使用联网家庭健身设备的个人的运动习惯和压力之间的关系:单组前瞻性分析

简介

众所周知，体育活动对健康有许多好处，包括增强肌肉力量[1，2]、心肺健康[3.]，以及心理健康[4］．也有证据支持PA作为慢性疾病(如2型糖尿病)的有效管理或预防行为[5]、肥胖[6-8]，抑郁[9，10]，以及多发性硬化症[11，12］．与PA相关的还有经济利益。一项针对21,750名老年人的医疗保险索赔的研究发现，在整个生命周期中持续服用PA与较低的医疗费用有关[13］．尽管有证据支持PA的益处，但47.3%的美国成年人不符合有氧PA的推荐指南，更少的人同时满足有氧和肌肉增强活动的指南(23.2%)[14］．

在影响参与PA的众多因素中，压力扮演着复杂的角色，许多研究表明压力对PA的参与有负面影响，少数研究表明这种关联在习惯性锻炼者中不存在甚至相反。运动被定义为PA的一个子集，它是有计划的、有结构的、重复的，以改善或维持身体健康为最终或中间目标[15］．也许是因为锻炼的计划性和习惯性方面，它在压力下可能比PA更有弹性，PA被定义为骨骼肌产生的导致能量消耗的任何身体运动[15］．

Stults-Kolehmainen和Sinha回顾了168项关于压力- pa关系的研究，其中近四分之三[16]提供了高压力与低PA相关的证据，而17%的回顾研究记录了压力时期PA的增加。值得注意的是，65%记录压力时期PA增加的研究实际上评估了运动，所有这些研究都依赖于自我报告来评估PA和运动。在为数不多的一项前瞻性研究中，在有锻炼意愿的大学年龄女性中，压力与锻炼之间的关系产生了压力与锻炼相互作用的证据，例如，习惯性锻炼的女性往往在较高压力水平下增加运动量[17］．与2014年综述的结果类似，对COVID-19大流行期间PA变化的一些研究综述发现，人群PA水平下降[18-22］．然而，一些个别研究发现，习惯性锻炼者在封锁期间增加了锻炼。23-25］．所有这3项研究都依赖于基于互联网的调查来收集有关锻炼的自我报告信息。这项研究利用了一种联网的家庭健身自行车(Peloton Bike [26)，以验证压力不会对习惯性锻炼者的运动产生负面影响的假设。

方法

招聘及程序

在2020年12月至2021年1月的4周时间里，许多美国居民都生活在居家令之下，参与Peloton自行车使用和健康研究的邀请被发布到Facebook的两个页面上，专门讨论Peloton自行车。例如，2020年12月3日，加州公共卫生部发布了一项居家令[27］．由于1月份新冠肺炎病例减少，该命令于2021年1月25日取消。这项研究的数据收集时期与节日季节相对应，包括圣诞节和新年前夜，这段时间通常是家庭聚会、旅行和采取新行为的决心的典型时间。

在Facebook上发布的邀请函中，有一个链接将潜在参与者引向一项基于互联网的调查。在调查中，他们同意参与研究，并完成了一项关于Peloton自行车使用和健康的调查。受访者还被要求提供他们的Peloton用户名和研究权限，以便从Peloton平台访问他们的存档使用数据。调查采用研究电子数据采集(REDCap)工具进行[28，29］．REDCap是一个安全的基于web的软件平台，旨在支持用于研究的数据捕获，提供(1)验证数据捕获的直观界面，(2)用于跟踪数据操作和导出程序的审计跟踪，(3)用于无缝数据下载到通用统计包的自动导出程序，以及(4)用于数据集成和与外部数据源互操作的程序。

在这4周的时间内，完成了225项调查。图1说明了使用Peloton循环数据作为PA参与指标，用于确定本分析中包括的146名受访者样本的排除标准。排除标准是他们家里没有Peloton自行车，拒绝访问Peloton使用数据，或者没有共享他们的Peloton用户名。四名调查对象被排除在分析之外，因为他们在至少2个关键变量(如Peloton骑行课程的频率和持续时间)上是离群值(即距离平均值超过3个sd)。

