Detail Apple Watch(TM) Series 4 - Bildquelle: Apple

Neue Smartwatches: Apple Watch™ Series 4 und Polar Vantage™ V

Mit den neuen Apple Watch™ Series 4 Smartwatches und dem neuen Polar Topmodell Vantage™ V Smartwatch verstärkt sich die Definition der Smartwatch als Gesundheitsassistent. Bei Apple stehen – neben einem um 30% größeren Display – die integrierte Funktion zur Sturzerkennung/Alarmierung in Notfällen und ein 1-Kanal EKG, das auch Vorhofflimmern des Herzens erkennen kann, im Vordergrund der Innovationen. Polar hat seiner Smartwatch einen neuen, hochpräzisen Pulssensor spendiert, der mit zwei unterschiedlichen Lichtfarben arbeitet und zudem den Hautkontakt der Uhr verifiziert, um Fehlmessungen der Pulsfrequenz zu minimieren.  

Apple Watch™ Series 4

Apple Watch (TM) Series 4 Gold mit Milanaise Armband
Apple Watch™ Series 4 mit Milanaise Metallgeflecht-Armband – Bildquelle: Apple

Die Smartwatches der Apple Watch™ Series 4 wurden am 12. September 2018 vorgestellt. Die Uhren werden ab 21. September im Handel verfügbar sein.

Neue Funktionen

Die neuen Funktionen a) zur Sturzerkennung und b) eines 1-Kanal Elektrokardiogramms (EKG) sind die entscheidenden Merkmale der Smartwatch gegenüber den Vorgängermodellen. Das Handelsblatt ging in seiner Besprechung der Smartwatch soweit, dass Apple seiner Smartwatch damit endlich einen Sinn gegeben habe [1]. TheVerge verweist in seiner Besprechung der Smartwatch vom 12.9. [2] auf den hohen Prozentsatz kardiovaskulärer Erkrankungen (31%) an der allgemeinen Sterblichkeit und den wichtigen Beitrag, den verbesserte Herzsensoren in der Prävention und Erkennung solcher Krankheiten leisten können.

Sturzsensor. Nach erkanntem Sturz wird eine automatische Alarmierung definierter Notrufkontakte  ausgelöst, wenn keine Reaktion des Nutzers auf einen präsentierten Voralarm binnen einer Minute erfolgt. Mit der LTE Version der Smartwatch ist dies unabhängig von einem gekoppelten Smartphone möglich.

Diese Kernfunktion einer Smartwatch hatten wir bereits im Jahr 2015 mit unserer Hausnotruf-App für die Samsung Gear™ S realisiert, der ersten Smartwatch mit integriertem Mobilfunktelefon (siehe Bild). Apple verwendet jetzt aber leistungsstärkere Beschleunigungssensoren, die die Sturzdynamik mit bis zu 30G erfassen können. Damit lässt sich vermutlich eine sehr hohe Erkennungsrate von Stürzen erzielen.

Sturzerkennung mit unserer App für die Samsung Gear S (2015) und Apple Watch Series 4 (2018)
Sturzerkennung – Unsere App für die Samsung Gear™ S aus 2015 und Apple Watch™ Series 4 2018 – Bildquellen: Dr.-Ing. Rainer Lutze Consulting, Apple

Die gesundheitliche Relevanz dieser Sturzerkennung lässt sich daran ermessen, dass – statistisch gesehen – ein Drittel aller über 65-Jährigen mindestens einmal pro Jahr stützt, und jeder Zehnte davon einmal im Jahr stationär behandelt werden muss. Besonders gefürchtet sind die kostenintensiven Sturzfolgen infolge einer längeren medizinischen Unterversorgung, wenn der Sturz nicht unmittelbar oder kurzfristig danach entdeckt wird.

