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第1章体适能与健康体适能的信息管理

第一章体适能与健康体适能的信息管理

关键术语

体适能（physical fitness）：人们所具有的与其完成体力活动能力有关的一组身体要素，通常根据其与健康的关系分为健康体适能和竞技体适能。

健康（health）：健康不仅是没有疾病和虚弱，而是一种在身体、精神、行为和道德意识上适应人类日常生活、工作、学习、娱乐和休闲的“身心合一”的完美状态。

健康体适能管理系统（Health-related physical fitness Management System）：简称HEMS，是将会员信息的管理、健康/体质测试与评价、运动试验前的筛选、运动试验方案的确定、测试结果的收集、终止试验的标准、测试结果的分析、运动处方的制定、锻炼效果的前后对比、数据库的建立、数据的初步统计、分析和导出等功能整合为一体，开发的软件系统。

数据挖掘（Data mining）是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据集中识别有效的、新颖的、潜在有用的，以及最终可理解的模式的非平凡过程。它是一门涉及面很广的交叉学科，包括机

器学习、数理统计、神经网络、数据库、模式识别、粗糙集、模糊数学等相关技术。

第一部分体适能

健康（health）是人类社会的宝贵财富，是人类生存和发展的重要保障。以往人们普遍认为“健康就是没有疾病”，然而，随着科学技术与人类社会的发展和时代的变迁，现代的科学健康观念告诉我们，健康不仅是四肢健全、没有疾病和虚弱，健康是一种在身体、精神、行为和道德意识上适应人类日常生活、工作、学习、娱乐和休闲的“身心合一”的完美状态。其中，具有良好的体适能（Physical fitness，PF）是身体健康的最重要标志之一，是人类享受生活、提高工作效率和增强对紧急突发事件应变能力的重要物质基础。

一、体适能的概念与分类

体适能一词来自英文的Physical fitness，最早出现在半个多世纪前由当时“美国健康、体育、休闲协会”（American association of health，physical education and recreation，AAHPER）组织和制定的“国家青年适应能力测试”（National youth fitness test）的文件当中。起初，体适能并没有明确的定义，而其测试内容包括600码跑走、仰卧起坐、引体向上、立定跳远、50码快跑、折返跑和垒球掷远7个项目。之后，不少学者和学术组织曾就体适能一词给出了多个不尽相同的定义和解释。1980年，Jensen及Hirst认为个人适应能力是指外在与内在活动能力的总合，而运动适应能力（即体适能）只

是其中的一部份，其内容包括个人特性及运动能力表现的特征，如肌力、耐力、柔软度、动力、敏捷及速度等。1984年，Lamb以运动生理学的观点分析体适能，认为体适能是促使目前及未来生活挑战得以成功的能力；1986年，Greenberg及Pargman认为体适能是指一个人的工作能力及有余力从事休闲活动；1996年，美国健康与服务部定义体适能为“人们所具有的或者获得的与其完成体力活动能力有关的一组身体要素”，而具有良好体适能的人通常是能够“以旺盛的精力执行每天的事务而没有过度的疲劳；以充足的活力去享受闲暇时间的各种休闲活动并能适应各种突发事件”，这一定义得到了迄今为止众多学者的认可；而1997年，Howley和Franks又将定义体适能为具有低患病风险和具有足够的精力参加各种体力活动的身体完好状态。此外，日本学者习惯以“体力”表述体适能，认为体力是人体和精神的能力，是人类生存和活动的基础；体力不仅表现在运动能力和工作能力上，也表现在对疾病的抵抗力和环境的适应能力。而我国学者长期以来一直以“体质”一词来表述与体适能类似的概念，认为体质是人体形态发育、生理功能，心理功能、身体素质的状态及其对环境的适应力和对疾病的抵抗力。这一概念的内涵显然不同于体适能，但是目前国内开展的国民体质检测内容却在性质上与体适能的检测项目较为类似。显然，以上各国学者对体适能的具体表述虽有所不同，但是，将体适能视为人类适应生活需要所应具备的完成各种体力活动能力，各国学者的观点是基本一致的。

