Assessing the Accuracy of Smartwatch-Based Estimation of Maximum Oxygen Uptake Using the Apple Watch Series 7: Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
Background Determining maximum oxygen uptake (VO2max) is essential for evaluating cardiorespiratory fitness. While laboratory-based testing is considered the gold standard, sports watches or fitness trackers offer a convenient alternative. However, despite the high number of wrist-worn devices, there is a lack of scientific validation for VO2max estimation outside the laboratory setting. Objective This study aims to compare the Apple Watch Series 7’s performance against the gold standard in VO2max estimation and Apple’s validation findings. Methods A total of 19 participants (7 female and 12 male), aged 18 to 63 (mean 28.42, SD 11.43) years were included in the validation study. VO2max for all participants was determined in a controlled laboratory environment using a metabolic gas analyzer. Thereby, they completed a graded exercise test on a cycle ergometer until reaching subjective exhaustion. This value was then compared with the estimated VO2max value from the Apple Watch, which was calculated after wearing the watch for at least 2 consecutive days and measured directly after an outdoor running test. Results The measured VO2max (mean 45.88, SD 9.42 mL/kg/minute) in the laboratory setting was significantly higher than the predicted VO2max (mean 41.37, SD 6.5 mL/kg/minute) from the Apple Watch (t18=2.51; P=.01) with a medium effect size (Hedges g=0.53). The Bland-Altman analysis revealed a good overall agreement between both measurements. However, the intraclass correlation coefficient ICC(2,1)=0.47 (95% CI 0.06-0.75) indicated poor reliability. The mean absolute percentage error between the predicted and the actual VO2max was 15.79%, while the root mean square error was 8.85 mL/kg/minute. The analysis further revealed higher accuracy when focusing on participants with good fitness levels (mean absolute percentage error=14.59%; root-mean-square error=7.22 ml/kg/minute; ICC(2,1)=0.60 95% CI 0.09-0.87). Conclusions Similar to other smartwatches, the Apple Watch also overestimates or underestimates the VO2max in individuals with poor or excellent fitness levels, respectively. Assessing the accuracy and reliability of the Apple Watch’s VO2max estimation is crucial for determining its suitability as an alternative to laboratory testing. The findings of this study will apprise researchers, physical training professionals, and end users of wearable technology, thereby enhancing the knowledge base and practical application of such devices in assessing cardiorespiratory fitness parameters.
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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 | 0,009 | 0,018 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».