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Development and standardization of smartphone appilication-based physical activity monitoring system for epidemiological studies

Research Project

Project/Area Number 21K19622
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 58:Society medicine, nursing, and related fields
Research InstitutionTokai Gakuen University

Principal Investigator

仲井 邦彦  東海学園大学, スポーツ健康科学部, 教授 (00291336)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 黒川 修行  宮城教育大学, 大学院教育学研究科高度教職実践専攻, 教授 (30431505)
龍田 希  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40547709)
丸山 裕司  東海学園大学, スポーツ健康科学部, 教授 (70587930)
松元 隆秀  桃山学院大学, 共通教育機構, 共通教育機構講師 (80846113)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywordsウエアラブル端末 / 歩数 / 運動量 / 信頼妥当性 / 活動量 / 運動量測定 / 運動疫学 / 運動アプリ / スマートフォンアプリ / アプリ開発 / スマートフォン / 疫学調査
Outline of Research at the Start

近年、内臓脂肪型肥満に関連するメタボリックシンドロームが注目されており、そのリスク要因の一つとして運動不足が挙げられ、身体活動の強化が疾患予防及び健康増進に寄与すると期待されている。特に、我が国は高齢化が著しく、認知症予防に運動習慣の獲得が期待される。ただし、運動量と疾患予防に関するエビデンスは国内には乏しい。そこで本研究では、大規模疫学調査での活用を前提に、個人のスマートフォンの健康管理アプリよりデータを活用し、疫学調査で利用可能な運動量データ収集システムの構築を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

運動習慣を維持することで健康増進が期待され、その効果を検証するため運動習慣や運動量を把握するために歩数や活動量測定が行われている。これまでに加速度計や自記式調査票が用いたアセスメントが採用されてきたが、近年、高精度の加速度計がスマートフォンなどウエアラブル端末に組み込まれるようになり、ウエアラブル端末を活用した調査が増えている。ただし、ウエアラブル端末を用いた場合も、端末購入や貸与などの経費に加え、データの取り込み作業が課題となる。そこで調査協力者自身が保有するウエアラブル端末よりデータをwifi経由で収集するアプリを開発するとともに、iPhoneおよびスマートウォッチ(SW)で計測された歩数の信頼妥当性について実験的な検討を行った。これまでに31名(男性15名、平均20.3歳)の協力を得て、実測歩数(数取器)またはOmron活動量計(HJA-750C)を基準として、iPhone 8(iOS 15.7)、SW(Xiaomi Mi band6, GPS非内蔵)を使用し、a)トレッドミル走行(2.5、5.0、7.5 km/h、各3分)、b)陸上競技場トラック1 kmの自由歩行、c)日常生活の記録(3日間)で比較を行った。データの一致性は級内相関係数(ICC)およびBland-Altman解析により検討した。ICCは0.81以上の数値が得られ、iPhoneおよびSWはともに良好な結果と判断された。一方で、低速域(トレッドミル2.5 km/h)ではOmronおよびSWで過小評価となる傾向が観察され、歩行速度が遅い高齢者などでの調査を想定した場合、予備検討が必要と考えられた。ウエアラブル装置は歩数などに加え、心拍数や睡眠行動なども測定でき、疫学分野での運動同僚把握に際してウエアラブル装置の今後の活用が期待される結果となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

若年者を対象とする評価については、これまでに予備調査で20名、本調査で31名の若年者での協力を得て、解析を終了した。その結果、数取器を基準とすると、Omron加速度計に比較しても、iPhoneおよびスマートウォッチで極めて良好な結果であり、特にスマートウォッチの信頼妥当性については、GPS非内蔵の機種を用いたにも関わらず高い信頼妥当性が示された。スマートウォッチでは同時に心拍数の変化や睡眠状態などのモニタリングが可能であり、疫学的な利用での応用面も広い。以上からウエアラブルデバイスの有用性を証明できたと考える。しかしながら、低速域での歩行での信頼妥当性についてはやや低下する傾向が示唆された。疫学研究では高齢者でのフレイル対策が重要であり、高齢者が調査対象となる場合が多いが、高齢者は一般に歩行がゆっくりである。このため高齢者を対象として信頼妥当性を追加して検討することが必要と考えられる。ただし、コロナ感染症の影響により高齢者を対象とする調査を進めることは調査協力者の登録を含め躊躇され、研究期間の延長を申請した。

Strategy for Future Research Activity

高齢者を対象とする実験的研究を計画する。方法は若年者と同様とし、トレッドミルや自由歩行、日常生活での計測を実施する計画とするが、トレッドミルでの走行は低速と中速度の2条件とし、事故が懸念される高速度の条件は行わない。調査対象者数は20名程度とする。調査協力者の登録では、男性よりも女性の登録が容易と予想されるが、できるだけ男性の登録を目指す。調査協力を得るため、自治体主催の体操教室などでの案内を計画する。並行して、これまでに得られた若年者での実験結果について解析を完了し、論文投稿を目指す。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2023

All Presentation (2 results)

  • [Presentation] スマートフォンおよびウエアラブル端末による歩数計測アプリの信頼妥当性の検討2023

    • Author(s)
      仲井邦彦、丸山裕司、黒川修行、松元隆秀
    • Organizer
      第25回日本運動疫学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] スマートフォンおよびウエアラブル端末を用いた歩数計測アプリの開発2023

    • Author(s)
      仲井邦彦、加瀬諒、貴島柚実、鈴木美侑、高間亘、武田益輝、飛田風歌、丸山裕司、龍田希、黒川修行、松元隆秀
    • Organizer
      第93回日本衛生学会学術総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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