基于网络的老年人有氧舞蹈锻炼计划的可行性、安全性、乐趣和系统可用性:单臂试点研究

简介

先前的研究已经报道，体育活动和社会互动对老年人的身体、认知和心理健康有积极的影响[1-4］．然而，对于一些人来说，由于环境限制(如交通限制、步行性低和位置偏远)以及物理限制和社会因素，他们很难到达锻炼和参与社会活动的场所[5，6］．在2019冠状病毒病暴发初期，由于采取了居家的政治对策以及关闭公共体育和娱乐设施，现有的障碍加剧了[7，8］．虽然已经放松了一些限制，但COVID-19仍在继续，一些老年人尚未重新开始体育活动[8］．因此，有机会在家里参加体育和社会活动是至关重要的。

要解决这些问题，一个解决方案就是在家里进行网络锻炼。9，10］．随着通信技术的发展，人们可以在家中通过Zoom应用程序(Zoom Video Communications)等视频会议平台，在教练的指导下参与小组练习[11，12］．虽然通过视频会议平台进行网络锻炼是有益的，但应仔细考虑基于网络的锻炼计划的可行性、安全性和乐趣，以及基于网络的锻炼交付系统的易用性，尤其是对老年人而言[13］．可行性可以通过个人的保留率和坚持率进行评估。作为一个针对老年人的项目，安全是很重要的，因为参与者在家里锻炼，没有教练或主管的现场支持。在基于网络的运动计划中，为了降低不良事件的风险，轻强度和短时间的运动是首选。此外，为了确保它被广泛接受和长期使用，它应该易于实施和令人愉快。14］．在系统的可用性方面，其操作应对老年人简单和容易，因为技术问题是使用信息和通信技术设备的主要障碍[9，15］．

然后，考虑到这些条件，我们专注于一个短时间(20分钟)和低强度的有氧舞蹈锻炼计划。舞蹈被广泛接受为老年人的团体运动。16]而且不需要设备。为了在家里的密闭空间里安全地进行舞蹈练习，我们开发了一种低强度的有氧舞蹈项目，主要包括上肢和躯干运动，并证实这对老年人来说是一种享受，在实验室环境中，它可以短暂地增强认知功能和情绪。17，18］．此外，为了提供基于网络的锻炼计划，我们将重点放在平板设备上的Zoom视频会议应用程序上，因为它是免费的，在社会上广泛使用，最近的研究报告显示，它在老年人中的可用性没有重大问题[13，19，20.］．尽管一些研究已经检验了使用力量训练、有氧运动和瑜伽的网络锻炼计划的可行性和有效性[13，19，20.，据我们所知，之前没有研究在老年人中调查这种短时间和轻强度的网络有氧舞蹈锻炼计划。

因此，在评估其有效性之前，作为试点研究，我们进行了单臂干预，以检查基于网络的有氧舞蹈锻炼计划的可行性、安全性和乐趣，以及锻炼输送系统在老年人中的可用性。

方法

参与者

参与者是从社区居民中招募的老年人，他们属于八王子医疗消费者合作社。该组织在生病或虚弱期间提供医疗和护理支助，其成员包括身体健康的人以及患有某种疾病的人。合作社的工作人员向社区成员分发了关于这项研究的传单，24名感兴趣的老年人(n=6, 25%为男性，n=18, 75%为女性)自愿参加了一个信息交流会，他们充分了解了研究的目的和实验过程。会议结束后，8名参与者拒绝参加(7名不符合日程安排，1名因坐骨神经痛无法运动)。最后，16名老年人(n= 4,25%为男性，n= 12,75%为女性)提供了书面知情同意书。纳入标准如下:年龄在65岁以上;住在东京八王子市;不因心血管或骨科疾病而限制医生的运动;也没有精神疾病的诊断，包括痴呆。考虑到本研究的探索性，没有进行幂分析来确定样本量。表1显示参与者的人口统计数据。

