Reliability and Accuracy of the Fitbit Charge 4 Photoplethysmography Heart Rate Sensor in Ecological Conditions: Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
Background: Wrist-worn photoplethysmography (PPG) sensors allow for continuous heart rate (HR) measurement without the inconveniences of wearing a chest belt. Although green light PPG technology reduces HR measurement motion artifacts, only a limited number of studies have investigated the reliability and accuracy of wearables in non-laboratory-controlled conditions with actual specific and various physical activity movements. Objective: The purpose of this study was to (1) assess the reliability and accuracy of the PPG-based HR sensor of the Fitbit Charge 4 (FC4) in ecological conditions and (2) quantify the potential variability caused by the nature of activities. Methods: We collected HR data from participants who performed badminton, tennis, orienteering running, running, cycling, and soccer while simultaneously wearing the FC4 and the Polar H10 chest belt (criterion sensor). Skin tone was assessed with the Fitzpatrick Skin Scale. Once data from the FC4 and criterion data were synchronized, accuracy and reliability analyses were performed, using intraclass correlation coefficients (ICCs), Lin concordance correlation coefficients (CCCs), mean absolute percentage errors (MAPEs), and Bland-Altman tests. A linear univariate model was also used to evaluate the effect of skin tone on bias. All analyses were stratified by activity and pooled activity types (racket sports and running sports). Results: A total of 77.5 hours of HR recordings from 26 participants (age: mean 21.1, SD 5.8 years) were analyzed. The highest reliability was found for running sports, with ICCs and CCCs of 0.90 and 0.99 for running and 0.80 and 0.93 for orienteering running, respectively, whereas the ICCs and CCCs were 0.37 and 0.78, 0.42 and 0.88, 0.65 and 0.97, and 0.49 and 0.81 for badminton, tennis, cycling, and soccer, respectively. We found the highest accuracy for running (bias: 0.1 beats per minute [bpm]; MAPE 1.2%, SD 4.6%) and the lowest for badminton (bias: -16.5 bpm; MAPE 16.2%, SD 14.4%) and soccer (bias: -16.5 bpm; MAPE 17.5%, SD 20.8%). Limit of agreement (LOA) width and artifact rate followed the same trend. No effect of skin tone was observed on bias. Conclusions: LOA width, bias, and MAPE results found for racket sports and soccer suggest a high sensitivity to motion artifacts for activities that involve "sharp" and random arm movements. In this study, we did not measure arm motion, which limits our results. However, whereas individuals might benefit from using the FC4 for casual training in aerobic sports, we cannot recommend the use of the FC4 for specific purposes requiring high reliability and accuracy, such as research purposes.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,004 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
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 ».