Oura legt großen Wert darauf, Hilfsmittel zu erschaffen, auf die sich Verbraucher und Forscher verlassen können. Vor diesem Hintergrund beschreiben wir in diesem Blog eine interne Validierungsstudie zum Temperatursensor des Oura Rings, die wir durchgeführt haben.

Als Ergebnis dieser Studie wurde bestätigt, dass der Temperatursensor von Oura Veränderungen mit einer Genauigkeit von 0,13 °C in jeder Minute misst. Ouras Werte decken sich unter Laborbedingungen mit über 99 % nahezu perfekt und unter realen Bedingungen mit 92 % mit den Werten des iButton, einem Gerät in Forschungsqualität.

So misst Oura die Körpertemperatur

Oura misst deine Körpertemperatur jede Minute direkt an der Unterseite deines Fingers. Die Möglichkeit der Erfassung solcher Körpertemperaturdaten gibt uns Zugang zu einem bemerkenswert nützlichen Körpersignal.

Auch wenn viele Leute beim Temperaturmessen zuerst an ein Thermometer unter der Zunge denken, ist Oura Teil einer wachsenden wissenschaftlichen Bewegung, die die Interpretation der Körpertemperatur gerade grundlegend verändert:

Zunächst einmal liefert die Körpertemperatur mehr Informationen, wenn sie jede Minute gemessen wird. Genau wie die Herzfrequenz ändert sich auch die Körpertemperatur ständig, während sich der Körper an innere und äußere Veränderungen anpasst. Die Messung der Körpertemperatur (auch mehrmals am Tag) mit einem Oralthermometer zeigt nur einen begrenzten Ausschnitt der Körpertemperatur, während eine kontinuierliche Messung ein vollständiges Bild der Veränderungen im Körper erfasst.

Zweitens erfasst die Temperatur der Haut bedeutungsvolle Schwankungen der Körpertemperatur. Dein Körper hält seine Kerntemperatur in einem sehr engen Bereich, indem er Wärme zu und von der Haut (der „Außenhülle“ deines Körpers) leitet. Das bedeutet, dass Temperaturmessungen an Stellen, an denen die Kerntemperatur geschätzt werden soll (wie im Mund), nur kleine Temperaturveränderungen von etwa 0,5–1 °C im Tagesverlauf zeigen.. Im Gegensatz dazu ändert sich die Hauttemperatur im Laufe des Tages um etwa 15 °C oder mehr und macht dadurch feine Temperaturschwankungen, die von Minute zu Minute und von Stunde zu Stunde auftreten, sichtbar.

Und auch wenn man es zunächst gar nicht vermutet, sind solche schnellen, großen Schwankungen der Hauttemperatur sehr aufschlussreich. Sie spiegeln das sorgfältig abgestimmte Temperaturregulationssystem des Körpers wider, das es dir ermöglicht, einen recht stabilen Kerntemperaturbereich aufrechtzuerhalten, indem im Laufe des Tages Wärme über deine Haut nach außen geleitet wird. Dein Körper verändert die Menge und das Muster der Wärmeableitung speziell danach, ob du gesund oder krank bist, männlich oder weiblich, schläfst oder wach bist und mehr.

Forscher nutzen bereits die Hauttemperatur, um unser Verständnis einer Vielzahl von Themen zu verbessern – darunter die Identifizierung der Qualität des REM-Schlafs1 und der Schlafqualität allgemein2,3, die Fiebererkennung4 sowie die Überwachung des Menstruationszyklus5,6.

Darüber hinaus ist der Oura Ring aufgrund seines innovativen Designs einzigartig geeignet, qualitativ hochwertige Temperaturdaten zu sammeln:

  • Präzise Sensoren: Der Oura Ring verfügt über einen ausgeklügelten NTC-Temperatursensor, der in der Hardware vorkommende Temperaturänderungen berücksichtigen und gleichzeitig präzise Messungen direkt an der Haut vornehmen kann.
  • Formfaktor: Der Formfaktor sorgt für idealen Hautkontakt, weil dein Finger umschlossen wird – anders als Sensoren fürs Handgelenk, die oft den Kontakt zur Haut verlieren und so die Datenqualität beeinträchtigen.7
  • Akkudesign: Der Oura Ring ist so konstruiert, dass er kontinuierlich Daten mit einer hohen Abtastrate über mehrere Tage hinweg sammeln kann, ohne den Akku zu belasten.

Validierung

Das Wissenschaftsteam von Oura hat eine Arbeitsgruppe aus Mitarbeitenden, Datenwissenschaftler*innen, Physiolog*innen und Ingenieur*innen zusammengestellt, um die öffentliche Verfügbarkeit der Validierungsergebnisse zu beschleunigen. Insgesamt konnte das Team in nur einer Woche 93.571 Datenpunkte sammeln.

