Herzfrequenz ohne Hautkontakt

[kevinsalz]

Hallo,
Wenn ich meine Apple Watch Series 1 auf den Tisch lege und die Herzfrequenz-App starte, werden mir tatsächlich Werte angezeigt, die sich -so wie bei Hautkontakt- auch gelegentlich ändern. Wie kann das denn sein? Müsste da nicht eine Art Fehlermeldung angezeigt werden? Wie kann die Uhr einen Puls in der Tischplatte messen?

Würde mich über eure Hilfe freuen, bitte klärt mich auf.

VG

 

[moto]

Mein Tisch hat nen Puls von 105!

Ich kann das auch nicht verstehen. Immer liest man, dass die AW Schwierigkeiten beim Pulsmessen mit haarigem Arm oder Tatoos hat. Wie kann sie dann einen zwar glatten, aber dafür "toten" Holztisch mit 105 messen?

Freue mich auf jede Erklärung.
Und ja - Danke kevinsalz für deine Beobachtung.

 

[Frischluft]

Freue mich auf jede Erklärung.

Die meisten Pulsmesser, die es im Bereich der Fitnessarmbänder und Fitnesstrackern/uhren gibt, messen den Puls nicht direkt. Sie haben LEDs und eine Fotozelle.
Das Licht der LEDs geht einige mm unter die Haut, wird dort vom Blut reflektiert, von der Fotozelle registriert und daraus resultiert der Puls. Je nach Änderung der Reflexion ändert sich der Puls.

Somit kann jede Oberfläche, die das Licht der LEDs reflektiert, fälschlicherweise auch einen Puls haben, egal ob tot oder nicht.

 

[Mitglied 167358]

Sehr abenteuerlich, aber eine Erklärung.

 

[demokrit]

Die meisten Pulsmesser, die es im Bereich der Fitnessarmbänder und Fitnesstrackern/uhren gibt, messen den Puls nicht direkt. Sie haben LEDs und eine Fotozelle.
Das Licht der LEDs geht einige mm unter die Haut, wird dort vom Blut reflektiert, von der Fotozelle registriert und daraus resultiert der Puls. Je nach Änderung der Reflexion ändert sich der Puls.

Somit kann jede Oberfläche, die das Licht der LEDs reflektiert, fälschlicherweise auch einen Puls haben, egal ob tot oder nicht.

@Gwadro

Nein, nicht ganz. Prinzipiell hast du Recht, Frischluft. Allerdings funktioniert das ganze nicht statisch. Also ja, die "Menge des Blutes" (genau genommen verändert der Sauerstoffgehalt im Blut die Absorptionsfähigkeit von Licht) wird darüber gemessen, wie gut oder schlecht das eingestrahlte Licht reflektiert wird. Dieses Verfahren muss aber über einen gewissen Zeitraum (je länger, desto genauer) angewandt werden, um eine Herzfrequenz zu ermitteln. Aus diesem Grund sind die optischen Verfahren nie "live", sondern haben immer eine Verzögerung von ca. 10-15sek. In dieser Zeit wird gemessen, in welchen Zeitabständen das Licht (pulsierend) mehr oder weniger reflektiert wird, und anschließen (nach einigen Glättungen) die Herzschlagfrequenz ermittelt.
Das bedeutet, dass, solange sich die reflektierte Lichtmenge in dieser Zeitspanne nicht ändert, auch kein Puls ermittelt werden kann (oder sollte ). Es sei denn, du "schaukelst" die Watch in einem bestimmten Takt auf dem Tisch, solange die Messung läuft. Dabei ist ja auch zu bedenken, das der Sensor hyper sensitiv sein muss, um kleinste Änderungen zu registrieren.

Soviel zu Theorie... In der Praxis misst meine Uhr auch auf dem Tisch und der Tischunterlage eine Herzfrequenz. Leider habe ich keine Erklärung dazu. Wie gesagt, Fehlerquellen gibt es sicher einige ("Wackeln", Frequenz des Raumlichtes bei Leuchtstoffröhren, Frequenz von PC-Monitoren, ...).

 

[Verlon]

Das Licht der LEDs geht einige mm unter die Haut, wird dort vom Blut reflektiert, von der Fotozelle registriert und daraus resultiert der Puls. Je nach Änderung der Reflexion ändert sich der Puls.