EKG. Der EKG Sensor der Apple Watch™ Series 4 nutzt als Elektroden die Rückseite der Uhr sowie die „Digital Crown“, die mit einem Finger des Arms, an dem die Uhr nicht getragen wird, für 30 Sekunden zu berühren ist. Innerhalb dieses Zeitraums ist eine wesentlich präzisere, weil elektrische Herzrhythmuserfassung möglich, als mit einem optischen Herzfrequenzsensor. Die zugehörige EKG App der Apple Watch, die den erfassten Herzrhythmus grafisch darstellt und insbesondere auch eine Information über eventuell auftretendes Vorhofflimmen des Herzens liefert, macht diese App zum regulierten (Software)Medizinprodukt [3]. Zum Nachweis der Wirksamkeit des Erkennungsverfahrens für Vorhofflimmern  mit der Apple Watch™ gibt es eine aktuelle Kohortenstudie der University of California San Francisco, die eine spezifische Erkennungsrate von 67,7% (bzw. 98% unter klinischen Konditionen) berichtet [4]. Seit Ende 2017 wird von Apple mit der Stanford Universität eine laufende Studie zur Erkennung von Rhythmusstörungen des Herzens mit der Apple Watch™ durchgeführt. In dem Zulassungsschreiben der amerikanischen Aufsichtsbehörde Food and Drug Administration (FDA) für die Nutzung der App in den USA wird explizit darauf hingewiesen, dass die aktuelle EKG App für die Apple Watch™ nur zur „Information“ des Nutzers über ein aufgetretenes Vorhofflimmern des Herzens geeignet ist, und nicht zu einer medizinischen Diagnose. Zu letzterer kommt typischerweise ein professionelles 12-Kanal EKG Gerät und die Interpretation des EKGs durch ausgebildetes medizinisches Fachpersonal zum Einsatz. Die Zulassung der App für die USA wurde am 11.09 durch die FDA, nur einen Tag (!) vor der Vorstellung der Smartwatch am 12.9.2018, erteilt. Vor einem Inverkehrbringen der App in Europa sind entsprechende Zulassungen der App als (Software)Medizinprodukt durch europäische Behörden notwendig. Die App ist daher ab Herbst des Jahres zunächst nur in den USA verfügbar. Die erfassten EKG Daten werden in der Apple Watch™ gespeichert und können einem Arzt zur späteren, exakten Analyse digital übergeben werden.

Apple Watch Series 4 EKG App als Medizinprodukt - zunächst jedoch nur für die Nutzung in den USA zugelassen
Apple Watch™ Series 4 EKG App als Medizinprodukt, Bildquelle: Apple

Der allgemeine informative Nutzen der EKG Funktion der Apple Watch™wird, außer für kardiovaskuläre Patienten mit schon erkanntem Vorhofflimmern, durchaus nicht unkritisch gesehen [5]. Die Apple Watch ist keineswegs auch das erste Produkt in diesem Bereich. AliveCor hatte mit seinem KardiaBand™- Armband für die Apple Watch 3 bereits Ende 2017 eine Zulassung als Medizinprodukt in den USA und für einige Staaten Europas erhalten [6]. Hier findet sich auch – in englischer Sprache – eine gute Erklärung der Funktion dieser Technologie [7]. Die entsprechende AliveCor App für die Apple Watch 3 nutzt zunächst die optische Herzfrequenzmessung, um ein auffälliges Pulsmuster zu erkennen, das nicht zum aktuellen Bewegungsmuster des Smartwatch Trägers passt. Dabei kommt ein künstliches neuronales Netz (ANN) zum Einsatz. Sobald ein solches Muster durch das ANN erkannt wurde, wird der Benutzer dann aufgefordert, dieses Pulsmuster durch ein EKG näher und präziser zu analysieren. Das neue Apple EKG dürfte auf ähnlicher Grundlage funktionieren.

Ausstattung

Bei der Apple Watch™ Series 4 wurden gegenüber der vor einem Jahr vorgestellten Apple Watch™ 3 die Gehäusegrößen des 38 mm Modells auf 40 mm und des 42 mm Modells auf 44 mm erhöht. Die Uhr wiegt 36,7 Gramm mit einem Aluminiumgehäuse und 48 Gramm mit Edelstahlgehäuse (44mm Version). Die kleinere 40mm Version wiegt 30 Gramm mit Aluminium und 40 Gramm mit Edelstahlgehäuse. Die Dicke der Uhren reduziert sich leicht auf 10,7 mm gegenüber den 11,4 mm für die Apple Watch™ 3. Das AMOLED Display hat eine Größe von 1,57“ bzw.  1,78“. Die Auflösung beträgt 324 x 394  Bildpunkte für das kleinere, und 368 x 448 Bildpunkte für das größere Modell. Der kapazitive Multi- Touchscreen besteht aus  konvexen ION-X Glas (Aluminiumgehäuse) bzw. dem kratzfesteren Saphirglas (Edelstahlgehäuse).  Zusammen mit einer Reduktion des Randbereichs der Uhr ergibt sich dadurch eine beeindruckende Steigerung der zur Darstellung verfügbaren Displayfäche von 30%. Die Apple Watch™ Series 4 Smartwatches haben eine DualCore, 64 Bit CPU und sind mit jeweils 16 GByte Speicher ausgestattet (gegenüber den nur 4 GByte für die Apple Watch™ 1,2, und 3). Die satellitengestützte Positionsbestimmung der Smartwatch kann GPS-, Glonass-, Galileo-Daten und Daten des japanischen QZSS Satellitensystems nutzen. Bemerkenswert ist auch die Unterstützung des neuen Bluetooth 5.0 Standards durch die Smartwatch, der gegenüber der Version 4.2 in der Apple Watch™ 3 eine Vervierfachung der Reichweite auf 40-50 Meter mit sich bringt. Die Preise für die Modelle ohne integriertes LTE Mobilfunktelefon beginnen bei €429,– für das kleinere Modell bzw. €459,– für das größere Modell. Mit integriertem Mobilfunktelefon liegt der Preis jeweils um €100,– höher, wobei die eSIM basierte Mobilfunklösung in Deutschland zunächst nur von der Telekom angeboten wird. Wie üblich, gibt es spezielle, deutlich teurere Nike und Hermès Editionen (bis zu €1.549,–) sowie unterschiedliche Kunststoff-, Lederarmbänder und ein Milanaise Metallgeflechtarmband. Das Aluminiumgehäuse ist in den Farben Silber, Anthrazit und Gold erhältlich, zusätzlich gibt es eine Edelstahl Ausführung.

