דיוק בספירת צעדים אינו מעיד על דיוק בכימות פעילות ההליכה

תקציר מחקר שבוצע בצרפת ופורסם ב- Medicine & Science in Sports & Exercise

תקציר של התקציר

מטרה: לקבוע את תוקף הקריטריון של מכשירים לבישים המיועדים למחקר ולצרכנים לכימות מספר הצעדים ומדדים של הליכה הנגזרים מספירת הצעדים, בתנאי חיים חופשיים.
שיטת המחקר: 60 מבוגרים בריאים (בגילים 20–80, בחלוקה מאוזנת לפי מין ולפי עשור גיל) לבשו במשך שבעה ימים שישה מכשירי ניטור:
StepWatch – על הקרסול
activPAL – על הירך

ActiGraph על המותן ועל פרק כף היד
Fitbit Inspire 2 – על המותן
Fitbit Charge 5 – על פרק כף היד
-Garmin Vívoactive 4S על פרק כף היד

במהלך פרקי זמן של פעילות בתנאי חיים חופשיים הם נשאו גם מצלמת וידאו שהוצמדה למותניים.

נתוני ספירת הצעדים מכל המכשירים שימשו להפקת מדדים של משך מקטעי הליכה, תדירותם ועוצמתם. נתוני ActiGraph הגולמיים עובדו גם באמצעות חמישה מודלים של למידת מכונה, המבוססים על נתוני פרק כף היד, לזיהוי צעדים. הצעדים שזוהו בווידאו ותויגו על ידי חוקרים שעברו הכשרה שימשו כמדד הקריטריון. בדיקת שקילות בוצעה באמצעות טווח שקילות של ±10%.
תוצאות: 56 משתתפים סיפקו 150 שעות של וידאו תקף ו-10,194 מקטעי הליכה. רק StepWatch נמצא בתוך טווח השקילות עבור ספירת צעדים, עם "ערך מוחלט של שגיאה ממוצעת באחוזים" – – MAPE – Mean Absolute Percent Error של פחות מ-10%. שבע שיטות נוספות נמצאו בטווח של 10%–20%. אף שיטה לא עמדה בקריטריוני השקילות לגבי מספר מקטעי ההליכה. לגבי הזמן שהוקדש לפעילות גופנית בעצימות מתונה עד נמרצת, activPAL (18.6%) – (16.2%) StepWatch השיגו MAPE של פחות מ-20%, אך אף אחת מהשיטות לא עמדה בקריטריוני השקילות.

מסקנות: רמת הדיוק בספירת צעדים שהושגה באמצעות מכשירים לבישים לא תורגמה לרמת דיוק דומה בכימות פעילות ההליכה בתנאי העולם האמיתי. באופן כללי, activPAL StepWatch, ActiGraph-hip/1s ו-ActiGraph-wrist-StepCount הציגו את הביצועים העקביים ביותר. ממצאים אלה יכולים לסייע לחוקרים לבחור שיטות המבוססות על ספירת צעדים אשר יתעדו באופן מדויק יותר את דפוסי ההליכה בתנאי העולם האמיתי.

