Vom Labor ans Handgelenk: Die Ernährung komfortabel im Blick behalten mit der Samsung Galaxy Watch8

Wie cool wäre es, wenn man einfach per Blick ans Handgelenk sehen könnte, ob man in den letzten Tagen genug Obst und Gemüse gegessen hat? Klingt nach Science Fiction? Ist es aber nicht! Möglich macht’s der Antioxidantien-Index¹ auf der Samsung Galaxy Watch8: In nur 5 Sekunden liefert ein Scan des Daumens präzise gemessene Carotinoidwerte².

Grundlage sind Sensoren in Laborqualität und im Miniaturformat, die die Werte in eine Kennzahl für gesünderes Altern übersetzen – nach jahrelanger, intensiver Forschung und Entwicklung und unzähligen Prototypen.

Neue Wege im Ernährungstracking

Im Jahr 2018 erkannte Samsung eine entscheidende Lücke im Bereich seiner Wearables: Die Geräte konnten zwar jeden Schritt und jede verbrauchte Kalorie zählen, aber es gab keine einfache Möglichkeit zu messen, wie sich die Ernährung der Nutzer*innen auf ihr Wohnbefinden auswirken kann.

Da die Menschen statistisch gesehen immer länger leben, wird eine möglichst hohe Lebensqualität auch im Alter wichtiger. „In diesem Zusammenhang gewinnt die Antioxidation als Methode zur Verlangsamung des Alterungsprozesses an Bedeutung“, erklärt Dr. Hyojee Joung, Experte für öffentliche Gesundheit und Ernährung an der Seoul National University, der den Entwicklungsprozess mit begleitet hat. „Wird das Antioxidationsmanagement vernachlässigt, können sich reaktive Sauerstoffspezies (ROS) im Körper ansammeln, die das Risiko für chronische Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Krebs erhöhen.“

Da die Antioxidantien also relevant sind, haben sich die Ingenieur*innen und Wissenschaftler*innen von Samsung auf Carotinoide konzentriert als Indikatoren für den Verzehr von Obst und Gemüse. Sie haben einen Sensor entwickelt, das so klein ist, dass er in eine Uhr passt und so am Handgelenk getragen werden kann. Gleichzeitig ist er leistungsstark genug, um komplexe Antioxidantien-Daten in einfache und verständliche Ernährungstipps umzuwandeln.

Der erste Prototyp des auf Spektroskopie basierenden Antioxidanssensors

Eine klinisch einsatzbereite Version des Sensors

Ein Prototyp, entwickelt für die Verwendung in Hautpflegeprodukten

Challenge #1: Die Sensorik in Laborqualität verkleinern

Am Anfang stand die Idee eines tragbaren Geräts zur Messung des Carotinoidspiegels in der Haut vor einem großen Hindernis: Bisherige Methoden wie die Raman-Spektroskopie sind zwar laserbasiert, nicht-invasiv und präzise. Allerdings sind die Geräte groß und sperrig und nicht mobil. Daher war die erste Challenge des Teams: die Labortechnik auf einen Sensor in Münzgröße verkleinern.

Nach dem ersten Prototyp und 7 weiteren Jahren intensiver Tests und Optimierungen war der Mini-Sensor entwickelt, eine Technologie, die Multiwellenlängen-LEDs mit einem maßgeschneiderten Fotodetektor-Array kombiniert, um genaue Carotinoid-Messwerte im kompakten Design liefern zu können. „Der Durchbruch war die Integration der Reflektionsspektroskopie mit LEDs. Dadurch konnten wir die Technologie miniaturisieren und gleichzeitig ein hohes Maß an Genauigkeit beibehalten“, erklärt Jinyoung Park, Entwickler im Digital Health Team bei Samsung Electronics.

Antioxidationssensor LED-PD-Sensormodule

Im Gegensatz zu Lasern, die eine scharfe, schmale Wellenlänge emittieren, sind die Strahlen von LEDs breiter. Anhand der Analyse, wie viel Licht bei verschiedenen Wellenlängen durch Fotodioden³ von der Haut absorbiert wird, misst die Samsung Galaxy Watch8 den Carotinoidspiegel mit beeindruckender Genauigkeit. Die Algorithmen kalibrieren kontinuierlich und in Echtzeit und unterstützen so die präzisen Ergebnisse, damit die Nutzer*innen auf sie zugeschnittene Erkenntnisse an die Hand bekommen.

