青少年优势生长发育监控系统的研究与建立策划书.docx
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青少年优势生长发育监控系统的研究与建立策划书
青少年优势生长发育监控系统
的研究与建立策划书
二0一0年六月十日
目录
1选题依据(意义)3
1.1青少年的生长发育研究现状4
1.1.1国内青少年生长发育研究现状4
1.1.2国外青少年生长发育研究现状7
1.2青少年生长发育的研究基础8
1.2.1体育锻炼对青少年生长发育的影响8
1.2.2营养对青少年生长发育的影响10
1.2.3脊柱对青少年生长发育的影响14
2研究目的和内容15
2.1建立系统的主要内容15
3研究方法与技术路线17
3.1研究对象17
3.2测试方法18
3.2.1心肺功能测试18
3.2.2体成分测试19
3.2.3骨密度测试19
3.2.4脊柱测试20
3.2.5骨龄测试21
3.2.5测试指标21
3.3指导方案21
3.4统计方法27
4技术难点和创新点28
4.1技术难点(选择)28
4.2创新点(选择)29
5主要技术指标30
5.1体格发育指标30
5.2机能指标30
5.3素质指标(可选)31
5.4运动处方指标32
5.5营养处方指标32
6系统建立的必要性和原则33
6.1青少年优势生长发育监控系统建立的必要性33
6.1.1青少年生长发育指导的服务机构较少33
6.1.2干预指导方法单一33
6.1.3服务对象的面比较狭窄33
6.2建立系统的原则34
6.2.1全面发展原则34
6.2.2适当控制原则34
6.2.3综合训练原则35
6.2.4循序渐进原则35
7市场经济分析36
7.1国内外市场现状36
7.2市场前景分析37
7.3经济效益分析38
7.4社会效益分析39
8研究需要的仪器设备40
8.1骨龄测试仪40
8.2体成分仪41
8.3骨密度仪42
8.4脊柱电子测量仪43
8.5学生体质测量设备44
9主要参考文献45
1选题依据(意义)
青少年是人类的未来和希望,他们的体质健康状况直接影响国家和民族的兴衰。
因此,世界各国都在广泛而深入地进行研究,采取各种措施,努力促进青少年的生长发育。
我国对青少年的成长更是倍加关注。
《中华人民共和国宪法》规定:
“国家培养青年、少年、儿童在品德、智力、体力等方面全面发展”,要求各级政府、学校、社会和家庭高度重视其体质健康状况。
《中共中央、国务院关于深化教育改革,全面推进素质教育的决定》强调:
健康体魄是儿童少年为祖国和人民服务的基本前提,是中华民族旺盛生命力的体现,学校教育要树立“健康第一”的指导思想。
可见,进行青少年的优势生长发育等方面的研究,已经不仅仅是专家和学者的事情,而且是国家的大事,这对未来国民健康乃至人类健康的研究皆具有重要的意义。
在国务院的领导下,教育部和体育总局已经对学生的体质和健康进行了数次调研,通过对其结果的综合分析发现,改革开放20年来我国青少年在体质和健康方面取得了长足的进步,突出表现在各年龄身高、体重值的增加皆很明显,身体的充实度和营养水平全面提高,正逐步赶上欧美日等发达国家水平,青春期性发育不断提前。
此结果说明我国青少年正经历着前所未有的生长期变化,这对于提高我国跨世纪一代的健康水平和生活质量具有重大的现实意义。
然而在看到此生长长期变化所带来的增长的同时,还必须清醒地看到目前学生体质健康中所存在的主要问题,即一是学生中肥胖和较低体重者同时并存,正常体重者减少的“双峰现象”;二是学生机能和身体素质呈现停滞和下降趋势;三是我国青少年生长长期趋势的“后劲不足”。