מבוא

פעילות גופנית היא גורם מוכר ומבוסס המשפיע על הבריאות הכללית, והיא קשורה להפחתות משמעותיות בתחלואה ובתמותה במגוון רחב של מחלות כרוניות. מבין הדרכים השונות לאפיין פעילות גופנית, מספר הצעדים היומי הוא מדד עקיף מעשי ואינטואיטיבי, שכן פעילויות התקדמות רגליות (stepping ), הכוללת הליכה, ריצה, עלייה במדרגות וכל פעילות אחרת הכרוכה בהתקדמות באמצעות הרגליים, מייצגת את אופן התנועה הבסיסי של האדם. נוסף על כך, ניטור צעדים נעשה נגיש יותר ויותר לכלל האוכלוסייה, הודות לזמינות הרחבה של מכשירי מעקב אחר פעילות גופנית המיועדים לצרכנים ושל טכנולוגיות לבישות.
חשוב לציין כי ארגון הבריאות העולמי (WHO) הכיר לאחרונה במספר הצעדים כאחד המדדים המרכזיים שיש להעריך בהקשר של שימוש במכשירים לבישים לניטור פעילות גופנית ברמת האוכלוסייה. זאת, לצד ציפייה להנחיות גלובליות עתידיות של WHO הצפויות להתפרסם סביב שנת 2030, אשר עשויות לכלול המלצות לגבי מספר צעדים, בהתבסס על ראיות אפידמיולוגיות חדשות.
עם זאת, אף שגוף הולך וגדל של ראיות תומך בקשר מנה–תגובה בין מספר הצעדים לבין מגוון תוצאות בריאותיות, בניגוד להנחיות הקיימות המבוססות על פעילות גופנית בעצימות מתונה עד נמרצת (MVPA) , עדיין לא נקבעו המלצות אוניברסליות המבוססות על מספר צעדים, בכל הנוגע לסף הצעדים האופטימלי. כמו כן, ההשפעה של עצימות הצעידה על מדדי בריאות היא עדיין שנויה במחלוקת.
אי-ודאויות אלה עשויות להיות מוסברות, לפחות בחלקן, הן בבעיות מתודולוגיות והן בבעיות מושגיות. מבחינה מתודולוגית, זיהוי סף צעדים מומלץ עלול להיות מושפע מתוקף ספירת הצעדים, אשר תלוי במכשיר שבו נעשה שימוש, במיקום המכשיר על הגוף ובאלגוריתמים שבבסיס ספירת הצעדים. לדוגמה, Gao ועמיתיו הראו כי אף שאלגוריתמים שונים לספירת צעדים הציגו קשרים דומים עם מגוון תוצאות בריאותיות, המספר הכולל של הצעדים השתנה במידה רבה בין האלגוריתמים. מצב זה מקשה על הכללת הממצאים בין מחקרים שהשתמשו באלגוריתמים שונים לספירת צעדים, וכן על תרגומם להמלצות קליניות ולהמלצות בתחום בריאות הציבור.
מבחינה מושגית, יש אפשרות כי קיימת אי-התאמה בין המושג שאותו מבקשים למדוד לבין מה שהמכשיר מספק בפועל כפלט. בראש ובראשונה, מכשירים לבישים אינם מתעדים צעד כשלעצמו. כאשר משתמשים במכשיר המבוסס על מד תאוצה, מה שנמדד בפועל הוא התאוצה הנוצרת כתוצאה מתנועת מקטע הגוף שעליו המכשיר מולבש. לאחר מכן, על בסיס אלגוריתם ייחודי למכשיר, אות התאוצה הקשור לתנועה מסוימת מתורגם ל״צעד״.
אף שספירת צעדים כוללת את כל הפעילויות המבוססות על ביצוע צעדים, מחקרים אפידמיולוגיים הבוחנים קשרים בין מספר הצעדים לבין תוצאות בריאותיות עשויים לראות בצעדים מדד המשקף פעילויות גופניות במובן הרחב.
עם זאת, באופן מעט מפתיע, אף שקיים גוף מחקר נרחב הבוחן את הדיוק בזיהוי צעדים באמצעות מכשירים לבישים, מעט ידוע על המידה שבה ספירת צעדים אכן משקפת את מלוא דפוסי ההתקדמות באמצעות הרגליים, לרבות משך מקטעי ההליכה, תדירותם ועצימותם. לנוכח הראיות ההולכות ומצטברות לכך שהתועלת הבריאותית של פעילות גופנית עשויה להשתנות בהתאם לאופן שבו הפעילות נצברת, ולא רק בהתאם להיקף הכולל שלה, כלומר, המספר הכולל של הצעדים, חיוני להתמודד עם פער זה הן במחקר והן ביישומי בריאות הציבור הנשענים על מדדים המבוססים על צעדים כאינדיקטור משמעותי לפעילות גופנית.
אף שהוצעו שיטות של למידת מכונה המשתמשות בנתוני תאוצה גולמיים כדי ללכוד באופן מלא את דפוסי הפעילות הגופנית, לרבות הליכה, לא כל המכשירים הלבישים, ובמיוחד מכשירים המיועדים לצרכנים, מספקים גישה לנתונים הגולמיים, בעוד שספירת צעדים נותרה המדד הזמין בשכיחות הגבוהה יותר.
מטרת המחקר הנוכחי הייתה להעריך במקביל את תוקף הקריטריון של מגוון מכשירים לבישים המיועדים למחקר ולצרכנים, לצד גישות מתודולוגיות שונות, בכימות מספר הצעדים ומדדים של פעילות הליכה המבוססים על צעדים, כלומר, משך מקטעי ההליכה, מספרם ועצימותם, בתנאי חיים חופשיים.
מחקר זה התמקד באופן בלעדי בשיטות המבוססות על ספירת צעדים בהקשר של תנועות הקשורות להליכה, במטרה לתרום להתקדמות מתודולוגית שתוכל לתמוך בשילוב מדדים המבוססים על צעדים בהנחיות עתידיות לפעילות גופנית.

שיטת המחקר

הנתונים והתוצאות של המחקר הנוכחי הם חלק מפרויקט המחקר VAMOS –
Validity of Activity Monitors to Study Walking – – תוקף של מכשירי ניטור פעילות לחקר הליכה.
למחקר הנוכחי גויס מדגם נוחות של 60 מבוגרים בריאים שכלל 5 נשים ו-5 גברים בכל קבוצת גיל של 10 שנים, בין גיל 20 ל-80 (גיל ממוצע: 49.1±16.9 שנים; גובה ממוצע: 169.5±9.3 ס״מ; משקל ממוצע: 68.3±11.2 ק״ג; מדד מסת גוף ממוצע: 23.7±2.6).
המשתתפים גויסו באמצעות הודעות שהופצו ברחבי האוניברסיטה, במעבדת המחקר, בקמפוס המקומי, וכן באמצעות אגודות ספורט ותרבות מקומיות.
המשתתפים לא סבלו ממחלות ידועות או ממגבלות בהליכה.
פרוטוקול
המשתתפים לבשו בו-זמנית שישה מכשירים לניטור פעילות גופנית במשך תקופה של 7 ימים בתנאי חיים חופשיים.
המשתתפים התבקשו לשאת מצלמת וידאו במהלך פרקי זמן בתנאי חיים חופשיים, במהלך תקופת שבעת הימים, במטרה לאסוף כ-8 שעות של הקלטות, תוך התחשבות בתקלות טכניות אפשריות ובחומר מצולם שאינו שמיש.
במהלך כל פרקי הזמן שבהם נעשה שימוש במצלמת הווידאו בתנאי חיים חופשיים, המשתתפים התבקשו לבצע את הפעילויות הרגילות שלהם, בתנאי שהפעילות כללה הליכה, ולכלול, ככל שניתן, את כל ארבעת תחומי הפעילות הגופנית: פעילות תעסוקתית, פעילות בשעות הפנאי, פעילות לצרכי תחבורה (הגעה מיעד אחד לאחר בהליכה) ופעילות ביתית, וזאת כדי להבטיח הערכה מקיפה של דפוסי ההליכה בהקשרים שונים של חיי היומיום.
לצורך סנכרון עם המכשירים הלבישים במהלך עיבוד הנתונים לאחר ההקלטה, כל משתתף נדרש לבצע הליך כיול בכל פעם שהמצלמה הופעלה. הליך הכיול כלל סדרה סטנדרטית של מעברים בין תנוחות עמידה וישיבה, שביניהם שולבו פרקי זמן קצרים של ביצוע צעדים, לאורך תקופה של כשתי דקות.
לכל משתתף נמסר יומן שבו התבקש לתעד את שעות היקיצה והשינה, את פרקי הזמן שבהם המכשירים נענדו ואת פרקי הזמן שבהם הם לא נענדו, וכן פרטים לגבי כל מפגש הקלטה בווידאו: תאריך, שעה, מקום, הפעילויות העיקריות שבוצעו ותחומי הפעילות הגופנית הרלוונטיים.
ציוד
מצלמה – המשתתפים נשאו מצלמת וידאו במשקל 167 גרם. מידות המצלמה: 61.3×22×22 מ״מ, שהוצמדה למותניים. המצלמה תוכנתה לצלם בתדירות דגימה של 50 הרץ (50 תמונות בשנייה) שכּוונה לעבר כפות רגליו של המשתתף. תצפית ישירה מתועדת בווידאו שימשה כתקן הזהב להערכת מספר הצעדים בתנאי חיים חופשיים.
מכשירי ניטור
מכשיר StepWatch 4 (SW) – משקל 41 גרם; מידות 75×48×14 מ"מ. נענד על הקרסול הימני.
מכשיר activPAL4 (AP) – משקל 9 גרם; מידות 26×43×5 מ"מ. נענד בקו האמצע של החלק הקדמי של הירך הימנית, באמצע הדרך בין הפיקה לבין הקפל המפשעתי.
שני מכשירי ActiGraph (AG) – משקל 19 גרם; מידות 46×33×15 מ״מ. אחד הוצמד לחגורת המותניים מעל הירך הימנית (AGhip) והשני הוצמד לפרק כף היד .(AGwrist)
מכשיר Fitbit Inspire 2 (FI) – משקל 20 גרם; מידות 46×33×15 מ"מ. הוצמד מעל הירך הימנית, מעט פנימה ממכשיר ה-AG.
מכשיר Fitbit Charge 5 (FC) – משקל 28 גרם; מידות 36.7×22.7×11.2 מ"מ. נענד על פרק כף היד.
מכשיר Garmin Vívoactive 4S (GA) – משקל 40 גרם; מידות 40×40×12.7 מ"מ. נענד על פרק כף היד.

