington-Rauth M,Stang J, et al. Recommendations for Determining the Validity of Consumer Wearables and Smartphones for the Estimation of Energy Expenditure: Expert Statement and Checklist of the INTERLIVE Network[J]. Sports Med, 2022, 52(8): 1817-1832.
[4] Fuller D,Colwell E,Low J, et al. Reliability and Validity of Commercially Available Wearable Devices for Measuring Steps, Energy Expenditure, and Heart Rate: Systematic Review[J]. JMIR Mhealth Uhealth, 2020, 8(9): e18694.
[5] Ainsworth BE,Haskell WL,Herrmann SD, et al. 2011 Compendium of Physical Activities: A Second Update of Codes and MET Values[J]. Med Sci Sports Exerc, 2011, 43(2011): 1575-1581.
[6] 邱俊强,杨俊超,路明月, et al. 中国健康成年人身体活动能量消耗参考值[J]. 中国运动医学杂志, 2022, 41(5): 335-349.
策划制作
文字：杨俊超
审校：孟锟
排版：卢智慧
往期回顾
文中图片来源于网络