在每位受访者完成初始调查12周后，通过REDCap发送后续调查请求。后续调查请求的时间是自动的，因此请求在第一次调查完成后12周发出。为了鼓励回复，在第一次请求后，每隔3天通过电子邮件发送另外2个提醒邀请。共回收随访调查66份(回复率45%)。

通过Peloton应用程序的“关注”功能访问Peloton使用数据。在获得受访者的许可后，我们使用Peloton的应用程序编程接口(API)访问我们调查参与者的锻炼数据。使用每位参与者的Peloton用户名，我们下载了他们在最初调查完成后12周内第一次骑行课程的数据，包括每次骑行课程的日期和持续时间。对于每个参与者，我们为我们的分析定义了两个固定的日期:开始日期(持续使用Peloton Bike的开始日期)和初始调查日期。我们将开始日期定义为用户在4周内至少进行了4次锻炼的第一个日期。使用这个定义，我们能够调整开始日期，以考虑那些可能为单一试验建立Peloton帐户，然后进入一段时间没有活动，直到他们获得自己的Peloton自行车的参与者。根据参与者完成初始REDCap调查的日期，我们将参与者的活动分为调查前活动和调查后活动。

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措施

人口统计资料

为了样本特征的目的，受访者被要求自我报告年龄、性别、种族或民族、完成的最高教育水平，以及他们是否是加州居民。

压力

感知压力量表

在最初的调查和后续调查中，使用科恩等人开发和验证的10项版本的感知压力量表(PSS)评估一般感知压力。30.］．对验证该量表的研究的回顾报告称，11项研究中的11项Cronbach α大于0.70,4项研究中的4项试验-重测相关性大于0.70 [31］．这些项目被分为5分从来没有来经常关于过去的一个月。量表在本样本中显示出较强的内部信度(Cronbach α=.86)。

COVID-19压力源和相关的感知压力

Park等人开发的修改版COVID-19压力量表[32]被用于最初的调查，以衡量COVID-19疫情在过去一个月对研究参与者的影响程度。公园项目等[32]量表是在先前与严重急性呼吸综合征相关冠状病毒相关工作的基础上构建的[33］．在这项研究中，有8个“是”或“否”条目(见表1)询问受访者在过去一个月是否经历过与covid -19相关的特定情况。对于受访者认可的8种COVID-19压力源中的每一种，受访者对相关的感知压力水平进行了5分制的评分一点压力都没有来非常紧张的．通过计算所有COVID-19感知压力得分的平均值，得出总COVID-19感知压力得分。这个量表以前没有被验证过。在本研究中，总感知COVID-19压力与总体感知压力(使用PSS评估)之间的相关性显著(r= 0.46;P<措施)。

体育锻炼行为

自我锻炼

在REDCap调查中，参与者被要求报告他们在三个人生阶段的锻炼情况:青少年、20多岁和现在。使用戈丁闲暇运动问卷[34调查中，参与者被要求报告一周内每周有多少次(剧烈或中等)运动超过15分钟。然后将这些频率相加，得出参与者每周至少进行15分钟中度至剧烈运动的次数。在最初调查12周后的后续调查中，也评估了典型一周(现在)的自我报告运动。GLTEQ已根据测量的心肺适应度进行验证[35]作为区分活跃与不活跃成年人的一种手段[35］．

Peloton使用数据

从Peloton API检索到的数据用于估计初始调查前4周和初始调查后12周的运动行为。在调查结束前的4周内，计算每周平均骑行天数作为运动频率的指标。同样，在调查完成后的12周内，频率表示为每周平均骑行天数。每周骑行时间(调查前和调查后)以每周平均分钟数计算。

统计分析

层次回归方程被用来测试感知压力和锻炼之间的关系。平行分析首先使用来自调查后12周内骑车的Peloton数据(频率表示为每周平均次数，持续时间表示为每周平均分钟)估算运动参与(频率和持续时间)，其次使用12周随访调查中报告的中等至剧烈运动的自我报告数据。每个回归分析的第一步控制年龄和性别。第2步控制了第一次调查时的运动行为(调查前4周的Peloton骑行数据或首次调查时获得的自我报告的中度至剧烈运动)。在每个分析的第3步输入感知压力(使用PSS评估)。

