Zuurstofsaturatie meten met wearable: nuttig of onzin?

Zowel de Apple Watch Series 6 als de nieuwe Fitbit Sense hebben een functie om zuurstofsaturatie te meten, door sensoren in de smartwatches en een bijbehorende app.  Is zuurstofsaturatie meten met een fitness wearable nuttig, of kan het juist tot onrust leiden? Volgens critici zijn de zuurstofsaturatie-metingen in niet-medische wearables misleidend in een tijd waarin veel mensen bevestiging zoeken voor Covid-19 klachten.

Zuurstofsaturatie is het gehalte van zuurstof in het bloed. Ons lichaam regelt, via onder andere het ademhalingsstelsel, dat de zuurstofsaturatie in balans blijft. Die zogeheten perifere zuurstofsaturatie wordt aangeduid met SpO2. In een medische setting wordt het bepaald als het deel van de zuurstofverzadigde hemoglobine ten opzichte van de totale hemoglobine (verzadigd en onverzadigd) in het bloed.

Zuurstofsaturatie wordt uitgedrukt in een percentage. Voor gezonde mensen is een waarde van 95 tot 99% zuurstofsaturatie normaal. Een waarde onder 90% wordt desaturatie of hypoxemie genoemd. Als de zuurstofsaturatie onder de 80% zakt, kan er gezondheidsschade aan organen optreden.

Zuurstofsaturatie is geen statisch gegeven: wanneer je in de bergen of op grote hoogte verblijft, is het normaal dat de zuurstofsaturatie van het bloed lager is. Ook tijdens flinke fysieke inspanning neemt het gebruik van de zuurstof door de spieren toe en is het normaal dat een lichte daling van het zuurstofgehalte plaatsvindt.

Thuis zuurstofsaturatie meten

Zuurtstofsaturatie meten gebeurt lang niet alleen in het ziekenhuis: al jaren zijn er zuurstofsaturatiemeters of pulsoximeters voor thuisgebruik. Lang niet al die saturatiemeters zijn gevalideerd, en vaak is er niets terug te vinden over de accuraatheid of betrouwbaarheid. Toch zijn er bijvoorbeeld veel COPD-patiënten met een eigen saturatiemeter, die op basis van de data uit hun zuurstofsaturatiemeter hun ziekte managen en weten wanneer ze bijvoorbeeld meer medicatie moeten nemen of aan de bel moeten trekken bij de longarts.

In een klinische setting wordt zuurstofwaarde gemeten via een apparaatje - een soort ‘knijper’. Die medisch goedgekeurde SPo2-meters meten percentage van het hemoglobine in het bloed verzadigd is met zuurstof.

SpO2 metingen (bron: Wikipedia)

De technologie werkt op basis van infrarood licht: door twee verschillende golflengten infrarood licht worden de absorptie van geoxygeneerd hemoglobine (de ene infrarood golflengte) en de totale hoeveelheid hemoglobine (de andere infrarood golflengte) gemeten. Hemoglobine waar zuurstof aan gebonden is (HbO2) heeft een andere kleur dan hemoglobine zonder zuurstof (Hb). Uit de verhouding tussen de absorptie van geoxygeneerd hemoglobine en de totale hoeveelheid hemoglobine is de zuurstofsaturatie te berekenen.

Vervolgens kan op het display worden afgelezen wat het zuurstofgehalte in het bloed is. Vaak wordt ook de hartslag in slagen per minuut weergegeven.

Enter: fitness wearable met SpO2 meting

Naast de pulsoximeters voor thuisgebruik en in het ziekenhuis komt er een nieuwe lichting fitness wearables met sensoren die zuurstofsaturatie meten. De nieuwste lichting smartwatches meet de zuurstofsaturatie via infrarood-sensoren op de pols. Dat is dus een andere plaats dan de vinger of oorlel die voor goedgekeurde medische pulsoximeters gebruikt wordt.

Fitbit gebruikt zijn SpO2-technologie al langer, onder andere in de Fitbit Ionic, Fitbit Sense, en Fitbit Versa. De Fitbit Sense kun je niet op ieder moment inschakelen om SpO2 te meten: het horloge meet gedurende de nacht en geeft een gebruiker een gemiddelde meting van de zuurstofsaturatie in het bloed. Ook wearable maker Huawei beschikt over wearables met zo'n sensor.