伦理批准

明治安田生命健康福利基金会体质研究所伦理委员会批准了研究方案(批准文号:2020-0001)。

程序

参与者在家中使用平板设备通过视频会议平台参加了一项为期8周的基于网络的有氧舞蹈锻炼计划。在开始干预前，我们免费借给每位参与者4台电子设备，用于访问运动计划，并在运动过程中监测心率，具体如下:(1)平板电脑(iPad[苹果公司])，用于网络锻炼;(2)心率监测设备(OH1 [Polar Electro Oy]);(3)智能手机(iPhone SE2[苹果公司])，用于心率测量;(4)Wi-Fi路由器(Pocket WiFi 801ZT[软银])，下行速度最高可达112.5 Mbps，上行速度最高可达37.5 Mbps，用于数据传输。由于Zoom群组视频通话的推荐带宽为3.8 Mbps/3.0 Mbps(上下)，所以我们准备了满足这些要求的Wi-Fi路由器。我们支付了本次研究中使用的数据通信费。在借出这些设备之前，我们为每位参与者在iPad上安装了LINE WORKS (WORKS MOBILE Corp)和Zoom，在iPhone上安装了人力资源监控应用程序。LINE WORKS是一款消息应用，包括群聊、通话和调查功能。我们用它向参与者发送Zoom URL，并通过应用程序上的一个简单检查表检查他们的健康状况。

在运动过程中，研究人员用监测设备测量每个参与者的HR，并在实验室的屏幕上实时跟踪。此外，在干预的第1周、第3周、第6周和第8周结束时，通过电话采访获得了参与者对锻炼计划享受程度的主观感受。图1展示了参与者在家中使用这些设备锻炼的情况。

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运动项目

这项基于网络的运动计划的总持续时间为20分钟，包括5分钟的热身(拉伸)、10分钟的轻度有氧舞蹈运动(称为慢速有氧舞蹈运动(SADE))和5分钟的冷却(拉伸)。SADE的细节已在先前的研究中报道[11］．简单地说，它包括3个上身动态动作(扭动上身，向后拉肘部，在左右摆动腰部的同时拍手，在左右摆动腰部的同时像擦窗户一样挥舞手臂)。所有动作都以每分钟90-120拍的音乐节奏进行，因为我们证实老年人可以轻松地练习每分钟90-120拍的有氧舞蹈项目。17，18］．此外，为了避免无聊，每两周会稍微改变一下动作。此外，3名女性专业有氧运动指导员中有1人使用Zoom进行运动项目的指导。演习于周一至周五上午8:30开始，为期8周(2021年2月1日至3月27日)，不设国家法定假日。在干预期间，总共进行了37次会议。

网上运动传送系统

我们使用Zoom作为视频会议平台，为参与者提供基于网络的锻炼计划。在锻炼当天上午，Zoom URL通过LINE WORKS发送给参与者。参与者只需要访问LINE WORKS应用程序并单击Zoom URL来参与基于web的练习会话。

安全管理

为了监测和管理参与者在演习期间的安全，我们每天早上在LINE WORKS上使用一份简单的检查表获取了他们的健康状况信息。此外，我们还对他们在训练过程中的动作和HR进行了监测。这份简单的健康检查表包括以下三个问题:(1)“你今天的整体健康状况如何?”(优/好/差)，(2)“在会议前你的收缩压(SBP)和舒张压(DBP)是多少?”(收缩压:小于140 mmHg/140-179 mmHg/180 mmHg或更高;DBP:小于90 mmHg/90-109 mmHg/110 mmHg或更高)，(3)“您今天参加会议了吗?”(是或不是)。每个参与者都必须在家中使用研究团队提供的自动血压计开始测试之前测量他们的静息血压。在会议开始前，研究人员检查了他们的答案。关于整体健康状况，如果任何参与者在会议当天回答“差”，研究人员会打电话给他们，检查他们的感觉如何，以及他们是否可以安全地参加。关于血压，根据厚生劳动省的报告[21]，收缩压为180毫米汞柱或舒张压为110毫米汞柱或更高的人士，出于安全考虑，建议当日不要参加运动。此外，在干预过程中，如果发生不良事件(如摔倒、受伤或心血管事件)，我们准备打电话给参与者、与参与者一起生活的亲戚或住在附近的人，以检查他们的情况，并在紧急情况下呼叫救护车。

基于web的人力资源监控系统的概述显示在多媒体附件1．在训练开始前，每位参与者都被要求在上臂上佩戴HR监测器。每位参与者的HR信息通过蓝牙显示在iPhone应用程序上，并通过互联网实时传输到实验室PC上的web应用程序上。利用该系统，我们监测了每个参与者在运动过程中的心率和心率储备(HRR)。在开始会话之前，我们检查了HR是否在web应用程序上正确显示。如果由于蓝牙、Wi-Fi或其他问题导致某人的HR无法显示，参与者会打电话给研究人员，或者我们打电话给他们解决问题。每位参与者的HRR计算公式如下:

HRR(%)=(运动时HR -静息HR) /(预测最大HR -静息HR) × 100

预测的最大HR计算公式如下[22]: 208 - 0.7 ×年龄。在去参与者家中安装应用程序和设置设备时，测量了休息时的HR。每个参与者在整个运动过程中都以低于其HRR 60%的强度进行运动，因为根据美国运动医学学院的定义，高于60% HRR的运动被定义为高强度。23]，而患心血管疾病的风险可能会更高[24］．如果参与者的HRR在几分钟内保持在60%以上，研究人员会打电话给他们确认运动强度是否合适，并建议他们根据情况放慢运动动作。在监测HR的同时，我们还检查了参与者的运动是否安全正确。图2显示每个参与者在会话期间的移动的监控屏幕。

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措施

可行性

保留率是根据完成8周评估的参与者人数占总人数的比例(以百分比表示)计算的。依从率单独计算为在整个干预期间参加总次数(37次)的百分比，并获得平均依从率。

安全

安全性是根据锻炼计划的强度和不良事件的数量进行检查的。使用SADE期间每个参与者的平均HR和HRR来测量运动强度。不良事件定义为运动干预期间发生的任何不利的健康相关事件，如跌倒、受伤或心血管事件。

享受

关于快乐，参与者被要求在第1周、第3周、第6周和第8周的干预结束时，在电话采访中对他们的主观快乐程度进行评分。快乐程度通过一个问题来评估，“你对锻炼有什么感觉?”参与者被要求按照李克特量表(Likert scale)的11分制对他们进行评分，从0(完全不喜欢)到10(非常喜欢)。

基于web的交付系统的可用性

系统的可用性是根据参与者使用提供基于web的锻炼计划和监测HR的设备(平板电脑、OH1、智能手机和Wi-Fi路由器)的感知体验来评估的。研究人员要求他们通过电话提供他们使用这些设备的感知体验。在最后一次干预后，通过一个问题进行了电话采访，”您对使用该系统进行网络练习的体验有何看法?”．在可用性评估中，面试官记录了参与者的评论，并提取了主要的评论。根据参与者的意见，根据所有共同作者的讨论，将他们分为以下3类:(1)A类:在整个干预期间使用系统没有问题的人;(2) B类:在干预开始时有一定的挑战，但逐渐适应或在干预结束时可以在没有支持的情况下使用;(3) C类:在整个干预期间报告有困难或不熟悉的人。

统计分析

参与者对会话的坚持率，以及练习期间的HR和HRR，分别以平均值(SD)或中位数(IQR)报告，无论它们分别包含正态分布或非正态分布。为获得运动享受度评分，采用重复测量方差分析(repeated measure ANOVA)来检测在干预期间(第1、3、6、8周)运动计划享受度的变化。如果在方差分析中观察到显著差异，则进行事后多重比较和Bonferroni校正。为了评估系统的可用性，采用卡方拟合优度检验对3个类别进行了测试。此外,科恩d计算效应量以评估干预对结果测量的响应变化，而ηp²作为方差分析的效应量测量。所有分析均以0.05为显著水平。我们采用R版本4.1 (R基础统计计算)[25]进行数据分析。

结果

可行性:留存率和依从性

一名患有高血压的女性参与者在参加第一期运动前连续报告高收缩压(≥180 mmHg)。基于安全考虑，在第二周，我们建议她咨询家庭医生并退出本次研究。因此，15名参与者完成了8周的干预，保留率为93.8%。为了分析依从性，使用了其余参与者的数据(n=4, 27%的男性和n=11, 73%的女性)。中位(IQR)坚持率为97.4%(94.7-100)。

安全

基于15名参与者，SADE期间的平均(SD)总体HR和HRR分别为93.4 (5.7)bpm和29.8%(6.8%)，表明SADE对参与者来说是轻度的[26］．在整个干预期间，没有不良事件的报告。

享受

第1周、第3周、第6周、第8周运动计划的平均享受分数(SD)分别为6.7(1.7)、7.5(1.4)、8.2(1.3)、8.5(1.3)。重复测量方差分析显示，周间差异显著F_{1.98, 27.73}= 7.67,P= .002,ηp²= 0.35。Bonferroni校正的事后分析显示，第6周和第8周的快乐得分显著高于第1周t₁₄= -3.14,P= .04点,d= -0.81;t₁₄= -3.81,P= . 01d分别为= -0.98)。