体适能与人体健康状态、劳动和工作能力以及竞技运动水平等有

着密切的关系，但体适能各个构成要素对健康、劳动和工作能力以及竞技运动水平的影响并不完全相同（表1－3）；为此，有人进一步依据体适能与健康的关系将其区分为竞技体适能（performance(或skill)-related physical fitness）和健康体适能（health-related physical fitness）。前者主要由灵敏性、协调性、平衡性、速度、爆发力和反应时等与运动竞技能力有关的体适能要素组成。而健康体适能主要由那些与人体健康水平密切相关的体适能要素组成，通常主要包括心血管适能（Cardiovascular fitness）、体脂含量（percent of body fat）、肌肉适能（muscular fitness）和柔韧适能（Flexibility）。其中，心血管适能反映由心脏、血液、血管和肺组成的血液运输系统向肌肉运送氧气、能量物质同时维持机体从事体力活动的能力。由于拥有良好心血管适能的人通常也具有较好的运动耐力和有氧运动能力，因此，心血管适能有时又称为心血管耐力（Cardiovascular endurance）或者有氧适能（Aerobic fitness）；体脂百分比是指人体体内所含脂肪占体重的百分比；肌肉力量（Muscle strength）是指骨胳肌收缩时依靠肌紧张来克服和对抗阻力的能力，通常以对抗和克服最大阻力的重量、力矩或作功功率表示；肌肉耐力（Muscle endurance）是指骨胳肌维持长时间运动的能力，一般以定量运动负荷的次数、负荷持续时间或者输出功率变化来表示；柔韧适能是对机体单个关节或者多关节活动范围的测度，通常由骨关节结构和肌肉、韧带以及关节囊的长度和伸展性等因素决定。此外,著名的健康体适能研究专家Bouchard和Shephard还根据健康科

学与临床医学的多年研究成果建构了新的健康体适能体系，并在此基础上开展健康体适能的研究。与以往的健康体适能“四要素模型”相比，新提出的健康体适能共包括22项检测项目，分属身体形态、肌肉、运动、心肺和代谢五个不同的构成要素（表1－4）。

二、体适能商

体适能商(physical fitness quotient，简称PFQ)是近年来提出的体能定量评价的新概念。PFQ是健康体能(health-related physical fitness)与竞技体能(sport-related physical fitness)的综合。也就是说，肌力与肌耐力、柔软度、心肺耐力与身体组成等四项健康体能，以及敏捷、协调、平衡、速度、反应与瞬发等六项运动体能的综合，代表一个人的体能商。就健康体能而言，主要是指个人能胜任日常工作，有余力享受休闲娱乐生活，又可应付突发紧急情况的身体能力，其具体要素主要包含肌力、肌耐力、柔软度、心肺耐力及身体组成等五项。而就竞技体能而言，除了包括健康体能的五项要素之外，敏捷、协调、平衡、速度、反应及瞬发等要素，因为与基本运动能力表现的关系较为密切，所以可将之归类于“竞技体能”(图1－4)。

HPFQ代表一个人的肌力与肌耐力、柔软度、心肺耐力与身体组成等健康体能总评，一个人的HPFQ愈高，代表健康的趋向愈明显；SPFQ代表一个人的敏捷、协调、平衡、速度、反应与瞬发等运动体能总评，SPFQ愈高，代表基本运动能力愈好；HPFQ与SPFQ的和愈高，则代表健康与运动的身体机能愈完善，具有容易获得运动成就的趋向

与天赋。而且，某些人若在健康体能与运动体能特定体能要素(指肌力、肌耐力、柔软度、心肺耐力、身体组成、敏捷、协调、平衡、速度、反应与瞬发)上具备极高的评量结果时，代表他在该项的运动能力上具备特殊的能力，可以朝这个要素能力上去发展其特殊的运动天赋，成为运动选手选才的主要依据。

图1－4 体能商(PFQ)的构成

身体质量指数的评量结果，受到「过重」与「过轻」皆不佳的影响，有必要调整身体质量指数的PFQ 给分计算方式，以便获得更完整的评价效益。因此，将百分等级在15以下与85以上的人列为「要加强」组，将身体质量指数的平均数PFQ 得分订为12分(最高分)，高于或低于一个标准差的得分为10分，低于或高于一个标准差者的得分则低于10分（表1－5）。也就是说，身体质量指数的得分在10至12分之间的人的比例为68.26%(图1－5)。

图1－5 PFQ评价表

表1－5 各项体能要素得分表

体能商体能要素平均数标准差得分范围

HPFQ

健康体能肌力与肌耐

力

10 2 0至20

柔软度10 2 0至20 心肺功能10 2 0至20 身体组成2至12之间

SPFQ

运动体能敏捷能力10 2 0至20 协调能力10 2 0至20 平衡能力10 2 0至20 速度能力10 2 0至20 反应能力10 2 0至20 瞬发能力10 2 0至20

