Smartwatch misst Blutzucker: Samsung, Apple und die

Die Blutzuckermessung gehört für Millionen von Diabetikern weltweit zur täglichen Routine. Bislang erfordert dies einen Fingerstich mehrmals täglich – eine Belastung, die viele Patienten als störend empfinden. Die Smartwatch-Industrie arbeitet an nicht-invasiven Glukosemessungen direkt am Handgelenk. Samsung, Apple und andere Hersteller forschen intensiv an entsprechenden Technologien. Doch wie realistisch sind diese Ambitionen? Und welche technischen sowie regulatorischen Hürden müssen noch überwunden werden?

Nicht-invasive Blutzuckermessung: Warum die Technik so schwierig ist

Um zu verstehen, warum die nicht-invasive Blutzuckermessung am Handgelenk eine derart große Herausforderung darstellt, muss man zunächst die bisherige Messpraxis betrachten. Konventionelle Glukosemessgeräte funktionieren nach einem elektrochemischen Prinzip: Ein winziger Bluttropfen wird auf einen Teststreifen aufgebracht, der Sensor misst die Konzentration von Glukose in diesem Blut durch eine enzymatische Reaktion. Diese invasive Methode ist zuverlässig, kostengünstig und gilt klinisch als Goldstandard – aber eben auch diskontinuierlich.

Die Alternative sind kontinuierliche Glukosemessgeräte (CGM-Systeme), die als kleines Patch auf der Haut getragen werden und einen feinen Sensor subkutan platzieren. Dieser misst die Glukosekonzentration in der interstitiellen Gewebeflüssigkeit und sendet die Daten drahtlos an ein Smartphone. Marktführer wie Dexcom (G7) und Abbott (FreeStyle Libre 3) haben diese Technologie bereits zur medizinischen Reife gebracht. Dennoch bleibt auch CGM ein minimal-invasives Verfahren – der Sensor durchbricht die Haut und muss je nach Hersteller alle 10 bis 15 Tage gewechselt werden.

Echte nicht-invasive Messungen am Handgelenk würden mit optischen Methoden arbeiten. Dabei wird Licht durch die Haut geschickt, um die Glukosekonzentration in der Gewebeflüssigkeit oder im kapillaren Blut zu bestimmen. Das klingt elegant – ist aber in der Praxis extrem komplex. Die Haut ist nicht transparent; sie enthält zahlreiche Substanzen, die Licht absorbieren oder streuen: Wasser, Hämoglobin, Melanin, Lipide. Die Glukosekonzentration im Blut liegt typischerweise zwischen 70 und 180 mg/dl – ein verhältnismäßig schwaches Signal inmitten eines biologisch lauten Umfelds. Ein zuverlässiger Sensor muss diese schwachen Glukosesignale herausfiltern und gleichzeitig Störfaktoren wie Hauttemperatur, Hydratationsstatus und individuelle Hautpigmentierung kompensieren.

Hinzu kommt eine physiologische Zeitverzögerung: Die Glukosekonzentration in der interstitiellen Flüssigkeit hinkt dem Blutzuckerwert um etwa 5 bis 15 Minuten nach. Für klinische Entscheidungen – etwa bei Hypoglykämie – kann diese Verzögerung relevant sein.

Samsung Galaxy Watch: BioActive-Sensor und der Weg zur Glukosemessung

Samsungs Forschungsansatz und regulatorische Realität

Samsung hat mit seiner BioActive-Sensortechnologie in der Galaxy Watch 4 und nachfolgenden Modellen gezeigt, dass das Unternehmen bei Gesundheitsmetriken konsequent voranschreitet. Der BioActive-Sensor kombiniert optische Pulsmessung (PPG), Bioelektische Impedanzanalyse (BIA) und ein Einkanal-EKG. Diese Kombination erlaubt bereits heute Herzfrequenzmessung, Blutsauerstoffsättigung, Körperzusammensetzungsanalyse und EKG-Aufzeichnung.

Samsung hat intern und in wissenschaftlichen Kooperationen – unter anderem mit der Seoul National University – Forschung zur nicht-invasiven Glukosemessung betrieben. Publik gemacht wurden erste Ergebnisse, die auf Raman-Spektroskopie und nahinfrarote (NIR) Spektroskopie setzen. Im Kontext der globalen Smartphone-Technologieentwicklung zeigt sich, dass Smartphone-Markt 2025: Wer gewinnt — Apple, Samsung oder Huawei? eng mit den Smartwatch-Innovationen verflochten ist. Samsung selbst hat jedoch noch keine marktreife Lösung präsentiert, und Unternehmensvertreter betonen in Interviews regelmäßig, dass klinische Validierung und regulatorische Zulassung noch ausstehen. Eine Markteinführung vor 2025 gilt branchenweit als unrealistisch.

