Quelle est la précision de votre appareil commercial de suivi de la condition physique ?

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Dans une étude de 2019, 18 personnes âgées se sont promenées sur des tapis roulants, armées de pisteurs de fitness. Ils avaient des appareils attachés à leurs poignets et à leurs chevilles, attachés à leur ceinture et enroulés autour de leur poitrine. Mais même avec tous ces appareils, les personnes âgées ne pouvaient pas obtenir un décompte précis des pas car leurs mouvements étaient trop lents pour déclencher les capteurs des appareils.

Les appareils commerciaux de suivi de la condition physique sont utilisés pour toutes sortes de choses autres que le suivi des étapes. Ils mesurent la fréquence cardiaque, suivent les habitudes de sommeil et calculent le taux métabolique de base et les calories brûlées. Ils sont utilisés dans les essais cliniques, les laboratoires de recherche, les compagnies d’assurance et les programmes de bien-être des entreprises.

Mais sont-ils vraiment assez fiables ?

Il y a plusieurs façons dont le suivi de votre condition physique peut se tromper, surtout si vous ne faites pas partie d’une population assez restreinte : teint clair, dans la vingtaine ou la trentaine, avec un niveau de forme physique moyen et une démarche « volontaire ». (Nous y reviendrons dans une minute).

Compteurs de pas : Ce n’est pas ce qu’ils savent, c’est ce qu’ils supposent

Les appareils ne comptent pas spécifiquement chaque étape, ils se rapprochent en utilisant ce qu’on appelle un « accéléromètre ». Les accéléromètres utilisent des capteurs électromagnétiques pour capter les mouvements, et les appareils de suivi de la condition physique interprètent ces informations à l’aide d’un algorithme qui entraîne les appareils à reconnaître ce qui compte comme un pas. Les utilisateurs peuvent personnaliser davantage ces calculs en programmant l’appareil en fonction de leur taille, de leur poids et de leur âge.

Toutefois, les algorithmes utilisés sont généralement basés sur des données provenant d’études qui inscrivent des hommes en âge de fréquenter l’université, a déclaré Lynne Feehan, professeur associé au département de physiothérapie de l’université de Colombie-Britannique et co-auteur d’une étude sur la précision du Fitbit. « Ils détectent bien les pas si c’est un pas normal, une cadence normale », a déclaré Mme Feehan. « Ils ont été conçus pour mesurer la marche volontaire. » Mais, dit-elle, si vous traînez dans la cuisine en faisant de petits pas, ou si vous poussez une poussette ou un déambulateur, l’accéléromètre n’est pas aussi fiable.

« Il y a un parti pris certain là-dedans », dit-elle. « La façon dont un enfant bouge et la façon dont quelqu’un de 90 ans bouge est très différente. »

Dans un communiqué envoyé par e-mail, Shelten Yuen, vice-présidente de la recherche chez Fitbit, a déclaré que la société travaille en permanence à l’amélioration de ses algorithmes. « Fitbit utilise l’intelligence artificielle et l’apprentissage machine, associés aux informations de sa vaste base de données d’informations biométriques pour développer et améliorer continuellement ses offres », a-t-il écrit.

Si vous faites un pas, par exemple, et que vous poussez votre bras vers l’avant, l’accéléromètre détectera la force de ce mouvement et enregistrera un pas. Mais si vous traînez, si vous boitez, si vous ne balancez pas vos bras en marchant ou si vous vous déplacez simplement lentement, le pas risque de ne pas être enregistré sur votre appareil de suivi de la condition physique.

Il en va de même pour les personnes âgées qui se déplacent plus lentement, celles qui marchent en boitant ou celles qui souffrent de la maladie de Parkinson, dont un symptôme est la réduction du mouvement des bras pendant la marche. Feehan et ses co-auteurs ont découvert que le Fitbits sous-estimait les pas des personnes âgées de 25 % par rapport à d’autres appareils de qualité scientifique.

L’étude de M. Feehan a également révélé que les appareils ne comptaient les pas avec une précision acceptable dans l’ensemble que dans un tiers à la moitié du temps. En laboratoire, lorsque les sujets faisaient du jogging ou marchaient normalement, les appareils sous-comptaient les pas 50 % du temps, par rapport aux pas observés. En dehors des conditions de laboratoire, cependant, les Fitbits surestimer de 35 % par rapport aux podomètres et accéléromètres de qualité recherche.

Fitbit a refusé de commenter les études individuelles.