产生上述问题的原因有许多,如膳食结构不合理或营养知识缺乏所造成的营养不良、生活方式不科学以及青少年群体内生长发育显著不均衡等,但是其中一个重要原因是缺乏体育锻炼和户外活动的科学指导,导致运动不足。
青少年生长发育问题也是家长普遍关心的问题,科学有效地提早对青少年生长发育全过程进行评价与干预是保证青少年优势发育,从而达到遗传优势的关键。
据此,本课题将依据青少年生长发育的基本规律,在全国学生体质健康调研的基础上,针对当前青少年生长发育方面存在的主要问题,研究和设计适合青少年身心特点的“青少年优势生长发育监控系统”;在青少年中开展科学的健身运动、营养指导和生活方式的调整;通过科学监测检验干预效果,以此建立适合于我国青少年生长发育的科学指导系统,进而有效地增强青少年体质,尽快扭转青少年身体机能和素质停滞和下降的趋势,使其能够以强壮的体魄去面对未来更加严峻的挑战。
青少年的生长发育过程需要进行全程监控,才能保证青少年得到优势发育。
1.1青少年的生长发育研究现状
青少年身体各器官系统正处于生长和发育之中,其形态、机能和身体素质等均沿着遗传基因所规定的生长轨迹不断发育,同时营养、疾病和机械刺激等环境因素也在不断地向正负两方面修改着青少年的生长轨迹。
若给予一个优良的外界环境,青少年可以发育到遗传所规定的上限,相反恶劣的外界环境则可抑制青少年的生长发育,甚至无法发育到遗传所规定的下限。
因此,遗传和环境是控制和影响青少年生长发育的重要因素。
其中遗传因素是无法任意调控的,但可以通过调控环境因素促使青少年充分地挖掘遗传潜力,这就为青少年生长发育干预手段的研究提供了广阔的空间。
无论在哪一个国家中,青少年始终都是一个倍受国家、社会、学校和家庭关注的特殊群体,所以关于青少年体质健康和生长发育的研究报道非常多,有关身体活动和体育锻炼对青少年体质健康的影响的报道亦较多。
然而,由于青少年自身机体处于不断的变化之中,外界的干预手段只是对这种变化起到加强与加速或抑制与减慢的作用,因此,针对正常青少年,更多的研究集中于青少年生长发育过程中身体形态、机能和身体素质随年龄增长的特点和不同方式的体育锻炼对机体的影响,而针对适合青少年的具体集运动、营养、生活方式为一体的研究较为少见。
本课题将就近年来国内外有关青少年生长发育方面的研究做一简要概述。
1.1.1国内青少年生长发育研究现状
一个国家青少年体质的强弱,是关系到国家和民族昌盛的百年大计。
所以我国非常重视对青少年体质状况进行研究,分别在1979、1985、1995、2000和2005年等分别对儿童、青少年进行了大规模的体质健康调研。
邢文华等根据1985~2000年3次中国学生体质调研资料,对我国7~18岁中小学生身体形态、机能和素质指标进行15年动态分析。
其结果指出在此15年间,我国中小学生的身高、体重和胸围均有不同程度的增长,但长度生长水平的高峰期在今后可能速度会放慢,但重量和围度生长的高峰期将会继续,青少年身体发育匀程度有所改善,以往普遍存在的“豆芽菜”体型继续得到改善。
然而身体机能有下降趋势,其中肺活量和肺活量/体重指数在15年内整体呈现下降趋势。
身体素质和运动能力的增长情况亦不容乐观,具体表现为速度素质没有明显的增长,而且后5年还存在下降趋势;力量素质近5年也存在一定的下降趋势;耐力素质下降最明显;柔韧素质普遍下降。
对青少年的体质状况进行研究,其目的之一就是要有针对性地采取有效的措施来增强他(她)们的体质和健康状况。
2005年上报的数据基本覆盖了全国,具有一定的代表性。
其中全国学生总体营养不良的比例有7.88%,肥胖率高达7.33%,合计为15.21%。
由此推算,3亿青少年中有4500万人不是营养不良就是肥胖,这是多么惊人的数字!