根据HPFQ理论架构的假设，五种健康体能测验的结果可以直接换算成健康体能商，用来综合评析受测者的健康体能优劣。在运动处方中，依据健康体能的评量情况，安排运动的负荷量。通过SPFQ理论架构的假设，六种运动体能测验的结果也可以直接换算成运动体能商，用来综合评析受测者的运动体能优劣。在制定运动处方过程中，竞技体能商的评量结果是选择适合患者的运动项目的理论依据。通过PFQ的理论评价，在制定运动处方的过程中才能对症下药，使运动处方更加科学化、合理化，从而使其紧密贴近患者，达到健身强体的医疗效果和保健效果。

第二部分健康体适能的信息管理

第一节健康体适能管理系统概述

一、建立健康体适能管理系统的必要性

在欧美等发达国家中，从事健康体适能指导的专业人员较多，人口相对较少，许多个性化的指导，都是面对面完成。此外，国外计算机编程费用昂贵，健康体适能管理的计算机化成本较高。

在发达国家中，网站上有简易锻炼指导的测试服务管理，也有部分通过软件系统管理。但是，欧美国家的产品在我国应用有两个不足：一是软件的定价太高，语言为英语，在中国的应用不利于广泛推广；二是软件采用的标准数据库均是针对欧美国家人群研发所制，对亚洲人群适应性较差。

我国从事健康体适能管理的专业人员寥寥无几，而人口众多，随着全民健身运动的推广，科学健身的需求量大大增加，仅仅依靠少数专业人员，通过手工方式制订个性化的指导计划，远远不能满足实际的需要。

国内可以提供健康体适能管理的来源主要有：私人教练、健身俱乐部、国家各级体育管理部门等。国内的私教整体水平和综合的知识体系还有待进一步提高，健身俱乐部大多根据自身经营的经验确定健身计划，国家各级体育管理部门（体科所）服务的人群有限。总的来说，这些部门提供的服务都不能满足老百姓日益增长的对科学健身指导的需要。

基于我国人口众多，专业人员明显不足的事实，健康体适能管理的数字化、信息化将在全民健身科学指导、慢性疾病的防治和康复等方面发挥很大的作用。

二十世纪80年代，我国体育院校设立“体育保健康复”专业，运动处方成为学生学习和实践的内容之一，简单的计算机程序开始被用于运动处方的教学之中。随后，运动处方的计算机运用，与国民体质监测评价、健康档案的管理、健身知识普及教育、数据统计与分析、等相结合，逐步形成了健康体适能管理系统。

健康体适能管理系统可针对不同性别、不同年龄、不同健康状况、不同锻炼习惯、不同健身目的的人群，采用不同的测试与评价方法，提供个性化的锻炼指导，可满足全民健身机构、各级康复机构、各级健身会所、各级国民体质监测管理部门以及体育科研的需要。

健康体适能管理系统的形成，必将有利于全民健身计划的推广，并使科学健身的指导迈上一个新的台阶。

二、健康体适能管理系统的基本组成

(一)会员管理

建立会员个人档案，记录个人基本信息，方便进行会员管理和查询。

（1）会员注册登记：建立会员档案，记录个人基本信息，通过点击“增加”、“删除”、“修改”、“保存”按钮来完成会员信息的管理。

（2）会员信息查询：通过确定的查询条件，查询相应的会员信息。

（二）报告管理

对会员的测试报告进行综合管理，可根据需要调用和打印不同项

目的评定报告和运动处方、营养处方、心理处方报告。打印会员的测试报告，既可根据单项测试打印，也可根据多项测试综合打印。报告分黑白打印和彩色套打，可调整打印边距，方便使用。

（三）数据中心

对会员测试结果进行查询、数据分析、数据上传网站等，便于对会员信息进行统计分析以及会员方便、及时的了解自己个人信息。

（1）数据查询：通过确定的查询条件，查询相应的测试结果。

（2）个人数据分析：查看某受试者的单组数据分析和历史数据分析。

（3）数据综合统计：对于所有的测试数据进行综合统计。

（4）数据上传：会员测试数据上传相关网站，便于会员及时了解个人信息。

（四）系统管理

实现系统参数设置、操作权限设置、数据备份等功能。

（1）参数设置：对默认输入法和默认打印机等一些基本参数进行设置。

（2）操作员管理：对操作员的级别和工作权限进行限定。

（3）数据管理：进行数据备份和恢复等一些基本功能。

（4）系统活动状态：查看操作员在系统的活动状态。

（五）心肺适能管理

获取心肺适能的相关测试指标数据，进行评价和指导。

（1）会员查找：根据会员编号和姓名查找会员。

（2）数据采集：采集心肺适能测试设备上的测试数据。