身体活动、户外时间与上海市儿童青少年视力不良的关系研究

2023-09-02王丽娟

中国体育科技 2023年8期

王丽娟

视力不良是指裸眼视力小于5.0，从屈光学的角度可以分为近视、远视、散光和屈光参差。2005年，我国学生体质健康调查结果显示，我国学生的视力不良中98%以上属于近视（中国学生体质与健康研究组，2007）。由此，本研究中的“视力不良”主要聚焦于儿童青少年的近视问题。2018年，国家卫生健康委员会同教育部、财政部组织开展的全国儿童青少年视力调查显示，全国儿童青少年总体近视率为53.6%（杨祎，2020），近视发病形势严峻。同年8月，习近平总书记对青少年近视问题作出重要指示，要求深化教育改革，拿出有效的综合治理方案，并加以落实。截至2019年11月，30个省份发布了省级近视防控方案（吴艳鹏，2020），防控儿童青少年近视上升为国家战略。2022年6月，《中华人民共和国体育法》由第十三届全国人大常委会第三十五次会议修订通过，其中第三十六条明确规定：“教育行政部门、体育行政部门和学校应当组织、引导青少年参加体育活动，预防和控制青少年近视、肥胖等不良健康状况，家庭应当予以配合。”

在相关因素中，户外时间、身体活动与近视的关系是近年国外学术界密切关注的焦点。户外时间是指户外休息与活动时间的总和（李良等，2019）。目前，国外相关研究结果基本一致认为，户外时间是儿童青少年视力的保护因素（Belete et al.， 2017； Dirani et al.， 2009）。但对于身体活动与儿童青少年近视的关系，国外的研究结果各不相同。有研究认为，身体活动对儿童青少年视力具有保护作用（Dirani et al.， 2009； Khader et al.， 2006；O’Donoghue et al.， 2015）。但也有研究发现，身体活动与儿童青少年近视的发生及进展之间无相关关系（Lundberg et al.， 2018； Muhamedagić et al.， 2013； Read et al.，2014）。Suhr Thykjaer等（2017）梳理了9项观察性研究并进行了Meta分析，发现增加儿童青少年身体活动时长对视力有保护作用。然而，有学者认为，部分身体活动发生在户外，户外暴露因素是降低儿童近视发病风险的重要因素，而非身体活动本身（李良等，2019； Lundberg et al.，2018）。由此，身体活动是否独立于户外因素而影响儿童青少年视力，应予以关注（Lundberg et al.， 2018）。

我国相关研究发现，增加户外时间可以有效防控我国儿童青少年视力不良或近视的发生与发展（孙艺等，2019；王瑛等，2019；Wu et al.， 2018）。杨东玲等（2015）聚焦于身体活动与儿童近视的关系，发现身体活动是儿童视力的保护因素，但未针对身体活动强度与儿童青少年近视预防效果的关系问题进行讨论。目前，鲜见身体活动对于儿童青少年视力的影响是否与户外因素有关的研究。鉴于此，本研究聚焦于儿童青少年的视力不良问题，旨在：1）探索不同强度的身体活动、户外时间与不同学段学生（小学与初中）视力不良风险的关系；2）分析身体活动、户外时间与不同学段学生视力不良风险的关系是否独立存在，以厘清身体活动、户外时间与儿童青少年视力不良的关系。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究采用分层整群抽样的方法，从上海市19个区县中随机抽取2个城区和2个郊区，每个区随机抽取1所小学和1所初中，共4所学校，从每所小学3～5年级和初中6～9年级中，每个年级随机选取2个班级，共计选取28个班级1 138名学生。家长签署知情同意书后，共1 053名学生愿意参与本研究。排除眼部器质性病变、双眼视觉功能异常以及正在佩戴角膜塑形镜的76名学生，共有977名学生参与本研究（图1）。本研究运用Actigraph GT3X型人体运动能耗监测仪（以下简称为“加速度计”）对977名学生进行一周不同强度身体活动的测量。参照Anderson等（2005）的身体活动有效筛选标准，每天佩戴时间不少于10 h为1个有效日，一周至少佩戴3个有效日（2个学习日＋1个周末日）为有效身体活动数据。通过数据分析，在977名参与测试的学生中，724名学生的身体活动测试数据达到有效标准，作为有效数据，有效率为74.1%。对724名具备有效身体活动测试数据的学生进行问卷调查，回收问卷709份，其中，有效问卷668份，问卷有效回收率为92.3%。受试学生中，男生359名（53.7%），女生309名（46.3%），小学3～5年级共337人，初中6～9年级共331人。受试学生年龄分布为8～16岁，平均年龄为（11.37±1.99）岁。调查显示，父母双方正视的学生有373名（55.9%），父母一方近视的学生有267名（39.9%），父母双方均近视的学生有28名（4.2%）。受试学生平均每天近距离行为时间为（7.26±3.41）h。本研究通过了上海体育大学伦理委员会的伦理审查。

