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科學Apple Health10 分鐘閱讀

Apple Watch 的睡眠階段有多準確?驗證研究實際顯示什麼

Apple Watch 繪製了你夜間的清晰四色圖。睡眠實驗室花了幾年時間將該圖與腦電圖進行對比,Apple 也發布了自己的數據。以下是他們逐數據得出的結果。

重點

“Apple Watch 在你何時及多久睡眠上的可靠性高,對核心及快速眼動的判斷合理,但在深度睡眠上的準確性最弱,因此將各階段的分鐘數視為估算,建議以半小時的邊際來看待,並在數週內評估趨勢,而非單晚的結果。”

簡短回答

Apple Watch 在區分睡眠和清醒時表現良好,但在區分不同階段時表現中等。在 Apple 自己對比多導睡眠圖 (PSG) 的驗證中,目前的算法識別到 96.8% 的睡眠時段和 78.9% 的清醒時段,並且四個階段的 Kappa 值為 0.681。獨立實驗室在未經 Apple 涉及的情況下測試 Apple Watch 的報告顯示,在睡眠與清醒的判斷上同樣具有相同的水平,且在深度睡眠方面的準確性最弱,僅在 EEG 能偵測到的 30 秒時段中約有一半時段能被 Watch 捕捉到23。

Kappa 是一個修正過的一致性得分:1.0 是完美的,0 則像拋硬幣。作為參考,受過訓練的技術人員在同一 PSG 記錄中的一致性約為 0.7610。因此,在整晚的時間裡,Watch 距離第二位人的評估並不遠,但其錯誤多集中在深度睡眠和安靜不動的清醒時期。

以下所有內容均與 Apple 自己的睡眠階段功能相關,該功能於 2022 年的 watchOS 9 中推出,並在 2025 年 9 月重新訓練為 watchOS 261。截至 2026 年 9 月發布的 watchOS 27 和 Apple Watch Series 12,Apple 尚未發布更新的驗證文件,因此 2025 年 10 月的數據仍為最新115。

Apple Watch 如何估算睡眠階段

睡眠實驗室透過腦電波、眼動和肌肉緊張度來評分睡眠。但 Apple Watch 本身並沒有這些感測器。它的階段分類器僅依靠三軸加速計,讀取粗略移動和由呼吸引起的小幅手腕擺動,並將每 30 秒的時段標記為四個標籤之一:清醒、快速眼動、核心或深度1。心率、手腕溫度和血氧在過夜期間被記錄下來,以供其他功能使用;而階段分類器本身是基於加速計的1。

這些標籤對應臨床標籤,但有所簡化。深度睡眠相當於 N3,快速眼動即為 REM,而核心則合併了 N1 和 N2,因為 Watch 不能將它們分開。Apple 選擇使用核心這個詞,而不是「輕」因為 N2 通常佔據一晚超過一半的時間,並不單單是較低意義的睡眠1。

該算法在 1,171 個晚上對 858 人進行了訓練,並在 166 人的 299 個獨立晚上中進行了測試,包括有睡眠呼吸暫停和周期性四肢運動的參與者1。在 2025 年,Apple 使用建立在 Apple 心臟和運動研究數據上的基礎模型重新訓練了該算法,並在相同的驗證集上評估了新版本1。自 watchOS 11 以來,Watch 還可以追踪不在日程安排內的睡眠,但僅對於超過三小時的睡眠會寫入階段;較短的小睡則僅記錄為淺睡或清醒的狀態1。

睡眠與清醒:強項

這裡有兩個數字非常重要。靈敏度是 Watch 標記為睡眠的真實睡眠時段的比例;特異度則是其標記為清醒的真實清醒時段的比例。Apple 報告 2022 年算法的中位數靈敏度為 97.9%,特異度為 75.0%;而 2025 年更新則為 96.8% 和 78.9%1。傳統的研究行為激活法通常達到 90% 到 97% 的靈敏度,但特異度低於 50%1。