תוצאות

נתוני הווידאו שנותחו ונתונים חסרים
מתוך 60 המשתתפים שנכללו במחקר, 56 (93%) סיפקו נתוני מצלמה תקפים. לאחר שלב הסינון, נותרו 150 שעות, 35 דקות ו-55 שניות של נתונים תקפים, שכללו הן סביבות בתוך מבנים (48%) והן סביבות חיצוניות (52%), וכן מגוון הקשרים של פעילות: פעילות ביתית (41.8%), פעילות בשעות הפנאי (26.1%), פעילות לצרכי תחבורה (19.5%) ופעילות תעסוקתית (12.6%).
מערך הנתונים הסופי כלל 10,194 מקטעי הליכה. מקטעי הליכה אלה היוו 42.1% מכלל זמן הקלטת הווידאו התקף, ואילו 57.9% הנותרים התייחסו למקטעים שבהם לא בוצעה הליכה.
מבחינת העצימות, 42.3% מזמן ההליכה הוקדשו לפעילות גופנית בעצימות נמוכה, 56.3% לפעילות גופנית בעצימות בינונית ו-1.4% לפעילות גופנית בעצימות נמרצת.
ביצועים בספירת צעדים ובזיהוי מקטעי הליכה
הביצועים בספירת צעדים, וכן בהערכת משך מקטעי ההליכה ומספרם, השתנו במידה ניכרת בין המכשירים. רק SW נמצא בתוך טווח השקילות עבור מספר הצעדים. בכל הנוגע למשך הכולל של מקטעי ההליכה, AP ו-AGwrist-StepCount עמדו בקריטריוני השקילות, ואילו עבור מספר מקטעי ההליכה אף אחת מהשיטות לא עמדה בקריטריונים אלה.
SW הייתה השיטה היחידה שבה ה- MAPE בספירת צעדים היה קטן מ־10%. שבע שיטות נוספות השיגו MAPE בין 10% ל-20% .
בהערכת משך מקטעי ההליכה, רק AP השיגה MAPE קטן מ־10%, בעוד שחמש שיטות הציגו MAPE בין 10% ל-20%.
אף שיטה לא השיגה MAPE קטן מ־20% בהערכת מספר מקטעי ההליכה. הביצועים הטובים ביותר נצפו בשיטת AGhip-1s עם MAPE של 24.2%.
בהתחשב בערכי ה- MAPE עבור שלושת המדדים, אף אחת מהשיטות שנבדקו לא הגיעה באופן עקבי ל-MAPE קטן מ־20%. ארבע השיטות בעלות הביצועים הטובים ביותר, מהמדויקת ביותר ועד הפחות מדויקת היו: AGhip-1s, SW, AP ו-AGwrist-StepCount.
אף אחת מהשיטות לא נמצאה בתוך טווח השקילות בבדיקת השקילות עבור הזמן שהוקדש לפעילות גופנית בעצימות נמוכה (LPA) או עבור הזמן שהוקדש לפעילות גופנית בעצימות מתונה עד נמרצת .(MVPA) עם זאת, AP, AGwrist-StepCount ו-AGhip-1s היו הקרובות ביותר לטווח השקילות עבור LPA ואילו SW ו- AGwrist-StepCount היו הקרובות ביותר עבור .MVPA
למעט AGwrist-Ducharme וAGwrist-Oak כל השיטות העריכו ביתר את הזמן שהוקדש ל־LPA בטווח של ‎+8.6% עד ‎+1007.3% וכל השיטות העריכו בחסר את הזמן שהוקדש ל־MVPA בטווח של ‎−100% עד ‎5.5%-.
בהתבסס על סף MAPE של פחות מ-20% (18.6%) AP – ו- (16.2%) SW הציגו תוקף קביל להערכת הזמן שהוקדש ל- MVPA אך רק AP (19.4%) הציגה תוקף קביל להערכת הזמן שהוקדש ל-LPA.

