時(shí)間使用流行病學(xué)在身體活動研究領(lǐng)域的應(yīng)用

宋俊辰，李紅娟*，王政淞

（1.北京體育大學(xué) 運(yùn)動人體科學(xué)學(xué)院，北京100084；2.北京體育大學(xué) 運(yùn)動與體質(zhì)健康教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084）

社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，科技手段的日新月異，人類的生活方式也在不斷發(fā)生改變。隨著日常生活水平的逐漸提升，不論是在歐美等發(fā)達(dá)國家，還是在亞非等發(fā)展中國家及地區(qū)，人們越來越趨向于靜坐少動的生活方式。截至2016年，全球年齡標(biāo)準(zhǔn)化的身體活動不足流行率達(dá)到27.5%（95%CI：25.0-32.2），女性身體活動不足問題尤為嚴(yán)重（Guthold et al.，2018）。世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）2018年指出，身體活動缺乏已經(jīng)成為繼高血壓、煙草使用和高血糖之后的第4 大導(dǎo)致人類死亡的危險(xiǎn)因素?，F(xiàn)階段，每年約有320 萬例人類死亡事件與身體活動缺乏有關(guān)。大量研究表明，身體活動量不足、靜坐少動行為增多、睡眠質(zhì)量下降等人類生活方式問題與肥胖、心血管疾病、2-型糖尿病及癌癥等許多非傳染性疾病的日益增多密切相關(guān)（Brown et al.，2012；Cappuccio et al.，2010；Diaz et al.，2013；Rezende et al，.2016）。研究身體活動、靜坐行為、睡眠時(shí)間等的分配與健康的關(guān)系，成為公共健康研究領(lǐng)域的重要方向。因此，引入科學(xué)流行病學(xué)研究思想，推進(jìn)大眾健康教育及身體活動促進(jìn)實(shí)踐工作的進(jìn)一步開展，是當(dāng)前公共衛(wèi)生及運(yùn)動科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

從行為學(xué)研究角度來看，人在一天（24 h）當(dāng)中的活動時(shí)間包括睡眠、靜坐行為及不同種類的身體活動（Chaput et al.，2014）。長期以來，科研人員將睡眠、靜坐少動行為以及身體活動作為孤立的研究因素，來探討這些因素對人類疾病發(fā)生、公共健康管理、鍛煉行為改變等諸多方面產(chǎn)生的具體影響。但在2008年，行為階段改變理論提出者、美國羅德島大學(xué)癌癥預(yù)防研究中心主任Prochaska 教授卻指出，為解決目前日益嚴(yán)峻的公共健康問題，應(yīng)當(dāng)更多采用“共變”（Co-Variation）方法，不能僅考慮單一行為（如身體活動行為）對個(gè)體健康狀況產(chǎn)生的影響，而是應(yīng)該整合考慮個(gè)體的多個(gè)行為，充分探究多種行為變化對個(gè)體健康結(jié)果產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。2009年，美國哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院Mekary 博士采用等時(shí)替代模型（Isotemporal Substitution Model），將個(gè)體在一天當(dāng)中的多種行為加以詳細(xì)記錄，并分析了不同行為所占有的時(shí)間與人體身心健康狀況之間的關(guān)聯(lián)性。而后，澳大利亞學(xué)者Pedi?i?（2017）進(jìn)一步提出了時(shí)間使用流行病學(xué)（Time-Use Epidemiology）這一新理念。本文梳理了當(dāng)前國際身體活動、靜坐少動及睡眠行為與健康關(guān)聯(lián)的研究概況，并探討時(shí)間使用流行病學(xué)在身體活動等研究領(lǐng)域的發(fā)展前景，以期為我國人群身體活動與健康促進(jìn)領(lǐng)域的研究提供有益的參考。

1 身體活動、靜坐少動及睡眠行為研究概述

身體活動（Physical Activity）是指由骨骼肌收縮所引起的、導(dǎo)致機(jī)體能量消耗增加的任何身體活動，包括工作期間的身體活動、家務(wù)相關(guān)的身體活動、交通出行相關(guān)的身體活動以及閑暇時(shí)間參與的鍛煉類身體活動（WHO，2018）。經(jīng)常參與鍛煉類身體活動，如跑步、籃球、游泳等能起到強(qiáng)身健體、促進(jìn)健康的積極作用。從人群健康促進(jìn)的角度，一般通過引導(dǎo)各人群定期參加鍛煉類身體活動，達(dá)到降低其非傳染性疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)身心健康全面發(fā)展的目的（Fan et al.，2015；Lindwall et al.，2011；Richards et al.，2015；Waleh，2016）。近年來，世界各國陸續(xù)出臺了以改善身體活動、促進(jìn)國民健康為目標(biāo)的身體活動指南，但這些指南所推薦的身體活動量僅夠保證個(gè)體達(dá)到基本的健康狀態(tài)（Centers for Disease Control and Prevention，2018a）。最近有國外學(xué)者提出不同觀點(diǎn)，認(rèn)為更高的身體活動水平會對人體的身心健康產(chǎn)生更為積極的影響（Andersen et al.，2006；Moore et al.，2012；Zhang et al.，2017），即花費(fèi)更長的時(shí)間參與更多的鍛煉類身體活動可以充分降低疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，保障身體健康。理論上，隨著日常身體活動水平的不斷提升，個(gè)體的健康收益也應(yīng)隨之增加。但實(shí)際上，身體活動水平的提升與個(gè)體健康結(jié)果之間并不存在完全正向的線性關(guān)系。美國國立健康研究院國家癌癥研究所Moore 教授團(tuán)隊(duì)就曾分析了閑暇時(shí)間身體活動與全因死亡率的劑量-效應(yīng)關(guān)系，并指出當(dāng)個(gè)體的日常身體活動水平達(dá)到身體活動推薦量的3～5 倍時(shí)，因身體活動水平提升而導(dǎo)致全因死亡率下降產(chǎn)生的收益會觸發(fā)“天花板效應(yīng)”，即全因死亡率風(fēng)險(xiǎn)不會再進(jìn)一步降低（HR=0.61，95%CI 0.59-0.62）（Arem et al.，2015）。