较轻体重的比例大于正常体重10.38%,而超重的比例小于肥胖3.22%,也反映了我国经济发展的地区差异仍然较大。
另外,较轻体重的比例大于正常体重,超重的比例小于肥胖的比例,这种不正常现象的原因需要进一步进行研究。
表2全国学生身高标准体重设计比例与实测比例的差值(%)
营养不良率
较轻体重率
正常体重率
超重率
肥胖率
全国学生总体
5.88
32.53
-34.85
-8.89
5.33
全国男生
7.11
35.90
-40.63
-9.05
6.65
全国女生
4.50
28.75
-28.40
-8.72
3.85
城镇学生
4.47
31.40
-33.43
-8.65
6.20
乡村学生
7.88
34.13
-36.87
-9.24
4.10
注:
实测比例-设计比例=差值
我国学生体质健康调研成果中揭示当代青少年存在一个严重的问题,就是肥胖和超重的检出率成倍增长,且营养不良和较低体重的检出率在欠发达的农村和发达城市均未呈现下降趋势。
随着社会经济的发展,学生中肥胖和超重的检出率加速上升。
2000年肥胖检出率较10年前增长了2.8~5.8倍,正迅速接近欧美日发达国家,已成为大城市青少年最突出的问题。
不仅如此,肥胖、超重率猛增的另一表现为高发人群正从6~9岁男小学生向整个中小学阶段扩展。
男小学生肥胖检出率继续攀升,北京已达1/5,同时在10~18岁的中小学生中肥胖者也大量出现。
肥胖、超重率持续、迅猛的增长预示着巨大隐忧,其不仅给青少年带来巨大的身心压力,而且亦将导致高血压、糖尿病和冠心病等成年疾病的发生呈明显低龄化趋势。
与此同时,在我国较为贫困地区仍有8%~15%的青少年营养不良,其检出率比沿海城市高2~3倍,而且部分学生会因此而造成身高生长迟滞。
大城市中的营养不良检出率并没有随经济发展、生活水平提高而自然消亡,部分地区甚至呈小幅度上升趋势,因而在经济发达地区呈现出群体青少年中肥胖和较低体重并存,正常体重者反而减少的“双峰现象”。
较低体重者的特征是身高基本正常,体型消瘦,肌肉不发达,肌力和肌耐力差,脑力工作能力低下。
肥胖和较低体重皆将严重影响青少年身体的正常生长发育,亦必将影响到整个国家的人口素质。
从近年来对我国学生体质健康调研结果及其与日本青少年体质状况的对比分析中发现:
我国青少年生长长期趋势的“后劲不足”,即成年身高增长潜力明显不足。
中国青少年的增长同样迅猛,但相比之下有3点不足:
第一,增长的变化主要出现在城市地区,农村刚刚开始,部分贫困地区甚至没有明显增长的表现。
城乡、地区发展不平衡是我国青少年未出现完全性长期增长的主要阻抑因素。
第二,日本青少年突增高峰期下肢的增长显著,是成年身高增长的主要动力;我国青少年的身高增长动力主要来自性发育提前,下肢增长和成年身高增长不显著。
第三,中国青少年体重低于日本,但体成分中体脂比重相对高,瘦体重发育水平不高,制约着体格增长的“后劲”。
我国青少年生长发育中所存在的上述问题,无论是身体机能和素质的下降,体重的超重与较低,还是下肢的增长,瘦体重的增加等,除了采取改善营养,养成良好的生活作息习惯等以外,积极参加体育锻炼,尤其是有目的、有计划和有组织的科学健身运动,是解决上述问题最经济和最有效的方法。
1.1.2国外青少年生长发育研究现状
伴随日本1955~1985年期间经济的高速增长,日本青少年的生长曾呈现持续30余年迅猛增长,不仅表现在生长突增上,且成年身高增加显著。
美国体育运动协会针对近几年来由于经济不景气及其他原因所造成的中小学体育课程删减问题发表了加强学校体育工作的声明,其倡导:
“体育活动应有质有量,天天有!