獨立研究證實了靈敏度,並在特異度上給予更嚴厲的評價。在 2024 年針對 35 名健康成年人進行的單晚研究中,Apple Watch Series 8 檢測到 97% 的睡眠時段,並在睡眠與清醒方面的準確度達到 93%3。在 2025 年針對 62 名因懷疑睡眠呼吸暫停而轉診的成年人進行的研究中,靈敏度為 96%,但特異度降至 52%,幾乎一半的夜間清醒時段被記錄為睡眠2。

這一實際後果是存在一種持續的偏見:Watch 通常報告的睡眠時間略高於實際睡眠時間。在健康組中,總睡眠時間被高估了 8 分鐘,呼吸後清醒時間低估了 10 分鐘;而在呼吸暫停組中,總睡眠時間高估了 20 分鐘,呼吸後清醒時間低估了 21 分鐘23。對 24 篇手腕追蹤器研究的 2025 年的元分析顯示,與 PSG 的總睡眠時間的平均誤差約為 17 分鐘,與呼吸後清醒時間的誤差約為 13 分鐘7。對於一個七小時的夜晚,這大約是 3% 到 5% 的誤差。

階段:核心穩定,快速眼動可接受,深度睡眠為薄弱環節

Apple 對 2025 年算法的混淆矩陣顯示,每個真實階段被正確標定的頻率:核心 82%,快速眼動 82%,清醒 79% 和深度 68%1。2022 年版本在這四個方面的得分為 83%、78%、70% 和 62%;因此這次更新在清醒和深度睡眠上幫助最大,而四階段的 Kappa 值從 0.63 上升至 0.681。

相同的模式在 Apple 之外也有出現。在 2024 年的健康成年人研究中,Series 8 檢測到 86% 的輕度睡眠時段和 83% 的快速眼動時段,但僅檢測到 51%的深度睡眠時段,低估了深度睡眠 43 分鐘,並高估了輕度睡眠 45 分鐘;與 PSG 的四階段一致性為 75% (Kappa 0.60)3。在 2025 年的六設備測試中,Watch 在輕度 (83%) 和快速眼動 (69%) 上再次領先,但深度檢測僅達 51%,低估了 25 分鐘。其 Kappa 值 0.53 仍然是六款手腕設備中最好,領先於 Fitbit Sense (0.42)、Whoop 4.0 (0.37) 和 Garmin Vivosmart 4 (0.21)2。

有一個細微之處有利於 Watch。當其標記某個時段為深度時,通常是正確的:在健康成年人的研究中,深度睡眠的準確度為 88%3。問題在於它錯過的深度睡眠,而不是編造的深度睡眠。顯示 40 分鐘深度睡眠的夜晚可能實際上至少包含那麼多,甚至可能更多。如需了解這一階段的作用以及正常的深度睡眠量,請參見 深度睡眠基礎知識。

並非所有研究對誤差的方向都達成一致。一項 2026 年對健康成年人進行的家用 PSG 研究發現了相反的偏見,輕度睡眠低估了 74 分鐘,而快速眼動則高估了 30 分鐘,儘管 Watch 仍在三款測試設備中排名第一5。不同的手錶世代、軟件版本和臥室會產生不同的誤差,因此沒有固定的修正可應用於你的數據。

Watch 的錯誤之處及其原因

安靜的清醒看起來像核心睡眠

保持不動且睜著眼睛幾乎不會產生運動。在 Apple 的驗證中,27% 的真實清醒時段被 2022 年算法標為核心;而 2025 年的更新,特別針對「安靜的清醒」,這一比例降至 17%1。這就是為什麼 Watch 低估了清醒時間,以及為什麼當睡眠片段化時,特異性可能降至 52%2。

深度睡眠也看起來像核心

Apple 矩陣中最常見的錯誤是真實的深度睡眠被標為核心:2022 年為 38%,2025 年為 32%1。深度和核心都是靜態的,兩者都有規律的呼吸,而將它們區分開來的特徵——緩慢的腦波——對手腕感測器來說是不可見的。研究小組將心率添加至原始的 Apple Watch 加速計數據的話,其對 EEG 頭帶的四類別準確率可達約 71%,因此手腕信號的上限不遠於 Apple 現在的水平9。

