Um erfolgreich abzunehmen, muss man mehr Kalorien verbrauchen als zu sich nehmen. Aber wie viele Kalorien verbrennt man durch alltägliche Aktivitäten oder gezielte Trainingseinheiten tatsächlich? Um das herauszufinden, nutzen viele Menschen Smartwatches mit eingebauten Fitnesstrackern – und orientieren sich an den angezeigten Werten, wenn sie entscheiden, wie viel sie an dem Tag noch essen können. „Schon frühere Untersuchungen haben allerdings darauf hingedeutet, dass die Angaben erhebliche Ungenauigkeiten aufweisen können“, berichtet ein Team um Jason Kostrna von der Florida International University in Miami.
Smartwatches im Vergleich
Nun haben Kostrna und seine Kollegen für vier kommerzielle Smartwatches untersucht, wie präzise sie den Kalorienverbrauch angeben: die Apple Watch Series 8, den Fitbit Sense 2, die Samsung Galaxy Watch 5 und den Garmin Forerunner 955. Als objektiver Vergleich diente ein medizinisches Laborgerät, das den tatsächlichen Energieverbrauch der Teilnehmenden anhand einer Analyse der Atemgase erfasste. Für die Studie ließ das Forschungsteam 58 Erwachsene mit wechselnden Intensitäten trainieren und dabei alle vier Smartwatches gleichzeitig tragen.
Dabei zeigte sich: Alle getesteten Smartwatches überschätzten den Kalorienverbrauch systematisch, im Median lagen die Werte um 15 bis 25 Prozent zu hoch. In einigen Fällen übertrafen die von den Smartwatches gemeldeten Werte den realen Verbrauch sogar um das Dreifache.
Es gab jedoch Unterschiede zwischen den einzelnen Smartwatches: Verglichen mit den Geräten von Samsung und Garmin war die Apple-Smartwatch etwas genauer. Den Fitbit Sense 2 schlossen die Forschenden aufgrund zahlreicher Störungen aus der Analyse aus. In manchen Durchläufen generierte das Gerät keinerlei Messwerte, in anderen gab es an, es sei während des gesamten Trainings nur eine einzige Kalorie verbrannt worden und in wieder anderen überschätzte es den Kalorienverbrauch um mehr als 450 Prozent.
Zwei Smartwatches pro Arm und eine Maske zur Messung der Atemgase: So ausgestattet trainierten die Freiwilligen in der Studie. — © Taimy Alvarez/ Florida International University
Körperfett und Hautfarbe beeinflussen die Messung
Aber warum ist die Kalorienverbrauchsmessung der Smartwatches so ungenau? „Die meisten handelsüblichen Wearables leiten den Kalorienverbrauch aus der Herzfrequenz ab, die mit einem optischen Verfahren, der sogenannten Photoplethysmographie (PPG) gemessen wird“, erklärt das Forschungsteam. Diese Daten werden üblicherweise mit Informationen von Beschleunigungsmessern kombiniert und mithilfe von Algorithmen verrechnet, die auch demografische Angaben einbeziehen.
Doch ausgerechnet bei körperlicher Aktivität – also dann, wenn der Einsatz am meisten gefragt ist – schleichen sich Fehler ein: „Sich wiederholende Bewegungen können Bewegungsartefakte hervorrufen, wodurch das Gerät rhythmische Bewegungen manchmal fälschlicherweise als Herzschläge interpretiert“, erläutern die Forschenden.
Auch persönliche Faktoren können die Messung verzerren: „Hautfarbe und Adipositas sind zwei Schlüsselfaktoren, die PPG-basierte Messungen verfälschen können“, berichten Kostrna und seine Kollegen. Je dunkler die Haut, desto mehr Licht der Sensoren wird absorbiert und desto ungenauer wird die Messung. „Ebenso weisen Personen mit einem höheren Body-Mass-Index (BMI) oft eine dickere, weniger durchblutete Haut auf, was die Intensität des zum Sensor zurückgestrahlten Lichts verringert.“
Irreführende Angaben
Kostrna und sein Team analysierten daher auch explizit, wie sich Hautfarbe und BMI auf die Genauigkeit der Smartwatch-Kalorienschätzung auswirken. Für die Hautfarbe stellten sie keinen signifikanten Effekt fest. Bei Menschen mit hohem Körperfettanteil jedoch wurden die Messungen deutlich ungenauer. Je dicker eine Person war, desto stärker überschätzten die Smartwatches ihren Energieverbrauch beim Sport.
Aus Sicht der Forschenden ist dieser Befund besonders problematisch: „Fehlerhafte Angaben zum Kalorienverbrauch können Menschen in die Irre führen, die versuchen, ihre Energiebilanz zu kontrollieren“, warnen die Autoren. „Diese Fehler betreffen Personen mit einem höheren Körperfettanteil überproportional – eine Bevölkerungsgruppe, die ohnehin bereits einem hohen kardiometabolischen Risiko ausgesetzt ist.“
Kostrna rät deshalb dazu, die Kalorienverbrauchsangaben einer Smartwatch nicht als genaue Angabe zu betrachten. „Man könnte jede Woche um Hunderte von Kalorien danebenliegen und leicht in einen Kalorienüberschuss geraten, während man glaubt, ein Kaloriendefizit zu haben“, sagt er. Wer eine Smartwatch als Abnehmhelfer nutzt, sollte sich deshalb ihrer Grenzen bewusst sein und lieber einkalkulieren, dass sie einige verbrannte Kalorien zu viel anzeigt.
Quelle: Jason Kostrna (Florida International University, Miami, USA) et al., PLOS One, doi: 10.1371/journal.pone.0353261
