Smartwatch Round-up

De beste modellen van negen merken

Meer, en vooral betere sensoren

In de afgelopen jaren zijn er in rap tempo steeds meer gezondheidsfuncties aan horloges toegevoegd, maar dat betekent niet per definitie dat nieuwe horloges veel meer sensoren hebben dan hun voorgangers. Ook die nieuwe functies maken veelal gebruik van de in het horloge ingebouwde bewegingssensor - veelal een combinatie van acceleratiemeter, gyroscoop en eventueel kompas in één chip - en de optische sensor aan de onderzijde van het horloge die veranderingen in de bloeddoorstroming onder de huid meet. Die sensoren zijn niet nieuw in smartwatches, maar tot een paar jaar terug werden ze voornamelijk gebruikt om stappen te tellen en de hartslag te meten. Hartslagmeting was tot voor kort vaak beperkt tot sportactiviteiten, omdat het energiegebruik van de sensoren het niet toestond continu hartslagdata te verzamelen. Hoewel sommige nieuwe smartwatches nu ook luchtdruk-, temperatuur- en nauwkeurige spanningsmeters aan boord hebben, wordt het gros van de ‘nieuwe’ gezondheidsdata gewoon afgeleid van de optische en bewegingssensoren.

Zuiniger en slimmer

Dat deze sensoren nu voor meer doeleinden kunnen worden ingezet, komt vooral doordat de nieuwste sensoren veel energiezuiniger zijn dan hun voorgangers, waardoor het tegenwoordig wél mogelijk is om non-stop hartslagdata te verzamelen. Door slimme analyse van die data is steeds meer inzicht te krijgen in de ‘status’ van de gebruiker, zeker als daarbij data van de bewegingssensor wordt meegenomen. Bij continue meting kan de software bijvoorbeeld automatisch herkennen wanneer je slaapt, welke slaapfasen je doormaakt en wat jouw rusthartslag is.

Daarnaast kunnen nieuwere optische hartslagsensoren kleine variaties in je hartslag herkennen, ofwel afwijkingen in de tijd tussen twee opeenvolgende hartslagen. Deze hartritmevariaties worden bepaald door ons autonome zenuwstelsel en zijn indicatoren voor zaken als stress en herstel. Nauwkeurig data verzamelen is daarbij uiteraard stap één, maar goede conclusies trekken uit die data is zo mogelijk van nog groter belang.

Steeds meer horloges bieden bijvoorbeeld uitgebreide slaapanalyse, maar als we de resultaten van verschillende merken vergelijken, blijkt dat bepaald geen uniform beeld op te leveren. Tijdens deze test sliepen we verscheidene weken achter elkaar met vier horloges in wisselende samenstelling. Over het moment van in slaap vallen en wakker worden, en daarmee de slaapduur, zijn horloges van verschillende fabrikanten het doorgaans redelijk eens. Consensus over het aantal en de tijdstippen van diepe, lichte en remslaapperioden kwam echter zelden voor. En dat terwijl alle horloges hun analyses op vergelijkbare sensoren baseren.

Sommige fabrikanten trekken bovendien meer conclusies uit de beschikbare data dan anderen. Verschillende fabrikanten berekenen stress op basis van hartslagvariabiliteit en Garmin maakt zelfs een schatting van de energiereserves - de ‘Body Battery’ - op basis van hartslagvariabiliteit, slaapkwaliteit en gelogde activiteiten. Deze body battery wordt getoond als een lijngrafiek die aangeeft in hoeverre je 's nachts herstelt en je jezelf overdag belast. Levert dat een volledig wetenschappelijk onderbouwd inzicht op? Uiteraard niet, maar het geeft in onze ervaring wel een goed inzicht waarbij je na een nacht kort of slecht geslapen te hebben inderdaad ziet dat je niet helemaal fris bent, terwijl goede nachtrust een volle accu oplevert. Inspanning heeft uiteraard een omgekeerd effect; een dag voornamelijk stilzitten achter de computer laat de batterij langzaam leeglopen, terwijl het lopen van een halve marathon tot een forse daling van het energieniveau leidt.

Optische hartslagmeters

De hartslagmeter staat aan de basis van veel functionaliteit van smartwatches en dus is het goed om daar wat extra aandacht aan te besteden. Smartwatches met een ingebouwde hartslagmeter maken sinds jaar en dag gebruik van fotoplethysmografie, of ppg, om de hartslag vast te stellen. Hierbij wordt vanaf de onderkant van het horloge (meestal) groen ledlicht door de huid gestraald. Dat licht wordt deels geabsorbeerd en deels gereflecteerd. Hoeveel van het uitgezonden licht weerkaatst wordt, hangt onder andere af van de hoeveelheid bloed die zich onder de huid bevindt, en de doorbloeding verandert continu als gevolg van je pulserende hartslag. Door met fotodetectoren pieken en dalen in de hoeveelheid gereflecteerd licht te meten, kan de hartslag vastgesteld worden.

Optische hartslagmeters bestaan uit een of meer leds en optische sensoren waarmee veranderingen in de doorbloeding worden gemeten.

Dat klinkt eenvoudig, maar dat is het allerminst. Niet alleen de hoeveelheid bloed in de huid onder de sensor bepaalt de reflectie, ook zaken als huidskleur, tatoeages en eventueel invallend omgevingslicht hebben invloed op het signaal. Bij mensen met een donkere huidskleur werken optische sensoren soms bijvoorbeeld minder goed dan op een lichte huid en als een horloge niet strak om de pols gedragen wordt, kan dat de meetresultaten negatief beïnvloeden. Ook beweging van de sensor ten opzichte van de arm heeft invloed op de meetwaarden. En dat is vervelend, want juist tijdens sport wil je graag precies weten wat je hartslag doet.

Fabrikanten doen er dus van alles aan om het signaal op te schonen van externe invloeden en zo door alle ‘ruis’ heen het signaal van de hartslag te meten. Dat meten van hartslag met optische sensoren is dus geen eenvoudig klusje, maar zeker buiten (extreem) sportgebruik om leveren smartwatches gedurende een gemiddelde dag veelal nauwkeurige hartslagdata. Dat lukt steeds beter, maar perfect is ppg-meting zeker niet (verderop meer daarover). Moderne ppg-sensoren worden met een hoge frequentie uitgelezen, zodat verandering in de doorbloeding zeer fijnmazig gemeten kan worden.

Beperkingen van optische hartslagmeting

Dat lukt goed zolang de software een duidelijk terugkerend patroon in het signaal kan herkennen. Bij sport gaat dat prima als je bijvoorbeeld in een vast tempo hardloopt. De laagfrequente, ritmische bewegingen van je arm kunnen prima weggefilterd worden; daar hebben moderne algoritmes geen problemen mee. Maar met bijvoorbeeld intervalhardlooptrainingen, waarbij vanuit lage inspanning ineens sterk wordt versneld, zodat de hartslag snel omhoogschiet, hebben optische sensoren en de achterliggende software meer moeite. In het beste geval treedt er lichte vertraging op bij de registratie van een abrupte hartslagverhoging, maar het kan ook zijn dat de software het nieuwe patroon pas na verloop van tijd correct interpreteert, wat in sommige gevallen zelfs minuten kan duren.

Een optische hartslagmeter (rood) reageert soms trager en minder nauwkeurig op snelle hartslagwisselingen dan een borstband met elektroden (blauw).

Bij andere sporten hebben optische hartslagmeters het nog veel moeilijker. Fanatiek mountainbiken op paden met veel hobbels is bijvoorbeeld een nachtmerriescenario, zo blijkt uit onze tests. Wisselende inspanning, gecombineerd met felle trillingen die via het stuur aan de pols worden doorgegeven, maken dat optische hartslagmeters hierbij soms compleet de mist ingaan gedurende langere perioden. Zoals we verderop bespreken, zien we duidelijk dat sommige fabrikanten door de bank genomen beter scoren dan andere, maar houd er rekening mee dat geen enkele optische polshartslagmeter perfect is. Wil je zo nauwkeurig mogelijke hartslagmeting onder uiteenlopende omstandigheden? Dan is een borstband met elektroden nog altijd de betrouwbaarste oplossing. Lang niet aan alle geteste horloges is zo’n externe sensor te koppelen, iets om rekening mee te houden.

• Volgende pagina 3. Ecg, SpO₂ en privacy