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Schlafphasen aus Audio

Wie deine Atemgeräusche zu Phasenschätzungen werden und wie du sie liest.

Auf dieser Seite

Snore Timeline schätzt, in welcher Schlafphase du an jedem Punkt der Nacht warst. Wach, Leichtschlaf, Tiefschlaf oder REM, dazu eine fünfte Markierung namens Stille für Abschnitte, in denen gar nichts zu hören war. Die Schätzungen kommen allein aus deinen Atemgeräuschen, aufgenommen mit demselben Mikrofon, das auch die Schnarcherkennung macht. Diese Seite geht die Signale hinter jeder Phase durch, zeigt dir, wie du das Hypnogramm in deiner Nachtübersicht liest, und sagt, was die Schätzungen aussagen können und was nicht.

Wie die Phasenschätzung funktioniert

Deine Atmung verändert sich, wenn du durch die Schlafphasen wanderst, und man hört den Unterschied. Die App schaut sich an, wie regelmäßig deine Atmung ist und wie stark sie schwankt, und nutzt dafür dieselbe Aufnahme, die sie ohnehin für die Schnarcherkennung und die Atemunterbrechungserkennung verwendet. Du musst nichts zusätzlich einrichten.

Etwa 15 Minuten nach Aufnahmebeginn ermittelt der Algorithmus deine persönliche Atembasislinie, also deine typische Rate und Regelmäßigkeit. Von da an misst er den Rest der Nacht an deiner eigenen Basislinie statt an einem Bevölkerungsdurchschnitt und ordnet jeden Abschnitt mithilfe von Schwellenwerten aus veröffentlichter Forschung einer Phase zu.

Die Atemregelmäßigkeit hat das meiste Gewicht, aber der Algorithmus schaut auch auf:

  • Atemfrequenz, die sich meist verlangsamt, wenn du in tieferen Schlaf gehst.
  • Schnarchmuster, denn das Schnarchen, das die App in der Nacht erkennt, fließt in dasselbe Modell.
  • Zeitpunkt in der Nacht, weil der Schlaf einem vorhersehbaren Bogen folgt. Tiefschlaf ballt sich früh in der Nacht, REM nimmt gegen Morgen zu.
  • Bewegung, da große Klangveränderungen darauf hindeuten, dass du dich bewegst, was für Leichtschlaf oder kurzes Erwachen spricht.

Das Ergebnis erscheint als Hypnogramm in deiner Nachtübersicht.

Die vier Phasen und ihre Atemsignaturen

Jede Phase hinterlässt ihren eigenen Fingerabdruck in deiner Atmung:

  • Tiefschlaf: gleichmäßige, regelmäßige Atmung mit geringer Varianz. Das ist die erholsame Phase, und sie hat den metronomähnlichsten Rhythmus von allen. Den größten Teil davon bekommst du früh in der Nacht, besonders in den ersten 90 Minuten und den ersten paar Stunden.
  • REM-Schlaf: unregelmäßige Atmung mit hoher Varianz. REM ist der Traumschlaf. Er beginnt meist etwa 40 bis 50 Minuten nach dem Einschlafen und nimmt gegen Morgen zu, weshalb eine zu kurze Nacht dich mehr REM kostet als alles andere.
  • Leichtschlaf: mittlere Regelmäßigkeit, irgendwo zwischen den beiden anderen. Leichtschlaf ist die Übergangsphase und die, aus der man am leichtesten erwacht.
  • Wach: Bewegungen, Geräusche oder eine Atmung, die nicht zum Schlaf passt. Die App markiert auch eine lange Stille als mögliches Erwachen, wenn andere Signale das stützen.

Tiefschlaf liegt an einem Ende der Regelmäßigkeitsskala und REM am anderen, deshalb will die App durchgehend geringe Varianz sehen, bevor sie einen Abschnitt Tiefschlaf nennt, und sie verlässt den Tiefschlaf, sobald die Varianz steigt. Die parallel laufende Klangerkennung liefert den Schnarch- und Bewegungskontext dazu.

Die Stille-Markierung

Schlafstaging aus Audio hat eine eingebaute Grenze. Es kann nur klassifizieren, was es hört. Wenn deine Atmung zu leise für das Mikrofon ist, um sie einer Phase zuzuordnen, und nichts darauf hindeutet, dass du wach bist, markiert die App diesen Abschnitt als Stille, statt zu raten. Das passiert oft bei leisen Atmern oder wenn ein Ventilator oder eine Klimaanlage den Klang überdeckt.

