有酸素運動の心拍数が歩調と同じ？速度を変える前に光センサーの誤差を読む

2026.10.31
ヨガとからだの小さな疑問

同じ動きでも、取り除くノイズの選び方が違う

腕を大きく振ったときと、手の向きを変えたときでは、時計の動き方も変わる。Leeらの技術研究は、強度の高い身体運動中に得られた計47記録を使い、動きの情報の選び方による精度の違いを検証した。加速度に加え、回転を捉えるジャイロの情報も扱っている。[2]

状況に応じて動きの情報を選ぶ方法は、比較した既存の5つの処理方法すべてで、他の選び方より精度が高かった。ここから日常へ持ち帰れる問いは、「どんな動きの最中だったか」である。腕振りだけでなく、手の向きや動作が変わった場面も観察として添えれば、表示の変化を運動の速さだけに結び付けずに済む。これは研究の結論を踏まえた記録の整理であり、記録を増やせば時計の精度が上がるという意味ではない。[2]

ここで改善したのは、人の体力でも歩き方でもなく、心拍を推定するための情報の使い方である。センサーを増やすという話だけでなく、どの情報を誤差対策の手掛かりとして採用するかが結果に関わる。腕の動かし方によって測定の条件も変わるため、機器の説明に「体動対応」とあることだけでは、その処理の働きまで分からない。[2]

ただし、この比較は日常の全動作を調べたものでも、時計のブランドを順位付けしたものでもない。読者の画面で歩調に似た値が続くときに、「この製品のこの処理が失敗した」と原因を名指しする根拠にはしない。研究が支えるのは、体動の参照信号をどう選ぶかによって推定誤差を減らせるという範囲の結論である。[2]

別の技術と別の条件を混ぜないためには、記録に運動の名前だけでなく、何をしていたかを添えると考えやすい。たとえば「歩行中」だけより、「大きく腕を振って歩いていた最中に表示が変わった」のほうが、体動を論点として残せる。これは故障を見抜く試験ではなく、腕振りを扱った実験と自分の観察を混同しないための整理である。[10]

帰宅後にグラフだけを見ると、その瞬間の手の動きは思い出しにくい。画面に現れた値と、現場で起きたことを別々に書いておけば、「高い数字だったから激しい運動だった」という結論をいったん保留できる。体動に敏感な測定である以上、表示を解釈する際には体の動きという条件も並べたい。[10]

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よくある誤解

「歩調と一致したら、歩数を心拍として拾っているに決まっている」。体動が光の信号を乱すこと、加速度の周期成分を利用してノイズを減らす方法があることは、研究で確かめられている。しかし、数字が似たという観察だけでは、その瞬間にどの成分が採用されたかまで特定できない。仕組みとして起こり得る混入と、個別の表示の原因確定を分ける必要がある。[6][10]

「今の時計は進歩しているから、運動中の誤差は気にしなくてよい」。47研究を含む手首型活動量計の系統的レビューでは、測定精度は時代とともに改善している一方、機器、活動、対象集団によるばらつきが残るとされた。進歩は確かな方向だが、どんな運動中も同じ精度になるという結論ではない。古い失敗談だけで今の機器を切り捨てず、進歩だけで個別の条件も消さない姿勢が要る。[1]

「締めれば締めるほど、脈は正しくなる」。前腕と手首を比べた実験が示したのは、固定の強さだけで解決する話ではなかった。前腕のほうが高い精度でも、運動の影響を除く技術が必要だった。締め付けの不快感も研究の問題設定に含まれている。きつさを増すことを、どの機器にも通じる正解として扱わない。[7]

系統的レビューのように研究を広くまとめる仕事と、小さな技術実験は、役割が違う。前者は機器や活動によるばらつきを俯瞰し、後者は信号をどう処理すると改善するかを具体的に調べる。どちらかを選んで一方を捨てる必要はない。全体としては進歩しており、それでも測定部位、固定、体動処理に課題が残る、という組み合わせで読める。[1][2][7]

また、光学式測定のロードマップを示すレビューは、センサー設計、信号処理、臨床応用などを別々の研究領域として扱っている。心拍を表示する技術は、裏側の測定から利用場面までをつなぐ仕事である。読者がすべての技術を覚える必要はないが、画面の値だけで測定条件まで見えたことにはならないと知っておく意味はある。[20]

yogaのレッスン前の様子生徒の足もとにあるヨガマット立川駅徒歩1分年中無休の溶岩ホットヨガスタジオ

今日からできること

表示が歩調に似たと感じたら、「心拍が変わった」と「表示が変わった」を書き分ける。体動が測定信号を変える可能性を残した観察にする。[10]
そのときの腕振りや動作も添える。11人の実験で腕振りと跳躍が測定条件として扱われたように、動いていた事実を省かない。[10]
付け直す場合も、強く締めることだけを目的にしない。前腕と手首を比べた10人の運動実験では、場所と圧に加えて体動対策が必要だった。[7]
精度の説明を読む際は、平均誤差か、その瞬間の差かを確かめる。毎分1.15拍という平均絶対誤差は、公開データに適用した処理方法の成績として読む。[6]
次に同じ運動を記録するときは、種目と装着条件を一緒に残す。機器、活動、集団による違いが残るという47研究のレビューを、自分の比較条件をそろえる視点に使う。[1]

