指先は、光で脈を読み取りやすい体の部位の一つです。スマートフォンのカメラ、指クリップ型のパルスオキシメーター、スマートリングはどれも指を使い、安静時には、一拍ごとのタイミングを、心拍変動（HRV）を推定できる精度で捉えられます。光で脈を読み取るしくみ全般については、PPG：腕時計が脈を読み取るしくみをご覧ください。
なぜ指先なのか
指先の皮膚のすぐ下には、細い血管がびっしり集まっています。心拍のたびに少しだけ余分な血液がそこへ押し出され、血液は光を吸収するので、指から戻ってくる光は拍ごとに一度弱まります。 光電式容積脈波 PPG 皮膚に光を当て、心拍ごとの血液の拍動を検出する光学的な方法。ほとんどの時計、リング、スマートフォンのカメラアプリが、これで心拍変動（HRV）を推定します。 PPGについてさらに詳しく （PPG）のセンサーは、細い血管の中の血液量のこの揺れを読み取ります（Allen, 2007）。
指で得られる脈は、ほかの多くの部位より強くなります。健康な成人36人を対象に、指、手首の内側と外側、腕、耳たぶ、額の6か所でPPGを記録した研究があります。6か所のうち、指の脈が最も大きく、解析に使える明瞭な波の割合も最も高くなりました（Hartmannら, 2019）。
指先のセンサーには、2つの配置があります。
- 透過型。 光源が指の片側、センサーが反対側にあり、光が指を通り抜けます。医療機関で使われ、家庭用にも売られている指クリップ型パルスオキシメーターは、この方式です。
- 反射型。 光源とセンサーが並んでいて、皮膚で散乱して戻ってきた光をセンサーが捉えます。ライト（フラッシュ）を備えたスマートフォンのカメラはこの方式で、リングもそうです。
- フラッシュ：LEDが指先を下から照らします
- 光は皮膚と細い血管の中で散乱し、一部が外に戻ってきます
- カメラのレンズ：各フレームの明るさが1サンプルになります
- 心拍のたびに光が少し弱まります。1拍につき脈波が1つできます
- スマートリング：指の付け根に光源とセンサーが並んでいます（反射）
- 指先クリップ：光が指先を通り抜け、反対側のセンサーに届きます（透過）
横から見た2つの図です。1つ目は、スマートフォンの背面に指先を置き、カメラのレンズとフラッシュを覆っている様子です。フラッシュから指先に入り、いくつかの細い血管を通ってレンズに戻る曲がった矢印があります。指の上には、カメラが記録する脈を示す、山が3つの小さな波があります。2つ目は、指全体の図です。指の付け根にスマートリングがあり、バンドの内側に光源とセンサーが並んでいて、その間に短い曲がった矢印があります。指先にはクリップがかぶさり、上のあごに光源、下のあごにセンサーがあって、光源から指を通り抜けてセンサーに向かう直線の矢印があります。
スマートフォンのカメラが脈を読み取るしくみ
背面のカメラとライトを指先で覆うと、ライトが皮膚を照らし、カメラは戻ってくる光を撮影します。画面は赤いぼやけた像になります。赤い光は皮膚の中を最も遠くまで届くからです。アプリが必要とするのは画像そのものではありません。動画のフレームごとに、画像の中央部分の明るさ（通常は赤のチャンネル、緑を使うこともあります）を平均し、その1つの数値だけを残します。
この数値をつなげると、脈波になります。アプリはゆっくりしたずれをならし、脈ごとの山を見つけて、山から次の山までの時間を測ります。この脈と脈の間隔が心電図（ ECG 心電図 皮膚に付けた電極で記録する、心臓の電気的な活動の記録。心電図に基づくRR間隔は、HRVを測るうえでの参照基準です。 心電図についてさらに詳しく ）の拍と拍の間隔の代わりになり、RMSSDなどの式でHRVの数値になります。厳密には、脈のセンサーが測るのは脈拍変動（ PRV 脈拍変動（PRV） 脈拍と脈拍の間隔の変動を、時計、リング、スマートフォンのカメラが光学的に測ったもの。安静時は心拍変動（HRV）によく追従しますが、動いているときはずれていきます。 脈拍変動（PRV）についてさらに詳しく ）で、安静時にはHRVとよく一致します（SchäferとVagedes, 2013）。本来のHRVは、臨床での基準である心電図から求めるもので、心電図と24時間ホルターのHRVで説明しています。