Die Arbeitsgruppe hat dazu den iButton als Gerät auf Forschungsniveau ausgewählt, um die Leistung von Oura zu bewerten.8 Das Ziel dieser Studie war nicht nur, den Temperatursensor von Oura unter Laborbedingungen zu validieren, sondern auch zu zeigen, dass Oura seine Leistung selbst bei den Herausforderungen der Datenerfassung in nicht perfekten, realen Szenarien beibehält.

Hinweis: Diese Validierung umfasste die Aktivierung der Erfassung von Körpertemperaturdaten am Tag für Forschungszwecke. Tagsüber gemessene Körpertemperaturwerte sind derzeit nicht in der Oura-App verfügbar.

Hier das Protokoll:

  • Laborbedingungen: Um die Temperatursensoren des Oura Rings ausschließlich als Messwerkzeug zu bewerten, wurde der Oura Ring isoliert (nicht am Finger) mit 7 iButtons in Wasserbädern mit Temperaturkontrolle getestet. Die Tests erfolgten bei präzisen Temperaturwerten und -bereichen, die darauf ausgelegt waren, den gesamten physiologischen Bereich der Hauttemperatur abzudecken – von extrem niedrigen Werten (9 °C aus Oura-Daten aus der Antarktis) bis hin zu sehr hohen (45 °C, etwas über der maximalen Temperatur, die ein Mensch bei Fieber aushalten und überleben kann).
  • Reale Bedingungen: 16 Personen haben eine Woche lang den Oura Ring zusammen mit 5 iButton-Sensoren getragen, die rund um die Uhr am Finger, Handgelenk, Arm, Bauch und an der Kleidung befestigt waren.

Die Ergebnisse

Die Analyse der Daten bestätigte, dass der Temperatursensor von Oura

  • unter Laborbedingungen mit der Messung auf Forschungsniveau übereinstimmt
  • auch unter realen Bedingungen präzise bleibt
  • Veränderungen in der Physiologie widerspiegelt und nicht in der Umgebung

Du kannst dir die Ergebnisse unten anschauen.

Der Temperatursensor von Oura stimmt unter Laborbedingungen mit der Messung auf Forschungsniveau überein

Die Ergebnisse zeigten, dass die Temperaturmessungen des Oura Rings die Leistung des forschungsüblichen iButton erreichten (r² > 0,99), Änderungen mit einer Genauigkeit von 0,13 °C maßen und innerhalb von 0,36 °C genau waren.

Der Temperatursensor von Oura bleibt unter realen Bedingungen hochgenau und präzise

Um die Temperatursensoren von Oura in der Praxis zu testen, haben 16 Personen eine Woche lang sowohl einen iButton als auch den Oura Ring am selben Finger getragen. Diese Personen konnten zeigen, dass Oura weiter mit der Leistung des iButton über das gesamte Spektrum von Lebensereignissen, darunter beim Sport, Duschen, Kochen, Arbeiten und vielem mehr, mithalten konnte (r² >  0,92).

Unten siehst du ein Beispiel dafür, wie genau Oura und iButton am Finger bei zwei Personen an zwei Tagen aus dem Experiment übereinstimmen.

Die am Finger gemessene Temperatur von Oura spiegelt deine Physiologie wider und nicht deine Umgebung

Weil dein Finger Teil deiner Haut (deiner „Außenhülle“) ist und nicht deines Körperkerns, kann die Temperatur viel stärker und schneller schwanken als an Stellen, die eine Annäherung an deine Kerntemperatur angeben sollten, wie zum Beispiel der Mund. Einige Menschen machen sich jedoch Sorgen, dass das Messen der Hauttemperatur eher Veränderungen in der Umgebung erfasst als die des Körpers.

In Wirklichkeit geben Veränderungen der Hauttemperatur aussagekräftige Hinweise darauf, wie dein Körper auf die Umgebung reagiert, und zwar unabhängig von der Temperatur der Umgebung.

Stell dir zum Beispiel vor, du steckst deine Hände in den Schnee, um einen Schneemann zu bauen. Auch wenn du deine ganze Hand in den Schnee steckst, fühlen sich deine Finger deutlich kälter an als deine Handgelenke. Die Umgebung beeinflusst zwar deine Körpertemperatur, deine Finger „messen“ jedoch nicht einfach nur die Temperatur des Schnees. sonder spiegeln vielmehr wider, was in deinem Körper vor sich geht, denn der Blutfluss von deinen Fingern, deinen Handgelenken und anderen äußeren Bereichen verändert sich jeweils auf unterschiedliche Weise, damit deine Kerntemperatur aufrechterhalten werden kann.