記録を残す目的は、時計の正誤を毎回裁くことではない。数字の変化が気になった日に、どこまで観察し、どこから推測したのかを見失わないためである。体動成分を取り除く研究は、測定が条件に左右されることと、処理によって改善できることの両方を示している。機器を信じるか捨てるかの二択にする必要はない。[2][6]

たとえば、一定のペースで歩いていた日に表示だけが急に変わったなら、記録にはそのまま「ペースは同じ、表示は変化」と残せばよい。これに腕の動きや装着状態の観察を加える。そこで「心拍が上がったので体力が落ちた」と結論を足す前に、測定の側にも変化の入口があることを思い出したい。小さな装置の小さな数字に、体の評価を全部任せる必要はない。[7][10]

一方、体に気になる変化があるときに、時計の誤差という説明だけで片付ける話でもない。この記事の実験は、センサーや処理の精度を調べたものである。測定技術を理解することと、個別の健康状態を判断することは分け、健康状態に関する判断は医師に相談する。技術研究を読んで得るのは診断名ではなく、数字を確かめるための問いである。[2][7][10]

運動記録を誰かに見てもらう場面でも、この区別は使える。「時計がおかしい」だけでは、表示の何が気になったのか伝わりにくい。「歩くテンポに近い値が続いた」「腕を振っていた」「その前後の表示も残っている」と、確認できた事実を言葉にする。加速度を参照して光の信号を処理する研究からも、動作の情報が測定を考える手掛かりになることが分かる。[6]

そこから先の解釈を急ぐ必要はない。自分の観察を詳しくすることと、自分で測定誤差を補正することは別である。研究で誤差が減ったのは、決められた方法をデータに適用して検証した結果だ。表示から適当に差し引いた数字を「本当の心拍」として残すのではなく、観察した値と条件をそのまま残すほうが、後で読み直す材料を保てる。[2][6]

オンザショア立川店で、記録と予定をつなぐ

時計の表示だけで運動を評価せず、取り組む内容と続ける予定も一緒に考えたい。オンザショア立川店は営業時間が8:00〜23:30、年中無休である。朝の予定に組み込むか、仕事帰りの時間に置くか。生活の中で通う時刻を考えられる場所として案内したい。

場所は東京都立川市曙町2-14-10 エトロワビル3F、JR立川駅北口から徒歩1分だ。溶岩プレートを敷いたスタジオでのホットヨガのほか、常温のヨガ、ピラティス、パーソナルトレーニングなどがあり、ヨガだけで25種類以上のレッスンを用意している。運動を続ける予定は、通う場所と取り組む内容を合わせて考えられる。

医師から運動を止められている方は利用できない。妊娠中の方は溶岩ホットヨガには参加できず、常温のマタニティヨガがある。参加条件と内容は店の案内で確認し、料金と合わせて通う予定を考えたい。

ヨガの体験レッスンは税込1,980円で、60分のレッスンにバスタオル2枚、フェイスタオル1枚、ヨガマットのレンタルを含む。取り組む内容と時刻が決まったら、体験の予約へ進める。

参考文献

[1] Advancement in wrist worn physical activity trackers: technological developments and measurement accuracy: a systematic review — Hogue T, Khoury A, Njeim P, Aswad N, Youssef L, Birtulescu S, Faust A, Hajj-Bout, 2026, Frontiers in digital health. DOI: 10.3389/fdgth.2026.1820224

[2] Adaptive scheduling of acceleration and gyroscope for motion artifact cancelation in photoplethysmography — Lee H, Chung H, Ko H, Parisi A, Busacca A, Faes L, Pernice R, Lee J., 2022, Computer methods and programs in biomedicine. DOI: 10.1016/j.cmpb.2022.107126

[6] Improved Heart Rate Tracking Using Multiple Wrist-type Photoplethysmography during Physical Activities — Zhu L, Du D., 2018, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference. DOI: 10.1109/embc.2018.8512736

[7] Effect of Position and Fastening Belt Pressure on the Accuracy of PPG-Based Heart Rate Sensor — Shimazaki T, Kuwahara Y, Kimoto M, Hara S, Yomo H., 2018, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference. DOI: 10.1109/embc.2018.8513333

[8] Motion artifact cancellation and outlier rejection for clip-type ppg-based heart rate sensor — Shimazaki T, Hara S, Okuhata H, Nakamura H, Kawabata T., 2015, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference. DOI: 10.1109/embc.2015.7318784

[10] Relationship between measurement site and motion artifacts in wearable reflected photoplethysmography — Maeda Y, Sekine M, Tamura T., 2011, Journal of medical systems. DOI: 10.1007/s10916-010-9505-0

[20] The 2023 wearable photoplethysmography roadmap — Charlton PH, Allen J, Bailón R, Baker S, Behar JA, Chen F, Clifford GD, Clifton , 2023, Physiological measurement. DOI: 10.1088/1361-6579/acead2

この記事の情報は2026年10月時点のものです。個別の健康状態については医師にご相談ください。