系统可用性

评估基于网络练习的系统可用性的电话访谈结果显示，4名(27%)参与者没有问题(A类)，11名(73%)参与者在开始时遇到一些挑战，但在干预结束时习惯了它或能够在没有支持的情况下使用它(B类)，在整个干预期间(C类)，没有人报告在使用上有任何困难或不熟悉。卡方拟合优度检验显示B类与A或C类之间存在显著差异。

讨论

主要研究结果

进行了一项单臂试点研究，以评估基于网络的有氧舞蹈锻炼计划的可行性、乐趣和安全性，以及为老年人提供锻炼计划的基于网络系统的可用性。本研究发现:(1)在可行性方面，保留率和平均坚持率较高;(2)安全性方面，SADE期间的平均HRR在轻强度运动范围内，期间未发生不良事件;(3)在享受方面，运动项目得分逐渐提高，直至干预期结束;(4)在系统可用性方面，大约三分之一的参与者在开始使用这个系统时遇到了一些挑战，但最终都使用了它。这些结果表明，我们的基于网络的有氧舞蹈计划对老年人来说是非常可行、愉快和安全的，在基于网络的运动交付系统中，一些方面可以改进。

与以往研究的比较

最近一项基于22篇选定论文的系统综述报告了基于技术的运动干预计划的过程特征[27］．研究强调，针对老年人的基于技术的群体训练运动计划在磨损率(0%-36%)和坚持率(67.78%-100%)方面存在显著差异。作者认为，这些变量的差异是由于不同的干预特征，如实施时间;频率;持续时间;强度;锻炼计划的模式，包括互动或非互动交流，个人或团体，有或没有导师;基于技术的交付系统组件，如商用或定制的技术系统;以及参与者的特征，比如独立生活或被收容。在本研究中，参与者对基于网络的锻炼计划表现出较高的保留率(15/ 16,93.8%参与者)和坚持率(36/ 37,97.4%会话)，这与之前一项使用类似干预特征(如干预期、样本年龄、生活状态、家庭环境和会话持续时间)的研究结果一致。 Schoene et al [28]报告说，在无监督的、以家庭为基础的、使用电子游戏的15至20分钟舞蹈锻炼计划中，保留率为83.3%(15/18)，坚持率为100%。戴利等[29]表明，如果保持率高于90%，平均总体坚持率高于75%，锻炼计划是可行的。考虑到这一点，我们的锻炼计划对老年人来说是非常可行的。这似乎与运动的特点有关，包括有氧舞蹈，强度轻，时间短。在西方国家，舞蹈运动被广泛接受为老年人的团体运动。16］．日本老年人似乎也可以接受这种锻炼方式。此外，尽管我们的锻炼计划的频率(5天/周)高于Schoene等人的研究(3天/周)[28]，留存率略高。这可能是因为在授课期间，讲师使用视频会议平台对参与者进行监督，并且他们在工作日每天早上的同一时间进行授课。金等[30.]报告了使用太极和瑜伽项目进行运动干预的高可行性(保持率和坚持率100%)，每次60分钟，每周3天，持续8周。然而，他们在大学研究实验室使用动作捕捉传感器和虚拟现实化身进行干预，以提供运动的实时视觉反馈，这作为基于家庭的干预计划并不实际。

在之前的系统综述中，Valenzuela等[27的调查显示，他们退出基于科技的运动干预的原因包括:动机低、失去兴趣、关节炎不适、缺乏时间、无法前往训练地点、家中空间有限，无法设置系统、无法使用技术以及对玩电脑游戏感到羞耻。考虑到这些原因，我们的锻炼计划之所以具有很高的可行性，可能是因为它具有很高的乐趣和安全性。参与者在第一个干预周结束时表现出较高的享受得分，之后在干预期间逐渐增加。这些结果表明，锻炼计划在整个过程中都让参与者感到愉快。这似乎部分是因为锻炼计划适应每个参与者的技能和能力。这可能减少了他们的无聊状态，增加了他们的动力。此外，我们的锻炼计划强度轻，动作简单，适合老年人[31］．这些条件可能促使参与者在整个干预期间每天早上都参加锻炼。干预后参与者通过电话采访的反馈也支持了这一点。许多参与者评价说，教练非常专业和友好，很容易跟上有氧舞蹈课程。此外，他们报告说有氧舞蹈的动作并不太难，即使他们跳过或错过了训练，他们也能赶上来。他们在锻炼后还感到神清气爽，这让他们想要继续锻炼。

