Einschränkungen der Schlafüberwachung mit einem Wearable
Vergleich mit einem Brustgurt-Herzfrequenzmesser
- Veröffentlicht
- Aktualisiert
- (erstellt )
- Geschrieben von
- Willem L. Middelkoop
- Themen
- apple · Daten · Gesundheit · Herz · Sensoren · Uhr
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- Aus dem englischen Original von einem Sprachmodell in zwei Durchgängen (Übersetzung und Korrektur) mit Glossar und Rechtschreibprüfung übersetzt; noch nicht von einem Muttersprachler gelesen.
Zusammenfassung
Schlafüberwachung ist eine beliebte Funktion vieler Smartwatches und Wearables. Geräte wie Fitbit, Withings, Apple Watch und Biostrap analysieren im Schlaf deine Körperdaten. Sie werden am Handgelenk getragen und erfassen deine Herzfrequenz mit optischen Sensoren. Ich wollte wissen, wie gut diese optischen Sensoren im Vergleich zu einem hochauflösenden Brustgurt abschneiden.
Volltext
Optische Herzfrequenzmessung braucht Strom
Die meisten Smartwatches und Wearables messen deine Herzfrequenz mit optischen Sensoren. Dafür braucht es einen Lichtsender (meist grüne oder (infra)rote LEDs) und einen Fotosensor, der das vom fließenden Blut zurückgeworfene Licht auswertet. Aus diesen Daten wird dann zum Beispiel die Herzfrequenz berechnet. Weil dieser Sensortyp Rechenarbeit und mehrere Bauteile braucht, verbraucht er in der Regel mehr Strom. Mehr dazu findest du in meinem ausführlichen Beitrag über die verschiedenen Arten von Herzfrequenzmessern
Begrenzt durch die Akkuleistung
Weil Wearables so klein sind, haben ihre Akkus nur wenig Kapazität. Deshalb kann die Herzfrequenz im Schlaf nicht dauerhaft gemessen werden. Üblich ist, nur alle 5 oder sogar nur alle 10 Minuten einmal zu messen!
Das sind nur 6 oder 12 Messungen pro Stunde. Das ist sehr wenig, wenn man bedenkt, dass dein Herz bei normalen 60 Schlägen pro Minute 3600 Mal pro Stunde schlägt.
Hochauflösender Herzfrequenzmesser: der Brustgurt
Anders als der optische Sensor in den meisten Wearables erfasst ein Brustgurt deine Herzfrequenz mühelos in Echtzeit und liefert mehrere (genaue) Messungen pro Sekunde! Deshalb ist dieser Sensortyp bei Profisportlern im Training so beliebt. Wie ich schon erklärt habe, kann er das dank seiner leitenden Verbindung zu deinem Körper, die ihn die elektrische Aktivität deines Herzens direkt erfassen lässt.
Der Brustgurt ist sparsam und zuverlässig, aber für alles außer Training ist er nicht sehr bequem. Darum läuft die Schlafüberwachung meistens über optische Sensoren in Wearables am Handgelenk.
Experiment: Brustgurt in der Nacht
Was würde sich ändern, wenn die Schlafanalyse nicht auf ein paar Messungen pro Stunde, sondern auf mehrere Datenpunkte pro Sekunde zurückgreifen könnte? Um das herauszufinden, habe ich im Schlaf einen Brustgurt getragen.
Zum Vergleich mit den Daten des Brustgurts trug ich am Handgelenk einen weiteren, optischen Herzfrequenzmesser: den Biostrap. Wie die meisten Smartwatches misst er optisch. Ich habe ihn so eingestellt, dass er alle 5 Minuten Daten erfasst (ein gängiges Intervall, genau wie bei der Apple Watch).
Ergebnisse
Das Experiment lief gut: eine Nacht ohne Unterbrechungen, abgesehen von meinen üblichen nächtlichen "Papa Pflichten". Am nächsten Morgen habe ich mir die Daten beider Sensoren angesehen.
Den Unterschied siehst du sofort. Bei der durchschnittlichen und der niedrigsten Herzfrequenz sind sich beide mehr oder weniger einig. Aber der Brustgurt zeigt deutlich mehr und höhere Ausschläge. Er registrierte maximal 111 BPM, der optische Sensor nur 69 BPM.
Woher diese Ausschläge kommen, weiß ich nicht genau. Ich vermute, dass ich geträumt, mich umgedreht oder (leicht) aufgewacht bin, weil ich ein Geräusch gehört habe. Weil sie so kurz sind, entgehen sie dem optischen Sensor, der nur alle 5 Minuten einmal misst.
Deshalb haben die meisten Wearables zusätzlich zum Herzfrequenzsensor einen Gyroskopsensor. Manche Smartwatches nutzen außerdem das Mikrofon, um Geräusche aus der Umgebung zu erkennen.
Fazit
Der Brustgurt im Schlaf hat gezeigt: Die Daten des üblichen optischen Herzfrequenzsensors sind unvollständig. Kurze Störungen (die einen Ausschlag in der Herzfrequenz verursachen) gehen leicht verloren.
Der optische Herzfrequenzsensor ist ein bisschen wie ein Tachometer, das nur ein paar Mal pro Stunde funktioniert. Zusätzliche Daten von Gyroskop und Mikrofon können die Lücken nicht ganz füllen. Ein solches Tachometer würdest du doch auch für kaputt halten!
Überleg dir also, ob sich Schlafüberwachung mit einem Sensor am Handgelenk wirklich lohnt. Vielleicht investierst du deine Zeit und Energie besser in etwas anderes, zum Beispiel in Schlaf! Träum süß!