图1 样本选择与筛选流程图Figure 1. Flow Chart of the Sample Selection and Screening

1.2 视力测量

本研究使用标准对数视力表检测裸眼视力，视力检测数据主要来自上海市各中小学体质健康调查中的检测结果。由检测组安排专人、专项检测。按先右后左顺序，检查裸眼视力。视力表与受试学生视线保持平视，受试学生距视力表5.0 m，裸眼视力≥5.0为视力正常，至少一侧裸眼视力低于5.0为视力不良。

1.3 身体活动测量

测试前，由测试员讲解本研究的目的以及佩戴加速度计的规范和注意事项，受试学生在接受测量的一周内佩戴仪器（睡觉、洗澡或游泳时可以取下）。加速度计从发放的第二天00：00开始记录数据，直至第8天摘下，由测试员将其收回。测试完成后，运用Actilife 6.5软件对数据进行有效性筛选和统计分析，采用30 s的时间间隔记录加速度测量数据。本研究参照Zhu等（2013）研制的符合我国儿童青少年的身体活动强度分类标准，将身体活动分为低强度身体活动、中等强度身体活动、高等强度身体活动3个等级，并对受试学生每天身体活动数据进行分析。

1.4 户外时间与基本信息调查

问卷分为两部分：第一部分为基本信息及混杂因素信息，包括年龄、性别、年级、父母视力不良程度、近距离行为时间等；第二部分为户外时间问卷，参照Guggenheim等（2012）所编制的户外时间量表，由学生自我报告周一至周五学习日平均每日户外时间（h/d）以及双休日每日户外时间（h/d）。通过公式（学习日每日户外时间×5＋双休日每日户外时间×2）/7计算出过去7天平均每天的户外时长。本研究向5位专家发放户外时间问卷的效度检验表，修改后专家认定问卷有效。采用重测法对户外时间问卷进行信度检验，30名5～7年级学生参与调查，间隔2周后再次发放问卷，两次问卷的重测一致性系数为0.783。内部一致性检验问卷的Cronbach’sα为0.812，表明问卷的信度良好。

1.5 统计学分析

运用SPSS 19.0对数据进行统计与分析。运用卡方检验对不同性别与学段学生的视力不良检出率差异进行分析，运用独立样本t检验对不同性别和学段学生的身体活动与户外时间差异进行分析。遗传因素以及学习阅读、使用电子产品等近距离行为是我国儿童青少年视力不良的风险因素（谌丁艳等，2015；易军晖等，2011）。在控制性别、年龄、父母是否视力不良、每天近距离行为时间等混杂因素的前提下，运用多层二分类逻辑回归分析不同强度身体活动、户外时间与不同学段视力不良检出率的关系，计算相对比值比（OR）及95% CI。

2 研究结果

2.1 视力不良检出率、身体活动、户外时间及性别、学段差异

视力测量结果（表1）显示，668名学生中，375名学生不良视力，视力不良检出率为56.13%。身体活动测量结果表明，学生平均每天低强度、中等强度以及高等强度身体活动时间分别为（146.79±32.56）min、（13.38±9.41）min、（9.81±4.76）min，平均每天户外时间为（1.29±0.47）h，近7天内每天户外时间达到2 h的学生有62人，占9%。

表1 视力不良检出率、身体活动、户外时间的性别与学段差异Table 1 Gender and School Level Differences in Myopia Rate， Physical Activity and Outdoor Time

卡方检验结果显示，不同性别学生视力不良检出率无显著差异（χ2=0.71，P=0.401＞0.05）。独立样本t检验结果显示，不同性别学生高等强度身体活动时间具有显著性差异（t=2.22，P=0.027＜0.05），男生高等强度活动时间［（11.04±5.56）min］长于女生［（8.51±3.67）min］。但男生与女生的低强度身体活动（t=1.01，P=0.313＞0.05）、中等强度身体活动（t=0.79，P=0.431＞0.05）以及户外时间（t=-0.83，P=0.429＞0.05）均无显著性差异。