דיון

הממצאים העיקריים של המחקר הנוכחי מצביעים על כך שמעבר לדיוק קביל בספירת צעדים במגוון שיטות, רמת הדיוק בספירת הצעדים לא תורגמה לדיוק מקביל בכימות דפוס ההליכה בחיי היומיום. למעשה, כאשר הוערכה יכולתן של שיטות המבוססות על ספירת צעדים ללכוד בו-זמנית את כל מרכיבי דפוס ההליכה — משך, עצימות ותדירות, אף אחת מהשיטות שנבדקו לא השיגה רמת דיוק מספקת בכל המרכיבים. באופן כללי, AP ו-SW הציגו את הביצועים העקביים ביותר.
תוקף ספירת הצעדים
מחקרים רבים בחנו את התוקף של מכשירי ניטור המיועדים למחקר ושל מכשירים המיועדים לצרכנים להערכת מספר הצעדים באוכלוסיות בריאות. עם זאת, ובאופן מעט מפתיע, ככל הידוע למחברי המאמר, רק שני מחקרים יישמו פרוטוקול תיקוף המשלב תנאי חיים חופשיים עם תקן זהב מתאים להערכת תוקף הקריטריון, באמצעות תצפית ישירה על צעדים המתועדת בווידאו — שיטה שהרלוונטיות שלה הודגשה בספרות.
שאר המחקרים נערכו בתנאי מעבדה מתוקננים או מתוקננים למחצה, או שהשתמשו בפרוטוקולים בתנאי חיים חופשיים, אך העריכו רק תוקף קריטריון, בדרך כלל באמצעות השוואת המכשירים למכשיר ניטור אחר.
מחסור זה עולה בקנה אחד עם ממצאים עדכניים מסקירות שיטתיות, המצביעים על כך שמחקרי תיקוף של מכשירים לבישים בתנאי חיים חופשיים מציגים לעיתים קרובות איכות מתודולוגית נמוכה, הטרוגניות גבוהה ושימוש מוגבל במדדי תוקף קריטריון המבוססים על תקן זהב. ממצאים אלה מדגישים את הצורך במחקרים מתוכננים היטב בתנאי חיים חופשיים, המשתמשים בתקני זהב מתאימים.
המחקר של Toth ועמיתיו השווה את תוקף הקריטריון של כמה שיטות לספירת צעדים במהלך פרוטוקול בתנאי חיים חופשיים, בדומה למחקר הנוכחי. המחקר הנוכחי מתבסס על ממצאיהם ומרחיב אותם, ומדגים תוצאות עקביות. למעשה, גם במחקר הנוכחי מכשיר SW הציג את הדיוק הגבוה ביותר בספירת צעדים, עם MAPE של 8.2%, ונצפו דפוסים דומים של הערכת חסר והערכת יתר בין המכשירים.
עם זאת, הממצאים במחקר הנוכחי הראו שיעורי שגיאה גבוהים יותר באופן כללי מאלה שדווחו על ידי Toth ועמיתיו, וייתכן שהבדלים אלה מוסברים בחלקם בהבדלים בתכנון המחקרים. ראוי לציין כי המחקר הנוכחי כלל מדגם גדול ומגוון יותר, שהשתרע על טווח גילאים רחב יותר וכלל את שני המינים, וכן תיעד התנהגות של הליכה במגוון תחומים של פעילות גופנית. נוסף על כך, ייתכן שהמחברים העריכו מגוון רחב יותר של פעילויות הכרוכות בביצוע צעדים.