Ein detaillierter Vergleich der Apple Watch™ Series 4 mit der neuen Samsung Galaxy™ Smartwatch findet sich in [8].

Polar Vantage™ V

Die Polar Vantage (TM) V ist in den Farben schwarz, weiß und rot erhältlich
Polar Vantage™ V – Bildquelle: Polar

Auch Polar hat am 13. September 2018 sein neues Smartwatch Flaggschiff, die Vantage™V, vorgestellt. Die Uhr soll im November für €499,95 erhältlich sein. Die Smartwatch zeichnet sich durch einen neuen, hochgenauen Herzfrequenz Sensor und eine extrem lange Nutzungsdauer des 320 mAh Akkus mit laufende GPS Positionsaufzeichnung und Pulsmessung von bis zu 40 Stunden aus. Die Uhrzeit und Trainingswerte werden dabei kontinuierlich angezeigt. Die Smartwatch hat eine Größe von 46 x 46 mm und ist bei einem Gewicht von 66 Gramm 13 mm dick. Das 1,2“ Farb-Display hat eine Auflösung von 240 x 240 Bildpunkten und ist mit einem Touchscreen aus Gorilla™ Glas abgedeckt.

Der Pulssensor auf der Rückseite der Uhr verwendet – wie bei allen Smartwatches – eine Lichtreflexionsmessung. Polar verwendet erstmalig in dem aus neuen Elementen bestehenden Sensor (8x radial angeordnete Sender, 1x zentraler Empfänger) zwei unterschiedliche Lichtfarben. Das Licht unterschiedlicher Wellenlängen wird dabei von unterschiedlichen Hautschichten reflektiert. Der aus vier Elementen bestehende Hautkontaktsensor prüft, ob die Smartwatch am Handgelenk anliegt, um Fehlmessungen infolge einer nicht flächig auf der Haut aufliegenden Uhr zu vermeiden. Ingesamt werden 130  durch die Smartwatch unterschiedliche Sportprofile unterstützt. Der Funktionsumfang beinhaltet eine ganzheitliche Lösung zur Trainingsplanung und -analyse. Dabei steht die Bestimmung von aktuellem Trainingszustand, körperliche Erschöpfung / Erholung im Vordergrund, um mögliche Überbeanspruchungen  oder Verletzungen zu vermeiden. Eine Analyse der Schlafqualität rundet das Funktionsangebot ab.

Herzfrequenzsensor Polar Vantage (TM) V mit zwei unterschiedlichen Meßfarben und Hautkontaktsensor
Herzfrequenzsensor Polar Vantage™ V – Bildquelle: Polar

Referenzen

[1]  „EKG-Funktion – Endlich gibt Apple seiner Smartwatch einen Sinn“, Handelsblatt vom 13.09.2018

[2] „Why an Apple Watch with EKG matters“, TheVerge vom 12.09.2018

[3] FDA clearance for Apple Watch(TM) EKG with atrial-fibrillation information“, formal FDA letter, September 11, 2018

[4] „Passive Detection of Atrial Fibrillation Using a Commercially Available Smartwatch“, JAMA Cardiology, March 21, 2018

[5] „The New Apple watch Could Do More Harm Than Good“, WIRED vom 13.09.2018

[6] „FDA Clears First Medical Device Accessory for Apple Watch“, AliveCor Press Release vom 30.11. 2017

[7] „Bridging the Gap Between Wearables and HealthCare“, AliveCor Technical Info, 2017

[8] „Apple Watch 4 vs Samsung Galaxy Watch: battle of the great new smartwatches“, techradar vom 13.09.2018

Veröffentlicht von

Ein Bild unseres Blog Autors Rainer Lutze

Rainer Lutze

Rainer Lutze ist Gründer und Inhaber der Unternehmensberatung Dr.-Ing. Rainer Lutze Consulting. Das Unternehmen berät seit seiner Gründung im Jahr 2000 Unternehmen und Organisationen im Bereich der digitalen Medien und der digitalen Gesundheit und Pflege (E-Health). Ein aktueller Schwerpunkt ist das intelligente Zuhause, das ein gesundes, sicheres und selbstbestimmtes Leben im vertrauten Zuhause bis ins hohe Alter und auch in Gegenwart alterstypischer Beschwerden und Einschränkungen ermöglicht.

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