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1 PRECISION DU CAPTEUR D’ACTIVITE CARDIAQUE 27.03.2015 CONFIDENTIALITY NOTICE: This report contains information that may be confidential. Unless you are the intended recipient (or authorized by the recipient), you may not read, print, retain, use, copy, distribute or disclose to anyone the information contained in this document. If you have received the document in error, please advise Progressive Sports Technologies Ltd., and destroy all copies. Copies or information cited in this report cannot be used for marketing purposes without the consent of Progressive Sports Technologies Ltd

PRECISION DU CAPTEUR - assets.epson-europe.com · plus en plus de montres de sport intègrent des capteurs optiques de fréquence cardiaque. Ces capteurs mesurent l’activité cadiaue

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    PRECISION DU CAPTEUR DACTIVITE CARDIAQUE 27.03.2015

    CONFIDENTIALITY NOTICE: This report contains information that may be confidential. Unless you are the intended recipient (or authorized by the recipient), you may not read, print, retain, use, copy, distribute or disclose to anyone the information contained in this document. If you have received the document in error, please advise Progressive Sports Technologies Ltd., and destroy all copies. Copies or information cited in this report cannot be used for marketing purposes without the consent of Progressive Sports Technologies Ltd

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    Introduction Epson a contact Progressive Sports Technologies Ltd. (un cabinet-conseil indpendant en recherche

    et design) pour mener une tude portant sur la prcision des capteurs optiques dactivit cardiaque,

    notamment par rapport un lectrocardiogramme (ECG) et une ceinture dactivit cardiaque

    (HRM).

    Introduction Un lectrocardiogramme (ECG) enregistre lactivit lectrique du cur, en utilisant des lectrodes

    places sur la surface de la peau. Ce procd est considr comme lun des plus prcis et des plus

    pratiques pour mesurer lactivit du cur. Une ceinture dactivit cardiaque (HRM) utilise

    galement un systme dlectrodes, positionnes juste en-dessous des muscles grand pectoral de la

    personne portant la ceinture. La prcision de ces ceintures peut tre variable, mais cest la mthode

    la plus utilise pour mesurer la frquence cardiaque pendant une activit sportive. Aujourdhui, de

    plus en plus de montres de sport intgrent des capteurs optiques de frquence cardiaque. Ces

    capteurs mesurent lactivit cardiaque grce un systme de LED et une cellule lectro-optique,

    pour dtecter sous la peau la variation du volume de flux sanguin. Lobjectif de cette tude tait de

    comparer la prcision du capteur optique dune Epson SF-810 par rapport un

    lectrocardiogramme, une ceinture dactivit cardiaque et un capteur optique dune marque

    concurrente.

    Mthodologie La prcision des capteurs dactivit cardiaque a t mesure grce un protocole dexercice de 30

    minutes sur tapis de course, comprenant 5 intensits physiques distinctes (allong, debout, marche

    faible intensit, intensit moyenne et forte intensit), comme dcrit dans le tableau 1 ;

    correspondant la Phase 1 du test. La dure du test en position allonge a t plus longue que pour

    les autres exercices afin dobtenir une reprsentation relle de la frquence cardiaque basale de

    lindividu. Aprs ce protocole dexercices, 8 participants ont effectu un protocole supplmentaire

    de 10 minutes, compos de deux exercices (course faible intensit et course forte intensit),

    comme dcrit dans le tableau 2 ; correspondant la Phase 2. A cause de la nature instable des

    donnes de llectrocardiogramme au cours de cette Phase 2, seuls la SF-810, lappareil concurrent

    et la ceinture cardiaque ont recueilli des donnes sur ce second protocole.

    La prcision a t dtermine aprs une premire dure de 30 minutes (Phase 1 pour tous les

    participants), puis une deuxime dure de 10 minutes (Phase 2) avec les transitions. Pour

    apprhender la prcision pendant les diffrents types dexercice ; les donnes des 3 dernires

    minutes de chaque test ont t extraites de lenregistrement et analyses sparment.

    Tableau 1 : Profil du protocole dexercice Phase 1, avec la dure totale et la priode analyse pour chaque condition

    physique. Nb La mesure de tous les tests de marche a t effectue une vitesse constante de 6km/h, les diffrents niveaux

    dintensit ayant t effectus en modifiant linclinaison du tapis de course (0%, 7,5% et 15% pour respectivement intensit

    faible, moyenne et forte).