Die Messung basiert auf die unterschiedliche Absorption von grünem Licht von Gewebe und Blut. Gewebe absorbiert weniger stark als Blut. Mit dem Herzschlag wird eine Pulswelle ausgelöst, kommt diese an der Watch vorbei, sind für einen kurzen Moment die Adern stärker mit Blut gefüllt, so dass das grüne Licht entsprechend stärker absorbiert wird. Über die Zeit sieht das Messsignal dann ungefähr so aus:

Jeder der Peak ist die "Bugwelle" der vom Herzschlag ausgelöste Welle.

Ein Tisch kann nicht so eine Kurve generieren... Warum trotzdem ein Puls errechnet wird? In der Praxis wird das Messsignal selten so sauber sein. Durch Bewegung variiert ebenfalls die Blutmenge in dem Messbereich, so dass die Rohdaten sehr viele Störungen enthalten können (daher ist die Genauigkeit der HR-Messung auch so extrem unterschiedlichen, von super in Ruhe bis zu katastrophal bei bestimmten Sportarten). Der Algorithmus versucht das zu Entstören und versucht aus den übriggebliebenen Daten Peaks zu erkennen.

Offenbar ist der Algorithmus so extrem, dass er selbst bei einem Tisch, der eigentlich ein recht konstantes Signal liefern sollte, nach "Entstörung" regelmäßige Peaks erkennen kann, so dass er einen Puls errechnet.

 

[MACaerer]

Die fotooptische Erfassung ist eine noch ziemliche neue Art der Pulsmessung ohne Brustgurt. Ob die von der AppleWatch schon eingesetzt wird kann ich nicht sagen, weil ich derzeit noch keine AW habe. Erkennbar müsste sie aber durch mindestens zwei LED und eine Fotodiode auf der Rückseite der Uhr sein. Falls nicht wird von der Watch die klassische Fingersensor-Methode verwendet, die man noch in den meisten Pulsuhren findet.

MACaerer

 

[kevinsalz]

Vielen Dank für eure ausführlichen Erklärungen! Gut zu wissen, dass nicht nur mein Tisch scheinbar nen Puls hat

 

[Verlon]

Die fotooptische Erfassung ist eine noch ziemliche neue Art der Pulsmessung ohne Brustgurt. Ob die von der AppleWatch schon eingesetzt wird kann ich nicht sagen, weil ich derzeit noch keine AW habe. Erkennbar müsste sie aber durch mindestens zwei LED und eine Fotodiode auf der Rückseite der Uhr. Falls nicht wird von der Watch die klassische Fingersensor-Methode verwendet, die man noch in den meisten Pulsuhren findet.

Welche klassische Fingersensor-Methode?

Die Watch hat 2 LEDs (Grün sowie IR) sowie 2 Fotodioden-Sensoren.

 

[demokrit]

Die fotooptische Erfassung ist eine noch ziemliche neue Art der Pulsmessung ohne Brustgurt. Ob die von der AppleWatch schon eingesetzt wird kann ich nicht sagen, weil ich derzeit noch keine AW habe. Erkennbar müsste sie aber durch mindestens zwei LED und eine Fotodiode auf der Rückseite der Uhr sein. Falls nicht wird von der Watch die klassische Fingersensor-Methode verwendet, die man noch in den meisten Pulsuhren findet.
MACaerer

Ich weiß nicht, was du unter "fotooptischer Erfassung" oder "klassische Fingersensor-Methode" genau meinst, da es sehr allgemeine Ausdrücke sind.
Die Watch misst mit Photoplethysmographie, also wahrscheinlich mit deiner fotooptischen Erfassung, wobei die Messung am Finger meines Wissens grundsätzlich auch so funktioniert.
Die Watch stahlt entweder Infrarot (Messungd der HR im Ruhefall) oder mit den grünen LEDs beim Workout aus. Zweitere Variante ist wahrscheinlich störunanfälliger (bei Bewegung, Schweiß, ...), aber benötigt mehr Energie.