雖然從運(yùn)動科學(xué)的發(fā)展歷史來看，有關(guān)人體日常身體活動的研究一直聚焦于中高強(qiáng)度（MVPA）身體活動（Pate et al.，2008）。但在過去30年，隨著行為科學(xué)研究思路被不斷運(yùn)用于身體活動相關(guān)研究，學(xué)術(shù)界逐漸將低強(qiáng)度身體活動（Light Intensity Physical Activity，LIPA）及久坐行為等一系列身體活動相關(guān)行為納入到身體活動健康促進(jìn)研究領(lǐng)域中。在2012年，久坐行為研究聯(lián)盟（Sedentary Behaviour Research Network，SBRN）公開發(fā)表了關(guān)于明確區(qū)分“久坐行為”和“身體活動不足”二者定義的公開聲明，正式提出應(yīng)當(dāng)將“久坐行為”與“身體活動不足”區(qū)分開來，且分別將其進(jìn)行精準(zhǔn)定義（Barnes et al.，2012）。2017年，加拿大身體活動指南項(xiàng)目主席、渥太華大學(xué)Tremblay教授等學(xué)者邀請了87 名SBRN 成員，共同完成了一系列關(guān)于久坐行為研究相關(guān)術(shù)語制定及規(guī)范工作，將久坐行為定義為人類處于清醒狀態(tài)下的具有下列特征之一的行為，具體表現(xiàn)為人體處于坐姿、倚靠和靜躺等姿勢，且能量消耗≤1.5 代謝當(dāng)量（METs）。近年來，人類的生活方式愈來愈趨近于便利化，久坐行為所占用的時(shí)間在不斷增加。21 世紀(jì)初，西方發(fā)達(dá)國家的調(diào)查指出兒童青少年的久坐時(shí)間過長，此外，還有學(xué)者認(rèn)為，個(gè)體的久坐時(shí)間會隨其年齡的增長而不斷增加，不僅是兒童青少年人群，成年人的久坐少動問題同樣嚴(yán)峻（Centers For Disease Control And Prevention，2015；Matthews et al.，2008；Pate et al.，2011；Saidj et al.，2015；Steele et al，2010）。過多的久坐行為使兒童青少年群體受困于肥胖、代謝綜合征等慢性疾病，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績下降、認(rèn)知功能減退甚至抑郁等嚴(yán)重的心理健康問題（Costigan et al.，2013；Hoare et al.，2014）。對于成年人群體而言，久坐時(shí)間的增加更會導(dǎo)致心血管疾病、糖尿病、代謝綜合征等慢性疾病的發(fā)病率甚至全因死亡率明顯提高（Chau et al.，2013；Edwardson et al.，2012；Ford et al.，2012；Patterson et al.，2018）。從實(shí)驗(yàn)研究獲取的相關(guān)證據(jù)可知，人群的久坐行為時(shí)間過多并不等同于其日常高強(qiáng)度身體活動（MVPA）不足（Healy et al.，2008；Owen et al.，2010）。實(shí)際上，多數(shù)個(gè)體在一天之內(nèi)可能會同時(shí)積累大量的MVPA 和久坐行為時(shí)間，甚至由于MVPA 時(shí)間較高而出現(xiàn)補(bǔ)償性的久坐時(shí)間過長。對于這類人群來說，雖然其具備較高的MVPA水平，但因日常久坐時(shí)間過長，仍然會面臨較高的健康風(fēng)險(xiǎn)。有學(xué)者指出，無論對于兒童青少年還是成年人群體，久坐行為是影響健康的獨(dú)立影響因素，與是否有充足的身體活動無關(guān)（Biddle et al.，2017；Van Der Ploeg et al.，2012）。

睡眠（Sleep）是人類的重要生理現(xiàn)象，表現(xiàn)為持續(xù)一定時(shí)間的各種有意識的主動行為消失，對外界環(huán)境刺激的反應(yīng)能力減弱（趙忠新等，2016）?，F(xiàn)階段，全球大眾人群普遍存在睡眠障礙、睡眠質(zhì)量下降以及睡眠持續(xù)時(shí)間不足的問題（Gradisar et al.，2013；Knutson et al.，2010；Kronholm et al.，2008；Liu et al.，2016）。大量研究證據(jù)表明，睡眠持續(xù)時(shí)間不足、睡眠障礙、睡眠質(zhì)量差以及睡眠時(shí)間過多等對人類心血管健康、代謝健康、心理健康和免疫健康等身心健康內(nèi)容產(chǎn)生消極影響（Dawson et al.，1997；Kwok et al.，2018；Pandi-Perumal et al.，2006；Shan et al.，2015；Xi et al.，2014；Yin et al，2017）。與此同時(shí)，個(gè)體的實(shí)際睡眠時(shí)間需求受到遺傳、行為、環(huán)境等多種因素的影響，需要根據(jù)不同人群的具體需求給出其相對應(yīng)的睡眠時(shí)間，如美國疾控中心等相關(guān)科研單位最近已根據(jù)不同人群的生理需求給出了不同的睡眠推薦時(shí)間（Centers for Disease Control and Prevention，2018b）。