在学段方面，小学生和初中生的视力不良检出率（χ2=3.68，P=0.043＜0.05）、低强度身体活动时间（t=2.85，P=0.003＜0.01）、中等强度身体活动时间（t=-4.77，P＜0.001）存在显著差异。初中生的视力不良检出率显著高于小学生（32.7% vs 23.8%），小学生低强度身体活动时间［（160.43±32.62）min vs （143.09±31.83）min］和中等强度身体活动时间比初中生更长［（16.88±10.95）min vs（9.82±7.01）min］。小学生与初中生的高等强度身体活动时间（t=1.32，P=0.187＞0.05）和户外时间（t=0.08，P=0.939＞0.05）无显著性差异。

2.2 身体活动、户外时间与小学、初中生视力不良风险的关系

本研究运用多层二分类逻辑回归分别分析小学生与初中生身体活动、户外时间与视力不良风险的关系。第一步在调整与控制混杂因素的前提下，分析不同强度身体活动与学生视力不良风险之间的关系。在模型2中，将混杂因素与户外时间作为自变量同时纳入回归方程，建立多因素回归分析，从而探讨在调整了混杂因素后户外时间与视力不良风险的关系。在模型3中，将身体活动水平、户外时间、混杂因素同时纳入回归方程，探讨在调整混杂因素后，身体活动、户外时间对于视力不良的影响是否相互独立存在。

针对小学生视力影响因素的逻辑回归结果显示（表2）：在模型1中，中等强度身体活动时间与视力不良风险存在显著性相关，OR=0.986＜1， 95% CI（0.973，0.998），P=0.022＜0.05，提示，中等强度身体活动是小学生视力的保护因素；在模型2中，户外时间与视力不良风险存在显著性相关，OR=0.558＜1， 95% CI（0.343，0.908），P=0.019＜0.05，提示，户外时间为小学生视力的保护因素；在模型3中，身体活动以及户外时间同时进入回归方程，中等强度身体活动与视力不良风险仍保持显著性相关，OR=0.985， 95% CI（0.973，0.998），P=0.022＜0.05，提示，身体活动与视力不良风险的关系独立于户外时间因素。

表2 身体活动、户外时间与小学生视力不良风险关系的逻辑回归分析Table 2 Logistic Regression on the Relationships among Physical Activity， Outdoor Time and Myopia Risk of Primary School Students

针对初中生视力影响因素的逻辑回归结果显示（表3）：在模型1中，回归分析结果显示，不同强度身体活动均与视力不良风险无显著性相关；在模型2中，多因素回归分析结果显示，户外时间与视力不良风险呈显著性相关，OR=0.558＜1，95% CI（0.343，0.908），P=0.019＜0.05，提示，户外时间是初中生视力的保护因素；在模型3中，身体活动以及户外时间同时进入回归方程，不同强度身体活动与视力不良风险仍无显著性相关，提示，身体活动与视力不良风险的关系独立于户外时间因素。

表3 身体活动、户外时间与初中生视力不良风险关系的逻辑回归分析Table 3 Logistic Regression on the Relationships among Physical Activity， Outdoor Time and Myopia Risk of Secondary School Students

3 讨论

本研究视力调查结果反映了上海市儿童青少年视力状况不容乐观，视力不良检出率为56.1%，与我国2018年儿童青少年近视率调研结果基本相符，且呈现出初中生视力不良检出率高于小学生的特点，这可能与初中阶段学业压力增大有关，与国内外文献报道基本一致（宋惠平等，2010；French et al.，2013）。