תרומה חשובה של המחקר הנוכחי היא הערכת אלגוריתמים עדכניים של למידת מכונה לספירת צעדים באמצעות מכשיר הנענד על פרק כף היד, שתוקף הקריטריון שלהם נבדק או הושווה לעיתים רחוקות לשיטות אחרות בתנאי חיים חופשיים, תוך שימוש בתקן זהב מתאים. לכך חשיבות מיוחדת, בהתחשב בכך ש-WHO הציע לאחרונה את פרק כף היד כמיקום המועדף לניטור פעילות גופנית ברמת האוכלוסייה באמצעות מכשירים לבישים, וכן בכך שהערכה בלתי תלויה של אלגוריתמים קיימים לספירת צעדים זוהו כתחום מחקר בעדיפות גבוהה. מבין השיטות שנבדקו עבור מכשירים שנענדו על פרק כף היד, המודל ללמידה עצמית StepCount-SSL היה האלגוריתם היחיד שהציג ביצועים טובים יותר ממונה הצעדים המקורי של ActiGraph ברזולוציה של שנייה אחת, כאשר ביצועיו חפפו את טווח השקילות, עם MAPE של 12.8%.
כימות דפוס ההליכה על סמך מספר הצעדים
כאשר מודדים צעדים ומנתחים את הקשר שלהם לתוצאות בריאותיות, קיימת כמעט תמיד ההנחה שמספר הצעדים משקף באופן מדויק את דפוס ההליכה במגוון משכי מקטעי הליכה ורמות עצימות. עם זאת, הערכה מלאה של דפוס ההליכה באמצעות שיטות המבוססות על ספירת צעדים מחייבת התייחסות מורכבת יותר מאשר זיהוי צעדים בלבד.
מעבר לזיהוי מדויק של מספר הצעדים, יש צורך לזהות ולאפיין את מקטעי ההליכה מבחינת משכם (כמה זמן נמשכה הפעילות) תדירותם (כמה מקטעי הליכה בוצעו ביחידת זמן) ועצימותם (מספר הצעדים ביחידת זמן).
אף שקיימת ספרות נרחבת העוסקת בשיטות המבוססות על מדי תאוצה במכשירים להערכת עצימות פעילות גופנית, ככל הידוע למחברי המאמר, אף מחקר לא העריך במשותף את התוקף של מדדי הליכה אלה בתנאי חיים חופשיים באמצעות שיטות המבוססות על ספירת צעדים. מגבלות מתודולוגיות, ובמיוחד בכל הנוגע לבחירת שיטת תקן הזהב בתנאי חיים חופשיים, עשויות להסביר בחלקן את המחסור במחקרי תוקף מתאימים.
אף ששיטת ייחוס יחידה אינה יכולה ללכוד את כל המאפיינים של מקטעי ההליכה, תקן הזהב המבוסס על וידאו ששימש במחקר זה איפשר להעריך את מספר הצעדים, בעוד שמקטעי ההליכה זוהו בשלב נפרד של עיבוד הנתונים לאחר ההקלטה, ובכך התאפשר לחשב את משך הזמן הכולל של מקטעי ההליכה ואת תדירותם.
עם זאת, עצימות ההליכה הוערכה רק באופן עקיף באמצעות מספר הצעדים בדקה, שכן מדידה פיזיולוגית ישירה בתנאי חיים חופשיים היא מאתגרת, בשל האופי המקוטע והמשתנה של ההליכה בחיי היומיום, וכן בשל הדרישה למצב יציב הקיימת במדדי עצימות מסורתיים, כגון קלורימטריה עקיפה.
באופן כללי, תוצאות מחקר זה מראות ירידה הדרגתית ברמת הדיוק ככל שנלקחו בחשבון מרכיבים מפורטים יותר של דפוס ההליכה.
כפי שנדון לעיל, זיהוי צעדים בלבד הראה רמת תוקף גבוהה עד קבילה עבור חלק מהשיטות שנבדקו, משום שלא נדרש זיהוי של מקטעי הליכה נפרדים. עם זאת, הערכת משך מקטעי ההליכה הייתה מאתגרת יותר, שכן היא דרשה זיהוי מדויק של מקטעי ההליכה.