綜上，身體活動、久坐行為以及睡眠和健康結(jié)果之間均密切相關(guān)。但現(xiàn)階段關(guān)于身體活動和健康結(jié)果之間的量效關(guān)系的研究仍然不足；身體活動促進(jìn)人類健康的相關(guān)研究主要集中于調(diào)查分析人體的日常身體活動水平上，久坐行為時(shí)間給人體帶來的具體影響尚未得到足夠重視；已發(fā)表的大多數(shù)研究只單獨(dú)關(guān)注睡眠時(shí)間等變量與人體身心健康之間的關(guān)系。

從個(gè)體的角度來講，應(yīng)盡可能合理分配身體活動、久坐行為以及睡眠時(shí)間，根據(jù)科學(xué)原則，在一定范圍內(nèi)盡可能提高身體活動水平，減少久坐行為時(shí)間，保證適當(dāng)睡眠，從而促進(jìn)身心健康發(fā)展。因此，科研人員應(yīng)從時(shí)間分配角度出發(fā)，設(shè)計(jì)更多的實(shí)驗(yàn)性研究，深入探討并量化研究身體活動對健康產(chǎn)生的積極影響，并將個(gè)體不同強(qiáng)度的身體活動時(shí)間、久坐時(shí)間以及睡眠時(shí)間充分納入到研究變量體系之中，綜合考量身體活動、久坐行為以及睡眠時(shí)間給人體身心健康帶來的綜合效應(yīng)，為個(gè)性化身體活動指南制訂工作的進(jìn)一步開展提供科學(xué)的證據(jù)支持。

2 時(shí)間使用流行病學(xué)在身體活動研究領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)展

2.1 等時(shí)替代研究方法的引入

對于每個(gè)人來說，一天中的總時(shí)間是恒定的（24 h），在同段時(shí)間內(nèi)，個(gè)體無法從事兩種不同行為活動（如在進(jìn)行身體活動時(shí)不可能進(jìn)行久坐）（Mekary et al.，2013）。理論上，在同一時(shí)間內(nèi)，不同的行為活動給人體帶來的健康影響有所不同。例如，某一個(gè)體每天會有30 min 的靜坐或者低強(qiáng)度身體活動，而將這30 min 的時(shí)間替換為中高強(qiáng)度的身體活動時(shí)間，應(yīng)會產(chǎn)生不同的健康效應(yīng)。由于個(gè)體在一天內(nèi)可以自由支配的時(shí)間是有限的，因此，通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，探究在同等時(shí)間內(nèi)替換不同的行為活動類型給人體健康帶來的具體影響，能夠?yàn)榇蟊姽残l(wèi)生政策的制訂和身體活動指南的完善提供充分的證據(jù)支撐。

2009年，Mekary 等（2009）首次將等時(shí)替代研究方法（Isotemporal Substitution Model，ISM）引入到了身體活動健康促進(jìn)研究領(lǐng)域之中，通過重新分配人的身體活動及久坐行為各自所占有的時(shí)間，而后再觀察上述變量替換情況與人體體重變化之間的關(guān)系。等時(shí)研究方法所采用的數(shù)據(jù)分析方法以多元線性回歸分析為核心，具體過程是先用一個(gè)時(shí)間使用變量去代替另一個(gè)時(shí)間使用變量，而后建立多元回歸模型，其具體公式如下：

用快走替換看電視后，公式變?yōu)椋?/p>

以該公式為例，擬使用快走/慢跑（MVPA）時(shí)間來替代看電視（久坐行為）時(shí)間，進(jìn)而觀察替換后多種自變量對體重變化（因變量）的影響。等時(shí)分析的核心之處在于，通過“等時(shí)替代”的方式，消除參與活動或替換活動的異質(zhì)性，進(jìn)而提供了身體活動取代久坐行為時(shí)間后產(chǎn)生的精準(zhǔn)效果，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠給個(gè)體提供更為精確和個(gè)性化的身體活動建議。Mekary 博士所采用ISM 方法的創(chuàng)新點(diǎn)在于，首次嘗試將時(shí)間變量替換作為最主要的研究方法運(yùn)用于身體活動及久坐行為等一系列大眾健康相關(guān)研究之中。實(shí)際上對于個(gè)體而言，1 天只有24 h，但在Mekary 等（2009）的等時(shí)替代模型中，只是部分調(diào)整了身體活動和久坐行為等變量在1 天中時(shí)間分配情況，及其與健康結(jié)果之間的關(guān)系。然而，針對不同的個(gè)體，究竟在身體活動、久坐行為等多種類型上，分配給其不同的具體時(shí)間所產(chǎn)生的綜合健康效應(yīng)尚不明確，而且上述模型并沒有納入低強(qiáng)度身體活動時(shí)間和睡眠時(shí)間等自變量，同時(shí)在具體的數(shù)據(jù)分析過程中也會相應(yīng)出現(xiàn)存在偽相關(guān)以及多重共線性的問題。

但最近有學(xué)者指出，人類在1 天中的總時(shí)間為24 h，在24 h 內(nèi)的所有行為活動均可以囊括在睡眠、久坐行為、低強(qiáng)度身體活動以及中高強(qiáng)度的身體活動內(nèi)，因此上述行為變量的時(shí)間總和加起來為24 h（一個(gè)固定常量），任何一個(gè)變量增加或減少都會引起其他變量的相應(yīng)變化（Chastin et al.，2015）。因而，這種為真實(shí)空間中的向量型數(shù)據(jù)（連續(xù)型數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)方法（多元線性回歸，包括Mekary 等人提出的等時(shí)替代模型），可能不適用于時(shí)間數(shù)據(jù)（Pedi?i? et al.，2017）。從另一個(gè)角度來看，實(shí)際上時(shí)間數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)被視作為成分?jǐn)?shù)據(jù)（Compositional Data），同時(shí)應(yīng)在成分?jǐn)?shù)據(jù)的框架下使用等時(shí)替代的邏輯進(jìn)行分析，這樣既可以避免多重共線性，又可以整體分析所有變量的綜合影響。

