Wie Smartwatch-Sensoren funktionieren und was sich unter dem Handgelenk ändert

Die Frage kommt spätestens eine Minute, nachdem jemand eine Smartwatch mit dem Display nach unten unter dem Handgelenk gesehen hat: Funktioniert die Herzfrequenz dort unten überhaupt? Eine berechtigte Frage, und sie verdient mehr als die beiden üblichen Antworten, nämlich ein fröhliches Ja von denen, die Armbänder verkaufen, und ein wissendes Nein von denen, die sich nie angesehen haben, wie der Sensor funktioniert. Die ehrliche Antwort hat drei Teile. Die Physik des Sensors hängt nicht davon ab, in welche Richtung die Uhr zeigt. Mehrere Faktoren, die weit wichtiger sind als die Ausrichtung, können eine Messung trotzdem verderben. Und das Unternehmen, das die beliebteste Smartwatch herstellt, schreibt ausdrücklich, dass seine Sensoren für die Oberseite des Handgelenks gedacht sind. Alle drei Aussagen stimmen gleichzeitig.

Was der Lichtsensor tatsächlich macht

Die grünen Lichter auf der Rückseite einer Smartwatch stehen für Photoplethysmografie, kurz PPG. LEDs schicken Licht in die Haut, eine wenige Millimeter entfernte Fotodiode misst, wie viel davon zurückkommt, und weil Blut grünes Licht absorbiert, steigt und fällt die zurückkehrende Menge mit jedem Pulsschlag. Die Uhr zählt den Rhythmus dieses Flackerns.

Das entscheidende Wort ist Reflexion. Das Licht tritt durch dieselbe Fläche ein und wieder aus, also sitzen Sender und Empfänger nebeneinander auf dem Gehäuseboden. Nichts in diesem Kreislauf weiß, wo der Himmel ist. Eine Uhr auf der Oberseite des Handgelenks und eine Uhr auf der Unterseite schicken beide Licht in lebendes Gewebe und lesen, was zurückgeworfen wird.

Das ist die starke Version des Arguments, und sie stimmt, soweit sie reicht. Sie reicht nur nicht ganz, denn das Gewebe ist auf beiden Seiten des Handgelenks nicht dasselbe, und die Ausrichtung war ohnehin nie die Hauptfehlerquelle.

Was eine Messung wirklich verdirbt

An erster Stelle steht Bewegung. Ein Team in Deutschland zeichnete mit einer Smartwatch 24 Stunden Alltag auf und maß, wie viel des PPG-Signals ein Algorithmus tatsächlich auswerten konnte. Im Durchschnitt waren es 71,5 % des Tages, mit einer Spanne von 34 % bis 100 % zwischen den Personen, und über 94 % zwischen Mitternacht und 6 Uhr, wenn sich das Handgelenk kaum bewegt (Merschel et al., JMIR Formative Research, 2022). Je stärker das Handgelenk beschleunigte, desto weniger verwertbares Signal blieb.

An zweiter Stelle steht die Körperhaltung, und das ist weniger offensichtlich. Eine 2025 in PLOS Digital Health erschienene Studie unter der Leitung von Peter Charlton fand die beste Signalqualität im Liegen und die schlechteste im Stehen mit seitlich herabhängendem Arm, ein Rückgang des Signal-Rausch-Verhältnisses von 18,6 dB auf 9,0 dB. Den Sensor auf Herzhöhe zu halten, half (Charlton et al., PLOS Digital Health, 2025). Ein Detail, das man sich merken sollte: Diese Studie hat an der Vorderseite des Unterarms gemessen, also an der Innenseite.

Dann die Haut selbst. Apples eigene Hinweise nennen Tattoos, deren Tinte das Licht blockieren kann, sowie kaltes Wetter, das die Durchblutung am Handgelenk so weit senkt, dass keine Messung mehr zustande kommt. Außerdem heißt es dort, dass rhythmische Bewegungen wie Laufen oder Radfahren besser gemessen werden als unregelmäßige wie Tennis oder Boxen.

• Bewegung des Handgelenks, im Alltag mit Abstand der größte Faktor.
• Die Position des Arms im Verhältnis zum Herzen.
• Sitz: Ein Sensor, der sich von der Haut abhebt, misst Luft.
• Haut: Tattoos, Kälte, geringe Durchblutung.

Fällt Ihnen auf, was in dieser Liste fehlt? Die Richtung, in die die Uhr zeigt.

Was Apple zum Handgelenk sagt

Jetzt kommt der Teil, den ein Armbandhersteller lieber überspringen würde. Auf seiner Seite über möglichst genaue Messungen schreibt Apple: „Außerdem funktionieren die Sensoren nur, wenn du deine Apple Watch auf der Oberseite deines Handgelenks trägst.“ Dieselbe Seite verlangt einen Sitz, der „nicht zu eng, nicht zu locker“ ist, empfiehlt, das Armband fürs Training enger zu stellen, und sagt, dass der Herzfrequenzsensor nah an der Haut bleiben soll (Apple Support).

Apple erklärt diesen Satz nicht, und wir werden nicht so tun, als könnten wir ihn für Apple erklären. Die Unterseite des Handgelenks hat dünnere Haut, Sehnen dicht unter der Oberfläche und die Speichenarterie in der Nähe, die optische Umgebung unterscheidet sich also von der Oberseite. Anders heißt nicht schlechter, aber es heißt auch nicht getestet. Wir haben keine begutachtete Studie gefunden, die eine Consumer-Smartwatch an der Ober- und an der Unterseite desselben Handgelenks vergleicht, und die veröffentlichten Validierungsstudien zu diesen Uhren werden so durchgeführt, wie der Hersteller es vorgibt.

