Apple Watchの緑の光は、何を測っている？ 心電図との違い

緑の光は、血液に吸収される

Apple Watchの背面には、光を出すLEDと、戻ってきた光を検出する受光部があります。光を出す側と受け取る側が、どちらも手首に接する側にある「反射型」の測定です。（Appleの心拍数測定の説明、Parkら、2022）

皮膚に入った光は、組織の中で散らばり、一部が吸収され、残りの一部が受光部に戻ります。血液中のヘモグロビンは緑色の光を吸収するため、光が通る場所の血液量が変わると、戻ってくる光の量も変わります。

拍動に伴って血液量が増えると、一般に緑の光の吸収が増え、受光部に戻る光は減ります。そのあと血液量が減ると、戻る光は増える方向に変わります。この小さな明暗の繰り返しが、脈を捉える手がかりになります。

ここで捉えているのは、血液が何mL流れたかという流量や、血液が流れる速さそのものではありません。皮膚の中の血液量に伴う、光の変化です。心臓を光で直接撮影しているわけでもありません。

光の変化から、どうやって心拍数がわかる？

この方法は、光電式容積脈波記録法、略してPPGと呼ばれます。難しい名前ですが、「光で、血液量の変化による脈の波を捉える方法」と考えると理解しやすくなります。

受光部は、戻ってきた光を電気信号に変えます。機器はその信号から脈の繰り返しを読み取り、1分間あたりの回数に換算します。たとえば、脈の間隔が平均1秒なら、心拍数に換算して60回／分です。これは計算を説明するための例で、健康の基準ではありません。（PPGの原理：Parkら、2022）

緑のLEDの点滅そのものが、心臓の拍動を表しているわけではありません。AppleはLEDを毎秒数百回点滅させて測定すると説明しています。見えている光の点滅を数えても、自分の心拍数にはなりません。（Appleの心拍数測定の説明）

心電図は、電極で電気信号を記録する

心臓では、電気的な活動に続いて筋肉が収縮し、血液が送り出されます。その影響が脈として手首に届きます。心電図とPPGは、この一連の出来事の異なる部分を捉えています。

心電図（ECG）は、皮膚に触れた電極の間の電位差、つまり電気的な違いを記録する方法です。対応するApple Watchでは、本体背面の電極とDigital Crownの電極を使います。反対側の手の指をCrownに触れさせ、約30秒間、動かずに記録します。緑の光の波形を心電図に描き替えているのではありません。（Appleの心電図アプリの説明）

PPGでも心電図でも心拍数に関する情報が得られます。ただし、心電図のとがった波と、手首で捉えた脈の波は、形も現れるタイミングも異なります。電気活動から収縮を経て、脈が手首に伝わるまでに時間がかかるためです。（PPGと心電図の原理：Parkら、2022）

いつも緑に光る？ 赤外線を使うこともある

光学式心拍センサーは、緑の光だけでなく赤外線も使います。どの光を使うかは、機種や活動の状況、睡眠中かどうかなどで異なります。緑の光が見えないだけで、心拍センサーが故障したとは判断できません。（Appleの心拍数測定の説明）

また、「光を使っているなら、心拍数以外も何でもわかる」というわけではありません。測定には、使う波長や受光部、信号の処理、機能ごとの検証が必要です。緑の光がついていることだけで、血圧や血中酸素の測定が行われているとはいえません。

動いていると、なぜ測定が乱れるの？

受光部が捉える光は、脈だけで変わるわけではありません。時計がずれたり、皮膚との接触が変わったりしても信号が変化します。機器は、その中から脈に由来する成分を取り出す必要があります。（PPGの信号とノイズ：Parkら、2022）

たとえば、次の条件は測定に影響します。値が飛んだり、うまく記録されなかったりしたときは、体の変化と測定条件の両方を確かめます。（Appleの測定精度に関する説明）

• 装着がゆるい：本体が動き、センサーと皮膚の接触が安定しにくくなる。
• 手首が冷えている：皮膚を流れる血液が減り、十分な信号を捉えにくくなることがある。
• 腕を不規則に動かす：脈とは別の動きが、光の信号に重なりやすい。
• センサーを覆うタトゥーなどがある：光の吸収や通り方が変わり、測定に影響することがある。

2017年には、男性21人に歩行・ジョギング・ランニングをしてもらい、Apple Watchと胸部の心拍計を比較した実験が行われました。歩行ではよく一致した一方、運動の強さが増すにつれて一致の程度が下がり、記録できた心拍数データの割合も減りました。（Khushhalら、2017）

これは初代Apple Watchを用いた、限られた参加者・運動条件での結果です。現在の全機種の誤差を示す数字にはできません。ただ、「心拍センサーの精度」を一つの値で表さず、機種と測った状況を確認する必要があることはわかります。

「判定不能」は、正常・異常のどちらとも違う

電極を使う心電図でも、必ず結果を分類できるわけではありません。装着や接触の状態に加え、心拍数、リズムの種類などによって「判定不能」や記録状態が良好でないという結果になることがあります。判定不能は、正常だったという意味でも、病気が見つかったという意味でもありません。（Appleの心電図アプリの説明）

心房細動で治療を受ける患者74人を対象とした2022年の研究では、最初の心電図記録の27.9％が自動分類できませんでした。これは医療機関で選ばれた参加者の結果であり、一般利用者の発生率ではありません。精度を読むときは、分類できた記録だけでなく、分類できなかった記録にも目を向けることが大切です。（Pepplinkhuizenら、2022）

また、光学式センサーによる「不規則な心拍の通知」と、心電図アプリで記録した結果は別の機能です。通知がないことや、一度の記録で洞調律と出ることは、あらゆる心臓の問題がないという保証にはなりません。（Appleの心臓の健康に関する通知・心電図アプリの説明）

日々の記録は、測り方と一緒に見る

1. まず、無理なくフィットさせる

   センサーが手首の皮膚に触れ、本体が大きくずれないように装着します。締めつければ締めつけるほどよいわけではありません。きつすぎず、ゆるすぎない状態に調整しましょう。

2. 気になる値は、状況を添えて確認する

   歩いていたのか、座っていたのか、手首が冷えていたのかを思い出します。落ち着いて再確認できる場面なら、腕を支えて動きを減らし、測定します。1回の値だけで原因を決めないことが大切です。

3. 心電図を記録するときは、接触を安定させる

   対応機種では、腕を机や膝で支え、反対側の手の指をDigital Crownに触れさせて、約30秒間じっとします。手首と本体がきれいで乾いていることも確認します。（Appleの心電図アプリの説明）

4. 症状を、数値や判定より優先する

   動悸やめまいなど、気になる症状が続く場合は、記録を添えて医療機関に相談してください。強い胸の痛み・圧迫感や息苦しさなどがあるときは、測り直しを待たずに救急の助けを求めます。Apple Watchの心電図アプリは心臓発作を検知できません。（Appleの心電図アプリの説明）

手首の緑の光は、目には見えにくい小さな変化を、日々の記録に変える仕組みです。何を測っているのかがわかると、数字が動いたときにも、体の変化と測定の条件を分けて考えやすくなります。