フレームレートがサンプリング周波数になる
カメラはフレームごとに明るさのサンプルを1つ出すので、フレームレートが、山のタイミングをどこまで細かく取れるかを決めます。多くのスマートフォンは毎秒30フレームで撮影し、サンプルの間隔は33 msになります。毎秒60フレームの機種もあり、その場合は間隔が半分になります。RMSSDは、隣り合う拍の数十ミリ秒の差から作られるので、33 msの刻みは粗いものです。ソフトウェアは、山の前後のサンプルに小さな曲線を当てはめ、山の位置をフレームとフレームの間に置くことで、生のフレームより細かくできます。この影響がどれほど大きいかは、PPGガイドのサンプリング周波数の節に示しています。
カメラには、誤差を増やす癖が2つあります。まず、フレームが等間隔で届くとは限りません。処理の忙しいスマートフォンは、フレームを遅らせたり落としたりすることがあり、完全な等間隔を前提とするアプリは拍の位置を誤ります。次に、カメラは露出と色を自動で調整するため、脈とは無関係に明るさが段階的にずれることがあります。毎秒30フレームで読み取るAndroidアプリを調べた2015年の研究では、横になった状態で、拍ごとの誤差に機種が有意な差をもたらしていました（Guede-Fernandezら, 2015）。
このサイトのカメラテストは、ブラウザに毎秒30フレームを要求し、等間隔を前提とせず各フレームのタイムスタンプを使い、脈の頂点に曲線を当てはめて、フレームとフレームの間に山の位置を置きます。
研究でわかっていること
根拠のほとんどは、安静時の健康な成人の小さな集団から得られています。
- 心拍数。 2018年のメタアナリシスは、心拍数を測るカメラアプリの14件の研究を統合しました。安静時で調律が正常な成人では、アプリは検証済みの方法とよく一致し、相関は0.90以上でした。子どもでは、アプリの検証は行われていませんでした（De Ridderら, 2018）。2024年の10件の研究のレビューも、健康な人については同じ結論で、そのすべてが厳密に管理された条件で行われていた点を指摘しています（Matherら, 2024）。
- 成人30人のHRV。 Pengらは、スマートフォンのカメラによる16のHRV指標を心電図と比べました。RMSSDを含む14は、心電図の値と強く相関しましたが、心電図の値と置き換えられるほど近く一致したのは7つだけで、RMSSDはその7つに入っていませんでした（Pengら, 2015）。
- 成人29人のRMSSD。 Plewsらは、安静時の5分間を、スマートフォンのカメラアプリ、Polar H7の胸部ストラップ、心電図で同時に記録しました。心電図と比べたRMSSDの差は、カメラもストラップも、ごくわずかでした（Plewsら, 2017）。
- 成人57人のゆっくりした呼吸。 5分間のゆっくりした呼吸を5回行った間、lnRMSSDと3つの指標について、カメラと心電図の値はほぼ完全に一致し、級内相関係数（ICC）は0.90を超えていました（van Dijkら, 2023）。
- 1つのアプリで2つの結果。 若い成人5人を対象に、一般向けの7製品を調べた2021年の検証では、CameraHRVアプリのRMSSDは平均で112%ずれ、最も正確な製品は約4%〜7%以内に収まっていました（Stoneら, 2021）。アスリート37人を対象にした2026年の研究では、同じアプリの平均のずれは17.5%、Polar H10の胸部ストラップは2.2%で、このアプリで繰り返し測った値どうしはよくそろっていました（Johanssonら, 2026）。