 

[SimplyBold]

Was mir bei den Messungen aufgefallen ist:
- gehe ich laufen, zeigt mir die Uhr werte zwischen 140 und 170 an je nach Belastung, was mit meinem Garmin Geräten einher geht.

- absolviere ich zuhause ein TRX Krafttraining, welches sehr intensiv und schweißtreibend ist, zeigt die Watch zumeist werte zw. 90-110 an.

Könnte das mit dem abknicken des Handgelenkes und dem stimetigen Rutschen der Uhr Zusammenhängen oder der starken Kontraktionen der Unterarmmuskeln?

Uhr: Watch Series 2 Edelstahl 42mm

 

[demokrit]

Was mir bei den Messungen aufgefallen ist:
- gehe ich laufen, zeigt mir die Uhr werte zwischen 140 und 170 an je nach Belastung, was mit meinem Garmin Geräten einher geht.

- absolviere ich zuhause ein TRX Krafttraining, welches sehr intensiv und schweißtreibend ist, zeigt die Watch zumeist werte zw. 90-110 an.

Könnte das mit dem abknicken des Handgelenkes und dem stimetigen Rutschen der Uhr Zusammenhängen oder der starken Kontraktionen der Unterarmmuskeln?

Uhr: Watch Series 2 Edelstahl 42mm

Was sagt denn deine Garmin beim Krafttraining? Grundsätzlich ist Laufen ein deutlich "höherpulsiger" Sport, als z.B. Krafttraining oder auch Schwimmen. Kann also ganz normal sein.
Falls die Garmin (mit Brustgurt?) deutliche Abweichungen zeigt, wird es wahrscheinlich mit den unregelmäßigen Bewegungen zu tun haben.

 

[Appleworks]

Das mit dem abgeknickten Handgelenk kann ich für mich auch so bestätigen.
Ich mache öfters Intervalltrainings mit abwechselnd Cardioteil und Halteübungen dazwischen. Da habe ich das auch oft gehabt, auch mit anderen Handgelenkspulsmessern.
Ich mache jetzt die Uhr höher am Arm fest, seitdem ist es bei mir deutlich besser.

 

[MACaerer]

Die Watch misst mit Photoplethysmographie, also wahrscheinlich mit deiner fotooptischen Erfassung,

Ich kann mit dem Begriff Photoplethysmographie nichts anfangen, schließlich bin ich kein Sportmediziner. Aber soweit ich weiß funktioniert das optische Verfahren dahingehend, dass das Licht in die Haut eindringt und vom Blut reflektiert wird. Der Reflektionsgrad ändert sich je nachdem ob im systolischen Puls mehr Blut fließt oder nicht und das reflektierte Licht wird von einer Fotozelle erfasst und ausgewertet. Daher auch von mir der Begriff "fotooptisch". Ob der Begriff nun fachlich korrekt oder laienhaft falsch ist weiß ich nicht.

 

[Frischluft]

Die Messung basiert auf die unterschiedliche Absorption von grünem Licht von Gewebe und Blut.

Und wie wird der Absorptionsgrad gemessen?
Als Reflexion?

 

[demokrit]

Ich kann mit dem Begriff Photoplethysmographie nichts anfangen, schließlich bin ich kein Sportmediziner. Aber soweit ich weiß funktioniert das optische Verfahren dahingehend, dass das Licht in die Haut eindringt und vom Blut reflektiert wird. Der Reflektionsgrad ändert sich je nachdem ob im systolischen Puls mehr Blut fließt oder nicht und das reflektierte Licht wird von einer Fotozelle erfasst und ausgewertet. Daher auch von mir der Begriff "fotooptisch". Ob der Begriff nun fachlich korrekt oder laienhaft falsch ist weiß ich nicht.

Alles gut, ist deine gemeinte "klassische Fingersensor-Methode" eine andere?

Und wie wird der Absorptionsgrad gemessen?
Als Reflexion?

Ja, wie in den letzen paar Minuten 3x beschrieben "Licht aussenden und gucken, wie viel zurück kommt."

 

[MACaerer]

Alles gut, ist deine gemeinte "klassische Fingersensor-Methode" eine andere?