道德的考虑

本研究被确定免除人体受试者研究伦理审查。尽管由于数据去识别、Peloton数据的公开可用性以及使用标准调查程序而放弃同意，但研究参与者对研究提供了肯定的同意。研究参与者没有得到补偿。

结果

研究参与者

表2提供了Peloton循环分析中包含的146个调查受访者的描述性统计数据。总体而言，样本主要是女性，受过高等教育，健康状况良好，约70%是非西班牙裔白人。大多数受访者(78%)是加州居民。年龄范围为22至≥70岁，超过一半的受访者报告年龄在30至49岁之间。根据他们的自我报告(表3)，参与者代表了一个活跃的样本，与青少年时期的任何一种频率(配对)相比，自我报告的中度至剧烈运动的频率“现在”最高(每周超过8次)t₁₁₆= 4.23;P<.001)或20多岁时(配对t₁₁₃= 5.04;P<措施)。参与者在青少年和20多岁时的运动行为没有显著差异(P=点)。对225名受访者的完整调查样本和Peloton循环分析中包含的子样本(N=146)的受访者特征进行比较，发现在人口统计学、压力水平或自我报告的运动参与方面没有显著差异。完成12周随访调查的研究参与者与未完成随访调查的研究参与者的比较显示，完成第二次调查的研究参与者的平均教育水平更高(t₁₄₄= -2.63;P= .009)。在没有完成后续调查的参与者中，42%的人拥有研究生学位，而在完成后续调查的参与者中，66%的人拥有研究生学位。在Peloton数据分析的146名参与者和完成后续调查的66名参与者之间没有发现其他差异。

自我报告的压力

对评估COVID-19压力源项目的回应表明，这些压力源非常普遍(表1)，最常见的压力源是听到别人谈论COVID-19的风险，以及不确定隔离或社交距离要求可能持续多长时间。

对Cohen PSS的回应表明，参与者的平均PSS得分(平均值25.27，标准差6.06)处于“中等”范围的较高一侧，通常为14-26。在12周内进行的两次调查中，压力水平高度相关(r= 0.67;P<.001)，表明压力水平在一段时间内相当稳定。

Peloton用法

来自Peloton API的数据显示，在最初的调查中，25%的参与者已经使用Peloton Bike少于4个月，其中25%的人已经使用Peloton Bike超过20个月(表4)．在调查前4周的平均使用频率很高，60%的参与者记录每周至少5天至少上一次自行车课。在调查之前的4周内，骑行的最短时间为每周20分钟，根据Peloton的使用情况，50%的研究参与者达到或超过了美国推荐的指南[36每周进行150分钟的中到高强度的PA锻炼。

图2说明了Peloton在最初调查后12周内的循环模式。频率(每周几天)和持续时间(每周分钟)都随着时间的推移而减少(P<。两者皆为001)。在调查结束后的一周内，研究参与者平均完成了3.92天(SD 2.04)的骑行时间，平均骑行时间为156.89分钟(SD 108.77)。在12周期间的最后一周，参与者完成了平均3.32天(SD 2.20)的骑行，平均骑行122.98分钟(SD 97.67)。在12周监测期的最后一周，37%的参与者达到或超过每周骑行150分钟。

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压力对运动行为的影响

由于在任何方程中，性别与Peloton循环(频率或持续时间)没有显著相关，因此性别被排除在外，并在步骤1中仅将年龄作为协变量重新进行分析。年龄显著预测Peloton循环持续时间(R²= 0.05;F_1144年= 8.45;P=.004)和Peloton循环频率(R²= 0.03;F_1144年= 4.49;P= 03)。第2步中的模型，在调查前4周的Peloton使用情况作为预测变量，是调查后Peloton循环频率的显著预测因子(R²= 0.57;F_2143年= 95.27;P<.001)和用于预测调查后Peloton循环的持续时间(R²= 0.58;F_2143年= 102.58;P<措施)。的变化R²第2步表明，调查前的练习解释了调查后练习中约50%的方差。2个不同方程的第3步中的回归模型检验了压力(使用PSS评估)与调查后Peloton使用的关系，结果显示，压力与调查后的循环没有显著相关R²< 0.003;P[循环时间]=.81;P[循环频率]=.76)。