Ein zentrales Hindernis liegt in der Zertifizierung: Blutzuckermessgeräte müssen in den USA von der FDA und in der EU von den zuständigen Notified Bodies als Medizinprodukte der Klasse IIb beziehungsweise höher genehmigt werden. Das erfordert klinische Studien mit hunderten oder tausenden Patienten, randomisierten Kontrollgruppen und Nachverfolgungen über Monate. Apple verfolgt ähnliche Strategien wie Samsung – das Unternehmen hat bereits mehrfach Gesundheitsfeatures eingeführt, zuletzt mit Apple Intelligence: KI-Features für iPhone angekündigt, was zeigt, dass der Fokus auf Integrationstechnologien liegt. Die Investitionen in medizinische Sensoren sind beträchtlich, doch der Weg zur behördlichen Freigabe bleibt lang und kostspielig.

Apple und die Smartwatch-Strategie: Von der Vision zur Realität

Apple hat sich seit der Einführung der ersten Apple Watch 2015 konsequent als Health-Tech-Pioneer positioniert. Die aktuelle Series 9 misst bereits Herzfrequenz, EKG, Blutsauerstoff und Körpertemperatur. Tim Cook und das Apple-Team haben in mehreren Keynotes angedeutet, dass Blutzuckermessung Teil der langfristigen Roadmap ist – ohne jedoch konkrete Zeitpläne zu nennen.

Aus Sicht des Produktentwicklers ist Apples Vorsicht strategisch sinnvoll. Das Unternehmen möchte nicht das Risiko eingehen, ein Produkt auf den Markt zu bringen, das die hohen Anforderungen an medizinische Genauigkeit nicht erfüllt. Eine fehlerhafte Blutzuckermessung könnte zu falschen Insulindosierungen führen – mit potenziell lebensbedrohlichen Konsequenzen. Apple hat deshalb mehrere Teams mit Universitäten und medizinischen Forschungszentren kooperiert, um die notwendigen klinischen Studien vorzubereiten. Parallel dazu entwickelt das Unternehmen proprietäre Algorithmen, um Umgebungsvariablen herauszufiltern.

Eine Besonderheit der Apple-Strategie ist die Integration mit dem iPhone und der Health-App. Sollte Apple irgendwann ein Blutzuckermessfeature einführen, würde es nahtlos mit bestehenden Gesundheitsdaten synchronisiert – ein enormer Vorteil gegenüber isolierten Standalone-Lösungen. Hinzu kommt, dass iPhone 15 erscheint: Apple wechselt auf USB-C gezeigt hat, wie Apple strategisch Hardware-Standards setzt. Eine ähnliche Positionierung bei der Blutzuckermessung wäre ein Spielwechsel für die gesamte Diabetes-Management-Industrie.

Technologische Ansätze: Spektroskopie, Transduktion und Künstliche Intelligenz

Die wissenschaftliche Forschung zur nicht-invasiven Blutzuckermessung am Handgelenk konzentriert sich auf mehrere technologische Ansätze:

Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR)

NIR-Spektroskopie nutzt Lichtwellen im Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2500 Nanometern, um die Molekülstruktur von Glukose zu analysieren. Der Vorteil: Glukose hat charakteristische Absorptionsbanden im NIR-Bereich. Der Nachteil: Die Haut absorbiert und streut NIR-Strahlung erheblich, und die Glukosesignale sind schwach. Außerdem variiert die Hautpigmentierung, -dicke und -hydratation von Person zu Person – und sogar tagesabhängig. Bisherige NIR-Prototypen erzielen typischerweise eine mittlere absolute relative Abweichung (MARD) von etwa 15 bis 20 Prozent, während die FDA für Blutzuckermessgeräte eine MARD von maximal 15 Prozent fordert.

Raman-Spektroskopie

Raman-Spektroskopie misst die inelastische Streuung von Photonen – ein sehr spezifisches Verfahren, das Glukose-Moleküle eindeutig identifizieren kann. Samsung hat diese Technik in seinen Laboren erforscht. Der Nachteil: Raman-Effekte sind extrem schwach; um ausreichend Signal zu erzeugen, benötigt man sehr hohe Laserleistungen. In einem Smartwatch-Format ist das schwer zu realisieren, ohne die Batterie zu überlasten oder Sicherheitsbedenken auszulösen (Laser-Exposition auf der Haut).

Optische Kohärenztomographie (OCT)

OCT ist eine etablierte medizinische Bildgebungstechnik, die Infrarotlicht nutzt, um Querschnitte von Gewebe zu erzeugen – ähnlich wie Ultraschall, aber mit Licht statt Schallwellen. Theoretisch könnte OCT Blutgefäße visualisieren und lokale Glukosekonzentrationen messen. Doch auch OCT benötigt sperrige Optiken und ist bislang zu groß für ein Smartwatch-Format.

Transduktive Sensoren (bioelektrische Impedanzanalyse mit erweiterten Algorithmen)

Ein vielversprechenderer Ansatz könnte die Kombination von BIA (Bioelektische Impedanzanalyse) mit Künstlicher Intelligenz sein. BIA misst die elektrische Leitfähigkeit von Körpergewebe. Glukose beeinflusst die Impedanz, allerdings indirekt und schwach. Mit Machine-Learning-Modellen, die auf tausenden Trainings-Datensätzen basieren, könnte es möglich sein, aus Impedanz-Daten kombiniert mit Herzfrequenz, Temperatur und anderen