关于安全性，我们使用HRR和不良事件数检查了SADE期间的运动强度。运动期间的平均HR和HRR的平均值分别为93.4 (SD 5.7) bpm和29.8% (SD 6.8%)。根据美国运动医学学院指南，平均HRR范围从非常轻到很轻[26]，显示运动强度相对安全。关于不良事件，在运动过程中没有发生任何不良事件，如心血管事件、摔倒或受伤。在以往以科技为基础的运动干预研究中，有少数个案在力量训练时出现膝盖及小腿疼痛[29]以及在使用平衡板进行运动干预时摔倒[32］．由于本研究中的有氧舞蹈运动以上半身动作为主，体力要求不高，因此认为跌倒风险较低，未发生关节和肌肉疼痛。

从安全管理的角度，需要提到的是，1名高血压患者自第一次运动开始，在参加运动前反复报告高收缩压(≥180 mmHg)。虽然干预与报告的高收缩压之间的因果关系尚不清楚，但有可能是参与网络锻炼的焦虑引起了心理压力，从而导致了高收缩压。本病例提示在参加网络锻炼前管理血压的重要性，以降低运动相关不良事件的风险。

基于网络的老年人锻炼计划的另一个重要条件是系统的可用性。在干预结束时，我们通过电话采访来检查这种情况。由于在干预结束时，没有人报告在使用系统时有任何困难或不熟悉，因此其可用性不可能存在严重问题。这在一定程度上与之前的研究报告一致，即Zoom参与网络健身课程的操作对老年人来说很容易[13］．然而，大约三分之一的参与者在一开始使用它时遇到了一些挑战，这表明可用性可能会有所改进。根据与会者的意见，一个难点是智能手机或平板电脑的触摸面板操作，如点击、滚动和滑动。也有参与者反映，在操作Zoom、LINE WORKS等不熟悉的应用时，由于不寻常的操作，出现不熟悉的屏幕，很难知道下一步该做什么。虽然很多人都有智能手机或平板电脑，但大多数人从未使用过借出的设备或应用程序，他们可能需要一段时间才能适应。为进一步改善设备的可用性，可能有必要使设备的操作更容易，更适合长者使用，例如减少参与网上练习时轻按的次数，以及提供有关如何使用设备和应用程序的详细说明[33］．

此外，应该考虑到参与者中智能手机或平板电脑的高拥有率(87%)可能有助于确保没有重大的可用性问题。根据最近的一项关于通信设备使用的全国性调查，日本60岁人群中互联网用户的比例为73.4%，70岁以上人群中互联网用户的比例为40.8% [34］．因此，不熟悉ICT的老年人在使用这个基于网络的锻炼传递系统时可能会遇到一些问题。尽管日本老年人中互联网用户的数量一直在迅速增长[35]，需要进一步研究资讯及通讯科技素养较低的老年人的可用性。

局限性和未来发展方向

在这项研究中，有几个局限性，因此，需要进一步的研究。首先，参与者的特征会影响实验结果。参与者都是志愿者，很多人都是社区组织的领导。因此，他们可能有很高的积极性参与干预计划，这可能影响了他们的坚持率和享受。此外，许多参与者拥有智能手机或平板电脑，这可能有助于系统的可用性结果。需要更大样本量的进一步研究，以检验是否可以在身体和社交活动不活跃或不熟悉使用ICT设备的老年人中获得类似的结果。其次，为了严格检查运动计划的安全性，我们使用智能手机和HR监测器来检查运动强度，并让研究人员监测参与者在运动过程中的健康状况和动作。然而，从成本效益的角度来看，该系统需要简化，以便在现实世界中实施。最后，由于这是一个单臂试点研究，锻炼计划的有效性是未知的。未来的研究应该采用随机对照设计，研究这种基于网络的锻炼计划对老年人身体、心理和认知功能的影响。

结论

这项初步研究表明，使用基于网络的有氧舞蹈项目进行为期8周的干预，该项目持续时间短(20分钟)，频率高(每周5天)，强度轻(HRR为29.8%)，对老年人来说是可行的，安全的，令人愉快的。此外，尽管使用视频会议平台的基于web的锻炼交付系统没有严重问题，但发现了一些需要改进的地方。这些结果表明，我们基于网络的锻炼计划在促进老年人的健康行为方面很有价值。未来需要对基于网络的有氧舞蹈锻炼计划的结果和有效性进行研究，并提高其在现实世界中的可用性。