Stille zählt als erholsamer Schlaf. Sie geht in deine Gesamtschlafzeit ein und bringt Punkte für den erholsamen Anteil deines Schlafscores, sodass eine ruhige Nacht weiterhin als gute Nacht gilt. Eine Phase ohne Belege zu erfinden würde die Daten weniger vertrauenswürdig machen, also kennzeichnet die App die Unsicherheit und belässt es dabei.

Atemfrequenz und Atemregelmäßigkeit

Zwei Atemmessungen fließen in das Phasenmodell ein, und beide tauchen in deinen Ergebnissen auf:

  • Atemfrequenz wird in Atemzügen pro Minute (AzM) angezeigt, errechnet aus dem Abstand zwischen den Atemzügen, die die App hört. Ein typischer Erwachsenenbereich im Schlaf liegt bei 12 bis 20 AzM. Die App nimmt alle paar Minuten einen Wert und zeigt deinen Durchschnitt. Nach ungefähr den ersten 10 bis 15 Minuten erkannten Schlafs setzt sie eine persönliche Basislinie und nimmt dafür die Mitte dieser frühen Werte, damit ein Ausreißer sie nicht verzieht. Die Werte bleiben in einem plausiblen Bereich von etwa 6 bis 25 AzM, was Müllspitzen herausfiltert und trotzdem die höheren Raten zulässt, die im REM-Schlaf oder bei kurzen Aufwachphasen vorkommen.
  • Atemregelmäßigkeit ist, wie gleichmäßig der Rhythmus zwischen deinen Atemzügen ist, auf einer Skala von unregelmäßig bis gleichmäßig. Lange Abschnitte sehr gleichmäßiger Atmung deuten auf Tiefschlaf hin. Ein Umschwung zu unregelmäßigerer Atmung kann REM bedeuten.

Beides sind Schätzungen aus Audio, für deinen eigenen Einblick. Liegt deine Atemfrequenz deutlich außerhalb des Normbereichs, bring das zu einem Arzt, statt selbst zu diagnostizieren.

Nutzt die App Apple Watch-Daten?

Ja, wenn sie da sind. Meldet ein Wearable wie die Apple Watch für die Nacht Schlafphasen, verwendet Snore Timeline die Tief- und REM-Prozentwerte der Uhr für deinen Schlafscore statt der eigenen Audioschätzungen. Ein Wearable misst diese Phasen besser als Audio das kann, also gibt die App ihm den Vorzug. Ohne Wearable greift sie auf die Schätzungen aus Atmung und Bewegung zurück. Die Seite Apple Watch beschreibt, was die Uhr beisteuert.

Das Hypnogramm lesen

Wach REM Leicht Tief Stille 23 Uhr 6 Uhr jeder Block entspricht etwa 5 Minuten
Ein Hypnogramm wechselt über die Nacht zwischen Phasen. Jeder farbige Block entspricht etwa fünf Minuten.

Das Hypnogramm in deiner Nachtübersicht zeichnet auf, wie du dich über die Nacht durch die Phasen bewegt hast. Jedes farbige Band steht für 5 Minuten in einer bestimmten Phase:

  • Orange: Wachphasen
  • Cyan (Hellblau): Leichtschlaf
  • Indigo (Dunkelblau): Tiefschlaf
  • Pink/Cyan: REM-Schlaf
  • Mint (Sanftgrün): Stille, nur in Nächten angezeigt, in denen sie auftritt
Nachtübersicht mit dem Schlafphasen-Hypnogramm
Vergrößert Hypnogramm mit Wach, REM, Leicht, Tief und Stille über die Nacht mit Phasenprozentsätzen
Das Hypnogramm zeigt deine Phasen in 5-Minuten-Bändern über die Nacht.

Lies es von links nach rechts, und du kannst zählen, wie viele vollständige Schlafzyklen du durchlaufen hast, sehen, wann du am meisten Tiefschlaf hattest, und erkennen, wo REM lag. Tippe auf einen Block, und eine Pille zeigt die vollständige Zeitspanne dieser Phase, etwa „Leicht · 3:50 Uhr – 4:15 Uhr“, und die Timeline springt zu diesem Moment, sodass du prüfen kannst, ob deine Schnarchepisoden zu einer bestimmten Phase passen. Scrollst du danach durch die Zeitleiste, folgt die Auswahllinie des Hypnogramms mit.