Ich hätte angenommen das geht über den Druckimpuls, also z. B. über einen Piezo-Sensor. Ich trainiere zu Haus mit einem Laufband, das über Handflächensensoren ebenfalls den Puls misst. Das geht aber definitiv nicht optisch sondern per Hautkontakt. Wie das genau funktioniert weiß ich nicht, kannst du es erläutern?

MACaerer

 

[MacLucky]

Wenn man das hier so liesst ist das schon recht Witzig,da wird einer Tischplatte der Puls gemessen und es werden Tatsächlich Werte angezeigt...lol.
Ich hab selber so ne Uhr am Handgelenk aber ich frag mich wirklich ob man denn die Werte die von der Uhr gemessen werden eigentlich ernst nehmen kann oder ist die Ganze Uhr nur ein nettes Gimmik und Spielerei...?

 

[Verlon]

Was mir bei den Messungen aufgefallen ist:
- gehe ich laufen, zeigt mir die Uhr werte zwischen 140 und 170 an je nach Belastung, was mit meinem Garmin Geräten einher geht.

- absolviere ich zuhause ein TRX Krafttraining, welches sehr intensiv und schweißtreibend ist, zeigt die Watch zumeist werte zw. 90-110 an.

Könnte das mit dem abknicken des Handgelenkes und dem stimetigen Rutschen der Uhr Zusammenhängen oder der starken Kontraktionen der Unterarmmuskeln?

Das ist völlig normal für optische HR-Sensoren am Armgelenk. Wie oben schon erläutert, das Rohsignal sieht nur sauber aus, wenn man sich nicht bewegt. Gibt es Bewegung, Muskelkontraktionen, Vibrationen etc. pp, dann wird das Messsignal gestört und die Messgenauigkeit wird schlechter.

Algorithmen versuchen dann, aus dem Rohsignal eine saubere Herzfreuqenzkurve zu erzeugen. Je nach Algorithmus kommen damit die Sensoren besser oder schlechter klar. Beim Laufen bsp. verursacht jeder Schritt einen ähnlichen Peak im Messsignal wie der Puls. Beide Signale können sich dann überlagern. Da die Watch aber auch Schritte erkennt (dank Bewegungsensor), lässt sich diese Störung noch gut herausrechnen. Mein MS Band 1 allerdings hat das nicht auf die Kette bekommen, der beim Laufen angezeigte Puls entsprach nicht meiner Herzfreuqenz, sondern meiner Schrittfrequenz.

Schwieriger wird es bei Störungen, die nicht rhythmisch sind und daher nur schwer eliminiert werden können. Und dazu gehören typischerweise auch TRX Training. Da ist es dann oftmals so, dass gar kein Ergebnis erzielt wird (die Anzeige ist dann grau und zeigt den letzten Messwert an) oder die Werte nicht stimmen.

Ich trainiere zu Haus mit einem Laufband, das über Handflächensensoren ebenfalls den Puls misst. Das geht aber definitiv nicht optisch sondern per Hautkontakt. Wie das genau funktioniert weiß ich nicht, kannst du es erläutern?

Das läuft über EKG-Messung, also wie auch bei den HR-Brustgurten.

Ich hab selber so ne Uhr am Handgelenk aber ich frag mich wirklich ob man denn die Werte die von der Uhr gemessen werden eigentlich ernst nehmen kann oder ist die Ganze Uhr nur ein nettes Gimmik und Spielerei...?

Die Messgenauigkeit ist extrem abhängig von den Umgebungsbedingungen. Von exzellent (in Ruhe) bis völlig unbrauchbar und falsch (bei bestimmten Bewegungen/Aktivitäten). Das Problem ist, das man ohne Erfahrung nicht weiß, ob die Werte stimmen oder nicht. Sie könnten korrekt sein, aber auch völlig daneben liegen.

Das groteske ist, dass die Hersteller den Einsatzzweck am stärksten bewerben, bei dem die optischen HR-Sensoren die meisten Probleme haben, nämlich Sport.

 

[DaveS]

In der Macwelt haben Sie verschiedene pulsuhren getestet. Von polar über Garmin bis Apple Watch. Überraschender Weise ist die Apple Watch ganz vorne dabei mit der Genauigkeit. Artikel ist eh im Netz

http://mobil.macwelt.de/ratgeber/Sportuhren-contra-Apple-Watch-9790965.html