為解決上述的時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析問題，英國學(xué)者Chastin 等（2016）使用了基于等距對數(shù)比（Isometric Logratio，ILR）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和變化預(yù)測矩陣的組合方法對時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后進(jìn)一步采用標(biāo)準(zhǔn)回歸統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，最后再將結(jié)果轉(zhuǎn)化回原始單位（時(shí)間單位）。根據(jù)這種統(tǒng)計(jì)分析思路，1 天24 h 內(nèi)的所有四種行為（睡眠，久坐行為，LIPA，MVPA）所花費(fèi)的時(shí)間被當(dāng)作自變量，同時(shí)采用后退法（Backward Elimination）將混雜因素作為協(xié)變量加入到回歸模型中（P＜0.2，則保留混雜因素），最后分析各種自變量與健康結(jié)果之間的線性關(guān)系。Chastin 等（2015）的方法與Mekary 等（2009）的等時(shí)替代方法相比，有以下兩個(gè)優(yōu)勢之處：1）可以估計(jì)所有行為相對分布的綜合影響，且相對解決了多重共線性的問題；2）每一種自變量與健康結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)，會根據(jù)一種自變量及其他自變量所占用的時(shí)間份額進(jìn)行調(diào)整。

Dumid 等（2018）則進(jìn)一步提出，按照具體的時(shí)間（如10 min/天）來重新分配是虛假的，如果時(shí)間使用成分?jǐn)?shù)據(jù)能夠按照百分比來操作，則重新分配時(shí)間的持續(xù)時(shí)間也可以用百分比表示。

等時(shí)替代方法的思想來自營養(yǎng)流行病學(xué)調(diào)查中，因不同種類的營養(yǎng)素所含能量各不相等，故在相互替代時(shí)需要考慮總能量攝入的穩(wěn)定，從而觀察不同營養(yǎng)素?cái)z入與多種疾病之間的關(guān)系的模型，是一種基于多元回歸線性模型的虛擬分析方法，其應(yīng)用價(jià)值在于：1）能夠更具體地量化出不同身體活動行為互相替換后與健康結(jié)果之間的聯(lián)系（即在替換后會出現(xiàn)對于健康結(jié)果改變的相關(guān)效應(yīng)量，如10 min 久坐行為替代10 min MVPA 時(shí)，個(gè)體的BMI會增加1%）；2）可以使個(gè)體更加直觀地了解不同身體活動行為時(shí)間分配模式與不同健康結(jié)果之間“點(diǎn)對點(diǎn)”式的具體聯(lián)系，進(jìn)而給出對于個(gè)體而言，更加具體的、合理的、對其健康結(jié)果更有積極影響的時(shí)間分配建議，通過引導(dǎo)個(gè)體科學(xué)地參與身體活動，達(dá)到促進(jìn)其健康、提高其生活質(zhì)量的目的。等時(shí)替代方法開創(chuàng)性地對不同身體活動行為類型進(jìn)行替換，為時(shí)間使用流行病學(xué)的提出奠定了方法學(xué)上的基礎(chǔ)。

2.2 活動—平衡模型的建立

在2014年，澳大利亞學(xué)者Pedi?i?（2014）發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于個(gè)體不同身體活動、睡眠及久坐行為之間相關(guān)關(guān)系的綜述，該文指出，若將MVPA 和睡眠作為混雜因素，考慮久坐行為時(shí)間對人體健康結(jié)果產(chǎn)生的具體效應(yīng)時(shí)，如果不能夠采取合適的方法有效消除MVPA、LIPA 和睡眠等因素對健康結(jié)果產(chǎn)生的相對影響，那么會導(dǎo)致分析結(jié)果的效應(yīng)量相對增加，假陽性結(jié)果的出現(xiàn)等一些不可靠的研究結(jié)果。據(jù)此提出了活動-平衡（Activty-Balance）模型（圖1），在該模型中，將睡眠時(shí)間、久坐行為、站立、LIPA和MVPA 作為自變量，將選定的健康結(jié)果作為因變量，同時(shí)在特定情況下，可針對不同的群體相應(yīng)調(diào)整潛在的混雜因素。

圖1 活動平衡模型（Pedi?i?，2014）Figure 1.Activity-Balance Model

活動-平衡模型的實(shí)踐價(jià)值在于：1）全面調(diào)查睡眠時(shí)間、久坐行為、站立、LIPA 和MVPA 與健康結(jié)果的獨(dú)立和聯(lián)合聯(lián)系；2）明確判定與負(fù)面健康結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)最高的行為相關(guān)的時(shí)間分配類型；3）精準(zhǔn)定位在上述不同行為中所花費(fèi)時(shí)間的最佳平衡點(diǎn)，以充分預(yù)防負(fù)面的健康結(jié)果的發(fā)生，并使健康效益最大化。活動-平衡模型是為了克服多個(gè)自變量調(diào)整不足的問題，而對所有的行為進(jìn)行綜合分析，所有自變量的總和時(shí)間為24 h（1 整天），因此將所有自變量看作成分?jǐn)?shù)據(jù)，并使用相應(yīng)的成分?jǐn)?shù)據(jù)分析方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為探討睡眠、久坐行為和身體活動時(shí)間等自變量對健康結(jié)果的綜合影響進(jìn)一步提供了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。

