基于加速度计的日常活动能量消耗估计：不同加速度计组成的比较
机器学习
2025-07-28 v2
摘要
身体活动能量消耗（PAEE）可通过呼吸数据进行逐呼吸测量，作为参考标准。或者，可从身体运动中预测 PAEE，这些运动可通过加速度计进行测量和估计。身体中心质量（COM）加速度反映整个身体的运动，因此是 PAEE 的良好预测器。然而，手腕也因最新佩戴设备的进步而变得流行。因此，本文使用 COSMED K5 测量的呼吸数据作为参考，评估并比较了基于 COM 的设置与基于手腕的设置。COM 基于设置包括两种不同的加速度计组成：仅使用臀部加速度计（pelvis-acc）以及臀部加速度计与两个大腿加速度计的组合（3-acc）。手腕基于设置包括仅使用左手腕加速度计（l-wrist-acc）和仅使用右手腕加速度计（r-wrist-acc）。我们在收集的数据集上实现了两种现有的 PAEE 估计方法，其中 9 名参与者佩戴 5 个加速度计（即臀部、两个大腿和两个手腕）进行日常活动。这两种方法包括线性回归（LR）模型和 CNN-LSTM 模型。两个模型在基于 COM 的 3-acc 设置中获得最佳结果（LR： = 0.41，CNN-LSTM： = 0.53）。在 3-acc 与 pelvis-acc 设置之间未发现显著差异（p 值 = 0.278）。对于两个模型，l-wrist-acc 和 r-wrist-acc 设置在 PAEE 上的预测能力不强， 接近 0，且显著优于两种 COM 基础设置（p 值 < 0.05）。两个手腕之间未发现显著差异（p 值 = 0.329）。
关键词
引用
@article{arxiv.2502.10112,
title = {Accelerometry-based Energy Expenditure Estimation During Activities of Daily Living: A Comparison Among Different Accelerometer Compositions},
author = {Shuhao Que and Remco Poelarends and Peter Veltink and Miriam Vollenbroek-Hutten and Ying Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10112},
year = {2025}
}
备注
This work has been accepted by IEEE EMBC 2025