    Condition dintensit physique Dure du test (minutes) Dure de la priode analyse (minutes)

    Allong 10 7 10 Debout 5 2 - 5 Marche faible intensit 5 2 - 5 Marche intensit moyenne 5 2 - 5 Marche forte intensit 5 2 - 5

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    Tableau 2 : Profil du protocole dexercice Phase 2 (effectu par 8 participants), avec la dure totale et la priode analyse

    pour chaque condition physique

    Condition dintensit physique

    Dure du test (minutes) Dure de la priode analyse (minutes)

    Course faible intensit 4 1 4 Course forte intensit 4 1 4

    15 participants, 11 hommes (age 25 ans 3 ; poids 83 kg 3) et 4 femmes (age 26 ans 2 ; poids 64

    kg 8), ont particip ltude. La peau de chaque participant a dabord t prpare pour

    lapplication des lectrodes de llectrocardiogramme, en la rasant si ncessaire, puis lexfoliant et

    en la nettoyant laide dun tampon imbib dalcool. 10 lectrodes ont ensuite t places sur le

    torse du participant, aux endroits indiqus dans lillustration 1.

    Figure 1: Exercise ECG electrode locations diagram (left) and (right) application of the electrodes on the test subject.

    Illustration 1 : schma du placement des lectrodes ( gauche) et application des lectrodes sur le participant ( droite)

    Suite lapplication des lectrodes, les participants ont rcupr les ceintures de frquence

    cardiaque ainsi que les montres de sport intgrant des capteurs cardiaques optiques au poignet. Les

    participants ont port une montre sur chaque poignet (SF-810 sur le poignet gauche, produit

    concurrent sur le poignet droit), au-dessus de los du cubitus et positionne de manire assurer un

    bon contact entre le capteur optique et la surface de la peau (illustration 2). Une fois que tous les

    produits taient prts enregistrer des donnes, le protocole dexercice a pu dmarrer. Tous les

    exercices de marche et de course ont t raliss sur un tapis de course programm au pralable.

    Lallure des tests de marche a t note et il a t demand aux participants de maintenir cette

    allure tout au long de la Phase 1 du test, laide dun mtronome.

  • 4

    Illustration 2 : positionnement des montres intgrant des capteurs optiques de frquence cardiaque au poignet, au-dessus

    de los du cubitus du bras gauche (SF-810) et droit (concurrent) du participant.

    Analyse statistique Les appareils avec capteur optique de frquence cardiaque ont t compars

    llectrocardiogramme en Phase 1 et la ceinture de frquence cardiaque en Phase 2. Un Index de

    Prcision de Frquence Cardiaque (adopt par le groupe SEC), bas sur la formule dcrite ci-dessous,

    calcule le taux de concordance par rapport la frquence cardiaque relle des appareils

    mentionns.

    Pour la Phase 1, lindex de prcision pour chaque appareil est calcul toutes les 15 secondes, ce qui

    correspond la frquence des donnes reues par llectrocardiogramme cette valeur est base

    sur la moyenne de 15 secondes prcdentes, et de cette manire le processus a t reflt pour

    chaque appareil test. Pour la Phase 2, lindex de prcision de chaque appareil est calcul toutes les

    secondes, ce qui correspond la frquence denregistrement de donnes sur la ceinture thoracique.

    () = {1

    =

    abs( )

    }

    : Num de la frquence cardiaque mesure

    : Frquence cardiaque mesure

    : Frquence cardiaque relle

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    Rsultats

    Index de Prcision de Frquence Cardiaque Lindex de prcision de frquence cardiaque fait la somme des erreurs dans le nombre de

    battements par minute enregistrs par chaque appareil. Lerreur moyenne est ensuite retir de

    100%, 100% tant la frquence cardiaque enregistre par llectrocardiogramme en Phase 1 et par

    la ceinture thoracique en Phase 2.

    Tableau 3 : Index de prcision de frquence cardiaque moyen ( un cart standard) pendant les Phases 1 et 2 (priodes

    de transition inclues), o llectrocardiogramme est considr comme prcis 100%.

