Wearables-Revolution: Gesundheitstracking setzt neue medizinische Standards

23 Jahre ist es her, da konnten Hobbyläufer nur davon träumen, ihre Jogging-Strecke per GPS aufzuzeichnen. Scott Burgett erinnert sich genau an den Tag, als sich das änderte. Burgett, Chefingenieur bei Garmin, versammelte damals eine Gruppe laufbegeisterter Kollegen um sich, wie er jüngst bei einem Event der Firma für Navigationssysteme erzählte: «Wir klebten ein tragbares GPS-Gerät mit Panzertape an unser Handgelenk und joggten los», so erinnert sich Burgett an jenen Tag.

Für Jogger bot das Aufzeichnen ihrer Laufstrecke einen langersehnten Mehrwert. Endlich konnten sie die gelaufenen Routen auf den Meter genau dokumentieren. Es war auch der Auftakt zu einer Industrie, die heute floriert: dem Tracking von Fitness- und Gesundheitsdaten, der sogenannten Health-Tech. Inzwischen liefern Wearables, also am Körper getragene kleine Geräte, einen beeindruckenden Fundus an Daten zum individuellen Gesundheitszustand. Die Daten seien so gut, so behaupten die Hersteller, dass sie sich zunehmend für medizinische Entscheidungen eigneten. Der Doktor am Handgelenk – klappt das wirklich?

Kopfhörer dienen nun als Hörgeräte

Garmin rief 2014 eine eigene Health-Sparte ins Leben, ebenso wie andere Tech-Konzerne. Tim Cook sagte einmal, dass Apples grösster Beitrag an die Gesellschaft rückblickend im Gesundheitsbereich liegen werde. Das ist eine verblüffende Aussage für eine Firma, die vor allem für Smartphones, Laptops und Tabletcomputer bekannt ist.

Doch tatsächlich baut auch Apple seine Geschäftssparte Health seit Jahren aus. Inzwischen entwickelt die Firma mehr und mehr Geräte an der Schnittstelle zwischen Gesundheit und Lifestyle – etwa Kopfhörer, die auch als Hörgeräte dienen, oder neue Funktionen an der Smartwatch, welche die Sauerstoffsättigung messen und Vorhofflimmern entdecken können.

Apple tüftelt gemäss Bloomberg auch an einer Art KI-Doktor, Projektname «Mulberry»: All die Daten, die das Smartphone, die Smartwatch und andere Apple-Geräte über unsere Gesundheit und unseren Lebenswandel sammeln, will die Firma in einer KI zusammenführen. Diese soll uns personalisierte Vorschläge dazu senden, wie wir unsere Gesundheit verbessern können. Bei Arztbesuchen, so die Vision, öffnet der Patient dann eines Tages nur noch die «Health»-App und präsentiert dem Doktor eine Übersicht über den körperlichen Zustand.

Biometrische Sensoren werden immer besser

Apple befindet sich in einer guten Position dafür, schliesslich ist die Firma gemeinsam mit Garmin Marktführer für Smartwatches. Der Markt für solche Uhren und andere Wearables, die Fitness- und Gesundheitsdaten erfassen, wächst enorm: Gemäss Marktstudien belief sich der Umsatz 2024 weltweit auf 62 Milliarden Dollar.

Das liegt auch daran, dass sich die biometrischen Sensoren in den Geräten in den vergangenen Jahren stark verbessert haben. Apple und Garmin bauen in ihre Smartwatches inzwischen standardmässig nicht nur GPS und barometrische Höhenmesser ein, sondern komplexe Sensoren wie Gyroskope und Thermometer. Diese helfen zum einen beim Sport-Training, zum anderen aber auch bei der Erfassung von Gesundheitsdaten.

Wie genau funktioniert diese personalisierte Datenerfassung? Eine Schlüsselrolle spielen beispielsweise Lichtsensoren. Sie senden von der Unterseite der Uhr aus grünes, rotes oder infrarotes Licht durch die Haut, das Blut und das Gewebe. Die Moleküle dort absorbieren das Licht unterschiedlich stark – etwa je nachdem, wie sauerstoffreich oder sauerstoffarm das Hämoglobin ist. Somit hat das Licht, das zurück an die Sensoren in der Uhr reflektiert wird, unterschiedliche Wellenlängen. Auch die zeitliche Abfolge ist wichtig. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Sauerstoffsättigung, aber auch die Herz- und Atemfrequenz ziehen.

All diese Biomarker liefern den Nutzern dann Informationen zum eigenen Gesundheitszustand, zum Beispiel: wie lang die einzelnen Schlafphasen der letzten Nacht dauerten, wie hoch der Stress-Level ist, ob die Sauerstoffsättigung hinreichend gut ist, wie der weibliche Zyklus verlaufen wird und ob Vorhofflimmern vorliegt.

