本随机前瞻性研究持续4周。参与者是自愿招募的，并被分为干预组和对照组。台湾教育部已制定7至23岁青少年健康体质标准[ 19］．其安全性和可靠性已得到验证[ 19]，因此，我们选择了1600米的跑步测试。在研究开始前，研究人员向参与者全面解释了研究内容，愿意参与的参与者提供了书面知情同意书。此外，所有数据都是匿名收集、分析和存储的。本研究获台湾三科综合医院试验委员会批准(批准文号:C202005175;试用注册号:NCT05227040)。

研究时间为2021年1月至4月。纳入标准如下:(1)年龄在20岁以上，无慢性疾病的学生;(2)干预前后均能完成1600米户外跑步的学生;(3)理解并同意研究目的并签署同意书的学生;(4)正确使用可穿戴设备的学生。

本随机前瞻性研究分为1个实验组和1个对照组。这项研究共招募了95名参与者。然而，12名参与者因无法计算CFI而被排除在预测之外(根据Zephyr BioPatch Monitoring Device for Human Performance手册，HR置信度值低于20%表示数据不可靠，自动删除)[ 20.］．采用简单随机抽样方法进行随机化。4周后，在后测运行测试中，有3名参与者的CFI无法完全计算出来，因此将这些参与者排除在外。最终，干预组和对照组共80名参与者完成了研究( 图1)．

RFA组的参与者被要求每周锻炼3次，每次30分钟(冒险模式)( 图2) 4周。最初的运动强度是根据虚拟教练在第一场比赛时给出的指令设定的，然后根据游戏指令逐渐调整。研究小组继续跟踪RFA组受试者，并鼓励他们完成4周的身体活动训练。

相比之下，对照组参与者没有接受任何干预，他们在研究期间保持了正常的生活习惯。

在前测和后测前，参与者的基本人口统计信息，包括年龄、性别、身高、体重、颈围、腰围、吸烟状况(是或否)、饮酒状况(是:每周2 ~ 3次或至少每周1次;(是否)，牛奶摄入量(是或否)，参与者是否每周食用3份蔬菜和2份水果，运动习惯(每周4 - 6次，每周1 - 3次，或没有)，睡眠质量(CPSQI)和情绪障碍(BSRS-5评分)。

在进行1600米户外跑步之前，参赛者必须佩戴Zephyr BioPatch，其中包含Zephyr BioHarness 3.0模块。此外，Ambu bluessensor T [ 32]被连接到参与者的根尖区域( 图3)．

在参与者完成1600米的跑步后，从BioPatch上移除BioHarness 3.0模块，并提取生理数据。这些数据每秒被存档，然后计算并保存在Excel表格中(微软公司)。由于数据量大，数据处理采用hsao等人的方法[ 16］．随后，研究团队的一名成员进一步审阅了BioHarness 3.0模块收集的生理数据，并计算了CFI和CMPB值。CFI是在身体活动期间监测心脏功能和工作量的既定方法[ 16］．它的优点包括非侵入性、无线以及通过移动设备进行实时监控的能力[ 16］．

BioHarness 3.0参数的定义如下[ 16， 18]:

1.CFI峰值加速度(CFI_PA):它是每秒的峰值加速度除以每秒的心跳数，两者都是由BioHarness 3.0估计和测量的。

2.心率:它的定义是在运动过程中由传感器测量的每秒心跳次数。使用BioHarness 3.0，心率数据以每分钟节拍(bpm)为单位记录，结果是1秒内数据的平均值。

3.行走时的CFI_PA (CFI_PA_walk):这是参与者行走时每秒的峰值加速度除以每秒的心跳数。

4.行走时的CMPB (CMPB_walk):这是参与者行走时每秒的移动厘米数除以每秒的心跳数。

5.跑步时的CFI_PA (CFI_PA_run):这是参与者跑步时每秒的峰值加速度除以每秒的心跳数。

6.跑步时的CMPB (CMPB_run):这是CMPB_run的平均值，计算方法是从跑步开始到跑步结束(以厘米每秒为单位除以参与者跑步时每秒的心跳数)。

采用Windows版SPSS 28.0软件(IBM Corp)进行统计分析。在描述性统计中，分类数据用数字和百分比表示，连续变量用平均值和sd表示。我们进行了独立抽样 t检验和卡方检验以确认组间差异。

随后，配对的 t进行了1600米秒跑完成时间、CFI、CMPB、CPSQI、情绪障碍的前测与后测差异分析。我们确定数据可能不是正态分布，因此，我们额外使用Wilcoxon符号秩检验进行分析。

采用广义估计方程(GEEs)对影响运行时间的重要因素进行预测。显著性水平设置为2尾 P< . 05。

该研究由80名20至36岁(平均23.2岁，SD 2.96岁)的参与者完成，两组均由40人组成。RFA组男性16例，女性24例，平均年龄23.75岁(SD 3.58岁);对照组男性30例，女性10例，平均年龄22.65岁(SD 2.08岁)。所有参与者都不是吸烟者;51名参与者(64%)每周锻炼1至3次。

此外，参与者的年龄、BMI、颈围、腰围、吸烟状况和饮酒状况均无显著差异;在每周是否喝牛奶、吃3份蔬菜和2份水果以及RFA组和对照组之间的运动习惯方面也没有差异。参与者的详细人口统计数据列于 表1。

我们使用线性回归来选择显著性水平为的变量 P< . 05。使用gee建立了一个预测模型，并引入BioHarness 3.0参数来识别影响80名参与者完成跑步所需时间的因素。模型的解释力为66.3% ( R² = 0.663)。结果表明，性别、运动习惯、饮酒状况、CMPB_跑步、年龄和BMI是影响完成跑步所需时间的重要因素。如果控制群体、性别、年龄、睡眠质量、情绪障碍、BMI、颈围和腰围等变量，每周锻炼4 - 6次的人完成跑步所需时间少48.02秒(95% CI -85.65至-10.38)，而与不饮酒的人相比，每周饮酒4 - 6次的人完成跑步所需时间多45.83秒(95% CI 6.64至85.01)。此外，每增加一个CMPB_运行单元对应于运行时间减少0.89秒(95% CI -1.37至-0.4)( 表3)．

据我们所知，这是第一个评估任天堂RFA运动游戏在干预后对成年人跑步完成时间影响的研究。作为一项将流行的exergame (RFA)纳入学生干预措施的研究，除了评估身体健康状况和完成跑步所需时间的变化外，本研究还调查了参与者睡眠质量的变化和与情绪障碍相关的心理因素。

在RFA组中，干预4周后，男性和女性参与者完成1600米跑的时间显著减少，这与之前的一项研究结果一致[ 11］．例如，一项对儿童和青少年进行的研究的元分析发现，以前的运动游戏，如Wii Fit和Dance Revolution，都显示出类似的生理益处。 11］．

另一项针对15至19岁肥胖青少年的三组随机对照试验报告称，那些被鼓励每天合作玩Wii Fit 40至60分钟的人减掉的体重更多，自我认同感也更高[ 35， 36］．此外，在Xbox Kinect上玩类似的运动游戏对身体健康和情绪认知也有积极的影响。 37]，并被证明可以增强下肢的动态平衡[ 38］．这两个好处都是由于Xbox Kinect要求用户通过动态任务在给定空间中积极移动。 39]并引入了促进视觉反馈和动态平衡的培训项目[ 40］．

此外，一项研究提供了初步证据，表明Wii Fit可以鼓励人们锻炼，从而减轻疲劳，减轻体重、腰围、焦虑水平和整体疼痛强度[ 41］．在传统的训练项目中，高强度间歇训练和类似的方法都是利用短期的高强度运动来提高心肺健康和最大耗氧量[ 42］．而且相对较短的运动时间能有效提高有氧代谢[ 43， 44］．

然而，目前还不清楚个人是否能长期坚持这样的锻炼。相比之下，新兴的exergames将运动与数字游戏相结合，可以将身体活动与认知任务结合起来，让玩家根据视觉、音频和感官反馈进行身体活动[ 45］．此外，由于引入了多个层次，用户粘性较强。虽然这项研究没有将老年人作为研究人群的一部分，但类似的研究表明，他们对锻炼游戏的体验是积极的。 46］．锻炼游戏也可用于康复目的，因为一项研究表明，通过Wii Fit进行康复可取得令人满意的治疗效果[ 47］．最近一项采用RFA作为干预措施的研究发现，8周后，参与者的慢性腰痛得到有效缓解[ 8］．运动游戏所提供的高水平运动以及现代互动技术的低成本使得运动游戏越来越受欢迎。 48];因此，它们在促进健康方面的应用被认为是未来的趋势[ 49］．

现有的关于运动运动对睡眠质量和情绪障碍等社会和心理因素影响的研究在一定程度上是有限的。我们的研究表明，干预后睡眠质量没有显著变化。本研究采用的CPSQI是一种可靠的心理测量方法，用于测量原发性失眠症患者的睡眠质量和睡眠障碍[ 25］．虽然一项研究发现，6周的Xbox Kinect训练可以改善老年人的睡眠质量，缓解他们的焦虑症状[ 50]，这项研究并没有得出类似的结论。

此外，本研究中用于测量情绪障碍的BSRS-5量表可用于评估心理症状，包括焦虑、抑郁、敌意、人际关系敏感性和入睡困难[ 26， 28， 51］．修改后的BSRS-5在台湾之前的一项研究中被发现可以快速检测情绪障碍，并在普通公众以及精神或医学疾病患者中显示出较高的效度和信度[ 26］．在本研究中，RFA组的男性BSRS-5评分(1.81 ~ 3.31)和女性BSRS-5评分(3.17 ~ 4.54)在干预后均有显著提高，但未达到轻度情绪障碍的范畴(BSRS-5评分>6)。目前，还没有研究使用BSRS-5来探索运动游戏的有效性。尽管一项研究表明运动游戏可以缓解焦虑症状[ 41，使用了不同的问卷。

因此，可能需要更多相关的研究来提供进一步的证据。在这项研究中，情绪障碍的增加可能是因为前测是在农历新年前夕进行的，而后测是在假期之后和期中考试之前进行的，在此期间参与者可能压力更大。一些研究人员还指出，在COVID-19大流行期间，即使是低阈值和轻微的心理反应也可能引发强烈的情绪障碍反应[ 52］．

本研究在原有CFI的基础上提出了一个新的指标CMPB。CMPB指的是每次心跳时身体可以移动的距离(单位:厘米)，这样便于大众理解。我们的研究表明，性别、运动习惯、饮酒状况、CMPB_run、年龄和BMI是影响个人1600米跑成绩的重要因素。之前的一项研究发现，年龄越大的人，跑步完成时间越长。 16]，这与我们的发现一致。此外，我们的研究将运动习惯作为一个变量，并发现与没有运动习惯的人相比，每周定期锻炼4至6次的参与者完成1600米跑步所需的时间要少得多，这与另一项研究的结果一致[ 53］．

此外，我们发现，与不喝酒的人相比，每周饮酒2至3次的参与者完成跑步所需的时间明显更长，这与之前一项专注于饮酒与运动之间相关性的研究结果一致[ 54， 55］．此外，我们的研究表明，CMPB_run每增加一个单元，完成运行所需的时间就会减少，并且差异具有统计学意义。这与CFI的一项研究结果一致[ 16]，表明CMPB可以提供类似CFI的良好预测。然而，还需要进一步的研究来支持这一结论。

最后，我们的研究使用了新型Zephyr BioPatch设备。因此，参与者不再需要在胸部下缘佩戴皮带，以便Zephyr BioHarness 3.0模块进行测量，这在以前阻止了女性参与[ 16］．因此，CMPB指标允许在女性参与者中进行测量，从而确定性别特异性差异。

这项研究有几个优点。首先，研究发现RFA在COVID-19大流行期间提供了室内运动的机会[ 56］．此外，游戏中的不同元素可以鼓励用户持续参与训练和活动。第二，除了跑步成绩，本研究还调查了RFA对睡眠质量和情绪障碍的影响。第三，在原有CFI的基础上，提出了CMPB指数。因此，CMPB更容易理解，并且在预测完成运行所需的时间方面具有相同的重要因素。

然而，这项研究有一定的局限性。首先，参与者仅限于台湾北部的军事学生(大学生、硕士和博士)。其次，该研究没有探索潜在的干扰因素，如生活习惯和环境因素。此外，健康的参与者可能促成了平台效应，因为他们的表现已经接近最佳水平[ 14］．

这项研究发现，使用RFA进行训练可以保持或提高使用者的身体素质。因此，RFA为那些长期从事远程学习或没有足够时间锻炼的人提供了一个很好的解决方案。锻炼游戏不仅可以作为在家锻炼的一种选择，而且还显示出随着社会变化而发展的潜力。