רמת הדיוק הגבוהה יותר של מכשיר AP עולה בקנה אחד עם ההכרה בו כתקן זהב לספירת צעדים ולזיהוי המצב בו נמצא האדם (הליכה, עמידה וכדומה). גם האלגוריתם StepCount הציג ביצועים מצוינים בהקשר זה.
קביעת מספר מקטעי ההליכה הייתה מאתגרת אף יותר, שכן היא תלויה בנוסף בזיהוי נכון של כל מקטע הליכה נפרד. אף אחת מהשיטות שנבדקו במחקר זה לא הגיעה לטווח השקילות בזיהוי מספר מקטעי ההליכה. אף אחת מהשיטות לא הציגה MAPE הנמוך מ־20%, ורוב השיטות נטו להעריך בחסר את מספר מקטעי ההליכה, ככל הנראה בשל חוסר יכולתן לזהות פרקי הליכה קצרים ו/או הפסקות קצרות המפרידות בין מקטעי הליכה עוקבים.
השיטות המעטות שהעריכו ביתר את מספר מקטעי ההליכה היו בעיקר ממכשירים שנענדו על פרק כף היד, אשר עשויים להיות רגישים יותר לרעש אות הנוצר מתנועות של הידיים בזמן עמידה או ישיבה, כלומר הם מונים כ"צעדים" תנועות ידיים כאשר האנשים יושבים, עומדים או שוכבים.
אף אחת מהשיטות שנבדקו במחקר זה לא הגיעה לתוקף הנמצא בטווח השקילות עבור הזמן שהוקדש ל-LPA או ל-MVPA. רוב השיטות העריכו ביתר את הזמן שהוקדש ל-LPA ולעומת זאת, כל השיטות העריכו בחסר את הזמן שהוקדש ל-MVPA.
השלכות למחקרי בריאות
מחקרים אפידמיולוגיים רבים הראו קשר הפוך בין מספר הצעדים היומי לבין מגוון תוצאות בריאותיות, כלומר ככל שבוצעו יותר צעדים היו פחות בעיות בריאותיות. עם זאת, עדיין לא נקבעו יעדים ברורים המבוססים על מספר צעדים, שכן הראיות הקיימות נחשבו בלתי מספיקות במסגרת ההנחיות לפעילות גופנית.
בהתחשב בשונות בדיוק של ספירת הצעדים בין המכשירים, בין מיקומי הענידה שונים ובין שיטות הניתוח השונות, ראוי לבחון ביתר העמקה את השאלה האם המלצות המבוססות על מספר צעדים צריכות להיות מובחנות בהתאם לקבוצות של מכשירים בעלי רמת דיוק דומה.
לדוגמה, כמה מחקרים עדכניים מצביעים על כך שהקשר בין מספר הצעדים לבין תוצאות בריאותיות משתנה בהתאם לאופן שבו הצעדים מצטברים למקטעים, בעוד שמחקרים אחרים מצביעים לכאורה על קשרים עקביים יותר בין קצב הצעדים האמיתי, ולא בין הצטברות צעדים באפוקות ("יחידות זמן") של דקה אחת, לבין תוצאות בריאותיות.
תוצאות המחקר הנוכחי עשויות לסייע לחוקרים לזהות את השיטות המתאימות ביותר המבוססות על מספר צעדים, כדי לעבור מעבר למדד הפשוט של מספר הצעדים אל מדדים מקיפים יותר של הליכה, הלוכדים טוב יותר את דפוס ההליכה. בכך עשוי להתאפשר הן ניתוח מחדש של מערכי נתונים אפידמיולוגיים קיימים והן תכנון של מחקרים עתידיים המבוססים על מדדים הנגזרים ממספר הצעדים.