Ces appareils sont également assez faciles à tromper, si vous voulez, par exemple, augmenter le nombre de pas pour les campagnes de fitness sur le lieu de travail. Avant de rejoindre The Markup, la journaliste d’investigation Surya Mattu a collaboré avec l’ingénieur et artiste Tega Brain pour mettre au point une série de stratégies visant à tromper ces traqueurs, allant de les attacher à des métronomes à les faire tourner sur des perceuses ou des roues de vélo.

Ainsi, si vous voulez comparer vos niveaux d’activité jour après jour, un compteur de pas peut être un bon outil. Si vous visez ces 10 000 pas mythiques par jour, votre compte pourrait être faussé. Si vous êtes un employeur qui veut promouvoir le comptage des pas comme une forme physique, sachez que les comparaisons entre individus peuvent ne pas être justes, car les pas de tous les individus ne sont pas comptés de la même façon.

Le rythme cardiaque : La couleur de la peau et l’intensité de l’exercice peuvent avoir de l’importance

Pour mesurer le rythme cardiaque, la plupart des traqueurs utilisent une technique appelée photopléthysmographie, qui mesure le volume sanguin en envoyant un faisceau de lumière LED verte dans le poignet. Lorsque le cœur bat, une plus grande quantité de sang circule dans les vaisseaux sanguins et une plus grande partie de la lumière verte est absorbée par ce sang. Entre les battements, le sang s’écoule et absorbe moins de lumière. À partir de ces mesures, l’appareil calcule alors le rythme cardiaque.

Mais les capteurs LED verts qui suivent le rythme cardiaque peuvent être peu fiables. La lumière verte doit pénétrer la peau afin de mesurer le volume sanguin, mais plusieurs études suggèrent que la lumière verte est plus susceptible d’être absorbée par une peau plus mélanique.

La science à ce sujet est encore en cours de débat. Une étude n’a pas trouvé de corrélation entre la couleur de la peau et la précision, bien qu’elle ait signalé que le taux d’erreur pendant l’activité était de 30 % plus élevé qu’au repos. Une autre étude a révélé que les moniteurs de fréquence cardiaque des appareils de suivi de la condition physique portés au poignet, en particulier l’Apple Watch, fonctionnent assez bien dans des environnements contrôlés lors des études.

Selon M. Fitbit, la société a travaillé dur pour calibrer les capteurs de ses appareils afin qu’ils fonctionnent pour tout le monde. « Pour obtenir les performances optimales et les plus constantes pour les utilisateurs de toutes les couleurs de peau, nous avons conçu notre système optique pour émettre une lumière verte d’une puissance suffisante pour détecter les peaux foncées et notre détecteur pour être assez sensible pour détecter avec précision le signal du rythme cardiaque », a déclaré M. Yuen dans un communiqué envoyé par courrier électronique.

Mais les utilisateurs à la peau foncée qui ont essayé les Fitbits et autres trackers se sont plaints que les appareils donnent des lectures étranges ou ne fonctionnent pas du tout. Le fabricant de montres intelligentes Polar mentionne même la peau foncée et les tatouages comme facteurs pouvant limiter la précision des moniteurs portés au poignet.

Mikael Mattsson, chercheur principal au Karolinska Institutet, une université médicale en Suède, a déclaré que dans les milieux de la recherche, les scientifiques calibrent généralement sept longueurs d’onde de lumière différentes pour obtenir les lectures les plus précises, « mais on ne peut pas tout faire tenir dans une petite montre », explique-t-il.

L’Apple Watch utilise des capteurs infrarouges en plus des LED vertes pour mesurer le rythme cardiaque au repos. La lumière rouge est plus précise et plus fiable que la verte, a déclaré M. Mattsson, mais elle est aussi facilement perturbée par les mouvements, de sorte que de nombreux appareils dépendent encore de la lumière verte pour mesurer la fréquence cardiaque pendant l’exercice. La série 4 des Apple Watch comporte également des électrodes qui mesurent directement le courant électrique du cœur, au lieu de se fier à des mesures indirectes comme les niveaux sanguins.

Néanmoins, la précision des capteurs portés au poignet varie beaucoup selon le type d’activité. Bien que les appareils soient assez performants lors d’activités répétitives, stables et d’intensité modérée, comme la conduite d’un vélo stationnaire, des études montrent qu’ils peuvent se tromper de rythme cardiaque même lors d’autres activités relativement contrôlées, comme l’utilisation d’un appareil elliptique avec des leviers de bras, et qu’aucun capteur porté au poignet n’est aussi précis qu’un moniteur à sangle de poitrine.