”该声明指出中小学体育教学必须提供学生每日不少于30分钟、并具有一定强度和密度的正规体育学习与锻炼。
随着学生年级的增长,必须参加体育锻炼的时间亦相应延长。
高中毕业班学生应有每天50分钟以上的时间参加正规体育活动。
体育锻炼效果要有正式的测定与评价。
这样不仅可促进学生身体、心理和社会等各方面能力的发展,还使其认识到参加日常体育锻炼的益处,理解体育运动对发展与保持健康的生活方式的重要意义。
此外,在美国“2000年全民健身计划”中,不但对学校体育教学的健身意识提出了重点要求,而且对一些学校体育教学模式中的具体环节作了量化规定。
如使6~17岁的青少年中参加以增强身体发育和心血管适应性为目的的大强度体育活动,每周3次,每次至少20分钟的人数比例至少增加到75%,而实际调查现基数只有12~66%;使6岁和6岁以上参加有规律的旨在提高和维持肌肉力量、耐力和柔韧性的体育活动的人数比例至少增加到40%,而实际调查现基数仅为10%;使12岁和12岁以上超体重的青少年在配以合理膳食的情况同时积极参与有规律的体育活动的人数比例至少增加到50%,而实际调查现基数只有25%。
再者,2003年美国制定的有总统布什和议会支持的“总统挑战计划”是以促进美国国民的体质和健康为出发点,通过系统、有计划的身体活动以达到降低血压和血脂水平,减少肥胖、Ⅱ型糖尿病、中风和心脏病等,强壮骨骼、减少骨量随年龄增长而丢失,减少抑郁和焦虑状态、增加抵抗压力的能力,结交新的朋友、使家庭和睦,改善体型姿态、保持肌肉张力和有利于健康的体重等功效,进而使每一个人拥有健康、快乐、精力充沛的每一天。
该计划突出强调了18岁以下的青少年进行身体锻炼的时间每天不少于60分钟,每周5天,并且详细制定了检验参加身体活动与锻炼后肌肉力量和耐力、心肺功能、身体柔韧性以及体成分提高与改善效果的测试内容和评价方法。
由此可见,美国不仅从政策法规上要求学校达到加强青少年的体育锻炼、使其最优发育和成长的目标,而且还针对不同体质状况的学生提出具体量化的指标来落实和保证目标的实现。
1.2青少年生长发育的研究基础
众所周知,“运动、营养、心理、生活方式”是健康生活的四大基石,其对青少年的生长发育具有积极的促进作用。
国内外关于此类的文献报道主要集中在某一方面,例如青少年身体素质和运动能力的发展及其与身体其他指标间关系的研究,营养餐的研究等等。
1.2.1体育锻炼对青少年生长发育的影响
(1)对身体形态的影响
在生长发育过程中,青少年体格的发育状况不仅直接决定成年时期的身体形态特征,而且还影响身体机能和素质的发育速度,制约二者的发展空间。
构成青少年体格重要的组分之一是骨。
骨的发育离不开机械力的刺激。
Bradney和Heinonen等指出承重性体育锻炼均可提高青少年的骨密度(BoneMineralDensity,BMD),但不同的锻炼形式BMD改善程度存在差异。
Duncan等分别对游泳、跑和自行车运动员的BMD进行了比较研究,发现跑的运动员身体多数部位的BMD显著高于游泳和自行车。
适宜的运动在使骨量增加的同时,亦可改善骨的结构,加强骨形成,最终使骨承受载荷和抵抗变形的能力显著增强。
构成体格的内部结构得到增强,必然随之带来身体外部形态的改善。
中小强度的体育锻炼可以使青少年身高、体重以及肢体的长度和围度等指标的发育皆好于不经常参加运动的同龄人。
13~17岁男中学生每天坚持参加体育锻炼1小时以上,其身高和胸围均超过每天仅锻炼20分钟的学生。
女生则因皮下脂肪的减少而使体重和胸围增加的幅度有所减小。
另有报道以7岁女孩为研究对象,进行为期6个月的体育课除外的田径、体操和游戏等形式的运动,结果发现运动对女孩生长发育产生了积极的影响,其中干预措施所激发的改变在腿长、膝宽、体重和肩宽最明显,其次是腹部皮褶厚度、腕宽和身高。
这些女孩脂肪含量明显减少,但体重和围度仍有增加,说明这些运动产生了改善肌肉组织发育和减少体内脂肪的良好影响。
(2)对心肺功能的影响
