Die Genauigkeit des Oura-Rings

In diesem Artikel erläutern wir die Zuverlässigkeit des Oura-Rings. Im Anschluss daran stellen wir mehrere Forschungsstudien vor, die mit Oura durchgeführt wurden, um zu zeigen, wie gut der Oura-Ring gemessen an Technologien und Standards aus der Medizin ist.

Form und Funktion 

1. Messung am Finger

Im Gegensatz zu anderen Wearables misst Oura Veränderungen des Blutvolumenpulses am Finger statt am Handgelenk. Vielleicht kennst du das auch vom Arztbesuch oder aus dem Krankenhaus, dass der Puls am Finger gemessen wurde. Findest du das merkwürdig? Dafür gibt es aber einen guten Grund. Die Arterien an der (zur Handfläche gewandten) Innenseite deines Fingers liegen näher an der Oberfläche und sind größer als die Kapillaren im Handgelenk. Daher ist die Messung direkter und genauer.

2. Design, das dem erstklassiger Sensoren in nichts nachsteht

Oura nutzt mit Hilfe von Infrarotlicht die Technik der Photoplethysmographie (PPG), deren Lichtstrahlen tiefer eindringen als die grünen Lichtstrahlen der LEDs, die in der Mehrzahl der Wearables verbaut sind. Die PPG-Sensoren von Oura ähneln denen einiger Geräte, die in Krankenhäusern zur Überwachung der Herzfrequenz eingesetzt werden. Bei der PPG werden Infrarotstrahlen mittels LEDs ausgesendet und die reflektierten Strahlen von einer Photodiode in den PPG-Sensoren erfasst, um Blutvolumenveränderungen direkt zu messen. Die Menge des absorbierten Lichts ist direkt proportional zum Blutvolumen im Finger. Da Oura mit einer Abtastrate von 250 Mal pro Sekunde arbeitet, spiegelt diese konstante Erfassung der Lichtimpulse über die Arterien die Herzaktivität genau wider.

Darüber hinaus verfügt der Oura-Ring über je eine LED an beiden Seiten des Fingers, wodurch es möglich wird, das deutlichste Signal zu erfassen. Im Vergleich dazu bieten die meisten Uhr-Wearables nur eine einseitige Lichtquelle.

3. Temperaturmessung direkt über die Haut

Oura ist eines der wenigen Wearables, das die Temperatur direkt über die Haut misst, statt sie anhand der Umgebung zu schätzen. Oura überwacht Veränderungen der Hauttemperatur rund um die Uhr, um einen belastbaren individuellen Basiswert zu bestimmen. Allerdings berichtet Oura nur die nächtlichen Werte, da tagsüber viele Störfaktoren vorhanden sind, die deine Temperatur häufig und unterschiedlich beeinflussen können. Dieses „Rauschen“ kann die Interpretation von Daten erschweren, vor allem, wenn man bedenkt, dass schon das Trinken von einem Glas Wasser in der Regel zu Veränderungen führt. Nachts korreliert deine Hauttemperatur zudem eng mit deiner Körperkerntemperatur. Dies ermöglicht es Oura, eine verlässliche Momentaufnahme dessen zu erstellen, was im Körper passiert, ohne dazu die gängigen invasiven Verfahren zu benötigen.

Oura verfolgt deine nächtliche Hauttemperatur mit einem NTC-Temperatursensor (NTC ist das englische Akronym für negativer Temperaturkoeffizient). Dieser erkennt sogar Veränderungen von nur 0,05 °C. Die Messungen werden nachts im Minutentakt vorgenommen. Hinzukommt, dass unser Algorithmus Werte auswählt, deren Wahrscheinlichkeit, mit der Körperkerntemperatur zu korrelieren, am höchsten ist. Dazu berücksichtigt er spezifische Muster des Anstiegs, der Abnahme und der Stabilität.

Denke immer daran, dass Oura die Körpertemperatur im Verhältnis zu deinem persönlichen Basiswert anzeigt. Dies bedeutet, dass Oura angibt, um wie viel deine Temperatur über oder unter deinem Durchschnittswert liegt (z. B. +0,1 °C). Es werden also keine absoluten Werte angezeigt (z. B. 37,5 °C).