De nieuwste Apple Watch - Series 6 - meet naast hartslag ook het zuurstofgehalte in het bloed met een “baanbrekende nieuwe sensor en app”, aldus Apple. De zuurstofsaturatiesensor bestaat uit vier led-clusters met groene, rode en infrarode leds, die zijn geïntegreerd in de achterkant van het horloge, en samenwerken met de Saturatie-app om het zuurstofgehalte in het bloed te meten. De Apple Watch Series 6 gedurende de nacht, en wanneer je de functie op de smartwatch aanzet. Je moet je pols vervolgens 15 seconden heel stil houden om een accurate meting te kunnen doen.

Maar hoe goed en betrouwbaar zijn die zuurstofsaturatie metingen van Fitbit en Apple? En wat zegt dit percentage over je gezondheid?

De SpO2-apps van Apple en Fitbit zijn geen vervanging van medisch goedgekeurde zuurstofsaturatiemeters. Apple meldt daarover: “De metingen van de Saturatie-app zijn niet bedoeld voor medisch gebruik, ook niet voor zelfdiagnose of overleg met een arts, en zijn alleen bedoeld voor algemene conditie- en gezondheidsdoeleinden.” Dat is een belangrijk punt: de SpO2-algoritmes van Apple en Fitbit zijn (nog) niet goedgekeurd door toezichthouders in de VS en Europa. Apple zegt bijvoorbeeld in de kleine lettertjes over de app: Blood Oxygen app measurements are not intended for medical use, including self-diagnosis or consultation with a doctor, and are only designed for general fitness and wellness purposes.

Zowel Fitbit als Apple houden de lippen op elkaar als het om de foutmarges van hun SpO2-algoritmes gaat. Jezelf diagnosticeren met verminderde zuurstofsaturatie, daar is de app niet voor bedoeld, aldus de fabrikanten.

Michiel Tebbes werkt als spoedeisende hulp (SEH) arts in Doetinchem. Voor hem als SEH-arts is de saturatie een van de vitale parameters die hij veel gebruikt. “SpO2 is een goede maat voor de hoeveelheid zuurstof in het bloed en is continu te meten. De meeste patiënten op de spoedeisende hulp liggen aan de monitor en dus ook aan de saturatiemeter. Wij gebruiken het om te bepalen of en hoeveel extra zuurstof we moeten geven aan de patiënt.”

Schijnzekerheid van meten

Hoe kijkt Tebbes als SEH-arts aan tegen het nut of de noodzaak van fitness wearables met SpO2-meting? “Ik denk dat de horlogemakers de claim medisch niet aandurven en het daarom ‘wellness’ noemen. Of je schijnzekerheid creëert met de saturatie van je smartwatch? Stel dat een individuele meting onbetrouwbaar is, maar de trend is wel betrouwbaar, dan is het nog altijd een nuttige toevoeging, in mijn optiek. Het voelt een beetje als de kritiek die er ook was toe de eerste horloges hartslagmetingen gingen laten zien. Ik heb nu een paar patiënten op de SEH gehad waarbij de hartfrequentie-metingen van het horloge mij wel hebben geholpen met het diagnosticeren waarom een patiënt onwel werd.”

Spoedeisend hulparts Michiel Tebbes

Tebbes is niet bang dat er een hausse aan patiënten met schrikbarend lage SpO2 metingen, afkomstig van hun Fitbit of Apple watch, het ziekenhuis binnenstapt. “Alleen aan een getal of percentage heb ik niet zo veel. Mocht er een patiënt komen die zegt dat zijn of haar saturatie laag is, dan zal ik dat moment op de SEH het ook meten en het verhaal aanhoren. Stel dat de patiënt momenten van benauwdheid ervaart, dan kan een meting wel helpen om te weten wanneer en hoe vaak de klachten er zijn en wat de patiënt op dat moment aan het doen was. Ik geloof dat een horloge dan wel kan helpen met het vinden van een diagnose, net als bij de hartritmestoornissen”, aldus de arts.