まとめると、アプリが信号をうまく処理できていれば、安静時にはカメラでも心電図に近い値が出ますが、1つのアプリや機種で良い結果が出たからといって、別のものにそのまま当てはまるわけではありません。指先のPPGそのものには長い実績があります。2008年の研究では、安静時の成人10人の5分間で、指先のPPGと心電図のHRVが一致しました（Selvarajら, 2008）。上の研究はすべて、安静時の人を調べています。身体活動中は、脈にもとづくHRVと心電図にもとづくHRVが、許容できないほど食い違うことがよくあります（SchäferとVagedes, 2013）。タイミングの誤差がどこから生じ、どの指標が最も影響を受けるかは、PPGがHRVの数値に与える影響で説明しています。
実際の問題と避け方
強く押しすぎる
圧力をかけると、カメラが見ている細い血管から血液が押し出されます。指に反射型センサーをつけた15人では、接触の力を0.2から1.8ニュートンまで上げると、脈は最初大きくなり、そのあと小さくなりました。大半の人で脈が最大になったのは、0.2〜0.4ニュートンという軽い接触のときでした（TengとZhang, 2004）。これは約20〜40グラムの重さにあたります。明るいライトに強く押しつけると、赤のチャンネルが飽和することもあり、飽和したチャンネルには脈がまったく現れません。指はレンズにのせるだけにして、押さないでください。
指が冷たい
寒さは皮膚の血管を細くし、脈を小さくします。16人で、皮膚を局所的に冷やしたり温めたりすると、PPGの信号が変わりました（Jeongら, 2014）。先に手を温めてください。たとえば温かいマグカップを手で包みます。
動き
指やスマートフォンがわずかにずれるだけで、光が皮膚に入る様子が変わり、脈がかき消されることがあります。手とスマートフォンを机や太ももの上に置き、普通に呼吸し、話さないでください。
ライトが熱くなる
ライトは測定の間ずっとつきっぱなしで、スマートフォンのカメラの周りが熱くなることがあります。レンズが熱いと感じたら、中止して、あとでやり直してください。熱い部分があると体が動いてしまい、動くと信号が乱れます。
どの指を使うか
多くの人は人差し指を使います。大切なのは、指の腹がレンズとライトの両方を完全に覆うこと、無理なくじっとさせておけること、毎回同じ指を使うことです。
どのくらいの長さで記録するか
従来の短い記録は5分間です。安静時のRMSSDなら、ずっと短くても足ります。成人3,387人を対象にした研究では、10秒間の心電図1回でもすでに有効なRMSSDが得られ、2分間は5分間とほぼ完全に一致しました（Munozら, 2015）。この研究は心電図を使っています。カメラは拍ごとのタイミングの精度が低く、ときどき拍を取りこぼすので、少なくとも1分間、できれば2分間にしてください。長さの違う測定値は自由に比べるべきではないので（ShafferとGinsberg, 2017）、長さを一つに決めて守ってください。
横になるか、座るか
横になるか座るかして、毎回同じ姿勢で測ってください。HRVは両者で異なるからです。朝起きてすぐ、ベッドの中で測る人は多くいます。アプリ利用者28,175人を対象にした研究は、起床時にスマートフォンのアプリで測った短い測定値に基づいて結果を出しています（AltiniとPlews, 2021）。
指クリップとリング
指クリップ型パルスオキシメーターは、指先を挟む形です。クリップの片側にある光源が、赤い光と赤外線を指に通し、反対側にあるセンサーが、通り抜けた光を測ります。血中酸素と脈拍数を表示するために作られていて、この種のPPGは、酸素を測る多くの医療機器に使われています（Allen, 2007）。家庭用のパルスオキシメーターの多くは、拍ごとのタイミングではなく、その2つの数値だけを表示するので、HRVに使われることはあまりありません。指先の脈波を記録する研究用の構成では、安静時のHRVが心電図に近い値になります（Selvarajら, 2008）。