Prototyp der Testplattform der PD-LED

Challenge #2: Sicherstellen, dass die Technologie viele Menschen erreichen kann

Einen carotinoidbasierten Sensor etwa in der Größe einer Münze zu entwickeln, war bereits ein wichtiger Meilenstein bei der Vision, die Technik einer Vielzahl an Galaxy Wearable-Nutzer*innen zugänglich zu machen. Darüber hinaus musste der Sensor aber auch bei verschiedenen Hauttypen präzise und zuverlässig funktionieren.

Um etwa Melanin-Interferenzen bei dunkleren Hauttönen zu überwinden, entschieden die Ingenieur*innen von Samsung, die Messungen an der Fingerspitze durchzuführen. Dort ist der Melaningehalt in der Regel am geringsten. Die Genauigkeit der Messung wird zusätzlich erhöht, wenn die Fingerspitze während des Scans leicht angedrückt wird: Durch den kurz verminderten Blutfluss werden Hämoglobin-Interferenzen reduziert und die Ergebnisse noch präziser. Umfangreiche Tests mit Hunderten von Teilnehmenden im Samsung Medical Center⁴ bestätigten die Leistungsfähigkeit des Sensors. Damit war der Weg frei für eine Funktion, die Labortechnik direkt zu den Anwender*innen weltweit bringt und sich gut in ihren Alltag integrieren lässt.

Und so funktioniert‘s

Carotinoide sind natürliche rote, gelbe und grüne Pigmente, die in Obst und Gemüse vorkommen. Da der menschliche Körper Carotinoide nicht selbst produzieren kann, geben die im Körper gespeicherten Mengen einen klaren Überblick darüber, wie viel Obst und Gemüse jemand gegessen hat. Hier kommt der Antioxidantien-Index⁵ ins Spiel, der den Carotinoidspiegel anhand der folgenden Kategorien widerspiegelt:

• Sehr niedrig: Weniger als 50 % der täglichen WHO-Empfehlung von 400 g pro Tag.
• Niedrig: Zwischen 50 % und 100 %.
• Optimal: 100 % oder mehr.

„Carotinoide werden in der Haut erst nach und nach verstoffwechselt und im Gewebe angereichert, sodass kurzfristige Veränderungen in der Obst- und Gemüsezufuhr nicht sofort im Wert sichtbar werden“, erklärt Dr. Hyojee Joung. „Unsere Forschung zeigt, dass eine erhöhte Carotinoidzufuhr erst nach etwa 1 bis 2 Wochen zu einem signifikanten Anstieg des Carotinoidspiegels in der Haut führt. Damit ist der Index eine wertvolle Orientierung, um konsistent und langfristig die Ernährungsgewohnheiten zu tracken.“

Faktoren wie die Qualität des Schlafs, das individuelle Stresslevel und körperliche Aktivität beeinflussen ebenfalls den Index und machen ihn zu einem Indikator für das allgemeine Wohnbefinden. In Kombination mit anderen Funktionen der Samsung Galaxy Watch8 wie Schlafenszeit-Anleitung⁶, Aktivitätsaufzeichnung und Überwachung der Gefäßbelastung⁷ gibt der Antioxidantien-Index einen Überblick über das Wohlbefinden und ermöglicht es Nutzer*innen, Entscheidungen im Sinne des gesünderen Alterns zu treffen.

Der Antioxidantien-Index misst den Carotinoidgehalt in Sekundenschnelle mit dem Sensor auf der Rückseite der Samsung Galaxy Watch8 und liefert zusätzliche Ernährungsinformationen auf gekoppelten Samsung Galaxy Smartphones.

