Une évaluation de l'effet de la prescription d'exercices basée sur une application utilisant RL sur la satisfaction et l'intensité de l'exercice (PERFORM-RL)

Aperçu de l'étude L'étude PERFORM-RL était un essai croisé randomisé de 12 semaines mené pour évaluer l'impact de la prescription d'exercices personnalisés basée sur une application sur la satisfaction des utilisateurs et l'intensité de l'exercice, en utilisant l'apprentissage par renforcement (RL) comme mécanisme clé de personnalisation. Cette étude visait à déterminer si les séances d'exercices générées par RL pouvaient améliorer la satisfaction des utilisateurs et augmenter l'intensité de l'exercice par rapport aux séances génériques non personnalisées. Les résultats devraient contribuer au domaine croissant des interventions de santé numérique, en particulier dans le domaine des programmes d’exercices évolutifs basés sur des applications, conçus pour améliorer l’engagement des utilisateurs et leur adhésion à long terme.

Objectifs de l'étude L'objectif principal de l'étude était de comparer la satisfaction des utilisateurs entre les séances d'exercices générées par RL et les séances génériques. L'hypothèse était que la personnalisation basée sur le RL entraînerait une plus grande satisfaction des utilisateurs, telle que mesurée par l'échelle de plaisir de l'activité physique (PACES-8). L'objectif secondaire était d'évaluer l'effet du RL sur l'intensité de l'exercice, tel que mesuré par l'échelle Borg Rating of Perceived Exertion (RPE). Il a été émis l'hypothèse que les participants feraient de l'exercice à une intensité plus élevée dans la condition RL en raison de la nature personnalisée des séances, qui correspondaient à leurs préférences et à leur niveau de forme physique.

Conception de l'étude

Il s’agissait d’un essai croisé randomisé, à l’insu de l’évaluateur. Chaque participant a rempli deux conditions différentes au cours de l'étude de 12 semaines :

Condition d'intervention : les séances d'exercices ont été personnalisées à l'aide d'un modèle d'apprentissage par renforcement qui a adapté la difficulté et le contenu de la séance en fonction des préférences des participants, des performances passées et des commentaires.

Condition de contrôle : les participants ont effectué des séances d'exercices génériques et non personnalisées. Ces sessions étaient préconçues et ne s'adaptaient pas en fonction des retours ou des préférences de l'utilisateur.

Les participants alternaient chaque semaine entre les conditions d'intervention et les conditions de contrôle, ce qui signifie que chaque semaine, ils expérimentaient une approche différente de la prescription d'exercices. Cette conception garantissait que chaque participant agissait comme son propre contrôle, réduisant ainsi la variabilité et augmentant la robustesse des résultats. Toutes les séances d'exercices ont été dispensées via l'application i80 BPM, développée par Samsung, qui a également facilité la collecte de données.

Participants Les participants ont été recrutés à Dublin, en Irlande et dans ses environs via le bouche à oreille et les réseaux sociaux. Au total, 62 participants (27 hommes, 42 femmes ; âge moyen 42 ans) ont effectué au moins une séance d'exercices, avec 559 séances réalisées au total au cours de la période d'essai de 12 semaines. Les participants étaient des adultes en bonne santé et actifs, âgés de 18 à 65 ans. Leur éligibilité a été examinée à l'aide du « Questionnaire de dépistage de la santé avant la participation à l'exercice destiné aux professionnels de l'exercice ». Les critères d'exclusion comprenaient un handicap physique, un déficit cognitif grave ou une incapacité à lire et à écrire en anglais.

Interventions Intervention d’apprentissage par renforcement (RL)

Le modèle RL utilisé par l'application i80 BPM personnalise les séances d'exercices en fonction des préférences de l'utilisateur, de l'effort perçu et des commentaires des séances précédentes. Le cadre RL utilisait un agent de prise de décision, qui sélectionnait des exercices dans une base de données préexistante en fonction du niveau de forme physique, des objectifs et des commentaires en temps réel de l'utilisateur. La fonction de récompense du modèle visait à maximiser la satisfaction de l'utilisateur et l'efficacité de la séance en adaptant la difficulté et le contenu de l'exercice en réponse aux besoins évolutifs de l'utilisateur.

Par exemple, si un participant a signalé une satisfaction élevée et une intensité modérée lors d'une séance précédente, le modèle RL suggérerait des exercices similaires ou légèrement plus difficiles pour la séance suivante. Le système RL apprend en permanence des interactions des utilisateurs, ajustant la prescription d'exercices pour maintenir un engagement et une efficacité optimaux.

État de contrôle

Dans la condition témoin, les participants ont reçu des séances d'exercices génériques qui n'étaient ni personnalisées ni adaptées en fonction des commentaires des utilisateurs. Ces séances comprenaient une sélection fixe d'exercices et n'ont pas évolué au fil du temps, fournissant une base de référence à laquelle l'intervention RL personnalisée pourrait être comparée.

Mesures des résultats Résultat principal : Satisfaction des utilisateurs

La satisfaction des utilisateurs a été évaluée après chaque séance à l'aide d'une version abrégée en 8 éléments de l'échelle de plaisir de l'activité physique (PACES-8). Cette échelle validée mesure dans quelle mesure les participants ont apprécié leurs séances d'exercices. Les scores vont de 1 (faible satisfaction) à 5 (satisfaction élevée), les scores plus élevés indiquant un plus grand plaisir et une plus grande satisfaction globale à l'égard de l'expérience d'exercice.

Résultat secondaire : intensité de l'exercice

L’intensité de l’exercice a été mesurée à l’aide de l’échelle Borg Rating of Perceived Exertion (RPE), qui va de 1 (très facile) à 10 (effort maximum). Les participants ont été invités à évaluer leur effort perçu après chaque séance via l'application, garantissant ainsi une capture en temps réel de leur expérience. Les données de fréquence cardiaque, collectées à l’aide d’une montre intelligente Samsung Galaxy Fit 2, ont servi de mesure supplémentaire de l’intensité, validant les scores RPE subjectifs.

Résultat supplémentaire : fréquence cardiaque

La fréquence cardiaque a été surveillée en continu pendant chaque séance à l’aide de la montre intelligente Samsung Galaxy Fit 2. Les données de fréquence cardiaque ont été automatiquement transmises à l'application i80 BPM et utilisées pour suivre les réponses physiologiques aux séances d'exercices.

Collecte et gestion des données Les données ont été collectées via l'application i80 BPM, qui enregistrait la satisfaction des utilisateurs, l'intensité de l'exercice, la fréquence cardiaque et la durée de chaque séance d'exercice. Pour garantir la confidentialité des participants, toutes les données ont été anonymisées avant analyse. Les participants se sont vu attribuer un code d'identification unique et tous les documents sensibles ont été stockés en toute sécurité, seul le personnel autorisé ayant accès.

Taille de l'échantillon et calculs de puissance Sur la base d'une étude de faisabilité précédente, la taille de l'échantillon a été estimée à un minimum de 40 participants pour détecter une différence moyenne de 8 points sur l'échelle PACES-8 avec une puissance de 80 %. Au total, 69 participants ont été recrutés pour tenir compte des abandons potentiels, et 62 participants ont effectué au moins une séance d'exercices. La taille finale de l’échantillon fournissait une puissance suffisante pour détecter les différences entre les conditions RL et témoins.

Analyse statistique Des équations d'estimation généralisées (GEE) ont été utilisées pour analyser les résultats primaires et secondaires. Des modèles GEE ont été appliqués pour tenir compte de la corrélation des mesures répétées au sein des sujets. Les variables dépendantes dans les modèles étaient la satisfaction des utilisateurs (scores PACES-8) et l'effort perçu (scores sur l'échelle de Borg), tandis que les variables indépendantes étaient la condition (RL vs contrôle) et la semaine d'essai. Les covariables comprenaient l'âge, le sexe et les niveaux d'activité physique de base, l'identification du participant étant incluse comme effet de sujet.