スマートリングは、指の付け根から反射した光を読み取り、バンドの内側に光源とセンサーがあります。リングが夜間にうまく測れる傾向があるのは、3つの理由によります。きちんと合ったリングは皮膚と密に接し、指は血流が豊富で、睡眠中は手が長時間じっとしているからです。成人49人では、Ouraリングの夜間の平均HRVは、心電図と非常によく一致し、平均の差は1.2 msでした（Kinnunenら, 2020）。自宅で観察した35人では、同じリングは夜間のRMSSDを、5分間ごとの区間でも一晩の平均でも正確に測りました（Caoら, 2022）。成人13人を延べ536夜にわたって調べた研究では、夜間のHRVについて、Oura2機種のほうが、WHOOP、Garmin、Polarのデバイスよりも、心電図とよく一致しました（Dialら, 2025）。これらは小規模な研究で、リングの位置とメーカーのソフトウェアの影響は区別できません。日中は手をよく動かすので、リングの有利さの多くは失われます。
胸部ストラップが、心臓の電気信号から拍のタイミングを取るしくみは、胸部ストラップがHRVを測るしくみをご覧ください。デバイスごとの根拠はOura、Whoop、Garmin、Apple WatchのHRVにあります。手首のセンサーを心電図のストラップと比べた結果は、手首のHRVは胸部ストラップと同じくらい正確ですか？で見られます。
指先と手首
腕時計の仕事は、もっと難しくなります。手首で得られる脈は指より小さく（Hartmannら, 2019）、腕時計は指を動かすたびに動く腱の上にあり、バンドもずれることがあります。腕時計が主に睡眠中にHRVを測るのは、このためです。
| スマートフォンのカメラ | リング | 腕時計 | |
|---|---|---|---|
| 読み取る場所 | 指先の腹 | 指の付け根 | 手首の上側 |
| 光の経路 | 反射 | 反射 | 反射 |
| 脈の信号 | 強い | 強い | より弱い |
| 使うタイミング | 自分で始める測定 | 夜間 | 夜間と、単発の測定 |
| 1秒あたりのサンプル数 | フレームレート（多くは30） | ほとんど公表されていない | ほとんど公表されていない |
| 主な弱点 | 圧力、動き、冷え | 装着のしかた、日中の動き | 動き、バンドのゆるみ |
カメラは、追加の機器なしで手早く測りたいときに向き、リングや腕時計は、手間なく夜間のデータを得たいときに向きます。どれも、同じデバイスの値どうしでだけ比べてください。
カメラで上手に測る手順
- 毎日同じ時刻に、できれば起きてすぐ、コーヒーや運動の前に測ります。
- 手が冷たいときは温めます。
- 毎回使う姿勢で、机に向かって座るか、横になります。
- スマートフォンでカメラテストを開き、カメラへのアクセスを許可します。ブラウザが許可すればライトがつきます。つかない場合は、明るいランプの近くに座ってください。
- 片方の指の腹を、背面のカメラとライトの上にのせます。両方を完全に覆い、押さないでください。プレビューが赤く光るはずです。
- 手とスマートフォンを机か太ももの上で支えます。じっとして、普通に呼吸し、話さないでください。
- 1分間、できれば2分間記録します。テストは、指を見つけてから10秒待って記録を始めます。
- 信号が弱い、またはノイズが多いと表示されたら、手を温め、押す力をゆるめて、もう一度試してください。
テストはブラウザの中で動き、データはデバイスの外に出ません。各フレームはスマートフォンの上で平均色に縮められ、画像は保存も送信もされません。ログインして結果の保存を選ばない限り、何も外に出ません。保存した場合も、送られるのはRMSSD、 平均心拍数 平均RR間隔 記録内の心拍と心拍の間隔の平均で、単位はミリ秒。心拍数は同じ数値の逆数で、60,000を平均RR間隔で割った値です。 平均RR間隔についてさらに詳しく 、時刻、そしてどのテストと記録時間を使ったかのメモだけです。
医師に相談すべきとき
指先での測定は、体調の推定値です。脈が不規則な理由はわからず、心臓のリズムの問題があるかないかを判断することもできません。心臓が速く打つ、バタバタする、不規則に打つと感じることがよくある場合、または胸の痛み、めまい、失神、息切れがある場合は、医師に相談してください。