Experimentelle Untersuchung von drei Schlaf-Trackern auf Genauigkeit und Praktikabilität in der Praxis der Schlafmedizin

Abstract

Hintergrund Tragbare Messgeräte finden zunehmend Verbreitung. Auch für die medizinische Diagnostik werden diese Geräte zur Ressourcenentlastung in Betracht gezogen. In Validierungsstudien wurden bisher vor allem Schlaftracker untersucht, die am Handgelenk getragen werden, selten solche in Ringform. Unklar ist auch, inwiefern die Anwendung dieser Geräte im klinischen Alltag von Nutzen ist und welche Geräte am angenehmsten wären. Ziel dieser Studie war es herauszufinden, ob diese Wearables eine adäquate Messung des Schlafes im Vergleich zur Polysomnographie gewährleisten können. Der klinische Einsatz und die Befragung von Patient:innen sollte in Erfahrung bringen, ob eine Anwendung in der schlafmedizinischen Praxis sinnvoll wäre.

Methodik Es wurden drei Schlaftracker in Ringform von Oura Health Oy, Shenzhen Sleepon Technology Co., Ltd. (Handelsname SLEEPON) und Porta Medical UG (Handelsname Circul) untersucht. Die Proband:innen wurden im Schlaflabor der Charité – Universitätsmedizin Berlin in simultaner Messung zur PSG untersucht. Die Daten der Ringe wurden per mobiler Applikation der Hersteller mit einem Studientelefon synchronisiert und die Rohdaten exportiert. Zusätzlich beantworteten die Proband:innen Fragebögen. Die ermittelten Zeiten für die Gesamtschlafzeit (TST) und die Wachzeit nach dem Einschlafen (WASO) wurden in der statistischen Analyse verglichen. Auch eine Epochenanalyse für die Sensitivität, Spezifität und Genauigkeit wurde angeschlossen. Bland-Altman-Plots dienen zur Veranschaulichung der Analysen. Zur Einordnung der Ergebnisse wurde eine Literaturrecherche zum Thema Schlaftracker in Ringform in Pubmed und Google Scholar durchgeführt.

Ergebnisse Es wurden 45 Proband:innen eingeschlossen (60,0% männlich, 23-70 Jahre, Durchschnittsalter 54,6 Jahre). Die Werte der Konfidenzintervalle der gemessenen TST der Ringe lagen alle außerhalb der festgelegten Äquivalenzgrenze von +/-26 Minuten, d.h. kein Ring erreichte eine äquivalente Messung im Vergleich zum Goldstandard. Der Oura Ring überschätzte im Vergleich zur PSG die TST um durchschnittlich 18,3 Minuten, der SLEEPON Ring um 60,2 Minuten und der Circul Ring unterschätzte die TST um 21,8 Minuten. Bland-Altman-Plots veranschaulichen diese Messungen. Die Epochenanalyse ergab eine Genauigkeit von 85,8% (Oura), 84,5% (SLEEPON) und 66,6% (Circul), eine Sensitivität für die Phase Schlaf von 93,1% (Oura), 97,0% (SLEEPON) und 74,5% (Circul). Die Spezifität für die Wachphasen ergab 47,3% (Oura), 39,2% (SLEEPON) und 36,9% (Circul). Bei der Patientenzufriedenheit schnitt Oura am besten, SLEEPON am schlechtesten ab.

Schlussfolgerung Insgesamt haben die untersuchten Ringe keine ausreichende Messgenauigkeit für die untersuchten Parameter erreicht. Wenngleich die Ergebnisse zur Epochenanalyse eine gute Spezifität, Sensitivität und Genauigkeit aufweisen, kann auf Basis der Ergebnisse, keine grundsätzliche Empfehlung zur Anwendung in der klinischen Diagnostik gegeben werden.

Introduction Portable measuring devices have become increasingly widespread. These devices are also being considered in sleep medicine to relieve the strain on resources. In validation studies, sleep trackers that are worn around the wrist have been examined, but rarely ring-shaped sleep trackers. It is also unclear to what extent these devices can be integrated into everyday clinical practice and which trackers would be most convenient. The aim of this study was to find out whether one of those wearables can ensure equivalent measurement. Clinical use and questioning of patients should find out if it would be possible to use it in everyday sleep medicine. Material and methods Three ring-shaped sleep trackers from Oura Health Oy, Shenzhen Sleepon Technology Co., Ltd. (trade name SLEEPON) and Porta Medical UG (trade name Circul) were examined. The subjects were included in the sleep laboratory of the Charité – Universitätsmedizin Berlin. In addition to the polysomnography probes, they wore three ring-shaped sleep trackers. The ring data was synchronized with a study phone via an app and the raw data was exported. In addition, the subjects answered a questionnaire. Values for total sleep time (TST) and wake time after sleep onset (WASO), measured by polysomnography and the rings, were compared in statistical analysis. Furthermore, epoch analyses were carried out to evaluate sensitivity, specificity and accuracy of the wearables. Bland-Altman-Plots visualize the data. A literature search about ring-shaped sleep trackers was carried out on Pubmed and Google Scholar and used to classify the results. Results 45 subjects were included (23 to 70 years, 60,0% male, mean age 54,6 years). Confidence interval values for the total sleep time, measured by the rings, crossed the borders of the a priori established equivalence limit of +/-26 minutes, meaning no ring has an equivalent measurement compared to the gold standard. The Oura ring overestimated polysomnography by an average of 18,3 minutes, the SLEEPON ring by 60,2 minutes, and the Circul ring underestimated the measurement by 21,8 minutes. Bland-Altman plots were prepared to illustrate the measurements. Epoch analysis revealed an accuracy of 85,8% (Oura), 84,5% (SLEEPON) and 66,6% (Circul) and a sensitivity for the phase asleep of 93,1% (Oura), 97,0% (SLEEPON) and 74,5% (Circul). The specificity for the phase awake was 47,3% (Oura), 39,2% (SLEEPON) and 36,9% (Circul). When it came to patient satisfaction, all in all Oura was the best and SLEEPON the worst. Discussion Overall, compared to the gold standard of polysomnography, the rings do not provide an equivalent measurement for the cumulatively measured times. Although the results of the epoch analysis show good specificity, sensitivity and accuracy, no general recommendation for use in clinical diagnostics can be given based on the current state of knowledge.