Bewegungssensoren und EKG

Beschleunigungssensor und Gyroskop sind der einfache Teil. Es sind dreiachsige Sensoren, gebaut, um Beschleunigung und Drehung in alle Richtungen zu messen, und genau so erkennt eine Uhr das Muster eines Schritts oder eines Sturzes, unabhängig von ihrem Winkel. Dreht man die Uhr mit dem Display nach unten, ändert sich das Vorzeichen einiger Zahlen, nicht aber, was der Sensor erfassen kann.

Das EKG ist ein völlig anderes Instrument. Bei einer Apple Watch schließen Elektroden im rückseitigen Glas und in der Digital Crown einen Stromkreis, sobald Sie die Krone mit einem Finger der anderen Hand berühren (Apple Newsroom). Gedrückt wird sie dabei nicht. Die Aufzeichnung dauert 30 Sekunden, die Arme liegen auf einem Tisch oder im Schoß, und Apple verlangt, dass die Uhr fest sitzt und an dem Handgelenk getragen wird, das in der Watch-App ausgewählt ist (Apple Support). Zum Lesen dieser Ergebnisse gibt es einen eigenen Ratgeber.

Sitzt die Uhr unter dem Handgelenk, ist der Griff zur Krone mit der anderen Hand eine leicht veränderte Geste. Die entscheidende Anweisung bleibt dieselbe: Wenn Sie ein EKG aufzeichnen, weil ein Arzt darum gebeten hat, halten Sie sich genau an Apples Vorgaben.

Wie genau diese Uhren sind, so getragen wie in den Studien

Die beste Evidenz liefern gepoolte Studien. Ein Living Systematic Review zur Apple Watch in npj Digital Medicine fand bei der Herzfrequenz eine mittlere Abweichung von -0,27 Schlägen pro Minute gegenüber Referenzgeräten, mit Übereinstimmungsgrenzen von -7,19 bis 6,64. Für Vorhofflimmern wurden eine Spezifität von 0,91 und eine Sensitivität von 0,79 angegeben. Die Blutsauerstoffmessung zeigte weite Übereinstimmungsgrenzen, und beim Energieverbrauch waren die Fehler häufig groß (Lambe et al., npj Digital Medicine, 2026).

Eine Metaanalyse von 2025 in JACC Advances über 26 Studien und 17.349 Patienten kam für die Erkennung von Vorhofflimmern per Smartwatch auf eine gepoolte Sensitivität von 95 % und eine Spezifität von 97 %, wobei Photoplethysmografie und EKG-basierte Verfahren vergleichbar abschnitten (Barrera et al., JACC Advances, 2025).

Daraus folgen zwei Dinge. Die Herzfrequenz in Ruhe ist sehr gut, der Kalorienverbrauch eine grobe Schätzung, und der Abstand zwischen beiden hat nichts mit der Position am Handgelenk zu tun. Und keine dieser Zahlen stammt von Uhren, die unter dem Handgelenk getragen wurden: Sie beschreiben die Obergrenze, keine Garantie für jede Trageweise.

Welche Rolle das Smartlet dabei spielt

Der häufigste Grund, warum eine Smartwatch gar nichts misst: Sie liegt in der Schublade. Ein Sammler legt morgens eine mechanische Uhr an, und die Gesundheitsdaten brechen für den Tag ab. Das Smartlet ist ein Metallgliederarmband, das beide hält: die mechanische Uhr oben, ihre Uhrenadapter in den Bandanstoßbohrungen anstelle der Federstege, und die Smartwatch darunter, im mittleren Teil des Armbands, direkt an der Haut. Das Armband wird über seine Glieder an das Handgelenk angepasst und sitzt deshalb fest, und genau das ist die eine Bedingung an den Sitz, in der sich alle oben genannten Quellen einig sind (Einrichtungsanleitung).

Was das Smartlet nicht tut: Es verändert weder den Sensor noch seinen Algorithmus noch Apples Vorgaben. Es verändert, wie viele Stunden die Uhr überhaupt getragen wird. Für die Hintergrund-Herzfrequenz, den Schlaf und die langsamen Trends, die es nur gibt, wenn die Daten keine Lücken haben, sind diese Stunden alles. Für eine Messung mit medizinischen Folgen legen Sie die Smartwatch wieder an ihr eigenes Armband, auf die Oberseite des Handgelenks, und messen so, wie der Hersteller es vorgibt.

Die Nächte sind einfach: Das Clasp-Zubehör schließt das Armband anstelle der mechanischen Uhr, und die Smartwatch zeichnet weiter den Schlaf auf. Fürs Training kommt die Smartwatch wieder an ihr Sportarmband, denn kein Metallarmband ist für Sport gemacht.

Kompatible Smartwatches finden Sie im Smartwatch-Kompatibilitätsindex, mit eigenen Seiten für die Apple Watch, die Galaxy Watch und die Withings ScanWatch. Für die mechanische Seite beginnen Sie am besten mit der Kompatibilität nach Uhrenmarke. Andere Wege, einer mechanischen Uhr Sensoren hinzuzufügen, finden Sie in Kann man eine analoge Uhr smart machen?

Dieser Artikel erklärt, wie die Sensoren von Consumer-Smartwatches funktionieren. Er ist keine medizinische Beratung. Smartwatch-Messwerte sind keine Diagnose, und jedes Symptom und jede Warnung sollten mit einem Arzt besprochen werden.

Smartlet, Bronzemedaille beim Concours Lepine 2025 und auf der CES 2026 ausgestellt, hält beide Uhren an einem Handgelenk.