Hoe betrouwbaar is de polshartslag van je smartwatch?

In 2023 werd de wereldwijde markt voor draagbare technologie gewaardeerd op 130 miljard dollar. Hieronder vallen ook fitness­ en smartwatches. Vanuit sportief oogpunt leveren ze een scala aan fitnessmetingen, zoals je hartslag. Dit is nuttige informatie om je tijdens trainingen te begeleiden. Maar zijn de resultaten nauwkeurig?

Hartslagsensoren voor om je pols zijn een gebruiksvriendelijker optie dan de traditionele borstband. Ze zijn in de loop der jaren geëvolueerd, maar volgen in essentie nog hetzelfde principe: optische sensoren die veranderingen in het bloedvolume meten in de capillaire laag net onder de opperhuid. Dat is de buitenste van de drie lagen die de huid vormen. Zoals gebruikelijk in de sportwereld is het technologie die oorspronkelijk in de medische en therapeutische sector werd ontwikkeld en vervolgens is aangepast voor prestatiedoeleinden.

Maakt huidskleur of tatoeage verschil?

Maar waar studies naar bijvoorbeeld epo een consistente, significante (illegale) boost laten zien, geldt dat niet voor deze optische metingen, waarbij een belangrijke onnauwkeurigheid wordt gemeld in de huidskleur. Dit hebben we voorgelegd aan Pilar Martin­ Escudero van de Universiteit van Madrid, een expert op dit gebied. “Een belangrijke bron van onnauwkeurigheid is de huidpigmentatie”, zegt MartinEscudero.

“Deze apparaten werken door licht door de huid te laten schijnen. Melanine, verantwoordelijk voor de huidskleur, kan licht absorberen bij specifieke golflengten, waardoor de metingen ingewikkelder worden bij mensen met een donkere huidskleur.” Dit geldt volgens Martin­ Escudero ook voor de nauwkeurigheid van horloges die de zuurstofsaturatie meten.

Merken zijn behoorlijk transparant over de effectiviteit van optische sensoren op de pols. We vragen het aan Rich Robinson, product manager bij Garmin UK. “Garmin­horloges zijn ontworpen om te werken op alle huidtinten, maar naarmate het melaninegehalte in het lichaam toeneemt, kan de sensor harder werken door de lichtintensiteit te verhogen om een puls te vinden. Dit kan leiden tot een snellere afname van de batterij.”

Robinson suggereert dat het de batterij is die hieronder lijdt, niet de metingen. Maar het is duidelijk dat je huidskleur invloed heeft op de prestaties. Dit geldt ook voor tatoeages, omdat het inkt­ en kleurpatroon het licht kan blokkeren dat de sensor bereikt. Er is echter goed nieuws als het gaat om de onvoorspelbare opperhuid, vooral voor degenen onder ons die ouder worden. Ongeacht hoe duur je vochtinbrengende crème is, je huid verandert met de leeftijd.

Dat betekent volgens onderzoeker Hsuh­Wen Chow van de National Cheng Kung University: “Fijne rimpels, ruwheid, gevlekte hyperpigmentatie, verwijde bloedvaten en verlies van huidskleur.” Naast leeftijdgerelateerde veranderingen als arteriële stijfheid, veronderstelden Chow en zijn collega’s dat hartslagmetingen onnauwkeurig zouden zijn. Echter, na het testen van twintig volwassenen ouder dan 65 jaar en twintig tussen de 20 en 26 jaar, meldden ze dat de metingen “over het algemeen nauwkeurig” waren, ongeacht de leeftijd.

Harder, sneller, minder nauwkeurig

Nauwkeurigheid gaat natuurlijk niet alleen over je huid. Eén van de studies van Pilar Martin­Escudero onderzoekt een ander anekdotisch probleem: hoe harder je traint, hoe minder nauwkeurig de resultaten zijn. De Spaanse academicus liet proefpersonen op een loopband rennen of op een hometrainer rijden terwijl ze horloges van Apple, Fitbit, TomTom en Samsung droegen. Ze werden getest bij toenemende intensiteit waarbij de waarden van de smartwatches werden vergeleken met die van een ECG (elektrocardiogram). “De vier apparaten waren redelijk nauwkeurig op het laagste niveau”, zegt Martin Escudero. “Echter, bij hogere niveaus van trainingsintensiteit neigden de Fitbit en Samsung ernaar om de hartslagwaarden te onderschatten, terwijl de TomTom en Apple vrij betrouwbaar waren.”

Als het gaat om fietsen en hardlopen, en met de TomTom als voorbeeld, bleek deze nauwkeuriger op twee wielen dan op twee voeten, met afwijkingen op de loopband vanaf 150 bpm vergeleken met ongeveer 128 bpm. Dit heeft te maken met iets dat Martin ­Escudero motion artifacts noemt; bij het hardlopen ben je niet zo vast als op de fiets. Naarmate je harder rent, kan het horloge bewegen, licht binnenlaten en de resultaten beïnvloeden.

Robinson vertelt ons dat hun modellen even nauwkeurig zijn op de fiets en bij het rennen als het horloge in dezelfde positie blijft, wat natuurlijk niet altijd mogelijk is, tenzij je een tourniquet om je onderarm draagt. Hij benadrukt ook dat ze nu bezig zijn met hun vijfde generatie sensor, met meer leds en ‘betere’ algoritmen om de gegevens te verbeteren voor meer nauwkeurigheid. Robinson suggereert nog steeds een hartslagband voor de best mogelijke nauwkeurigheid. Daarom zie je door de shirts van profrenners altijd de contouren van een borstband. Door de elektrische activiteit van je hart te meten, komen ze dichter bij de ECG-standaard.

Maar maakt deze nauwkeurigheid uit? Als je een druk leven hebt en elke sessie wilt maximaliseren om optimale prestaties te bereiken bij een belangrijk evenement, dan wel. Train je met 60-70 procent (zone 1) van je maximale hartslag, dan ben je bezig het vermogen van je lichaam om vet te verbranden te verhogen. Trainen op 94-100 procent van de maximale hartslag zal je algehele kracht verhogen. Als je harder of gemakkelijker traint dan je horloge aangeeft, zou je in het midden van de zone kunnen zitten, waardoor je de gewenste aanpassing niet maximaliseert, of het nu snelheid, kracht of uithoudingsvermogen is. Dit kan je vooruitgang belemmeren of juist leiden tot overtraining.

Toptips

Vermijd om dichtbij apparaten te trainen die kunnen storen op je hartslagsensor. Denk aan sterke elektrische velden van elektrische motoren, ovens en magnetrons, 2.4 ghz mobiele telefoons en draadloze accespoints. Je lichaam bevat tienduizend calorieën opgeslagen als vet. Dat is een bijna onuitputtelijke bron van energie, als je die tenminste goed kunt aanspreken. Studies tonen aan dat dit het best werkt als je met 70 procent van je maximale hartslag fietst. Voor de meest betrouwbare meting gebruik je bij voorkeur een borstband.