Wohlbefinden priorisieren

„Neue tragbare Sensoren können Menschen dabei unterstützen, gesunde Essgewohnheiten zu entwickeln, indem sie die ausreichende tägliche Aufnahme von Obst und Gemüse verfolgen und fördern“, erklärt Professor Yoonho Choi vom Samsung Medical Center. „Mit der Zeit kann diese einfache Maßnahme dazu beitragen, einigen Krebsarten und anderen altersbedingten Krankheiten vorzubeugen. Das macht sie zu einer sehr wirksamen Methode, um langfristig das Wohlbefinden zu fördern.“

Antioxidantien werden in der Forschung zunehmend wichtiger. Aber da es schwierig ist, sie möglichst genau zu messen, gab es bisher nur wenige Forschungsarbeiten dazu. Der Antioxidantien-Index⁸ der Samsung Galaxy Watch8 kann hier weiterhelfen. Denn die Möglichkeit, den Antioxidantien-Gehalt präzise zu messen, kann also ein weiteres Tool sein, um das Wohlbefindens zu steigern. Risiken frühzeitig erkennen und aktiv Maßnahmen ergreifen zu können – mit der Samsung Galaxy Watch8 macht Samsung den Weg frei für einen intelligenteren, proaktiveren Lifestyle.

¹ Nur auf der Samsung Galaxy Watch8 Serie oder einer nachfolgenden Samsung Galaxy Watch-Serie verfügbar. Zum Messen den Daumen auf dem Sensor auf der Rückseite der Samsung Galaxy Watch platzieren und für 5 Sekunden dort halten. Das Messen mit dem Daumen wird für akkurate Messungen empfohlen. Wiederholtes Messen aufgrund unebener Haut kann zu unpräzisen Messungen führen.
² Der Samsung BioActive Sensor kann mithilfe der Mehrwellenlängen-Absorptionsspektroskopie in ca. fünf Sekunden die Carotinoide in der Haut messen.
³ Fotodioden sind Halbleiterbauelemente, die Licht in elektrische Signale umwandeln.
⁴ Das Samsung Medical Center in Seoul, Südkorea, ist eine führende medizinische Einrichtung, die für ihre patientenorientierte Versorgung, fortschrittliche medizinische Technologien und spezialisierte Zentren wie das Comprehensive Cancer Center und das Proton Therapy Center bekannt ist.
⁵ Der Samsung BioActive Sensor kann mithilfe der Mehrwellenlängen-Absorptionsspektroskopie in ca. fünf Sekunden die Carotinoide in der Haut messen.
⁶ Anleitung zur Schlafenszeit ist verfügbar auf Android Smartphones (Android 11 oder aktueller) und erfordert die Samsung Health-App Version 6.30 (oder 6.30.2) oder aktueller. Samsung Account Login erforderlich. Anleitung zur Schlafenszeit basiert auf 3 Tagen Schlafanalyse des zirkadianen Rhythmus und des Schlafdrucks. Das Schlaftracking dient nur zu Fitness- und Wellnesszwecken.
⁷ Messung der Gefäßbelastung ist verfügbar auf Android Smartphones (Android 10 oder aktueller) und erfordert die Samsung Health-App Version 6.30 oder aktueller. Samsung Account Login erforderlich. Um die Gefäßbelastung zu messen, muss die Galaxy Watch (ab Galaxy Watch8-Serie inkl. Galaxy Watch Ultra) während des Schlafs innerhalb der letzten 14 Tage an mindestens 3 Tagen getragen werden. Die Überwachung der vaskulären Belastung dient nur zu Fitness- und Wellnesszwecken. Dies ist eine Labs-Funktion, die du vor der offiziellen Einführung testen kannst. Nicht für die Verwendung zur Erkennung, Diagnose oder Behandlung medizinischer Zustände vorgesehen und lediglich zur persönlichen Information bestimmt. Für medizinische Beratung suche bitte ärztliches Fachpersonal auf.
⁸ Antioxidantien-Index ist verfügbar auf Android Smartphones (Android 10 oder aktueller) und erfordert die Samsung Health-App Version 6.30.2 oder aktueller. Samsung Account Login erforderlich. Zum Messen den Finger auf den Sensor auf der Rückseite der Samsung Galaxy Watch halten und 5 Sekunden lang gedrückt. Für ein genaues Ergebnis wird der Daumen empfohlen. Eine wiederholte Messung aufgrund einer ungleichmäßigen Hautstruktur kann zu ungenauen Ergebnissen führen. Der Antioxidantien-Index dient nur zu Fitness- und Wellnesszwecken. Dies ist eine Labs-Funktion, die Nutzer*innen vor der offiziellen Einführung testen können. Nicht für die Verwendung zur Erkennung, Diagnose oder Behandlung medizinischer Zustände vorgesehen und lediglich zur persönlichen Information bestimmt. Für medizinische Beratung bitte ärztliches Fachpersonal aufsuchen.