片段化睡眠更難

Apple 自己的分析發現,頻繁的階段轉換和較高的呼吸暫停-低通氣指數是最大程度降低一致性的兩個因素,而手錶模型沒有差異1。在一個 236 名睡眠診所患者的獨立隊列中,2022 年的算法 Kappa 為 0.55,2025 年為 0.661。獨立的診所研究則更為嚴格。一項在 2023 年進行的多中心韓國研究對 75 名患者的平均呼吸暫停-低通氣指數為 18,該研究由一個睡眠技術公司進行,且其自家應用名列第一,錄得 Apple Watch 8 的 Kappa 值為 0.30,深度睡眠在 41% 的時段中被檢測到,快速眼動則在 43% 的時段中4。一份 2026 年的研究方法文件基於有睡眠呼吸暫停者的 Apple Watch 數據添加了警告:長時間的「簡單」清醒,例如在入睡前的躺在床上的時間,會膨脹報告的準確性,因此健康志願者的數據不會轉移到有擾動的睡眠中8。

合身度和會話長度

Apple 指出,鬆弛的手環會降低加速計信號的質量,並且僅對超過三小時的睡眠會寫入階段111。短暫的夜晚或手錶在手腕上移動不穩定,將產生比上述研究所示的較差圖形。

watchOS 26、watchOS 27 和最新手表的變化

watchOS 26 於 2025 年 9 月發布,帶來了上述重新訓練的加速計模型,並引入了睡眠分數114。Apple 表示,該分數的算法是在超過 500 萬個夜晚的 Apple 心臟與運動研究數據上開發和測試的,並受到了美國睡眠醫學學會、國家睡眠基金會和世界睡眠協會的指導14。稍後的 26.2 更新對分數分類進行了改進;目前的分類為非常低 (0 到 40)、低 (41 到 60)、良好 (61 到 80)、高 (81 到 95) 和非常高 (96 到 100)1213。

Apple Watch Series 11 沒有增加睡眠專用感測器;睡眠分數可在 Series 6 或更高版本、SE (第二代)或更高版本和每一款 Ultra 上運行,並搭載 iOS 2614。2026 年 9 月宣布的 Series 12 和 Ultra 4 帶來了重新設計的健康感測系統,可全天每五秒讀取一次心率,心率變異性則可測量達 24 次,為過夜生命體徵添加了一次恢復 HRV 讀數和 0 到 10 的準備度分數,該分數以睡眠分數作為一個輸入15。以上所有這些都不改變階段評分的方式:Apple 的階段文件仍然描述了一個僅基於加速計的分類器,它的驗證發現不同手表之間的 Kappa 值沒有差異,也未對 watchOS 27 或新硬體提供新的階段準確性數據115。

