Calibrating Wrist-Worn Accelerometers for Physical Activity Assessment in Preschoolers: Machine Learning Approaches
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Physical activity (PA) level is associated with multiple health benefits during early childhood. However, inconsistency in the methods for quantification of PA levels among preschoolers remains a problem. OBJECTIVE: This study aimed to develop PA intensity cut points for wrist-worn accelerometers by using machine learning (ML) approaches to assess PA in preschoolers. METHODS: Wrist- and hip-derived acceleration data were collected simultaneously from 34 preschoolers on 3 consecutive preschool days. Two supervised ML models, receiver operating characteristic curve (ROC) and ordinal logistic regression (OLR), and one unsupervised ML model, k-means cluster analysis, were applied to establish wrist-worn accelerometer vector magnitude (VM) cut points to classify accelerometer counts into sedentary behavior, light PA (LPA), moderate PA (MPA), and vigorous PA (VPA). Physical activity intensity levels identified by hip-worn accelerometer VM cut points were used as reference to train the supervised ML models. Vector magnitude counts were classified by intensity based on three newly established wrist methods and the hip reference to examine classification accuracy. Daily estimates of PA were compared to the hip-reference criterion. RESULTS: In total, 3600 epochs with matched hip- and wrist-worn accelerometer VM counts were analyzed. All ML approaches performed differently on developing PA intensity cut points for wrist-worn accelerometers. Among the three ML models, k-means cluster analysis derived the following cut points: ≤2556 counts per minute (cpm) for sedentary behavior, 2557-7064 cpm for LPA, 7065-14532 cpm for MPA, and ≥14533 cpm for VPA; in addition, k-means cluster analysis had the highest classification accuracy, with more than 70% of the total epochs being classified into the correct PA categories, as examined by the hip reference. Additionally, k-means cut points exhibited the most accurate estimates on sedentary behavior, LPA, and VPA as the hip reference. None of the three wrist methods were able to accurately assess MPA. CONCLUSIONS: This study demonstrates the potential of ML approaches in establishing cut points for wrist-worn accelerometers to assess PA in preschoolers. However, the findings from this study warrant additional validation studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».