In Nächten, in denen ein Wearable Schlafdaten synchronisiert hat, du aber kein Audio aufgenommen hast, zeichnet der Zeitleiste-Streifen ein Phasenband in denselben Farben, und die Statusleiste nennt unter der Mittellinie die Phase und deine Vitalwerte, etwa „Leicht · 57 bpm · 13 br/min · SpO2 96%“. Aufgezeichnete Nächte behalten die einfache Wellenform.

Typische Phasenverteilung

Die Nachtübersicht zeigt außerdem, wie viel Prozent der Nacht du in jeder Phase verbracht hast. Eine typische Nacht könnte etwa so aussehen:

  • 45 % Leichtschlaf
  • 20 % Tiefschlaf
  • 27 % REM-Schlaf
  • 8 % Wach

Diese Prozentwerte verschieben sich mit Alter, Gesundheit, Stress und vielem mehr, vergleiche also deine eigenen Nächte untereinander und mach dir keinen Kopf, ob sie zum Lehrbuch passen. Für die Bewertung behandelt die App einen Tiefschlaf von etwa 13 bis 23 Prozent als gesunden Zielbereich, wobei 20 Prozent oder mehr Punkte einbringen, und REM von etwa 20 bis 25 Prozent. Landest du in diesen Bereichen, kann das deinen Schlafscore anheben. Das sind allgemeine Richtwerte, mehr nicht.

Wie genau sind die Schätzungen?

Die Klassifizierung stützt sich auf veröffentlichte Forschung zum Zusammenhang zwischen Atemregelmäßigkeit und Schlafphasen. Studien, die Schlafphasen aus einem einzigen physiologischen Signal bestimmen, etwa Atmung oder Herzratenvariabilität, erreichen etwa 70 % Übereinstimmung mit der Polysomnografie, dem klinischen Goldstandard für Schlafstudien. Die Schätzungen geben dir also ein brauchbares Bild deiner allgemeinen Schlafarchitektur und ein besseres deiner Trends im Zeitverlauf.

Ein paar Dinge treiben die Genauigkeit nach oben oder unten. Längere Aufnahmen helfen, weil mehrere Stunden Schlaf dem Algorithmus mehr vollständige Zyklen zum Anschauen geben. Ein lautes Zimmer, ein Bettpartner, Haustiere oder zu großer Abstand zum Mikrofon machen deine Atmung schwerer erkennbar, und die Schätzungen werden entsprechend schlechter.

Medizinischer Hinweis

Das sind Schätzungen aus einer Audioanalyse. Klinische Messungen sind sie nicht. Klinisches Schlafstaging nutzt Hirnwellen, Augenbewegungen und Muskelaktivität, und nichts davon kann Audio erfassen. Snore Timeline wurde nicht gegen Polysomnografie validiert und kann weder Schlafapnoe noch eine andere Schlafstörung diagnostizieren. Betrachte die Phasenaufschlüsselung als allgemeinen Anhaltspunkt und sprich mit einer medizinischen Fachperson, wenn du dir Sorgen um deinen Schlaf machst.

Warum keine Phasen erkannt wurden

Die Phasenschätzung braucht hörbare Atmung über die Aufnahme hinweg. Zeigt eine Nacht keine Phasen, liegt es meist an einem dieser Punkte:

  • Atmung zu leise. Deine Atmung erreicht das Mikrofon vielleicht nicht laut genug, um damit zu arbeiten.
  • Telefon zu weit weg. Atemgeräusche verlieren sich schnell mit der Entfernung. 30 bis 60 cm vom Kopf funktionieren gut.
  • Hintergrundgeräusche. Ventilatoren, Klimaanlagen und andere gleichmäßige Geräusche können die Atmung überdecken, auf die die App hört.
  • Aufnahme zu kurz. Der Algorithmus braucht etwa 15 Minuten, um deine Basislinie zu setzen, bevor er überhaupt etwas klassifizieren kann.
Tipp

Nutze jede Nacht dieselbe Telefonposition, mach das Zimmer leise, wo du kannst, und nimm ganze Nächte auf. Aufnahmen von 6 Stunden oder mehr geben dem Algorithmus die vollständigsten Zyklen, und eine gleichbleibende Position hält deine Nächte vergleichbar.

Wenn die ganze Timeline leer blieb und es um mehr geht als die fehlenden Phasen, sieh unter Fehlerbehebung nach.

Forschungsreferenzen

Die Phasenklassifizierung stützt sich auf diese Arbeiten: