星标“医工学人”,第一时间获取医工交叉领域新闻动态~

10月7日,一篇发表在《Nature Communications》上的重磅研究,利用来自超过7万人的可穿戴设备数据,对这一传统观念发起了颠覆性挑战。研究结果很有趣:在预防心血管疾病死亡方面,1分钟高强度运动(VPA)带来的对死亡率、癌症和心血管代谢等疾病的健康益处,实际上等同于近8分钟的中等强度运动(MPA)。

当前,世界卫生组织(WHO)等机构的体育活动指南建议,每周进行150-300分钟的MPA或75-150分钟的VPA,其核心换算标准是“1分钟VPA ≈ 2分钟MPA”。然而,这一经典的1:2比率主要有两个挑战:
1、数据来源的局限性:
该比率主要源于基于代谢当量(METs)的理论推算和参与者的自我报告问卷数据,大多数是依赖“感觉”。自我报告方法难以精确捕捉零星、非结构化的活动,并且容易受到回忆偏倚、社会期望偏倚等多种因素影响,导致数据精度不足。
2、缺乏实证检验:
尽管可穿戴设备已在健康研究中普及,但这种非经验性推导出的1:2比率,一直未在大型人群队列中通过客观测量数据进行系统性的实证检验。此外,关于低强度体力活动(LPA)与VPA、MPA的健康等效关系,以往研究几乎是空白。
这种传统方法无法精确捕捉到我们生活中大量的、碎片化的活动,比如追赶公交时的几步快跑,或者搬运重物时的短暂用力。
为了获得更精确的答案,悉尼大学领导的研究团队将目光投向了“英国生物样本库”(UK Biobank)这一大型健康数据库。他们分析了73,485名参与者连续7天佩戴研究级加速计所产生的海量、高精度数据。这些设备以10秒为单位,客观记录下每一次身体的移动,再通过先进的机器学习算法进行分类,精准区分出每一次活动的真实强度。
在长达8年的随访期内,研究人员将这些客观的活动数据与参与者的健康结局——包括死亡、心脏病、中风、糖尿病和癌症等——进行关联分析。

研究发现,传统的1:2换算关系被远远甩在了后面。
-
对于降低全因死亡风险:1分钟VPA约等于4.1分钟的MPA。
-
对于预防2型糖尿病:这一比率扩大到惊人的1:9.4。
-
对于降低心血管疾病死亡风险:VPA展现出最高的“时间效率”,1分钟的付出相当于7.8分钟的MPA。
该研究的主要作者之一,悉尼大学的Emmanuel Stamatakis教授指出:“我们的发现与之前基于自我报告的传统认知形成了鲜明对比。这表明,适量高强度运动在促进长期健康方面的潜力被严重低估了。”
研究还首次精确量化了低强度活动(如散步)的价值。结果显示,虽然LPA有益,但效率极低。要达到1分钟VPA的健康效果,你需要进行长达53分钟(降低全因死亡风险)甚至94分钟(预防2型糖尿病)的低强度活动。并且,LPA能够带来的风险降低幅度上限也远低于中高强度活动。

图1:针对全因死亡率、主要不良心血管事件(MACE)、心血管疾病死亡率、2型糖尿病、体力活动相关癌症死亡率及体力活动相关癌症发病率,在不同风险降低幅度下,中等强度体力活动时间与1分钟高强度体力活动的等效性。

图2:针对全因死亡率、主要不良心血管事件(MACE)、心血管疾病死亡率、2型糖尿病、体力活动相关癌症死亡率及体力活动相关癌症发病率,在不同风险降低幅度下,轻度体力活动时间与1分钟高强度体力活动的等效性。
这项研究的意义远不止于学术层面,它将对公共卫生政策、临床实践乃至价值千亿的智能穿戴设备市场产生深远影响。
首先,它为修订全球体育活动指南提供了强有力的证据。对于那些因工作繁忙而“时间贫乏”的现代都市人来说,这项研究无疑是个好消息。这意味着,每天只需穿插几次短暂但适当剧烈的运动,比如快速爬几层楼梯、或者进行几十秒的开合跳,就能高效地获得巨大的健康回报。
其次,它将推动个性化“运动处方”的发展。医生可以根据患者的具体情况和风险水平,提供更灵活、更高效的运动建议,而不再局限于僵化的时间要求。
最重要的是,这项研究直接向苹果、谷歌、佳明等科技巨头提出了一个挑战。目前,诸如Google Fit的“心肺强化分钟数”和Apple Watch的“锻炼”圆环等功能,其背后的算法很大程度上仍参考了传统的1:2比率。而这项基于海量客观数据的研究,为它们提供了一个绝佳的、更科学的升级蓝图,使其能够更准确地量化每一次心跳加速背后的长期健康价值。
未来,当你的智能手表告诉你“今日运动已达标”时,这个结论将不再仅仅基于运动时长,而是基于对你健康更为精准、更具深远意义的科学洞察。
Biswas, R.K., Ahmadi, M.N., Bauman, A. et al. Wearable device-based health equivalence of different physical activity intensities against mortality, cardiometabolic disease, and cancer. Nat Commun 16, 8315 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-63475-2
END
撰文 | 郝娅婷
排版 | 王可豪
审核 | 医工学人理事会
扫码加入医工学人,进入综合及细分领域群聊,
参与线上线下交流活动

推荐阅读
npj flexible electronics | 青岛大学研发MXene柔性可穿戴传感器,像一张创可贴精准预测实时血压
点击关注医工学人
最新直播


本篇文章来源于微信公众号: 医工学人