Um zu bestätigen, dass die Körpertemperatur am Finger einzigartige physiologische Veränderungen erfasst, hat das Team den Unterschied zwischen iButton-Sensoren am Finger und einem „Umweltsensor“ analysiert, den die Teilnehmer mit sich trugen, um die Umgebung zu messen, während sie ihrem Alltag nachgingen.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Oura Ring und der Finger-iButton zu 92 % (r² = 0,92) übereinstimmen, während die Temperaturdaten vom Finger nicht mit der Umgebungstemperatur korrelieren; 0,1 % (r² = 0,001).

Obwohl unsere Umgebung unserem Gehirn hilft, Entscheidungen darüber zu treffen, wie es die Körpertemperatur reguliert, bestimmt sie nicht allein deine Fingertemperatur. Das gibt dir noch mehr Sicherheit, dass die Oura-Körpertemperatur wirklich dich und nicht deine Umgebung widerspiegelt und dass viele Faktoren wie die Tageszeit, Stress, Hormone, Aktivitäten und Schlaf zu diesem einzigartigen Signal beitragen.

Unten siehst du zwei Beispiele für den klaren Unterschied zwischen der Körpertemperatur, die der Oura Ring misst, und den Temperaturen in der Umgebung dieser Personen im Laufe des Tages.

So geht es weiter

In der Hoffnung, dass Verbraucher und Forscher immer mehr über die Gesundheit herausfinden, verbessert unser Team ständig die Hilfsmittel, die wir anbieten. Das Oura-Körpertemperatursignal erweist sich schon jetzt als hilfreich für reale Anwendungsgebiete wie das Erkennen von Fieber und das Nachverfolgen des Menstruationszyklus.

Kontinuierliche Hauttemperaturdaten haben ein enormes Potenzial, Erkenntnisse über unsere eigene Gesundheit zu liefern und als Instrument für die Weiterentwicklung der Forschung zu dienen. Wir hoffen, unsere Arbeit auch weiterhin mit dir zu teilen und mit dir zusammenarbeiten zu können, während wir neue Muster entdecken.

Mehr erfahren:

 

Quellenverzeichnis

  1.  Henane, R., Buguet, A., Roussel, B. & Bittel, J. Variations in evaporation and body temperatures during sleep in man. J. Appl. Physiol. 42, 50–55 (1977).
  2. Weiss, N., Attali, V., Bouzbib, C. & Thabut, D. Altered distal-proximal temperature gradient as a possible explanation for sleep-wake disturbances in cirrhotic patients. Liver Int. Aus J. Int. Assoc. Studie in Liver 37, 1776–1779 (2017).
  3.  Garrido, M. et al. Abnormalities in the 24-hour rhythm of skin temperature in cirrhosis: Sleep-wake and general clinical implications. Liver Int. Aus J. Int. Assoc. Study Liver 37, 1833–1842 (2017).
  4.  [Preprint] Smarr, B., Aschbacher, K., Fisher, S. M., Chowdhary, A., Dilchert, S., Puldon, K., … & Mason, A. E. (2020). Feasibility of continuous fever monitoring using wearable devices.
  5. Maijala, A., Kinnunen, H., Koskimäki, H., Jämsä, T. & Kangas, M. Nocturnal finger skin temperature in menstrual cycle tracking: ambulatory pilot study using a wearable Oura Ring. BMC Womens Health 19, 150 (2019).
  6.  [Preprint] Grant, A. D., Newman, M. & Kriegsfeld, L. J. Ultradian Rhythms in Heart Rate Variability and Distal Body Temperature Anticipate the Luteinizing Hormone Surge Onset. bioRxiv 2020.07.15.205450 (2020) doi:10.1101/2020.07.15.205450.
  7. [Preprint] Smarr, B., Aschbacher, K., Fisher, S. M., Chowdhary, A., Dilchert, S., Puldon, K., … & Mason, A. E. (2020). Feasibility of continuous fever monitoring using wearable devices.[Preprint] Grant, A. D., Newman, M. & Kriegsfeld, L. J. Ultradian Rhythms in Heart Rate Variability and Distal Body Temperature Anticipate the Luteinizing Hormone Surge Onset. bioRxiv 2020.07.15.205450 (2020) doi:10.1101/2020.07.15.205450.
  8. Hasselberg MJ, McMahon J, Parker K. The validity, reliability, and utility of the iButton® for measurement of body temperature circadian rhythms in sleep/wake research. Sleep Med. 2013;14(1):5-11. doi:10.1016/j.sleep.2010.12.011 verwendet in über 92 Studien in PubMed (Stand: 17.09.20). (Link)