    Electrocardiogramme Ceinture thoracique

    SF-810 Montre Concurrente

    Phase 1 (exercice 30-min) 100.0% (0) 95.3% (3.8) 95.0% (2.3) 93.3% (3.2)

    Phase 2 (course 10-min) - 100.0% 99.3% (0.5) 98.3% (2.6)

    Conclusion Au cours de ltude ci-dessus, 15 participants ont march et couru en portant une montre Epson SF-

    810 et une montre concurrente, et en tant galement quips dlectrodes (pour

    llectrocardiogramme) et dune ceinture de frquence cardiaque. Lobjectif de cette tude tait de

    comparer les rsultats enregistrs par tous ces appareils pendant une srie dactivits. Un index de

    prcision de frquence cardiaque a t formul comme dcrit plus haut. Cet index de prcision de

    frquence cardiaque a montr que les rsultats de tous les appareils taient au moins 90%

    comparables aux rsultats enregistrs par llectrocardiogramme.

    Phase 1 : lEpson SF-810 a enregistr une prcision du suivi de frquence cardiaque de 95%, lors de

    la phase les deux produits ports au poignet taient compars un lectrocardiogramme, ayant une

    prcision value 100%.

    Phase 2 : lEpson SF-810 a enregistr une prcision du suivi de frquence cardiaque de 99,3%, lors de

    la phase les deux produits ports au poignet taient compars une ceinture thoracique, qui tait le

    meilleur moyen de suivre lactivit cardiaque ce niveau dactivit.

    Pendant cette tude, lors des deux phases, lEpson SF-810 a obtenu en moyenne une meilleure

    prcision du suivi de frquence cardiaque que le produit concurrent.

  • 6

    Annexe A Frquence cardiaque en battements par minute (bpm) et travers le temps pour chaque participant, comme enregistre par chaque appareil utilis

    pendant la totalit de la priode de test.

    Participant 1

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

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    200

    01:30 03:30 05:30 07:30 09:30 11:30 13:30 15:30 17:30 19:30 21:30 23:30 25:30 27:30 29:30 31:30 33:30

    Fr

    qu

    en

    ce c

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    (b

    pm

    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 7

    Participant 2

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00 27:00 29:00 31:00 33:00 35:00 37:00 39:00 41:00 43:00

    Fr

    qu

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 8

    Participant 3

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

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    200

    01:0003:0005:0007:0009:0011:0013:0015:0017:0019:0021:0023:0025:0027:0029:0031:0033:0035:0037:0039:0041:0043:0045:00

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 9

    Participant 4

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

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    180

    200

    01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00 27:00 29:00 31:00 33:00 35:00 37:00 39:00 41:00 43:00

    Fr

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 10

    Participant 5

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 26:00 28:00 30:00 32:00 34:00

    Fr

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 11

    Participant 6

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

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    02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 26:00 28:00 30:00 32:00 34:00 36:00

    Fr

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 12

    Participant 7

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

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    03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00 27:00 29:00 31:00 33:00 35:00

    Fr

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 13

    Participant 8

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

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    200

    01:20 03:20 05:20 07:20 09:20 11:20 13:20 15:20 17:20 19:20 21:20 23:20 25:20 27:20 29:20 31:20 33:20

    Fr

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 14

    Participant 9

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    00:40 02:40 04:40 06:40 08:40 10:40 12:40 14:40 16:40 18:40 20:40 22:40 24:40 26:40 28:40 30:40 32:40 34:40 36:40 38:40 40:40 42:40

    Fr

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 15

    Participant 10

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 26:00 28:00 30:00 32:00 34:00 36:00 38:00 40:00 42:00 44:00

    Fr

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 16

    Participant 11

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00 27:00 29:00 31:00 33:00 35:00 37:00 39:00 41:00 43:00 45:00

    Fr

    qu

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    ce c

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 17

    Participant 12

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    02:00 05:00 08:00 11:00 14:00 17:00 20:00 23:00 26:00 29:00 32:00 35:00 38:00 41:00 44:00 47:00

    Fr

    qu

    en

    ce c

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    (b

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    TomTom

  • 18

    Participant 13

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    02:30 04:30 06:30 08:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 20:30 22:30 24:30 26:30 28:30 30:30 32:30 34:30 36:30 38:30 40:30 42:30 44:30

    Fr

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    ce c

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    iaq

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 19

    Participant 14

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    01:20 03:20 05:20 07:20 09:20 11:20 13:20 15:20 17:20 19:20 21:20 23:20 25:20 27:20 29:20 31:20

    Fr

    qu

    en

    ce c

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    )

    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor

  • 20

    Participant 15

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    200

    02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 26:00 28:00 30:00 32:00

    Fr

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    Temps (min:sec)

    ECG

    Chest strap

    SF-810

    Competitor