青少年有氧运动能力和无氧运动能力的高低均主要取决于心血管系统与呼吸系统的形态结构、功能以及人体各种器官机能活动的基础——能量代谢能力的强弱。
处于生长发育过程中的青少年进行体育锻炼时,由于心脏的工作负荷加大,致使心率适当增加,血液流量增大,全身血液循环得到改善;同时使心肌发达、心室壁增厚,心脏体积增大。
据北京医科大学运动医学研究所调查,参加业余体育学校训练1年以上的14~17岁少年运动员,心脏体积增大,具体表现为心脏的横径、宽径和纵径都较一般少年大。
由于心肌发达,心脏的收缩力量增强,心脏的每搏输出量亦随之增大。
在运动过程中,尽管有训练的少年与一般少年的心脏每分输出量基本相同,但每搏输出量却远比一般少年大。
这说明,有训练的少年主要是靠增加每搏量来加大心输出量,而一般少年则主要是靠增加心搏频率来加大心输出量的。
青少年呼吸系统的发育状况也可通过体育锻炼得以提高。
王红宇等采用Jaeger运动心肺功能仪对不同年龄段的青少年进行了最大心排指数(CI)、最大心率(HRmax)和最大吸氧量(VO2max)等检测,结果表明少年组的VO2max和CI均显著高于青年组(P<0.05),提示少年已经具备了较高的心肺储备能力,可以完成较高强度的体力活动和运动。
少年运动员由于经过长期系统的体育训练,使其呼吸系统、心脏血管系统的机能水平较高,他们的VO2max也比一般少年为大,这使得他们在剧烈运动中的工作能力比一般少年要强,能承受较大强度的运动训练。
无氧活动能力是指在较短的时间内进行高强度运动的能力。
儿童的无氧活动能力显著低于青春期少年和成年人。
然而随着机体逐步发育成熟,青少年的无氧活动能力亦会提高,而且主动进行无氧运动,也可通过提高机体雄性激素水平、ATP与CP和糖元的含量以及最大血乳酸水平等增强机体的无氧活动能力。
(3)对身体素质的影响
青少年的身体素质是由力量、速度、耐力、柔韧和灵敏协调等多种能力组成的。
这些具体素质均有自己发育和发展特点,如柔韧和灵敏协调素质发展最快速的时期是在儿童期,11岁以后二者的增长速度开始下降;而力量、速度和耐力素质的最快速提高时期是在17岁以前。
可见,青少年时期是身体素质得以改善和提高的关键时期。
在各种身体素质中力量素质是基础。
以往对于青少年采用抗阻力练习来增加肌肉的力量和耐力一直存在较大的争议。
许多学者认为在青春期前期的儿童不可能获得力量,而且力量练习还容易导致发育中的骨骺生长板的损伤。
然而近二十年以来,相继有研究报道力量练习不仅能够提高儿童肌肉的力量和耐力,而且对儿童身体健康、损伤的预防以及运动技能的提高亦大有裨益。
对于青少年力量练习来说,安全是最重要的。
正确的教学、科学的计划、周密的监测和完善练习器械是力量练习安全而有效地进行的根本保证。
1.2.2营养对青少年生长发育的影响
根据2005年全国学生体质调查的数据发现:
男生“营养不良”和“较轻体重”率较高主要集中在12~15岁之间,这可能与此时期青春期生长各方面身体各方激增有关(见表3、图2)。
小学阶段“正常体重”的比例基本保持均衡,这与小学生生长发育的阶段吻合。
初中到大学,正常体重的比例呈逐渐增加的趋势,这可能一方面与身体生长发育阶段有关,另一方面可能与学习压力逐渐降低有关。
“肥胖”比例在各年龄组均保持在10%左右。
与2004年全国体质监测这个方面的比例大致保持一致。
其中“超重”的比例低于肥胖的比例,其原因有待于进一步分析。
表3全国男生(分年龄)身高标准体重统计表
年龄
样本个数
营养不良率
较轻体重率
正常体重率
超重率
肥胖率
7
260091
5.50
31.90
46.90
5.50
10.10
8
272144
6.50
33.00
45.50
5.20
9.70
9
298550
7.00
31.20
43.80
6.10
11.90
10
278900
8.00
32.10
42.30
5.90
11.70
11
167632
9.00
34.60