מגבלות המחקר

למחקר זה כמה מגבלות. ראשית, בהתאם למטרתו העיקרית, המחקר התמקד באופן בלעדי בתנועות הקשורות להליכה ולא בחן פעילויות התניידות אחרות. עם זאת, פעילויות אחרות הכרוכות בביצוע צעדים, לרבות ריצה, עשויות לתרום למספר הצעדים היומי ולכן הן רלוונטיות מנקודת מבט של בריאות הציבור.
שנית, הניתוח המבוסס על אירועים הסתמך על כללי החלטה שהוגדרו מראש כדי לקבוע התאמות בין מקטעי ההליכה בפועל לבין המקטעים שזוהו. שינוי כללים אלה עשוי להשפיע על ביצועי זיהוי מקטעי ההליכה.
שלישית, האלגוריתמים המבוססים על מכשירים הנענדים על פרק כף היד עברו תיקוף רק באמצעות נתוני ActiGraph ולכן ייתכן שהיכולת להכליל את הממצאים למכשירים אחרים הנענדים על פרק כף היד היא מוגבלת.
רביעית, נעשה שימוש בספים קבועים של קצב צעדים — 100 ו-130 צעדים בדקה — לסיווג פעילות גופנית בעצימות נמוכה (LPA) ופעילות גופנית בעצימות מתונה עד נמרצת (MVPA) אף שידועה שונות בין-אישית בספי קצב הצעדים עבור .MVPA אף שהדבר עשוי להשפיע על הסיווג המוחלט של העצימות, סביר כי לא הייתה לכך השפעה על התוצאות ההשוואתיות בין השיטות במחקר זה.

מסקנות

אף שמקובל להניח כי מספר הצעדים משקף את פעילות ההליכה במגוון של משכי מקטעי הליכה ורמות עצימות, הממצאים ממחקר זה מראים כי רמת הדיוק בספירת צעדים שהושגה באמצעות מכשירים לבישים לא תורגמה לרמת דיוק דומה בכימות פעילות ההליכה בתנאי העולם האמיתי. למרות רמת דיוק קבילה בספירת צעדים במגוון מכשירים, אף אחת מהשיטות שנבדקו לא הצליחה ללכוד באופן מספק ובו-זמנית את דפוס ההליכה מבחינת משך מקטעי ההליכה, תדירותם או עצימותם, ברמת דיוק מספקת, של 80% ומעלה. AP ו-SW הציגו את הביצועים העקביים ביותר ברוב מרכיבי דפוס ההליכה. לעומת זאת, כל השיטות שבהן אורך האפוקה היה גדול או שווה לדקה, כגון אלה הזמינות בדרך כלל במכשירים המיועדים לצרכנים, נמצאו במידה רבה כלא מדויקות בלכידת דפוס ההליכה. במחקר הנוכחי הוערכו רק שיטות המבוססות על מספר הצעדים. מחקרים עתידיים צריכים לשלב שיטות אלה ולהשוותן לגישות אחרות המבוססות על מדידות תאוצה, כדי לקבוע אם ניתן לאפיין את דפוס ההליכה בתנאי חיים חופשיים באופן מדויק יותר.

מקור:

Chanteau, A, Faity, G, Mahe, G & Le Faucheur, A. (2026). Accuracy in Step Counting Is Not Accuracy in Quantifying Walking Activity: A Criterion Validity Study of Wearable Devices Under Free-Living Conditions. Medicine & Science in Sports & Exercise, Advance on-line publication.

יש לך שאלה למומחים של המרכז האקדמי לוינסקי-וינגייט? אין צורך להתבייש, רק ללחוץ כאן