在检验压力(使用PSS评估)对总体自我报告运动(使用GLTEQ评估)的影响的回归分析中，年龄和性别与12周时的运动无关;因此，分析在没有这两个潜在协变量的情况下进行。初步调查中报告的总体中度至剧烈运动显著预测了12周随访调查中报告的总体运动(R²= 0.31;F₆₄= 29.03;P<措施)。没有变化R²当压力进入模型时的值，12周时压力与整体运动无显著相关性(P=陈霞)。

讨论

主要研究结果

据我们所知，这是第一项分析来自习惯于锻炼的成年人的数据的研究，这些成年人在家中可以使用联网健身设备，结果表明，报告的压力水平无法预测12周内的锻炼参与度。这些数据是在COVID-19大流行期间的封锁期间收集的，自我报告表明，研究参与者实际上正经历着与COVID-19相关的压力源的高流行率和高水平的感知压力。在最初的自我报告调查后的12周内，通过Peloton骑行应用程序跟踪Peloton骑行行为，因此不容易受到自我报告偏差的影响。尽管在研究样本中，运动参与的总体趋势是随着时间的推移而减少，但压力与调查后Peloton循环的频率或持续时间没有显著关联。压力对运动没有影响，这在一项分析中得到证实，该分析分析了在相同的12周时间内，受试者自我报告的总体中度至剧烈运动的变化与感知压力之间的关系，使用GLTEQ进行测量。

与大多数调查压力对PA或运动影响的研究相比，本研究的一个独特之处在于使用了不是通过自我报告获得的运动参与数据。在他们对这一主题的综述中，总结了168项研究的结果，Stults和Sinha [16]仅确定了2项使用客观PA评估的研究，且这两项研究都是横断面的。研究参与者的选择，所有人都有最先进的家庭锻炼设备，是这项研究的另一个决定性特征。研究发现，在这个自我选择的习惯运动的个体样本中，感知到的压力并没有对运动参与产生负面影响，这与先前一些依赖自我报告来估计运动的研究结果是一致的。23，24，37］．值得注意的是，所有这些研究都是在COVID-19大流行期间进行的，反映了人们普遍担心社交距离和居家令会导致PA普遍下降。有人称之为“恶性循环”[38在这种情况下，社会隔离导致压力增加，从而导致PA降低和相应的应对压力能力下降，全球大流行所产生的这种慢性压力类型有可能对未受感染的人产生相当大的累积和长期健康影响。我们的研究表明，对于那些已经建立了锻炼习惯的人来说，家庭健身设备可能在防止活动减少方面发挥作用。未来的工作应寻求从运动习惯中分离器械使用的影响。

现有数据表明，就COVID-19大流行期间所经历的压力而言，这一研究参与者样本与一般人群相似。总的来说，每种COVID-19压力源的患病率与Park等人报道的相当[32]在2020年4月评估的美国样本中，除了日常护理个人惯例的变化和工作惯例的变化，这两者在Park等人的研究中更为普遍[32)的研究。这种对比可能是数据收集时间的函数，因为我们的研究比Park等人的研究至少晚8个月进行[32)的研究。与每种COVID-19压力源相关的感知压力评级与Park等人报告的评级相当[32］．

事实上，这项研究中的个体总体上经历了相对较高的压力，这同样得到了之前报告的统计数据的支持。科恩等[391983年、2006年和2009年进行的3次大型美国调查。科恩等人的研究[39)，研究人员比较了不同人群的PSS得分，2006年失业男性的PSS得分最高，平均为20.21分。最近，在COVID-19流行期间，对57个国家部署的1685项调查的PSS得分进行了比较[40]得出的全球平均分为19.08。PSS平均得分为25.27，在这项研究中，一组受访者清楚地认为自己正经历着相对较高的压力。