38.20
5.60
12.60
12
296456
16.10
49.50
22.20
3.50
8.70
13
430216
20.30
56.50
15.30
2.30
5.60
14
446276
17.50
58.90
15.50
2.20
5.80
15
636774
13.70
58.40
18.60
2.50
6.80
16
579830
10.90
58.00
21.80
2.80
6.60
17
435699
8.00
55.70
25.50
3.30
7.50
18
510509
5.70
52.30
29.50
3.90
8.60
19
500900
4.60
50.50
31.60
4.20
9.10
20
448893
3.90
48.60
33.40
4.50
9.60
21
390994
3.30
47.20
34.30
4.80
10.50
22
254265
3.20
45.30
35.70
5.00
10.80
根据2005年全国学生体质调查的数据发现:
除了青春期以外,女生的“营养不良”比率与男生基本一致,基本保持在5%左右(见表4、图6)。
女生的“较轻体重”与“正常体重”不同年龄阶段变化幅度不大。
“超重”率和“肥胖”率随着年龄的增长呈逐渐递减的趋势,这在一定程度上可能与女生对于保持身材的关注存在一定关系。
表4全国女生(分年龄)身高标准体重统计表
年龄
样本个数
营养不良率
较轻体重率
正常体重率
超重率
肥胖率
7
236436
5.70
36.40
43.60
5.40
8.80
8
227475
7.40
38.60
40.90
5.00
8.00
9
271583
9.20
39.60
38.40
4.90
7.90
10
237479
110
40.80
36.70
4.50
7.00
11
149910
9.40
36.40
41.50
4.90
7.90
12
280421
9.80
42.80
35.70
4.20
7.50
13
389601
8.80
46.00
34.90
3.90
6.40
14
411819
5.40
41.10
40.90
4.90
7.70
15
606053
4.20
38.40
44.10
5.40
7.80
16
536454
5.00
41.00
43.50
4.70
5.80
17
405972
4.40
42.10
44.30
4.20
5.10
18
492192
4.80
42.60
44.40
3.90
4.40
19
476488
6.20
43.40
43.40
3.50
3.60
20
389495
6.70
44.30
42.70
3.20
3.00
21
310844
7.20
45.90
40.90
3.00
2.90
22
173350
7.60
46.40
40.50
2.70
2.70
因此,针对青少年发育过程中的每个阶段的不同状况,提供科学的、个性化的营养指导,对青少年的优势生长发育有着至关重要的作用。
1.2.3脊柱对青少年生长发育的影响
生长发育中的青少年,也易发生脊柱畸形(如驼背、脊柱侧弯),严重影响美观、生活活动、运动能力甚至器官功能。
有大量研究表明,遗传、生活方式、工作、运动锻炼等都会影响脊柱的曲度、活动度和稳定性;脊柱的形态、活动和稳定性的异常也与各种脊柱疾病、运动损伤有着密切的关系,并可以用相应的运动处方和康复手段来改善和治疗。
在美国,已有相关法律要求学校每年春秋两季为学生进行脊柱体检,但在我国目前常规的学生体检中没有这一项。
为达到早发现、早诊断、早治疗的目的,定期对脊柱进行体检非常必要。
同时,脊柱健康也可以作为学生体质研究的一个重要内容。
2研究目的和内容
本课题首次提出将青少年心肺功能测试;人体成分测试;骨密度测
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