Zo werkt de hartslagmeter achter op je smartwatch

Nagenoeg iedere smartwatch is inmiddels wel voorzien van een hartslagmeter. Hartstikke handig tijdens bijvoorbeeld het sporten, maar hoe werkt dat nou precies? We leggen het uit.

Smartwatches met een ingebouwde hartslagmeter maken sinds jaar en dag gebruik van zogeheten 'fotoplethysmografie', of ppg, om de hartslag vast te stellen. Hierbij wordt vanaf de onderkant van het horloge (meestal) groen licht door de huid gestraald. Dat licht wordt deels geabsorbeerd en deels gereflecteerd.

Hoeveel van het uitgezonden licht weerkaatst wordt, hangt onder andere af van de hoeveelheid bloed die zich onder de huid bevindt, en de doorbloeding verandert continu als gevolg van je pulserende hartslag. Door pieken en dalen in de hoeveelheid gereflecteerd licht te meten, kan de hartslag vastgesteld worden.

Dat klinkt eenvoudig, maar dat is het allerminst. Niet alleen de hoeveelheid bloed in de huid onder de sensor bepaalt de reflectie, ook zaken als huidskleur, tatoeages en eventueel invallend omgevingslicht hebben invloed op het signaal.

Bij mensen met een donkere huidskleur werken optische sensoren soms bijvoorbeeld minder goed dan op een lichte huid en als een horloge niet strak om de pols gedragen wordt, kan dat de meetresultaten negatief beïnvloeden. Ook beweging van de sensor ten opzichte van de arm heeft invloed op de meetwaarden. En dat is vervelend, want juist tijdens sport wil je graag precies weten wat je hartslag doet.

Fabrikanten doen er dus van alles aan om het signaal op te schonen van externe invloeden en zo door alle 'ruis' heen het signaal van de hartslag te meten. Dat meten van hartslag met optische sensoren is geen eenvoudig klusje, maar zeker buiten (extreem) sportgebruik om leveren smartwatches gedurende een gemiddelde dag veelal nauwkeurige hartslagdata.

Hartslagmeter heeft moeite met metingen bij intervaltrainingen
Dat lukt goed zolang de software een duidelijk terugkerend patroon in het signaal kan herkennen. Bij sport gaat dat prima als je bijvoorbeeld in een vast tempo hardloopt. De ritmische bewegingen van je arm kunnen prima weggefilterd worden; daar hebben moderne algoritmes geen problemen mee.

Maar met bijvoorbeeld intervaltrainingen, waarbij vanuit lage inspanning ineens sterk wordt versneld, zodat de hartslag snel omhoogschiet, hebben optische sensoren en de achterliggende software meer moeite. In het beste geval treedt er lichte vertraging op bij de registratie van een abrupte hartslagverhoging, maar het kan ook zijn dat de software het nieuwe patroon pas na verloop van tijd correct interpreteert, wat in sommige gevallen zelfs minuten kan duren.

Borstband met elektroden is nog altijd betrouwbaarder
Een optische hartslagmeter reageert soms trager en minder nauwkeurig op snelle hartslagwisselingen dan een borstband met elektroden. Bij andere sporten hebben optische hartslagmeters het nog veel moeilijker. Fanatiek mountainbiken op paden met veel hobbels is bijvoorbeeld een nachtmerriescenario, zo blijkt uit onze tests.

Wisselende inspanning, gecombineerd met felle trillingen die via het stuur aan de pols worden doorgegeven, maken dat optische hartslagmeters hierbij soms compleet de mist ingaan gedurende langere perioden. Wil je zo nauwkeurig mogelijke hartslagmeting onder uiteenlopende omstandigheden? Dan is een borstband met elektroden nog altijd de betrouwbaarste oplossing.