數據,逐項研究

階段百分比是 Watch 正確標記的該階段的真實時段的比例;偏誤是整晚的 Watch 減去 PSG。

研究(年份)受試對象睡眠與清醒階段主要偏誤
Apple 驗證,2025 年算法 (watchOS 26)1166 名成年人,299 晚,在實驗室和家中 PSG;部分有人有睡眠呼吸暫停靈敏度 96.8%,特異度 78.9%核心 82%,快速眼動 82%,清醒 79%,深度 68%;Kappa 0.6832% 的深度時段標為核心
Apple 驗證,2022 年算法 (watchOS 9)1相同的驗證集;236 名患者的診所隊列靈敏度 97.9%,特異度 75.0%核心 83%,快速眼動 78%,清醒 70%,深度 62%;Kappa 0.63(診所隊列中為 0.55)38% 的深度時段標為核心
Robbins 等,Sensors, 2024335 名年齡在 20 至 50 歲的健康成年人,一個實驗室的晚上,Series 8靈敏度 97%,93% 時段一致性輕度 86%,快速眼動 83%,深度 51%;Kappa 0.60深度 −43 分鐘,輕度 +45 分鐘,呼吸後清醒 −10 分鐘
Schyvens 等,Sleep Advances, 2025262 名因懷疑呼吸暫停而轉診的成年人(20 人使用 Series 8),一個實驗室的晚上靈敏度 96%,特異度 52%輕度 83%,快速眼動 69%,深度 51%;Kappa 0.53(六款手腕設備中最好)總睡眠 +20 分鐘,呼吸後清醒 −21 分鐘,深度 −25 分鐘
Lee 等,JMIR mHealth and uHealth, 2023475 名睡眠診所患者,平均呼吸暫停-低通氣指數 18,Apple Watch 8四階段準確性 56%清醒 45%,輕度 66%,深度 41%,快速眼動 43%;Kappa 0.30清醒時段常被標為淺睡
Alhejaili 等,Sleep Medicine, 2026519 名年齡在 18 至 45 歲的健康成年人,家居 PSG 加 7 天的活動記錄,Series 7一致性描述為薄弱,範圍廣泛在三款測試設備中排名第一輕度 −74 分鐘,快速眼動 +30 分鐘
Lee 等,Journal of Clinical Sleep Medicine, 2025(元分析)724 篇研究,798 名參與者,12 款手腕設備包括 Apple Watch總睡眠時間的差異約為 17 分鐘,呼吸後清醒的差異約為 13 分鐘未進行合併睡眠效率約 +4.7 分
Lambe 等,npj Digital Medicine, 2026(持續評審)682 篇 Apple Watch 驗證研究涵蓋 14 個指標睡眠準確性評定為中等未合併心率偏誤 −0.3 bpm,供參考

這對於閱讀你自己的數據意味著什麼

相信框架,質疑填充內容。 就寢時間、醒來時間、總睡眠時間和日程的規律性來自於最有證據基礎的算法部分。這些數據也是 Apple 自己評分的:睡眠分數由 50 分的持續時間、30 分的過去 13 晚的就寢時間一致性和 20 分的中斷組成,階段分鐘不計入得分1112。如果你要追踪一項指標,那就追踪 一致性。

以餘量來看待階段分鐘。 在上面的研究中,深度睡眠的誤差範圍為每晚 25 到 43 分鐘,而輕度睡眠誤差範圍為 45 到 74 分鐘,兩者可能都在某一個方向上出現誤差235。「僅有 35 分鐘深度睡眠」的夜晚就在這個誤差範圍內,並不意味著什麼。經過 30 晚,誤差的隨機部分會相互抵消,這就是為什麼數周的趨勢有意義,即使單晚的趨勢沒有意義。如果你每天早上查看圖表,請閱讀 如何停止過度分析 Apple Watch 睡眠數據。

了解數字最不可靠的時候。 如果你打鼾嚴重、經常醒來、感到腿部不安或長時間清醒,你就屬於每一個研究發現一致性最弱的群體之一124。Watch 在計時和持續時間方面仍然有用,但持續的抱怨需要專業醫生的幫助,而不是一個更好的可穿戴設備。Apple 自己聲明其睡眠階段並不適用於臨床用途1。

根據你的問題選擇合適的形狀。 在 2024 年的對照試驗中,Oura Ring Gen3 檢測到的深度睡眠時段為 80%,而 Watch 僅為 51%,而在睡眠與清醒的數據上兩者的結果持平3;我們的 手表、戒指和床邊設備的比較涵蓋了這些取捨。Moon 跟隨相同的證據解讀:它導入 Apple Watch 寫入 Apple Health 的階段,但以持續時間、時間和一致性作為重點,並將階段變化以數週趨勢的形式呈現,而非每晚的評斷。

