Apple Watch Ultra 3のVO2max精度を検証：2025年アルゴリズムはラボCPETとどこまで一致するのか

その手首の数字、信じていいのか？

想像してみてください。Apple WatchにはVO2max 52 ml/kg/minと表示されているのに、ラボ検査（顔にマスクをつけ、限界までトレッドミルで走る）では47前後という結果が出る。こうした差は珍しくありません。独立した検証研究では、Apple Watchの推定値はラボの値と平均で約13%ずれていました。

手首のデバイスが示す数値と、実際に体内で起きていることとの乖離。これは多くの人が思っている以上に重要な問題です。VO2maxは単なる自己満足の指標ではありません。寿命を予測する最も強力な指標の一つなのです。2009年にJAMAに掲載されたメタ分析（33研究、約10万人）では、心肺持久力が1 MET（約3.5 ml/kg/min）高いごとに全死亡リスクが13%、冠動脈疾患・心血管イベントのリスクが15%低いことが示されました。だからこそ、時計がこの数値を表示するとき、問う価値があります。本当の値にどれだけ近いのか、と。

Apple WatchはVO2maxをどう推定しているのか

Appleはアルゴリズムの技術的詳細をすべて公開しているわけではありません（当然ながら独自技術です）。また、私たちが調べた範囲では、Ultra 3単独を対象とした査読付き研究はまだありません。わかっているのは基本的な仕組みです。時計は、屋外でのウォーキング、ランニング、ハイキング中に光学センサーで測った心拍数と記録したペースから、VO2maxを推定します。

このモデルは、移動速度と心拍数の上がり方の関係を見ています。低い心拍数で速く動ければ、推定値は上がります。理にかなった方法ですが、酸素消費量は間接的に推測するしかなく、実際に吸ったり吐いたりする酸素を測っているわけではありません。

独立した研究者たちは、Apple Watchの推定値をゴールドスタンダード、つまり呼気ガスを直接分析する最大運動負荷試験（心肺運動負荷試験、CPET）と比較しています。最近の3つの研究がこれを行いました。Apple Watch Series 7（19人）、2025年のPLOS One掲載のApple Watch研究（30人）、Apple Watch Series 10（40人）です。

本当に重要な数字

ここからが興味深いところです。2025年のPLOS One研究では、Apple WatchはVO2maxを平均6.1 ml/kg/min低く推定し、平均絶対パーセント誤差は13.3%、95%一致限界はおよそ-6〜+18 ml/kg/minに及びました。Series 10の研究もほぼ同じ結果で、平均6.3 ml/kg/minの過小評価、平均絶対パーセント誤差は13.2%でした。体力パーセンタイル帯を正しく判定できた参加者は14%にとどまりました。

平たく言えば、本当のVO2maxが45の人でも、時計の数値は37〜39あたりから50前後まで、どこに出てもおかしくないということです。研究者たちは、個人レベルでの一致度は低いものの、集団レベルの研究には役立つ可能性があると結論づけました。

体力レベルも影響するようです。Series 7の研究では、ラボで測定したVO2maxの平均は45.9 ml/kg/min、時計の平均は41.4で、平均絶対パーセント誤差は15.8%でした。著者らは、他のスマートウォッチと同様に、Apple Watchも体力の低い人ではVO2maxを過大評価し、体力が非常に高い人では過小評価する傾向があると指摘しています。

なぜこのような差が生じるのでしょうか。高度にトレーニングされたアスリートには、手首ベースのアルゴリズムでは捉えにくい生理的適応があります。心臓が1回の拍動でより多くの血液を送り出し（1回拍出量が多い）、筋肉はより効率的に酸素を取り込み、ランニングエコノミー（一定のペースで動くためのエネルギーコスト）もレクリエーションレベルの人とは異なります。心拍数とペースに基づくモデルでは、こうした違いを間接的に推測するしかありません。

CPETの仕組み（そしてなぜ今もゴールドスタンダードなのか）

ラボでのVO2maxテストを受けたことがない方のために説明しましょう。呼吸をすべて捕捉するマスクを装着します。センサーが吸入・呼出する酸素と二酸化炭素の正確な濃度を分析します。その間、物理的に続けられなくなるまで運動強度を上げていきます。

このテストは、推定ではなく実際の最大酸素摂取量を測定します。代理指標に基づく推定ではなく、本物のデータです。ほとんどのスポーツ医学施設で15,000〜40,000円程度、ウォームアップとリカバリーを含めて約45分かかります。そして、ウェアラブルでは得られないデータを提供します：換気閾値、呼吸交換比、そしてあなた個人の生理学に基づいた正確な心拍数ゾーンです。

2022年にSports Medicineに掲載されたシステマティックレビューとメタ分析は、市販ウェアラブルとラボ検査を比較した14の研究を統合しました。運動データを使うアルゴリズムの機器は平均バイアスがほぼなかった（-0.09 ml/kg/min）ものの、95%一致限界は約-9.9〜+9.7 ml/kg/minと広く、安静時データに頼る機器はVO2maxを過大評価し、精度もさらに低いものでした。著者らは、運動ベースの推定は集団レベルではそれなりに機能するが、個人ごとの誤差は大きいと結論づけています。