在压力大的时候，锻炼对健康的好处可能比压力小的时候更明显，所以确定在压力大的时候支持保持锻炼的因素对公众健康有明确的意义。这项研究表明，一个既定的运动习惯可以缓冲压力对运动参与的负面影响。Peloton Bike是一款固定的健身自行车，配有一个数字联网显示器，可以实时观看和点播不同时长和强度的骑行课程。除了显示连续的表现指标外，监视器还显示完成同一课程的其他Peloton车手的运行列表，并允许用户通过发送和接收“击掌”与其他车手互动。由于所有研究参与者都使用了这种最先进的健身设备，因此我们的结果不应推广到从事其他形式的锻炼或通常在户外活动的人。这种类型的健身设备，结合了按需上课和连接到基于互联网的锻炼者社区的可访问性，是相对较新的，尚未被广泛研究。这项技术的许多方面都可能鼓励人们坚持锻炼计划，包括行为自我监控、竞争和锻炼的社会支持。

除了本分析中验证的特定假设外，我们的研究还表明，互联网连接的运动设备在支持研究和干预方面具有相当大的潜力。收集有关运动行为的详细数据的能力使个性化干预成为可能，在这种干预中，信息可以根据个人的测量运动参与情况传递给他们。在研究方面，可以获得关于运动频率和持续时间的详细信息，可以促进许多不同的研究途径。关于运动参与与不同健康结果之间关系的问题，可以使用不受自我报告偏见影响的运动数据进行更严格的探索，而关于如何最好地支持运动的采用和保持的问题，也可以使用运动设备记录的持续时间和频率的指标来解决。尽管专注于单一的活动模式(在这种情况下，骑自行车)可能会限制对特定人群的吸引力，并可能限制我们研究结果的广泛性，但作为进行功效研究的模型，联网健身设备是一个有吸引力的选择，值得进一步探索。

限制

这项研究的几个方面可能会限制研究结果在这个特定样本之外的推广程度。这项研究的参与者绝大多数是女性，大多数是非西班牙裔白人，尽管其中大约30%的人报告属于非白人民族或种族团体。此外，这项研究的招募是通过Peloton Facebook小组进行的。因此，在将我们的研究结果推广到男性、非白人族裔或种族群体以及不使用社交媒体的人时，应谨慎行事。另一个需要考虑的问题是，Peloton Bike仅在使用Peloton Bike时收集数据。因此，该平台没有捕捉到其他形式的活动(如步行、跑步和游泳)，这些活动可能受到COVID-19封锁期间压力的不同影响。Peloton Bike使用率下降的一个可能解释是，随着COVID-19封锁限制的取消，人们可以进行其他形式的活动。然而，即使在12周的监测期结束时，平均骑自行车的时间为每周>2小时，仍足以实现健康效益[41］．

还应该指出的是，Peloton Bike是一种订阅服务;因此，除了设备的成本之外，每月还有访问现场按需上课的相关成本。因此，可以说，我们的研究结果可能不适用于负担不起这项费用的个人。不太富裕的人在获得联网的家庭健身设备时，是否会在压力增加时对PA的降低表现出类似的弹性，这是一个可以在未来研究中探索的实证问题。已经有医疗保险公司向其会员免费提供Peloton应用程序的案例[42]而且越来越多的证据表明，从长远来看，定期锻炼可以降低医疗成本[13]，我们有理由期望，家庭设备最终可能以较低的成本或免费提供给一些个人。此外，应该指出的是，全国健康访谈调查的数据[43]表明，即使在较富裕的亚群体中，也只有不到50%的成年人符合参与PA的建议指南。因此，即使这项研究的结果只适用于更富裕的人，但就人数和可能的健康益处而言，潜在的影响仍然相当大。

结论

总之，在COVID-19封锁期间，使用联网家庭健身设备的习惯活跃的成年人在承受高压力的情况下保持了他们的锻炼习惯。这一发现是根据Peloton Bike的应用内骑行数据和自我报告的中等到高强度的休闲活动得出的。鉴于锻炼对健康有益的有力证据，确定在压力时期保持个人活跃的策略具有巨大的公共健康意义。未来的研究应该研究联网的家庭健身设备在压力时期支持运动的维持方面所起的作用。