2.3 時(shí)間使用流行病學(xué)概念及其研究框架的正式提出

從行為科學(xué)的研究角度來看，時(shí)間使用（time-use）相關(guān)研究是一個(gè)橫跨多學(xué)科，且研究重點(diǎn)在特定時(shí)期（通常為1 天或1 周）內(nèi)個(gè)人和社會時(shí)間分配，以及影響時(shí)間使用選擇的因素（AAS，1982）。在2017年，Pedi?i? 在他提出的活動-平衡模型基礎(chǔ)上，同時(shí)參考了流行病學(xué)研究思想，創(chuàng)新地提出了時(shí)間使用流行病學(xué)這一新概念，同時(shí)闡述并描繪了時(shí)間使用流行病學(xué)與其他流行病學(xué)研究主題之間的關(guān)系（圖2）。他將時(shí)間使用流行病學(xué)定義為研究人口中與健康有關(guān)的時(shí)間使用模式的決定因素、發(fā)病率、分布和影響等，以及預(yù)防不健康的時(shí)間使用模式、實(shí)現(xiàn)個(gè)體健康的最佳時(shí)間分配策略的一種研究思路。與此同時(shí)，他還提出了基于時(shí)間使用流行病學(xué)思路的綜合研究框架（Framework for Viable Integrative Research in Time-Use Epidemiology，簡稱“VIRTUE 框架”，圖3），該框架納入了社會生態(tài)學(xué)方法的關(guān)鍵要素、行為流行病學(xué)理論框架、以及活動平衡模型（Owen et al.，2000；Pedi?i?，2014；Sallis et al.，2000，2006；Stokols，1996）。

圖2 時(shí)間使用流行病學(xué)與先前建立的流行病學(xué)學(xué)科之間的關(guān)系（Pedi?i? et al.，2017）Figure 2.Relationship between Time-Use Epidemiology and Previously Established Epidemiological Disciplines

最佳時(shí)間使用是該框架的核心因素，目前為止，關(guān)于如何使得在睡眠、久坐行為、LIPA 和MVPA 上的時(shí)間使用之間達(dá)到最佳平衡仍然缺少可靠的證據(jù)，找到最佳的時(shí)間使用平衡除了需要考慮時(shí)間使用中與健康相關(guān)的決定因素和結(jié)果外，還需將時(shí)間使用的持續(xù)時(shí)間也納入進(jìn)來，最佳的時(shí)間使用平衡并不意味著會產(chǎn)生最大的健康益處，而是要成為大多數(shù)個(gè)體的時(shí)間使用習(xí)慣，同時(shí)在生理、心理、社會等方面的可操作性也需同步考量。

圖3 時(shí)間使用流行病學(xué)的綜合研究框架（Pedi?i? et al.，2017）Figure 3.The Framework of Viable Integrative Research in Time-Use Epidemiology（VIRTUE framework）

由此可見，在未來開展更多的健康教育與健康促進(jìn)的科學(xué)研究及實(shí)踐工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)從上述VIRTUE 框架提出的5 個(gè)部分內(nèi)容作為理論基礎(chǔ)，從尋找最佳時(shí)間使用模式平衡點(diǎn)的角度入手，全方位開展時(shí)間使用決定因素、時(shí)間使用方法學(xué)、時(shí)間使用組成、時(shí)間使用與健康結(jié)果之間的關(guān)系以及時(shí)間使用干預(yù)5 個(gè)方面的相關(guān)研究，著重關(guān)注個(gè)體時(shí)間使用的個(gè)性化習(xí)慣模式以及這種模式給自身健康結(jié)果帶來相應(yīng)的具體影響，并逐步將其推廣至大眾健康促進(jìn)實(shí)踐領(lǐng)域，進(jìn)而深入了解和認(rèn)識時(shí)間使用對人體健康促進(jìn)起到的積極作用。

2.4 時(shí)間使用相關(guān)方法應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)

綜上所述，“等時(shí)替代模型”開創(chuàng)性的使用了時(shí)間變量替換作為研究方法，探討不同類型活動時(shí)間之間與健康結(jié)果的關(guān)系，但其納入的時(shí)間變量種類較少，同時(shí)存在著多重共線性的問題；而“活動-平衡模型”為解決多種不同時(shí)間變量的共線性問題，采用前人學(xué)者從生理學(xué)能量消耗的角度將一天之內(nèi)所有行為分為了睡眠、久坐、輕身體活動（light physical activity，LPA）、中等強(qiáng)度身體活動（moderate physical activity，MPA）、高強(qiáng)度身體活動（vigorous physical activity，VPA），認(rèn)為一天中的所有行為應(yīng)該相互調(diào)整，該模型綜合了一天中的所有行為，為將時(shí)間數(shù)據(jù)視為成分?jǐn)?shù)據(jù)繼而運(yùn)用等時(shí)替代方法的邏輯進(jìn)行分析奠定了理論上的基礎(chǔ)；“時(shí)間使用流行病學(xué)框架”則是從前瞻性角度切入，是在系統(tǒng)性地總結(jié)了前人研究的同時(shí)參照流行病學(xué)其他研究領(lǐng)域后，從時(shí)間使用出發(fā)，對未來整體研究思路進(jìn)行試探性的討論。現(xiàn)階段，西方學(xué)者對等時(shí)替代方法的使用已較為常見，并且廣泛研究各種人群時(shí)間使用分配與其健康結(jié)果之間的關(guān)系。