常見問題

Apple Watch 的深度睡眠準確嗎?
部分準確。Apple 當前的算法識別 68% 的深度睡眠時段;獨立實驗室大約證實為 51%123。當 Watch 標記一個時段為深度時,它約有 88% 的機率是正確的,因此它是在低報導深度睡眠,而不是虛構深度睡眠3。預期每晚的數字將低估 25 到 43 分鐘,並比較週而不是夜晚23。
Apple Watch 的快速眼動睡眠準確嗎?
快速眼動是第二佳階段。Apple 報告正確標記的快速眼動時段為 82%,健康成年人的測試結果為 83%13。在懷疑有睡眠呼吸暫停的患者中,該數字下降至 69%,在診所患者中下降至 43%24。大多數快速眼動的誤差是將快速眼動標記為核心,Apple 的驗證中約有 16%1。
Apple Watch 的準確性能媲美睡眠研究嗎?
不能。多導睡眠圖透過 EEG、眼球運動和肌肉緊張來評分睡眠;Watch 是根據手腕運動推斷的。其四階段的 Kappa 值 0.53 到 0.68 低於兩位受訓人員評論者之間的 0.76 一致性,並且它無法診斷睡眠障礙1210。它的優勢是:在家中擁有數百個普通的晚上,而非實驗室中的單個不尋常晚上。
更新的 Apple Watch 是否能更好地追蹤睡眠階段?
Apple 的驗證發現不同的手錶之間的 Kappa 值沒有差異;這些改進來自於軟件,主要是 watchOS 26 的重新訓練,將清醒檢測從 70% 提高至 79%1。Series 12 的新感測器針對心率和 HRV,而非階段的測量,且 Apple 未對其發布任何階段準確性數據15。保持最新的 watchOS 版本比手錶的模型年份更重要。
為什麼我記得醒來時,Watch卻顯示幾乎沒有清醒時間?
清醒時保持不動看起來對加速計而言像核心睡眠。Apple 的算法在其驗證集中捕捉到 79% 的清醒時段,而針對片段睡眠者的測試則發現有時僅為 52%12。Watch 記錄的短暫覺醒次數少於 PSG,因此你的實際清醒時間可能高於圖表所顯示的。

Moon 會讀取 Apple Watch 寫入 Apple Health 的睡眠階段,並將其轉化為每週的趨勢,因此偶然的一晚不會成為你睡眠的定論。下載 Moon 的 iOS 版本。

了解更多關於 Moon

來源

來源

  1. 廠商文件Apple — Estimating Sleep Stages from Apple Watch (white paper, updated October 2025)
  2. 研究Schyvens A-M et al. — A performance validation of six commercial wrist-worn wearable sleep-tracking devices for sleep stage scoring compared to polysomnography. Sleep Advances, 2025
  3. 研究Robbins R et al. — Accuracy of Three Commercial Wearable Devices for Sleep Tracking in Healthy Adults. Sensors, 2024
  4. 研究Lee T et al. — Accuracy of 11 Wearable, Nearable, and Airable Consumer Sleep Trackers: Prospective Multicenter Validation Study. JMIR mHealth and uHealth, 2023
  5. 研究Alhejaili F et al. — Performance of three consumer sleep-tracking devices compared with Actigraphy and Polysomnography. Sleep Medicine, 2026
  6. 綜述Lambe R et al. — The accuracy of Apple Watch measurements: a living systematic review and meta-analysis. npj Digital Medicine, 2026
  7. 綜述Lee YJ et al. — Performance of consumer wrist-worn sleep tracking devices compared to polysomnography: a meta-analysis. Journal of Clinical Sleep Medicine, 2025
  8. 研究Canton E et al. — What matters beyond model choice for wearable sleep staging? How personalization, evaluation choices, and easy-to-classify wake impact performance. Sleep Advances, 2026
  9. 研究Song TA et al. — AI-Driven Sleep Staging Using Instantaneous Heart Rate and Accelerometry: Insights From an Apple Watch Study. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2026
  10. 研究Danker-Hopfe H et al. — Interrater reliability for sleep scoring according to the Rechtschaffen & Kales and the new AASM standard. Journal of Sleep Research, 2009
  11. 廠商文件Apple Support — Track your sleep on Apple Watch and use Sleep on iPhone (updated September 2026)
  12. 廠商文件Apple Support — View your sleep score on Apple Watch. Apple Watch User Guide, watchOS 27
  13. 廠商文件Apple Support — About watchOS 26 Updates (release notes; watchOS 26.2 refined sleep score classifications)
  14. 廠商文件Apple Newsroom — Apple debuts Apple Watch Series 11, featuring groundbreaking health insights (September 9, 2025)
  15. 廠商文件Apple Newsroom — Introducing Apple Watch Series 12, with the all-new Health Sensing System (September 9, 2026)