Die Daten seien durchaus präzise, behauptet Giuseppe Olivadoti. Er leitet den Bereich Healthcare bei Analog Devices. Die Firma mit Sitz in Wilmington, Massachusetts, stellt die Sensoren her, die in den Smartwatches aller führenden Hersteller verbaut sind. Entscheidend für eine genaue Messung sei allerdings auch, wie und wo Nutzer die Sensoren trügen: Manche tragen ihre Uhren am liebsten auf der Innenseite des Handgelenks. Andere Nutzer arretieren sie oberhalb des Handgelenkknochens, andere darunter. «Es ist immer ein Trade-off zwischen Datenkorrektheit und Wohlfühlen», sagt Olivadoti im Gespräch. Das Wichtigste sei, dass der Nutzer die Geräte konsistent trage.

Mit dem technischen Fortschritt werden auch die Sensoren immer besser und damit die Biomarker, die sich daraus ableiten lassen. Doch ist nicht langsam alles abgeleitet, was man mit den Sensoren erfassen kann? Olivadoti bestreitet das. Man könne immer die Daten von mehreren Sensoren kombinieren und so neue Gesundheitsindikatoren ableiten. Zudem werde die Sensortechnologie selbst immer besser, was neue Vorstösse erlaube.

Der heilige Gral der Gesundheitsdaten

Gleich mehrere Tech-Firmen forschen insbesondere an einem Wert, der als heiliger Gral der Gesundheitsdaten gilt: der nichtinvasiven Glukosemessung – also der Bestimmung des Blutzuckerspiegels ohne Pieksen. Weltweit gibt es Hunderte Millionen von Diabetikern, die mehrmals täglich per Nadelstich ihren Insulinspiegel bestimmen.

Für sie wäre es lebensverändernd, wenn die Bestimmung des Blutzuckerspiegels allein über die Smartwatch möglich wäre – und für die Hersteller der Uhren wäre es ein riesiges Geschäft. Hinzu käme die Nachfrage jener ernährungsbewusster Nutzer, die sich für eine Diät interessieren, welche die sogenannten Glukose-Spikes durch Lebensmittel vermeidet.

Auch Apple forscht daran: Gemäss Medienberichten arbeiten zahlreiche Forscher an einem auf 15 Jahre angelegten Grossprojekt, um einen solchen nichtinvasiven Glukosemonitor zu entwickeln. Angeblich investiert die Firma Hunderte Millionen von Dollar in die Bemühungen. Apples Ansatz fusst dabei auf Lichtabsorption, ein Algorithmus würde dann die Glukosekonzentration basierend auf den zurückgesandten Lichtsignalen bestimmen.

Wann die Funktion marktreif sein könnte, steht jedoch noch in den Sternen. Konkurrenz bekommt Apple dabei von Pharmakonzernen wie Abbott Laboratories, die sich ebenfalls für solche Lösungen interessieren.

«Es ist das Manhattan-Projekt unserer Zeit», sagt Scott Burgett von Garmin. Doch er warnt vor falschen Hoffnungen: Die glukosebedingten Schwankungen im Blutspiegel seien minimal. Lichtsensoren müssten diese minimalen Abweichungen nicht nur ausfindig machen. Die dahinter liegenden Algorithmen müssten auch zuverlässig ausschliessen, dass andere Faktoren diese Schwankungen auslösten.

Dabei müsse die nichtinvasive Blutzuckerbestimmung absolut zuverlässige Ergebnisse liefern, betont der Chefingenieur Burgett. «Die Nutzer werden basierend auf den so gewonnenen Angaben Insulin spritzen – falls die Angaben nicht stimmen sollten, könnte das ernsthafte gesundheitliche Folgen haben.»

Alkoholpegel messen mit der Smartwatch

Die Tech-Firmen tüfteln auch an der Bestimmung des Alkoholpegels mithilfe der Smartwatch: Garmin führt zurzeit Tests mit einer neuen Funktion durch, mit der Autofahrer feststellen können, ob ihr Blutalkoholpegel über einem bestimmten Schwellenwert liegt – auch hier wären Messfehler fatal.

Insofern lautet die Gretchenfrage: Sind die von Smartwatches generierten Gesundheitsdaten wirklich gut genug, um darauf medizinische Entscheidungen zu basieren? Forscher scheinen mehr und mehr überzeugt, dass dem so ist. Garmin hat jüngst eine grossangelegte Studie mit dem King’s College in London lanciert. Dabei wird an 40 000 Teilnehmerinnen untersucht, wie sich Bewegung auf die Gesundheit von Schwangeren auswirkt. «Wir haben mehrere Geräte getestet, und Garmin ragte für uns heraus», sagt der Studienleiter Josip Car, unter anderem, weil die Qualität und Genauigkeit der Sensoren so gut gewesen sei.

Externe Firmen wie Orbit Health nutzen die Sensoren in den höherpreisigen Garmin-Uhren bereits heute dafür, um bei Parkinson-Patienten das Ausmass des Tremors zu messen. Algorithmen werten dafür die Bewegungsdaten der Hand aus, die die Beschleunigungssensoren und Gyroskope mehrmals pro Sekunde erfassen.

Die Tage, als man sich mit Panzerband GPS-Geräte anklebte, sind jedenfalls lange vorbei. Gesundheit könnte das Thema der nächsten grossen Disruption der Tech-Industrie werden.