Studien und Validierung

1. Validierung durch Vergleich mit dem Goldstandard von Schlaflabors: Polysomnographie (PSG)

Das finnische Institut für Arbeitsmedizin hat den Oura-Ring validiert, indem es ihn mit dem Goldstandard von Untersuchungen im Schlaflabor, nämlich der Polysomnographie (PSG), verglichen hat. PSG-Untersuchungen werden als das Nonplusultra angesehen, weil sie so viele Schlafparameterdaten wie möglich erfassen. Zu diesen Markern zählen die Messung der elektrischen Ströme des Gehirns per Elektroenzephalogramm (EEG), der Augen- und Muskelbewegungen und der Herzfrequenz, die sowohl durch ein Elektrokardiogramm (EKG) als auch durch Photoplethysmographie (PPG) abgeleitet wird.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass „der Oura-Ring unverfälschte und relevante Daten zu Schlafmustern“ liefert, darunter die Gesamtschlafzeit, der Zeitpunkt des Einschlafens und Unterbrechungen der Schlafphasen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass „der Oura-Ring Leistungsniveaus erreicht, die mit den besten wissenschaftlich validierten alternativen Schlaflabor-Messverfahren vergleichbar sind“. Dies bedeutet, dass Oura in der Lage ist, wertvolle Schlafdaten zu liefern, ohne dass unbequeme Laborgeräte zum Einsatz kommen, die ansonsten zur Erfassung von Schlafanalysedaten dieser Art erforderlich sind.

2. Validierung der Herzfrequenzvariabilität und des Ruhepulses

In einer Studie des wissenschaftlichen Teams von Oura mit 49 gesunden Probanden wurde beim Vergleich des Oura-Rings mit einem medizinischen Elektrokardiographen – wobei beide den nächtlichen RP und die nächtliche HFV maßen – für den Ruhepuls (RP) eine nahezu perfekt quadrierte Korrelation (r²=0,996) und für die Herzfrequenzvariabilität (HFV) eine extrem hohe Anpassungsgüte (r²=0,980) nachgewiesen.

Der r²-Wert ist in der Statistik der Goldstandard, wenn es darum geht zu beurteilen, wie gut zwei Variablen einander entsprechen (Gütemaß). Der r²-Wert reicht von 0 bis 1; je näher der Wert bei 1 liegt, desto genauer ist die Entsprechung der beiden Variablen. Da die r²-Werte aus dieser Studie beide nahe bei 1 lagen, bedeutet dies, dass die in der Oura-App angezeigten RP- und HFV-Werte sich stark an die eines EKGs annähern, dem medizinischen Standardverfahren zur Messung der elektrischen Aktivität des Herzens.

So sahen die Ergebnisse in den ausgegebenen Rohdaten aus:

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Wenn man sich ansieht, wie nah die dicken schwarzen Punkte in der Grafik an der durchgezogenen Linie liegen, wird deutlich, dass die vom Oura-Ring erzeugten Daten dem Vergleich mit dem EKG standhalten.

3. Validierung der Atemfrequenz

Das wissenschaftliche Team von Oura hat kürzlich eine Forschungsinitiative abgeschlossen, bei der die PPG-abgeleitete Atemfrequenz von Oura mit einem EKG-gestützten Verfahren verglichen wurde. Ein Elektrokardiogramm (EKG) ist, wie schon erwähnt, eine medizinische Untersuchung, bei der die elektrische Aktivität des Herzens gemessen wird. Da die Atmung ohne invasive Sensoren nur schwer direkt zu messen ist, wird die Atemfrequenz in der Regel vom EKG abgeleitet, was sich als äußerst zuverlässig erwiesen hat.

Du kannst hier weitere Einzelheiten zum Studienaufbau und der Partnerschaft mit der Duke-NUS Medical School und der National University of Singapore finden, aber zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Oura-Ring die nächtliche Atemfrequenz nachweislich genau erfasst hat, bei einer durchschnittlichen Fehlerquote von weniger als einem Atemzug pro Minute (0,71 S/min). Im Vergleich zu den Atemfrequenzmessungen durch EKG-Ableitung ist die durch den Oura-Ring gemessene Atemfrequenz somit durchschnittlich um weniger als einen Atemzug pro Minute abgewichen. Diese Schlussfolgerung hat sich für alle Atemfrequenzen, von hohen (>20) bis zu niedrigen (<14), die in der Teilnehmergruppe der 43 gesunden jungen Erwachsenen gemessen wurden, als richtig erwiesen. Diese Ergebnisse weisen den Oura-Ring als wirksames Instrument zur Messung der durchschnittlichen nächtlichen Atemfrequenz aus, das der EKG-Ableitungsmethode ebenbürtig ist.

Hinweis

Weitere Forschungsstudien zur Validierung werden folgen! Oura arbeitet unermüdlich daran, die Algorithmen, auf denen die Insights-Rückmeldungen basieren, noch besser zu machen.

Bitte schau immer mal in der Forschungssparte unseres Blogs – „The Pulse“ – rein, um dich über Neuigkeiten zu kürzlich veröffentlichten Studien und Ergebnisse unseres wissenschaftlichen Teams zu informieren.

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