Die Eignung von Wearables zur Messung von Herzfrequenz, Bewegung und Schlaf

Die Nutzung von Wearables stieg in den vergangenen Jahren stark an und es wird prognostiziert, dass der Markt auch in Zukunft anwachsen wird, von 28,8 Mio. Stück in 2014 über 132,9 Mio. Stück in 2018 auf bis zu 219,4 Mio. Stück in 2022 (Quelle: IDC). Dabei kommen viele Fragen auf, zum Beispiel wie es um die Sicherheit der gesammelten Daten steht oder wie genau diese Geräte eigentlich messen. Zur Genauigkeit der Messungen von Wearables gibt es eine Vielzahl an Studien und anderen Veröffentlichungen. Häufig werden hier die Richtigkeit und die Präzision der Messungen angezweifelt. Eine Analyse, die im Rahmen einer ACM-Konferenz in Japan 2015 vorgestellt wurde zeigt, dass Nutzer sehr unterschiedliche Ansprüche bezüglich der Exaktheit der Messungen ihrer Geräte haben. Sobald Wearables für einen medizinischen Zweck eingesetzt werden sollen, wird dieser Anspruch sehr hoch, ein ungefährer Wert ist hier nicht ausreichend.

Im Rahmen des SELFPASS-Projektes sind Wearables von verschiedenen Herstellern auf ihre Genauigkeit bei Messungen getestet worden. Anhand bestimmter Kriterien wurden 10 Geräte ausgewählt, dabei handelte es sich um Muss-Kriterien (Messung von Herzfrequenz, Bewegung und Schlaf) sowie Kann-Kriterien (u.a. Umgebungslichtsensor, Zertifizierung, Datenspeicherung). Um die unterschiedlichen Algorithmen der Hersteller testen zu können, wurden 10 Wearables von 10 unterschiedlichen Herstellern ausgewählt.

Von diesen Geräten wurden je drei Funktionen getestet: Messung von Herzfrequenz, Schrittanzahl und Schlafdauer. Für die Herzfrequenz wurde ein Brustgurt als Referenzgerät verwendet. Die gemessenen Schläge pro Minute wurden im Liegen, Stehen und Joggen verglichen, jeweils eine Minute lang und über 5 Wiederholungen hinweg. Die Schrittanzahl wurde über eine Distanz von ca. 50 Metern gezählt und mit dem gemessenen Wert der Geräte verglichen.Die Schlafdauer wurde anhand eines standardisierten Fragebogens mit der von den Probanden wahrgenommenen Dauer verglichen, über 3 Nächte hinweg. Die Auswertung der Tests zeigte, dass jedes Gerät seine Stärken und Schwächen hat. So kann ein Wearable beispielsweise bei der Schlafmessung am besten abschneiden, aber bei der Zählung der Schritte auf dem letzten Platz liegen.

Anhand der vorher festgelegten Kriterien wurden als am besten geeignete Geräte die Bänder von Garmin und Fitbit ausgewählt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass diese beiden Hersteller Geräte mit einem eigenen Betriebssystem anbieten. So kann eine native App entwickelt und auf dem Wearable ausgeführt werden. Die gesammelten Daten können damit direkt an die SELFPASS-App geschickt werden – ohne Umweg über die Clouds der Hersteller.

 

Quellen:
  1. Zahlen zu den Wearables, IDC: https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS43642518
  2. Analyse ACM: R. Yang et al. (2015): When Fitness Trackers Don’t ‘Fit’: End-User Difficulties in the Assessment of Personal Tracking Device Accuracy
  3. Studien zur Genauigkeit von Wearables: K. R. Evenson et al. (2015): Systematic review of the validity and reliability of consumer-wearable activity trackers https://ijbnpa.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s12966-015-0314-1 (24.05.2018)

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