Evaluation of the ability of three physical activity monitors to predict weight change and estimate energy expenditure

Appl Physiol Nutr Metab. 2016 Jul;41(7):758-66. doi: 10.1139/apnm-2015-0461. Epub 2016 Mar 14.

Abstract

Activity monitors such as the Actical accelerometer, the Sensewear armband, and the Intelligent Device for Energy Expenditure and Activity (IDEEA) are commonly validated against gold standards (e.g., doubly labeled water, or DLW) to determine whether they accurately measure total daily energy expenditure (TEE) or activity energy expenditure (AEE). However, little research has assessed whether these parameters or others (e.g., posture allocation) predict body weight change over time. The aims of this study were to (i) test whether estimated energy expenditure or posture allocation from the devices was associated with weight change during and following a low-calorie diet (LCD) and (ii) compare free-living TEE and AEE predictions from the devices against DLW before weight change. Eighty-seven participants from 2 clinical trials wore 2 of the 3 devices simultaneously for 1 week of a 2-week DLW period. Participants then completed an 8-week LCD and were weighed at the start and end of the LCD and 6 and 12 months after the LCD. More time spent walking at baseline, measured by the IDEEA, significantly predicted greater weight loss during the 8-week LCD. Measures of posture allocation demonstrated medium effect sizes in their relationships with weight change. Bland-Altman analyses indicated that the Sensewear and the IDEEA accurately estimated TEE, and the IDEEA accurately measured AEE. The results suggest that the ability of energy expenditure and posture allocation to predict weight change is limited, and the accuracy of TEE and AEE measurements varies across activity monitoring devices, with multi-sensor monitors demonstrating stronger validity.

Les moniteurs d’activité tels que l’accéléromètre Actical, le brassard Sensewear et le dispositif IDEEA (Intelligent Device for Energy Expenditure and Activity) sont généralement validés au moyen de tests de référence (p. ex., eau doublement marquée ou DLW), et ce, pour vérifier s’ils mesurent avec précision la dépense énergétique totale au cours d’une journée (TEE) ou la dépense énergétique durant une activité (AEE). Toutefois, peu d’études traitent de ces paramètres ou autres (p. ex. assignation posturale) pour la prédiction de la variation de la masse corporelle avec le temps. Cette étude a pour objectif : (i) vérifier si la dépense énergétique et l’assignation posturale estimées par ces instruments sont associées à la variation de la masse corporelle durant et à la suite d’un régime hypocalorique (LCD) et (ii) comparer les prédictions de TEE et de AEE d’individus libres de leur mouvement au moyen de ces instruments comparativement à DLW avant la modification de la masse corporelle. Quatre-vingt-sept participants dans deux essais cliniques portent deux de ces trois instruments en même temps durant une semaine sur deux lors de l’utilisation de DLW. Puis les participants entreprennent 8 semaines de LCD et sont pesés au début et à la cessation de LCD, puis 6 et 12 mois plus tard. Plus de temps consacré à la marche durant la période initiale au cours de laquelle IDEEA mesure cette activité est associé à une plus grande perte de poids durant les 8 semaines de LCD. Les mesures de l’assignation posturale révèlent une ampleur de l’effet modérée en ce qui concerne la variation de la masse corporelle. L’analyse de Bland–Altman démontre que Sensewear et IDEEA estiment avec précision la TEE et que IDEEA mesure avec précision AEE. D’après ces résultats, l’utilisation de la dépense énergétique et de l’assignation posturale pour prédire la variation de la masse corporelle est limitée, la précision des mesures de TEE et AEE varie d’un capteur à l’autre et les moniteurs équipés de capteurs multiples présentent une plus grande validité. [Traduit par la Rédaction]

Keywords: Actical; IDEEA; Sensewear; accelerometry; accélérométrie; activity energy expenditure; assignation postural; doubly labeled water; dépense énergétique durant une activité; dépense énergétique totale; eau doublement marquée; posture allocation; total energy expenditure.

Publication types

  • Clinical Trial

MeSH terms

  • Adult
  • Body Mass Index
  • Body Weight*
  • Caloric Restriction
  • Energy Metabolism*
  • Exercise*
  • Female
  • Fitness Trackers*
  • Humans
  • Linear Models
  • Male
  • Middle Aged
  • Posture*
  • Walking