就目前而言，大多數(shù)研究集中在探究時(shí)間使用與BMI以及肥胖之間的關(guān)系。于2017年發(fā)表的一篇Meta 分析中對使用等時(shí)替代方法重新分配久坐時(shí)間和MVPA 進(jìn)行了總結(jié)，探究了其與青少年肥胖之間的關(guān)系，該研究結(jié)果顯示使用MVPA 對久坐時(shí)間進(jìn)行替換與受試者全身脂肪總量降低有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的意義（β=-2.512；P=0.003），但是與BMI 以及腰圍無關(guān)（García-hermoso et al.，2017）。加拿大學(xué)者Colley 等（2018）也使用等時(shí)方法在對加拿大成人肥胖與健康狀況進(jìn)行了研究，他們認(rèn)為將30 min/天的久坐行為、LIPA 或者睡眠替換為MVPA，與更低的BMI 以及更小的腰圍有關(guān)。在心血管健康標(biāo)志物方面，Buman 等（2013）同樣使用等時(shí)替代方法對美國2 000 多名20 歲以上成人進(jìn)行睡眠、久坐行為和身體活動時(shí)間進(jìn)行了重新分配，發(fā)現(xiàn)將30 min/天的久坐時(shí)間替換為睡眠、LIPA 或MVPA 均會使心血管健康相關(guān)指標(biāo)呈現(xiàn)有益的變化趨勢，并且得出MVPA 可以最大化促進(jìn)健康，將久坐行為重新分配給LIPA 以及睡眠時(shí)間時(shí)可以獲得額外的益處的結(jié)論。此外，美國賓夕法尼亞大學(xué)人口研究中心Fishman 等（2016）發(fā)現(xiàn)，用LIPA 替代30 min 的久坐時(shí)間可以使人群死亡風(fēng)險(xiǎn)降低20%，（5年后的隨訪：HR = 0.80，95% CI：0.75，0.85），而同樣地用MVPA 替代30 min/天的久坐時(shí)間亦可降低死亡風(fēng)險(xiǎn)（HR = 0.49，95% CI：0.25，0.97）。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，使用60 min/天的VPA 去替換相同時(shí)間的久坐后，研究對象的抑郁癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著降低（β=–1.215，P=0.021）（Rethorst et al.，2017）。

綜上所述，等時(shí)替代方法的應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國家現(xiàn)已比較成熟。在過去的10年內(nèi)，西方國家的部分學(xué)者已發(fā)表了60 余篇與其相關(guān)的研究論文，但是需要注意的是目前已有的“等時(shí)替代方法”不甚統(tǒng)一，故在未來的研究中，需要進(jìn)一步考量各種替代方法的科學(xué)性與可行性。同時(shí)，睡眠這一行為對健康的效應(yīng)與身體活動以及久坐行為對健康的效應(yīng)有所不同，因而在將其作為時(shí)間成分進(jìn)行替代時(shí)需慎重考慮。

3 時(shí)間使用流行病學(xué)在身體活動研究領(lǐng)域應(yīng)用前景展望

活動-平衡模型的建立、時(shí)間使用流行病學(xué)概念及其研究框架的正式提出，使得科研人員可以將人體一天之內(nèi)的睡眠時(shí)間、久坐行為時(shí)間和身體活動時(shí)間結(jié)合起來，綜合觀察不同活動形式所占時(shí)間分配的比例情況對人體健康結(jié)果的具體影響，并逐步尋找出能夠針對不同個(gè)體的個(gè)性化最佳時(shí)間使用模式。但總體來看，時(shí)間使用流行病學(xué)有關(guān)研究才剛剛起步，在研究思路、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測量方法、評價(jià)機(jī)制等方面仍有許多問題有待解決。1）現(xiàn)有的各類實(shí)驗(yàn)研究所采用久坐行為和睡眠測量工具的科學(xué)性和有效性尚顯不足，數(shù)據(jù)收集和分析方法更要不斷地完善與更新。2）需增加有關(guān)個(gè)體日常行為活動的評價(jià)內(nèi)容及具體方法，建立人群日常行為時(shí)間使用分配模式的綜合評價(jià)體系。3）應(yīng)投入更多科研資源，制訂關(guān)于我國大眾人群的24 h 身體活動及休息時(shí)間推薦的可行性方案。據(jù)此本文根據(jù)時(shí)間使用流行病學(xué)在未來身體活動研究領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，提出以下幾點(diǎn)討論性建議。

3.1 開發(fā)新式測量工具、完善數(shù)據(jù)收集和分析方法

現(xiàn)階段，關(guān)于人類日常身體活動的測量方法主要包括主觀測量法（身體活動問卷、身體活動日記等）和客觀測量法（雙標(biāo)水法、間接測熱法、心率監(jiān)測、計(jì)步器和加速度計(jì)等）兩大類，雙標(biāo)水法雖然是身體活動測量的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但由于其成本過于高昂，故目前國內(nèi)外相關(guān)研究經(jīng)常采用的且結(jié)果較為準(zhǔn)確的方法是客觀加速度計(jì)測量法。但若要從時(shí)間記錄和分析的角度展開更多的相關(guān)研究，就需要在久坐行為時(shí)間和睡眠時(shí)間的精準(zhǔn)測量方向取得進(jìn)一步的突破。就目前而言，就久坐行為時(shí)間測量及評價(jià)的“金標(biāo)準(zhǔn)”問題，學(xué)術(shù)界尚未就此達(dá)成共識。多數(shù)情況下，科研人員大都只是將主觀測量法與客觀測量法相結(jié)合，進(jìn)而對個(gè)體的久坐和睡眠時(shí)間進(jìn)行間接性的推斷?，F(xiàn)有的客觀測量方法，其測量手段的核心在于對個(gè)體的“能量消耗”屬性進(jìn)行間接計(jì)算，進(jìn)而定義其活動類型，如當(dāng)推算出的能量消耗在3～6 METs 時(shí)，則定義其為中等強(qiáng)度身體活動（Ainsworth et al.，2000）。但實(shí)際上，僅就久坐行為來說，它同時(shí)具備了“能量消耗”和“姿勢”兩個(gè)屬性，在實(shí)際測量過程中，目前應(yīng)用較廣的Acti-Graph GT3X 三軸加速度計(jì)只能記錄和分析人體的能量消耗情況，卻忽略了人體的“姿勢”屬性。因而建議，在未來的研究中可適當(dāng)引入新式測量設(shè)備，盡可能做到將能量消耗與人體姿態(tài)等情況完整記錄。

另一方面，在客觀運(yùn)動傳感器的算法設(shè)置方面也需進(jìn)一步根據(jù)具體測量情況調(diào)整升級。例如，目前學(xué)術(shù)界在測量人體的久坐行為時(shí)，通常將加速度計(jì)的計(jì)算切點(diǎn)設(shè)置為＜100 cpm（KERR et al.，2013）。但最近有學(xué)者明確提出，在測量青少年人群的久坐行為時(shí)，照搬成年人久坐行為測量的“閾值”切點(diǎn)并不合適（Saint-maurice et al.，2016）。此外，人體在參與日常身體活動過程中，會出現(xiàn)相應(yīng)的“休息”時(shí)間，而在使用加速度計(jì)測量這些身體活動變量時(shí)，就會將休息時(shí)間誤識別為久坐時(shí)間。但從生理學(xué)理論上來講（Kang et al.，2015），運(yùn)動過程中出現(xiàn)的片刻“休息”時(shí)間對于人體健康而言是有益的，“久坐”卻是有害的，因此這樣的誤差就會對整個(gè)身體活動測量與身心健康關(guān)系之間研究的結(jié)果及結(jié)論產(chǎn)生一定的影響，在未來的算法更新和設(shè)置時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮這一類問題。然后關(guān)于睡眠測量方面，學(xué)者們通常采用睡眠（在床上）時(shí)間作為衡量睡眠質(zhì)量的主要變量，但這一變量測量的難度很大。在人體生理學(xué)研究領(lǐng)域，通常采用多導(dǎo)睡眠儀分析方法作為測量睡眠變量的金標(biāo)準(zhǔn)（Ferrie et al.，2011），但在實(shí)際應(yīng)用過程中，腦電記錄和分析儀器的使用很不方便，同時(shí)實(shí)驗(yàn)成本會大大增加，另外從舒適度的角度考慮也難以保證被測者的依從性，無法再大規(guī)模流行病學(xué)研究中使用。然而如果僅僅采用被測者的自我報(bào)告來評估其睡眠時(shí)間，則無法保證測量結(jié)果的精確性，如一位被測者報(bào)告自己當(dāng)晚22 點(diǎn)就寢，但實(shí)際情況卻是該被測者直至次日凌晨1 點(diǎn)才真正進(jìn)入睡眠狀態(tài)?？傮w來說，當(dāng)前有關(guān)睡眠變量的客觀測量和自我報(bào)告方法的可行性和可靠性值得商榷，在未來需開發(fā)新式的測量工具來準(zhǔn)確評估人體的睡眠情況。

就時(shí)間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法來說，目前已發(fā)表的各個(gè)研究多采用的ISM 模型及其替代方法相互之間存在著一定的異質(zhì)性，且大多集中探討與身體活動相關(guān)的行為（如中高強(qiáng)度的身體活動等），而缺乏對其他行為如睡眠時(shí)間等的分析；同時(shí)，ISM 模型是一種虛擬的替代方法，且研究數(shù)據(jù)大都來源于橫斷面研究，故其量效關(guān)系的準(zhǔn)確性有待考量，因而還需進(jìn)一步開展更多相關(guān)實(shí)驗(yàn)（尤其是縱向追蹤實(shí)驗(yàn)研究）對ISM 模型替換后的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，驗(yàn)證已有研究證據(jù)的有效性和實(shí)際意義。綜上所述，應(yīng)當(dāng)注重開發(fā)新式測量工具并完善數(shù)據(jù)收集和分析方法，盡可能對人類個(gè)體在一天（24 h）之內(nèi)的所有行為進(jìn)行調(diào)查和記錄，分析不同的時(shí)間使用模式與個(gè)體健康結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)性，為時(shí)間使用流行病學(xué)研究思路在身體活動與健康促進(jìn)領(lǐng)域中的進(jìn)一步普及推廣提供堅(jiān)實(shí)的證據(jù)支持。

3.2 建立有關(guān)時(shí)間使用模式的綜合評價(jià)體系

近年來，國內(nèi)外已分別針對身體活動、久坐行為和睡眠等問題，陸續(xù)發(fā)布了一系列相應(yīng)的指南或評價(jià)體系。如世界衛(wèi)生組織（World Health Organization）在2010年發(fā)布的“身體活動有益健康的全球建議”，美國國家睡眠基金會提出的推薦睡眠時(shí)間等（Hirshkowitz et al.，2015）。但就這些指南或評價(jià)體系的具體內(nèi)容來看，大多只是對人群或個(gè)體單一的日常行為，如身體活動、睡眠時(shí)間進(jìn)行指導(dǎo)或評價(jià)，而沒有把一天（24 h）內(nèi)的所有日常行為進(jìn)行整合。若直接采用這些指南或推薦標(biāo)準(zhǔn)用于評價(jià)人群或個(gè)體的日常行為活動情況，則會使得評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生一定的偏差。例如，要評價(jià)個(gè)體是否“活躍”，那么評價(jià)依據(jù)就僅僅是觀察該個(gè)體是否滿足國際身體活動指南中推薦的日常MVPA 活動量，如果他的MVPA 水平達(dá)到了60 min/天時(shí)，就直接認(rèn)定該個(gè)體是“活躍的”。但實(shí)際上，即便一個(gè)人的MVPA 水平達(dá)到了60 min/天，同時(shí)它的日均久坐時(shí)間（包括工作、學(xué)習(xí)、使用手機(jī)等電子產(chǎn)品時(shí)間）可能高達(dá)10 h 以上，那么仍然將其視作“活躍”就顯得不甚合理。所以在大眾健康促進(jìn)科研領(lǐng)域，需建立個(gè)體日常行為時(shí)間使用分配模式的綜合評價(jià)體系，盡可能準(zhǔn)確評價(jià)某一特定人群或個(gè)體的日常行為活動情況和具體的時(shí)間使用分配模式。

