Wearables mit EKG-Funktion – das sind die Vor- und Nachteile

Wearables wie Smartwatches, Armbänder und Ringe können mehr als nur die Uhrzeit anzeigen und dienen heutzutage nicht mehr nur als modisches Accessoire. Sie sind mit diversen Sensoren und Funktionen ausgestattet und viele Modelle verfügen auch über eine EKG-Funktion, die Herzrhythmusstörungen erfassen kann. Für wen ist diese Funktion geeignet und wie verlässlich sind die Ergebnisse? Wir haben für Sie die aktuelle Studienlage zusammengefasst.

Was versteht man unter Wearables?

Wearables sind Minicomputer, die am Körper getragen werden können. Sie ermöglichen die Aufzeichnung von physiologischen Funktionen wie Herzfrequenz, Puls, Blutdruck, Kalorienverbrauch und Schlaf. Zu den gängigen Arten von Wearables zählen Smartwatches und Armbänder, Smartringe und Datenbrillen.^{1, 2}

Mittlerweile gibt es bereits unterschiedliche Arten von Wearables mit Elektrokardiogramm (EKG)-Funktion, die bei einer Vielzahl von Herstellern erhältlich sind. Dazu gehören renommierte Technologieunternehmen wie Apple, Samsung und Huawei ebenso wie spezialisierte Anbieter im Bereich smarter Gesundheitsgeräte, darunter Withings, Garmin und Fitbit. Zu den gängigsten und meistverkauften Smartwatch-Modellen zählen aktuell die Apple Watch Series 10, die Samsung Galaxy Fit3 Smartwatch sowie die Huawei Watch FIT 3.^{3, 4} Alle Modelle tragen die CE-Kennzeichnung für den europäischen Markt, die sicherstellt, dass das Produkt vom Hersteller geprüft wurde und sämtliche Anforderungen an die Sicherheit sowie an den Gesundheits- und Umweltschutz erfüllt. Besonders für Menschen mit Vorhofflimmern (VHF) können sie einen Mehrwert bieten.⁵ Aber nicht nur Smartwatches, auch der smarte Fingerring Cart-I des südkoreanischen Hersteller Skylabs kann EKGs aufzeichnen und dabei ein VHF feststellen.⁶ Andere Ringe wie der Samsung Galaxy Ring oder der Oura Ring 4 des Herstellers Oura sowie das smarte Armband WHOOP 4.0 können zwar zahlreiche physiologische Parameter aufzeichnen, aber noch keine EKGs.

Herzfunktion – smart überwacht

Die Aufzeichnung des EKGs per Smartwatch und Smartring entspricht einem 1-Kanal-EKG. Um die EKG-Funktion zu nutzen, tragen die Anwender:innen die Uhr am Handgelenk und berühren mit einem beliebigen Finger der anderen Hand einen Sensor an der Uhr (vergleichbar mit der Ableitung I des Einthoven-Dreiecks). Der Messvorgang wird am besten in Ruhe durchgeführt und dauert circa 30 Sekunden.^{5, 7} Beim Smartring wird das EKG mittels Photoplethysmographie (PPG) aufgezeichnet.⁶ Die gemessenen Daten werden mit der App des Herstellers (Samsung Health Monitor, Huawei Health, Apple EKG-App, Cart-I-App o.Ä.) analysiert und das EKG generiert.^{6, 8-10} Der gemessene Herzrhythmus wird durch die App interpretiert, welche Ergebnisse wie „Sinusrhythmus“, „Vorhofflimmern“, „niedrige oder hohe Herzfrequenz“ oder „uneindeutig“ liefert. Das aufgenommene EKG und die zugehörigen Daten können von den Apps im PDF-Format gespeichert werden.^{8, 9}

Eine weitere mögliche Smartwatch-Funktion ist die Pulsüberwachung mittels PPG. Diese kann permanent über eine Infrarotlichtquelle und einen entsprechenden Sensor erfolgen und die Träger:innen der Uhr mit einer Alarmfunktion auf mögliche Pulsunregelmäßigkeiten aufmerksam machen.⁷

Wie verlässlich sind die Messergebnisse?

