Studie ermittelt genauesten Herzfrequenzsensor – das Ergebnis überrascht!

In der Studie „Accuracy in Wrist-Worn, Sensor-Based Measurements of Heart Rate and Energy Expenditure in a Diverse Cohort“ der kardiologischen Abteilung der Medizinfakultät der Stanford University, die im Mai 2017 publiziert wurde, wurden Fitnesstracker, Smartwatches und Sportuhren mit optischen Herzfrequenzsensoren (auf Basis der sogenannten „optoelektronischen Messung“) miteinander verglichen, um zu bestimmen, welches Gerät die höchste Präzession bei der Messung am Handgelenk aufweist. Dabei liegen die Ergebnisse überraschend weit auseinander.

Studienrahmen

60 Probanden beider Geschlechter in unterschiedlichem Alter nahmen an der Studie teil, bei der sieben verschiedene Sensorsysteme zum Einsatz kamen und in ihrer Genauigkeit mit einem EKG verglichen wurden – welches heute noch als „Gold-Standard“ gilt. Dabei wurde die Pulsabweichungen beim Sitzen und während den Aktivitäten Gehen, Laufen, Radfahren (die Aktivitäten jeweils in zwei unterschiedlichen Belastungsstufen) ermittelt.

Abweichung Pulsmessung

Im Vergleich der Genauigkeit bei der Herzfrequenzmessung schnitt die Apple Watch am besten ab; lediglich eine Abweichung von zwischen 1,2 und 2,8 % wies die Aufzeichnung auf. Die Samsung Gear S2 konnte sich hingegen am schlechtesten platzieren; mit einem Messfehler von 4,6 bis 9 % bot sie das Schlusslicht.

Fehlerrate bei der Herzfrequenzmessung Quelle: http://www.mdpi.com/2075-4426/7/2/3/htm

Als akzeptabel sahen die Forscher Fehlerraten bis zu 5 % an (in der Grafik hellblau), welche von den meisten getesteten Herzfrequenzsensoren erfüllt wurden.

Abweichung Kalorienermittlung

Im Rahmen der Studie wurde von der Forschergruppe ebenfalls überprüft, wie gut der Kalorienumsatz von den Geräten auf Basis der Pulsfrequenz und den Bewegungsdaten geschätzt wurde. Hier konnte sich die Fitbit Surge mit einer Abweichung von 27,4 % am besten platzieren, während die PulseOn mit durchschnittlich 92,6 % Fehlerrate die höchsten Abweichungen verzeichnete. Mit einer Fehlerrate von rund 40 % konnte sich die Apple Watch hier zwar nur im besseren Mittelfeld platzieren; zeigte dafür im Vergleich zu den Mitbewerbern aber immerhin die geringsten Fluktuationen bei den Messwerten.

Messfehler bei der Kalorienberechnung Quelle: http://www.mdpi.com/2075-4426/7/2/3/htm

Aus Sicht der Forscher waren die Ergebnisse durchweg inakzeptabel.

Relativierung der Studie

Auch wenn die Apple Watch im Rahmen der Studie als Sieger im Bereich der Herzfrequenzmessung hervorgeht, sollte man sich vor Augen führen, dass lediglich sieben Fitnesstracker, Smartwatches und Sportuhren miteinander verglichen wurden:

• Apple Watch
• Basis Peak von Intel
• Fitbit Surge
• Microsoft Band
• MIO Alpha 2
• PulseOn
• Samsung Gear S2

Messpunkte und Fluktuation Quelle: http://www.mdpi.com/2075-4426/7/2/3/htm

Dabei umfasst diese Auswahl weder aktuelle, populäre Laufuhren noch deckt sie die alle Sensortypen ab; die Elevate-Sensoren von Garmin (bspw. verbaut in der Garmin vívosmart HR, dem Garmin Forerunner 235 oder der Garmin fēnix 5) oder Neuentwicklungen wie der 6-LED-Sensor von Polar (verbaut in der Polar M600) fehlen gänzlich. Zudem zeigen andere Studien, dass andere Sensoren, wie die in der Mio Fuse, durchaus eine vergleichbare Genauigkeit zur Apple Watch lieferen.

Die Studie hat also lediglich eine kleine Anzahl an Herzfrequenzsensor getestet und allenfalls „den genauesten Herzfrequenzsensor“ als Momentaufnahme geliefert, da es in diesem Bereich zu vielfachen Weiterentwicklung kommt.