3.3 制訂我國大眾人群的活動-平衡時(shí)間分配推薦指南

自21 世紀(jì)起，國外學(xué)者陸續(xù)從“時(shí)間分配”的研究角度出發(fā)，發(fā)表了一系列關(guān)于時(shí)間分配模式與人體健康促進(jìn)相關(guān)的研究成果，同時(shí)相關(guān)科研單位根據(jù)這些成果制訂出了相應(yīng)的人群日常行為推薦指南。在2016年，加拿大運(yùn)動生理學(xué)學(xué)會使用成分?jǐn)?shù)據(jù)替代分析方法，對加拿大兒童和青少年的睡眠持續(xù)時(shí)間、久坐行為時(shí)間、身體活動時(shí)間和健康指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了探討（Carson et al.，2016），并由加拿大身體活動指南項(xiàng)目主席、渥太華大學(xué)Tremblay 教授牽頭，制定了專門針對加拿大兒童青少年群體的24 h 身體活動及休息活動指南（Tremblay et al.，2016）。該方案首次納入了包括睡眠，久坐行為，LIPA 和MVPA 等諸多活動類型的推薦方案，是目前國際上第1 個(gè)全面納入身體活動、久坐行為和睡眠等多個(gè)內(nèi)容的24 h身體活動指南。在2017年，新西蘭衛(wèi)生部（Ministry of Health NZ）隨即根據(jù)加拿大的24 h 身體活動指南，也發(fā)布了專門針對新西蘭兒童青少年群體，關(guān)于睡眠，久坐行為以及身體活動的聯(lián)合建議。

就我國而言，目前現(xiàn)有的一些針對我國不同人群的身體活動指南缺乏綜合精確的定量化評價(jià)內(nèi)容，其重點(diǎn)大都主要關(guān)注人群是否達(dá)到MVPA 推薦量上，而對于個(gè)體一天（24 h）之內(nèi)其他行為（睡眠，久坐行為，LIPA 等）的建議和指導(dǎo)部分雖有但并不全面，如在最近發(fā)布的“中國兒童青少年身體活動指南”中（張?jiān)奇?等，2017），只是針對兒童青少年給出了針對“屏幕時(shí)間”（Screen time）的定量推薦量，缺乏對久坐行為的總體量化指導(dǎo)（除去“屏幕時(shí)間”外的其他久坐時(shí)間，如課堂時(shí)間、作業(yè)時(shí)間等），同時(shí)對活動的類型和活動量與具體健康結(jié)果（某種特定慢性疾?。┲g的聯(lián)系解讀部分也不甚明確。因此，在未來應(yīng)開展更多的實(shí)驗(yàn)性研究，從時(shí)間使用模式干預(yù)的角度，探究其與人群或個(gè)體健康效益改變的具體關(guān)系，進(jìn)而結(jié)合可靠的實(shí)驗(yàn)性研究證據(jù)，針對不同的人群或個(gè)體給出個(gè)性化的身體活動、久坐及休息時(shí)間使用推薦方案，促使其獲得最大的健康效益。例如，對肥胖人群而言，應(yīng)建議其在必須達(dá)到60 min/天的MVPA 外，還需在日常生活過程中盡可能減少看電視、玩電子游戲等久坐時(shí)間，以增加自身的每日能量消耗；倘若目標(biāo)人群普遍患有高血壓，則在給出合理的體育鍛煉推薦時(shí)間方案時(shí)，還要建議其一定要保證每天具備足夠的睡眠時(shí)間（如8 h 左右），同時(shí)盡可能提高睡眠質(zhì)量。

身體活動健康促進(jìn)一直是我國政府相關(guān)主管部門的關(guān)注重點(diǎn)，我國當(dāng)前正大力推廣全民健身等一系列大眾健康促進(jìn)計(jì)劃，“體醫(yī)融合”目前已成為公共衛(wèi)生和體育科學(xué)研究領(lǐng)域未來發(fā)展的新興交叉點(diǎn)。我國科研人員應(yīng)適當(dāng)借鑒時(shí)間使用流行病學(xué)研究思路及方法，開展相關(guān)研究深入了解不同身體活動及休息行為與個(gè)體健康結(jié)果之間的關(guān)系，制訂專門針對我國大眾人群的活動-平衡時(shí)間分配推薦指南，為大眾健康有關(guān)政策的制訂和實(shí)施提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

4 結(jié)語

身體活動健康促進(jìn)一直是全世界公共衛(wèi)生及體育科學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)問題之一。近年來，隨著等時(shí)替代研究方法被不斷引入到身體活動健康促進(jìn)研究領(lǐng)域之中，國外學(xué)者總結(jié)相應(yīng)的研究成果，初步建立了活動-平衡模型，并提出時(shí)間使用流行病學(xué)的科學(xué)概念及其研究框架。本文以“時(shí)間分配”思路作為切入點(diǎn)，詳細(xì)闡述了當(dāng)前國際學(xué)術(shù)界身體活動、久坐行為和睡眠的研究現(xiàn)狀，并對時(shí)間使用流行病學(xué)理論在身體活動研究領(lǐng)域中的應(yīng)用前景進(jìn)行了介紹。而后從開發(fā)新式測量工具并完善數(shù)據(jù)收集和分析方法，建立有關(guān)時(shí)間使用模式的綜合評價(jià)體系，制訂我國大眾人群的活動-平衡時(shí)間分配推薦指南方案等3個(gè)角度提出相應(yīng)的可行性建議，以為時(shí)間使用流行病學(xué)研究思想和方法在身體活動健康促進(jìn)領(lǐng)域中的推廣和應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。