Pols versus vinger

Naast de bruikbaarheid van de individuele metingen van SpO2 woedt er ook een discussie of de pols wel een geschikte plek om zuurstofsaturatie te meten. Apple zegt in zijn uitleg over de Saturatie-app: zelfs onder ideale omstandigheden is het mogelijk dat je Apple Watch niet altijd een betrouwbare saturatiemeting kan uitvoeren.

In gesprek met de Washington Post zegt Conor Heneghan, research director bij Fitbit, dat het “een behoorlijk moeilijk technisch probleem” is om SpO2 aan de pols te meten. In tegenstelling tot een meting via de vingertop, die aan het oppervlak veel bloedvaten heeft die een sterk signaal geven, is een meting via de pols veel vatbaarder voor verstoringen en slechte metingen, bijvoorbeeld door kou of doordat je beweegt tijdens een meting. Ook huidskleur van een gebruiker, de plaatsing van de smartwatch en huidstemperatuur kunnen een invloed hebben op de metingen.

Daarom besloot Fitbit om alleen s’nachts te meten, en gebruikers daarmee een trend op lange termijn te tonen. Door alleen nachtelijke metingen uit te voeren kan Fitbit gemakkelijk de perioden uitsluiten waarin het signaal te afwijkend of zwak is om betrouwbaar te zijn.

Covid-19 en zuurstofsaturatie

Na de uitbraak van Covid-19 ligt de SpO2-technologie in consumenten-wearables onder een vergrootglas. Maken de wearables het mogelijk om besmetting met het Covid-19 virus eerder op te sporen, en zouden miljoenen mensen wereldwijd daar baat bij kunnen hebben?

In relatie met andere vitale functies, zoals de polsslag, ademhalingsfrequentie en bloeddruk, is zuurstofsaturatie een nuttige en belangrijke functie. Zeker in combinatie met symptomen zoals kortademigheid, hoesten, hoofdpijn of vermoeidheid kan iets vertellen over de toestand van de patiënt. Maar een lage zuurstofsaturatie alleen is geen eerste waarschuwing, zeggen artsen.

Volgens longarts dr. Andrew Rizzo van de American Lung Association, is het thuis meten van zuurstofsaturatie geen betrouwbare indicatie voor het vaststellen van Covid-19. Covid-patiënten ervaren al enkele dagen eerder symptomen als koorts, hoesten en kortademigheid, vaak veel eerder dan een laag zuurstofniveau. Rizzo concludeert dat het belangrijk is om naar die symptomen te kijken, en niet enkel te sturen op een SpO2-meting als eerste waarschuwing dat er iets mis is. Symptomen als koorts, ziekte, hoesten en kortademigheid zouden ertoe moeten leiden dat mensen met hun arts bellen.

“We do not recommend using pulse oximeters as an initial screen for self-diagnosis of COVID-19 for many reasons. First of all, oxygen levels can drop for other reasons besides COVID-19 such as blood clots, other types of infection, or cardiac issues that can develop. Having a pulse oximeter means you should understand what its role is and what its limitations are, depending on what your health condition is in the first place”, aldus de Amerikaanse arts.

“We understand some people do buy them and that they can use them as another tool in their medicine cabinet, along with thermometers and blood pressure cups. However, we really want people to rely on other symptoms that seem to occur earlier. The earlier those symptoms are identified and intervention is initiated by the patient and their physician, the better.”

In de Verenigde Staten ontstond er in webwinkels een stormloop op saturatiemeters. Prijzen schoten omhoog in de afgelopen maanden. Maar om een zuurstofsaturatiemeter veilig en nuttig thuis te kunnen gebruiken, moet de apparatuur wel betrouwbaar en gevalideerd zijn.

Apple en Fitbit, die uitblinken in consumententechnologie, brengen ieder jaar nieuwe functies en features in hun wearables uit. Alleen lopen deze nieuwe functies voor op wat de smartwatches daadwerkelijk en betrouwbaar kunnen doen, en dat is een gevaarlijke trend, zeggen critici, die het potentiële positieve effect van het verzamelen van data in gevaar kan brengen. En het is met name misleidend in een tijd waarin veel mensen bevestiging zoeken voor Covid-19 klachten.