本研究发现，针对小学与初中两个学段的学生，户外时间对视力均具有保护作用，与国内外的研究结果一致（孙艺等，2019；王瑛等，2019；Belete et al.， 2017； Dirani et al.， 2009）。近年来，针对户外时间对视力保护作用的机理，有学者认为，多巴胺是参与视网膜各层神经元之间视觉信息传递的神经递质，而户外的高光照强度能激发视网膜多巴胺的分泌，产生信号，抑制眼轴生长，从而抑制视力不良发病率，此假说已通过动物实验获得了验证（Nebbioso et al.， 2014）。也有学者认为，户外高光照度促进维生素D的合成，维生素D可能直接作用于巩膜产生抗增殖作用，从而延缓眼轴增长和屈光度改变（李静一等，2019）。同时，相对于室内，户外环境视野更开阔，通过视远调节睫状肌的紧张状态，缓解眼部疲劳（李良等，2019；Norton et al.， 2013）。有研究推荐每天户外时间＞2 h可以有效降低近视的发病率（石顺利等， 2019；Saxena et al.， 2017）。但本研究调查结果显示，上海市中小学生平均每天户外时间为1.29 h，达到每天2 h户外时间标准的学生占比小于10%。除了学生学习压力大之外，手机、电脑等电子产品的普及、家长对户外安全问题的担心、学校与家庭对孩子的过度保护等都是户外时间偏少的主要原因（王丽蒙等，2019）。因此，户外时间短可能是上海市儿童青少年视力不良检出率较高的重要原因，学校与家庭应鼓励儿童青少年走出教室、走出房间，特别是在课间与放学后，引导其走向户外，接触阳光，延长户外时间，加强对视力不良的有效防控。

本研究显示，中等强度身体活动能降低小学生视力不良风险，验证了身体活动对于儿童青少年视力的保护作用（杨东玲等，2015）。有学者认为，身体活动预防视力不良的机理是身体活动可在一定程度上降低眼压，增加血流量，扩张脉络膜。动物实验结果发现，血流量的增加和脉络膜增厚可以抑制眼轴的增长，趋向正视化（Fitzgerald et al.， 2002； Nickla， 2007）。此外，一些特定的体育活动，如篮球、棒球、乒乓球等，涉及到视远和视近的交替切换，使睫状肌交替完成收缩和放松，改善睫状肌调节功能，从而提高视功能（殷荣宾等，2018）。但目前，不同强度身体活动对视力的影响存在差异的原因及其生理机制尚不清楚，可能是中等或以上强度身体活动可以引起足够的血流量扩张脉络膜，从而预防视力不良发生，其内在机制还需进一步研究和探讨。本研究发现，对于初中学段的学生，不同强度的身体活动与视力不良风险均无显著性相关。身体活动与视力不良风险的关系存在学段差异，可能是由于不同阶段儿童青少年视力发展的敏感度不同，小学阶段是视力不良形成最敏感的时期，而初中阶段视力发展已趋向稳定（Zhou et al.， 2015）。因此，外在环境因素包括身体活动对于初中生视力的影响效果更为有限。进入初中阶段之后，学业负担和学习强度明显加大，导致学生身体活动的时间减少。本研究发现，初中生的低、中强度身体活动时间显著短于小学生，高强度活动时间无显著的学段差异，初中生的高强度活动时间均值也略低于小学生，过少的身体活动时间可能是导致其无法实质性地起到保护视力作用的原因。《中华人民共和国体育法》强调了参与体育活动对于预防青少年近视的重要性，学校和各相关行政部门应积极组织与鼓励青少年参与身体活动或体育活动。同时，针对不同学段学生的近视防控工作重点应有所不同，应根据儿童青少年视觉发育特点及发育敏感期进行调整，小学生尤其要注意运用积极的身体活动预防视力不良问题的发生，实现最佳防控效果。

身体活动与户外时间在概念及内容特征上有交叉，身体活动对儿童青少年视力的影响与户外因素有关（陶芳标等，2019）。目前，国外相关研究对此进行了探讨，但未能达成共识。Guggenheim等（2012）对9 109名7岁儿童进行了为期8年的队列研究发现，户外因素与身体活动对儿童视力的保护作用是独立的。Read等（2014）对112名10～15岁儿童进行的横断面研究结果显示，儿童近视与户外活动有关，但其关键要素在于户外的光照而非身体活动。本研究表明，身体活动与户外时间两者对儿童青少年视力不良的预防和保护作用是相互独立的，并不能彼此替代，对于降低儿童青少年视力不良风险可能同等重要。

本研究存在一定局限性：1）本研究为横断面研究，横断面研究的特征决定了户外时间、身体活动与视力不良风险的关系并不稳定，后续应通过严谨的干预实验设计来论证身体活动、户外时间对视力不良风险的影响以及两者的影响是否独立。2）由于资源的限制，本研究无法对受试学生进行散瞳后计算机验光检查，部分因睫状肌调节过强造成的假性视力不良无法排除，使本研究中视力不良检出率可能略高于实际水平。