トレーニング経験者と未経験者：まったく異なる精度の物語

仮想の2つのシナリオを考えてみましょう。

サラは34歳のデスクワーカーで、半年前にランニングを始めました。Apple WatchによるとVO2maxは38 ml/kg/minです。上記の研究の誤差範囲を考えると、ラボでの値は数ポイント高くても低くてもおかしくありません。それでも、3か月間継続的にトレーニングして数値が42に上がり、走るのも楽になっているなら、その方向性は妥当なシグナルと言えます。ただし、時計が時間の経過による変化をどれだけ正確に追えるかを確認した研究はまだありません。

次はジェームズです。29歳で、8年間競技サイクリングを続け、週15時間トレーニングしています。時計のVO2maxは58 ml/kg/minですが、ラボ検査では67でした。体力の非常に高い人での過小評価というこのパターンは、まさにSeries 7の研究が示したものです。さらに、推定値は屋外でのウォーキング、ランニング、ハイキングからしか生成されないため、彼のサイクリングのトレーニングの多くは反映されません。

実践的な意味は？ ほとんどの人にとって、Apple Watchの数値は大まかな目安であり、長期的な方向性を見るのに最も向いています。本格的なアスリートや、体力の低い状態から始めたばかりの人は、絶対値を健全な懐疑心を持って受け止めるべきです。

測定値を狂わせる変数たち

日々の数値も揺れ動くことがあります。検証研究はすべての条件を調べたわけではありませんが、光学式心拍センサーと運動生理学について知られていることから、いくつかの要因が考えられます。

装着状態と動きが重要です。光学式心拍センサーは運動中に最も精度が下がります。市販および研究用ウェアラブルを調べた研究では、運動中の心拍数の誤差は安静時より平均で約30%大きいことがわかりました。手首で緩く跳ねる時計は、これをさらに悪化させます。

高度は入力データを変えます。高地では同じペースでも心拍数が高くなるため、心拍数とペースに基づくモデルは、体力を平地より低く読み取る可能性があります。

暑さも同様です。暑い環境では、体を冷やすために皮膚へ血液を送ろうと心拍数が上がり、アルゴリズムはこれを心血管の体力が低いと誤解することがあります。

最近の病気、睡眠不足、脱水も心拍数を上げます。寝不足の翌日に一度だけ急に下がった場合は、実際の体力低下よりもノイズである可能性が高いでしょう。

Appleが正しくやっていること（評価すべき点）

批判的に書いてきましたが、本当の価値もあります。2022年のメタ分析では、運動ベースのウェアラブル推定値は集団レベルでは平均バイアスがほとんどなく、Series 10の研究者たちも集団レベルでの活用の可能性を認めています。個人にとって最も賢明な使い方は、単発の数値ではなく長期的な方向性を見ることです。

これが本当の価値提案です。ウェアラブルの恩恵を受けるために、完璧な絶対精度は必要ありません。必要なのは一貫性です。ハードにトレーニングすれば数値が上がり、サボれば下がる。そうであれば、ツールとしての役割を果たしています。

機能の限界を知っておくことも役立ちます。Apple WatchはVO2maxの推定値を屋外でのウォーキング、ランニング、ハイキング中に生成し、サイクリングや水泳など他のワークアウトからは直接推定値が出ません。トレーニングの大半がそれ以外の種目なら、数値が実際の体力より遅れて反映される可能性があります。

実際にラボテストを受けるべきか？

何を達成しようとしているかによります。

VO2maxを一般的な健康指標として使用している場合、つまり加齢とともに心血管機能を維持しているかを確認する方法として使うなら、Apple Watchでおそらく十分です。トレンドを追跡し、緩やかな改善を目指し、特定の数字に執着しないことです。

競技としての持久系イベントに向けてトレーニングしているなら、ラボ検査はどのウェアラブルにも提供できない情報を与えてくれます。換気閾値から、有酸素と無酸素の境界がどこにあるかが正確にわかります。これにより、一般的な計算式ではなく自分自身の生理機能に基づいてトレーニングゾーンを設定できます。

心臓の問題から回復中の方や、特定の健康上の懸念がある方は、適切な検査について医師に相談してください。ウェアラブルの推定値は、臨床的な意思決定には適していません。

Apple Watch Ultra 3 VO2maxの結論

独立した研究によると、Apple WatchのVO2max推定値はラボの値と平均で約13〜16%ずれ、特に体力の高い人で低く出る傾向があります。自分の大まかな位置を知り、長期的な傾向を追うには十分ですが、正確な評価には向きません。

しかし、ラボの代替にはなりません。永遠になりません。手首ベースの光学センシングの物理学が、測定可能なものに厳しい制限を課しています。トレーニングを積んだアスリートであれば、大幅な過小評価を予想してください。暑さ、高度、睡眠不足などの厳しい条件で運動している場合は、測定値にノイズが入ることを予想してください。

この数字はGPSの座標ではなく、コンパスとして使ってください。おおよそ正しい方向を指し示しています。私たちのほとんどにとって、それで十分なのです。