« Plus il y a de variations dans notre exercice, plus la différence est grande », a déclaré M. Mattsson. Il n’a même pas encore tenté de tester les appareils à l’extérieur car, selon lui, « s’ils ne sont pas assez bons à l’intérieur, ils ne le seront pas non plus à l’extérieur ».

Dans l’ensemble, certains cardiofréquencemètres peuvent fonctionner assez bien dans des conditions spécifiques et conviennent parfaitement si vous suivez votre rythme cardiaque pour le plaisir ou pour comparer l’intensité de vos séances d’entraînement – sachez simplement qu’ils ne sont pas parfaits. Et si vous êtes un athlète de compétition ou si vous devez surveiller votre rythme cardiaque pour des raisons de santé, vous pouvez vous contenter d’un appareil plus sophistiqué comme une sangle de poitrine.

Calories : Une métrique des plus insaisissables

C’est là que les choses deviennent vraiment sombres. À partir de ces mesures potentiellement imprécises sur le mouvement et la fréquence cardiaque, la plupart des appareils utilisent alors des algorithmes propriétaires pour calculer la dépense énergétique. Certains traqueurs vous permettent d’ajouter des informations sur votre taille, votre poids, votre âge et votre sexe, que l’appareil utilise pour calculer le taux métabolique de base – en gros, combien de calories votre corps brûle chaque jour dans ses fonctions normales.

Mais le nombre de calories que vous brûlez pendant une activité est la mesure la moins fiable que les traqueurs de fitness calculent.

Mattsson est co-auteur de l’une des rares études qui examinent la manière dont les traqueurs de forme physique fonctionnent sur un groupe de personnes d’âges, de poids, de tailles, de couleurs de peau et de niveaux de forme physique différents. Ses travaux ont montré que, dans l’ensemble, aucun appareil n’avait un taux d’erreur inférieur à 20 % pour le calcul des calories brûlées. « Les ingénieurs créent des algorithmes pour les machines. Mais les humains ne sont pas des machines », a-t-il déclaré.

Une autre étude récente a testé quatre trackers – Apple Watch Series 4, Polar Vantage V, Garmin Fenix 5 et Fitbit Versa – et a conclu que si l’Apple Watch et le Polar Vantage V mesuraient assez bien la fréquence cardiaque, aucun des quatre ne devrait être utilisé pour surveiller la dépense énergétique aux niveaux testés, qui allaient de la position assise à la course.

Comme pour le comptage des pas, M. Mattsson a déclaré que le problème réside dans l’algorithme. « Comme ils utilisent un algorithme et des mesures de substitution, ce ne sera jamais parfait », a-t-il dit. « Le plus gros problème est qu’ils ont fait les algorithmes pour un sous-ensemble de personnes. Dans la plupart des études, on parle d’hommes blancs d’une trentaine d’années ayant un niveau de forme physique moyen. Plus vous vous éloignez, plus le risque de problème est grand ».

Mattsson a déclaré que la situation met les traqueurs de fitness dans une situation délicate. Pour s’améliorer, les entreprises ont besoin d’un groupe de personnes plus diversifié pour acheter et utiliser leur produit. Ainsi, les entreprises disposeraient d’un ensemble de données plus diversifié sur lequel elles pourraient s’entraîner et obtenir des algorithmes qui tiennent compte de toute la diversité des corps, des niveaux de forme physique et des âges. « Mais il faut alors que beaucoup de gens les utilisent, même s’ils ne sont pas parfaits », a-t-il déclaré.

En fin de compte ? Si vous cherchez à compter les calories, ne vous fiez pas à votre bilan de santé. Dans l’ensemble, les traqueurs peuvent être amusants et utiles, mais les données qu’ils fournissent doivent être prises dans leur contexte. « Il est plus important pour tout le monde de reconnaître que chaque technologie est faillible et d’en tenir compte lorsque vous l’utilisez », a déclaré Helena Mentis, directrice du laboratoire Bodies in Motion de l’université du Maryland, dans le comté de Baltimore.

Les appareils de suivi de la condition physique peuvent aider les utilisateurs à mieux se connaître, à reconnaître des schémas et à réfléchir à leur comportement, mais les données fournies par ces appareils ne doivent pas être considérées comme une vérité d’évangile. Et compte tenu de la précision incertaine de ces appareils sur le plan démographique, quiconque envisage d’utiliser des appareils de suivi de la condition physique commerciaux pour surveiller la santé ou comparer les performances des individus devrait y réfléchir à deux fois.

Cet article a été publié à l’origine sur The Markup et a été republié sous la licence Creative Commons Paternité-NonCommercial-Pas de dérivés.

Publié à l'origine sur themarkup.org

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Publié le 30 mai 2020 – 17:00 UTC