Es gibt mittlerweile mehrere Studien, die die Zuverlässigkeit von Smartwatches mit EKG-Funktion untersucht haben. So prüfte zum Beispiel die Basel-Wearable-Studie, welche 2024 veröffentlicht wurde, die Genauigkeit von 5 Smartwatches bei der Diagnose von VHF in einer Gruppe von 247 Teilnehmer:innen mit einem Durchschnittsalter von 66 Jahren.¹¹ Getestet wurde die Aufzeichnung eines 1-Kanal-EKG mit den Smartwatches Apple Watch Series 6, Fitbit Sense, Samsung Galaxy Watch 3 und ScanWatch von Withing sowie dem Smartgerät KardiaMobile von AliveCor, einem tragbaren EKG-Messgerät für den privaten Gebrauch. Bei allen Studienteilnehmer:innen wurde im Vergleich dazu ein Standard-12-Kanal-EKG aufgezeichnet. Die Analyse der 1-Kanal-EKGs mittels des vom Hersteller entwickelten Algorithmus der Smartgeräte wurde mit der manuellen Klassifizierung durch einen Kardiologen bzw. eine Kardiologin verglichen. Während der Studie wurde die Soft- oder Firmware der Smartgeräte kontinuierlich gemäß den Empfehlungen der Hersteller aktualisiert.

Von 1.235 aufgezeichneten 1-Kanal-EKGs konnten insgesamt 16 % (202 EKGs) von mindestens einem getesteten Gerät nicht ausgewertet werden. Die individuelle Ungenauigkeit der Smartwatches bzw. des Smartgeräts KardiaMobile lag zwischen 15 und 19 %. Es war hierbei auffällig, dass sich die Ungenauigkeitsraten während des einjährigen Studienzeitraums und mit zunehmender Anzahl an Updates verbesserten. Mit anderen Worten: Während des Studienverlaufs wurden zunehmend weniger EKGs als nicht-auswertbar bewertet. Der beobachtete Trend erreichte allerdings keine statistische Signifikanz.¹¹ Um den Grund für die Verbesserung der Ungenauigkeitsraten ohne statistische Signifikanz zu verstehen, sind weitere Studien nötig. Es wird vermutet, dass der einjährige Studienzeitraum zu kurz gewesen sein könnte oder dass die EKG-Bewertungsalgorithmen noch nicht ausgereift sind, sprich: Die Ungenauigkeiten sind damit und nicht mit der Detektionstechnologie an sich erklärbar. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob die neuesten Modelle, wie beispielsweise die Apple Watch Series 10, die Samsung Galaxy Watch 7 sowie der Cart-I Smartring, ähnliche Ungenauigkeitsraten wie ihre Vorgänger aufweisen oder ob die Technologie im Laufe der Zeit weiter verbessert wurde. Dazu gibt es bislang noch keine aktuellen Daten.

Vor- und Nachteile der smarten Herzüberwachung

Anwender:innen und Ärzt:innen müssen wissen, dass ein Herzinfarkt oder nicht klassifizierbare Herzrhythmen – zum Beispiel aufgrund eines AV-Blocks 2. oder 3. Grades, ektoper Erregungszentren oder eines Bigeminus – NICHT durch den Algorithmus erkannt werden können.⁵
Falsch positive Messungen können bei den Träger:innen der Uhr Ängste erzeugen. Dies ist ein nicht zu unterschätzendes Risiko bei der permanenten Überwachung der Herzfunktion durch Laien.⁵
Wearables und die dazugehörigen Apps erfassen personenbezogene Daten. Daher ist der Schutz dieser Daten sowie die Verhinderung einer unbefugten Weitergabe an Dritte von großer Bedeutung. Es wird den Nutzer:innen empfohlen, sich im Vorfeld mit den Einstellungen für mehr Datenschutz und Sicherheit vertraut zu machen¹.
Eine Chance der smarten Herzüberwachung liegt vor allem in der frühen Diagnosestellung von VHF-Episoden. Hat der Träger oder die Trägerin den Verdacht, dass etwas nicht stimmt, kann er oder sie direkt ein EKG aufnehmen und dies später mit einem Arzt oder einer Ärztin besprechen.⁵
Auch bietet so eine Uhr viele Vorteile bei der Überwachung von Hochrisikopatient:innen – zum Beispiel nach einer Katheterablation oder einer Kardioversion.⁵
Für Betroffene, die nur unter gelegentlichem VHF leiden („Pill in the Pocket“-Konzept), kann eine Smartwatch mit EKG-Funktion eine sinnvolle Unterstützung sein.⁵
Ein weiterer entscheidender Vorteil besteht darin, dass die Träger:innen Verantwortung für die eigene Gesundheit übernehmen.⁵

Quellen: