Uno Studio Ad-Hoc per Valutare l’Accuratezza di Smartwatch Commerciali per il Monitoraggio dell’Attività Cardiaca

The market for smartwatches and wristbands is experiencing a rapid and constant growth, driven by increasing attention towards health and well-being and the development of increasingly advanced technologies for accurate data collection and analysis. However, it is important to keep in mind that the physiological data measured by these technologies are not always accurate, and accuracy can vary based on the device model used. Therefore, the analysis of the accuracy of data measured by smartwatches and wristbands is crucial to ensure the quality of measurements, considering their potential use in clinical studies. The objective of this study is to evaluate the accuracy of heart rate data obtained using PPG optical measurement technologies present in commercially available smartwatches such as the Apple Watch Series 7, Fitbit Charge 5, Garmin Vívoactive 4, and Withings ScanWatch, compared to those obtained using the Polar H10 heart rate chest strap, considered a gold standard by the scientific community for this type of measurement. A specific protocol was designed and applied to verify the accuracy of heart rate data collected by the smartwatches by analyzing each heart rate zone and the transitions between them, with the possibility of identifying any critical issues for a particular device type. A population of 10 participants took part in the trial, during which each subject was asked to perform two controlled physical activity sessions that included rest, walking, and running, keeping their heart rate in each heart rate zone for a duration of 2 minutes, wearing the Polar H10 sensor and two types of smartwatch for each session. The analysis results have shown that the Apple Watch Series 7 is the most accurate device among those considered, with significantly better performance compared to the other analyzed smartwatches. In the second place is the Garmin Vívoactive 4, followed by the Fitbit Charge 5 and the Withings ScanWatch.

Il mercato degli smartwatch e delle wristband sta conoscendo una rapida e costante crescita, spinta dall'aumento dell'attenzione verso la salute e il benessere e dallo sviluppo di tecnologie sempre più avanzate per la raccolta e l'analisi accurata dei dati. Tuttavia, è importante tenere presente che i dati fisiologici misurati da queste tecnologie non sono sempre precisi e tale accuratezza può variare in base al modello di dispositivo utilizzato. Pertanto, l'analisi della precisione dei dati misurati dagli smartwatch e wristband è fondamentale per garantire la qualità delle misurazioni, considerando anche il loro potenziale impiego in studi clinici. L'obiettivo di questo lavoro è quello di valutare l'accuratezza dei dati sulla frequenza cardiaca ottenuti utilizzando tecnologie di misurazione ottica PPG presenti in smartwatch di uso commerciale come Apple Watch Series 7, Fitbit Charge 5, Garmin Vívoactive 4 e Withings ScanWatch, confrontandoli con quelli ottenuti utilizzando la fascia cardiaca Polar H10, considerata come gold standard dalla comunità scientifica per questo tipo di misurazioni. È stato ideato e applicato un protocollo specifico per verificare l'accuratezza dei dati della frequenza cardiaca raccolti dagli smartwatch analizzando ciascuna zona cardiaca e le transizioni tra esse, con la possibilità di individuare eventuali criticità per un determinato tipo di dispositivo. Una popolazione di 10 partecipanti ha preso parte al trial, durante il quale a ciascun soggetto è stato richiesto di svolgere due sessioni di attività fisica controllata, che includevano il riposo, la camminata e la corsa, mantenendo la frequenza cardiaca in ciascuna zona cardiaca per la durata di 2 minuti, indossando il sensore Polar H10 e due tipi di smartwatch per ciascuna sessione. I risultati dell'analisi hanno mostrato che l'Apple Watch Series 7 è il dispositivo più accurato tra quelli presi in considerazione, con prestazioni nettamente superiori rispetto agli altri smartwatch analizzati. In seconda posizione si colloca Garmin Vívoactive 4, seguito da Fitbit Charge 5 e da Withings ScanWatch.