Quanto è accurato il VO₂ Max di WHOOP? Uno sguardo all’algoritmo e alla sua convalida

Il VO₂ Max misura la quantità di ossigeno che il corpo può usare durante un’attività fisica intensa e prolungata. Si tratta di uno degli indicatori indipendenti più affidabili sia per la capacità di resistenza sia per la salute a lungo termine. La valutazione di riferimento (gold standard) si effettua in laboratorio: si corre su un tapis roulant o si pedala su una cyclette fino allo sforzo massimo indossando una maschera che analizza gli scambi gassosi. La stima del VO₂ Max di WHOOP rende questo parametro accessibile durante l’allenamento di tutti i giorni, senza bisogno di strumenti di laboratorio né di prove impegnative.

Vediamo com’è stata sviluppata, cosa emerge dai nostri test interni e cosa distingue l’approccio di WHOOP dagli altri dispositivi indossabili.

Perché il VO₂ Max è importante

Il VO₂ Max è la quantità massima di ossigeno che il tuo corpo può usare durante un’attività fisica intensa e si misura in millilitri di ossigeno consumato per chilogrammo di peso corporeo al minuto (mL/kg/min).

Il suo valore sta nel fatto che descrive l’efficienza globale del sistema aerobico. Cuore, polmoni e vasi sanguigni trasportano l’ossigeno, mentre i muscoli scheletrici lo estraggono e lo utilizzano come fonte di energia. Il VO₂ Max sintetizza questi aspetti in un unico parametro, fortemente associato sia alla prestazione sportiva sia alla salute a lungo termine.

In ambito sportivo, può essere visto come la “cilindrata del tuo motore aerobico”. Per esempio, un atleta con un motore più grande ha una maggiore capacità a cui attingere: a parità di ritmo, lavorerà a una percentuale più bassa del proprio massimo, il che gli consentirà di sostenere velocità più elevate.

Sul piano della salute, è uno dei migliori indicatori sia della longevità sia della qualità della vita. Il sistema cardiovascolare che alimenta uno sforzo intenso è lo stesso che sostiene la vita: un cuore efficiente, polmoni che ossigenano il sangue e vasi che trasportano ossigeno ai tessuti. Un VO₂ Max più elevato riflette un sistema più forte, motivo per cui una forma cardiorespiratoria migliore è associata a minori rischi di malattie cardiache, ictus e mortalità generale. In un importante studio condotto da Jonathan Myers e dai suoi colleghi dell’Università di Stanford, un aumento modesto del VO₂ Max (3,5 mL/kg/min, tipico di un paio di mesi di allenamento) ha corrisposto a un incremento della sopravvivenza di circa il 12%. Questo risultato è stato confermato nel 2022 su un gruppo di quasi un milione di persone. L’American Heart Association raccomanda di trattare la forma cardiorespiratoria come un vero e proprio parametro vitale clinico, al pari di pressione e colesterolo.

La riduzione più significativa del rischio di mortalità si verifica nel passaggio da una condizione di scarsa forma fisica a una forma moderata, arrivando a quasi dimezzare il rischio. Anche piccoli miglioramenti contano e conoscere il proprio punto di partenza è fondamentale. Monitorare il VO₂ Max nel tempo permette di capire se si sta andando nella direzione giusta. Una tendenza crescente indica un miglioramento della salute cardiovascolare e metabolica. Un trend in calo può segnalare una perdita di forma fisica o una malattia.

In passato, per conoscere il proprio VO₂ Max serviva l’accesso a un laboratorio clinico o di fisiologia dell’esercizio fisico e la presenza di un tecnico specializzato. Con WHOOP, questo limite è stato superato. La frequenza cardiaca a riposo notturna, la variabilità della frequenza cardiaca e le fasi del sonno erano un tempo parametri disponibili solo in ambito clinico o di ricerca. WHOOP li ha portati nella vita di tutti i giorni e il VO₂ Max è l’ultimo passo di questa evoluzione.

Come funziona la stima WHOOP del VO₂ Max

WHOOP utilizza un algoritmo a più livelli che fornisce una stima a ogni utente, con input opzionali che ne migliorano la precisione per chi desidera andare oltre.

Modello passivo (predefinito). Funziona per qualsiasi utente che indossi regolarmente un cinturino WHOOP. Il modello combina quattro indicatori chiave:

• marcatori della fisiologia a riposo, misurati durante il sonno quando le influenze esterne sono ridotte al minimo;
• volume e intensità dell’attività fisica, rilevati tramite il sistema brevettato di riconoscimento delle attività;
• abitudini di sonno, indicative del recupero e dell’adattamento del sistema cardiovascolare;
• dati demografici (sesso biologico, età, altezza, peso), impiegati per stabilire una base di riferimento e personalizzare la stima.

Un modello di machine learning integra questi dati e tiene conto delle differenze individuali nella risposta all’esercizio fisico e al recupero. La stima viene fornita una volta raggiunti almeno 14 recuperi nei 21 giorni precedenti.

Modello potenziato con GPS. Per i membri che hanno effettuato una corsa all’aperto con GPS negli ultimi 90 giorni, WHOOP integra dati supplementari: il ritmo derivato dal segnale GPS e la risposta della frequenza cardiaca a tale ritmo. La relazione tra la velocità della corsa e lo sforzo cardiaco a quel passo è un indicatore ampiamente documentato del VO₂ Max; combinato con i dati fisiologici passivi, consente di affinare ulteriormente la stima.

Modello calibrato su dati di riferimento (ground truth). I membri WHOOP che hanno eseguito un test di VO₂ Max in laboratorio con analisi degli scambi gassosi possono inserire manualmente il risultato. WHOOP utilizza questo valore come riferimento e adatta le stime successive in base ai cambiamenti nei dati raccolti dal dispositivo. In questo modo, chi desidera la massima precisione può mantenere il valore rilevato secondo il gold standard e continuare a monitorare l’evoluzione nel tempo.

La struttura a livelli è intenzionale. Una stima passiva deve funzionare anche per chi non corre mai all’aperto. Chi invece lo fa dovrebbe ottenere una stima più precisa, mentre chi ha effettuato un test di laboratorio formale dovrebbe poter mantenere quel livello di accuratezza nel tempo. La maggior parte dei dispositivi indossabili dispone di uno solo di questi modelli. WHOOP li offre tutti e tre.

I risultati dei nostri test interni

Panoramica dei dati: 248 partecipanti · test incrementali su tapis roulant fino allo sforzo volontario massimo · sistema di misurazione metabolica Parvomedics TrueOne 2400 · analisi degli scambi gassosi a intervalli di 30 secondi · ogni test verificato come massimo fisiologico secondo criteri allineati a INTERLIVE.

Per sviluppare e valutare l’algoritmo, WHOOP ha raccolto dati di VO₂ Max tramite esami gold standard svolti nei propri WHOOP Labs. Il set di dati utilizzato per l’algoritmo attuale ha coinvolto 248 partecipanti, ciascuno dei quali ha completato un test incrementale su tapis roulant fino allo sforzo volontario massimo utilizzando un Parvomedics TrueOne 2400, lo standard nei laboratori di fisiologia dell’esercizio fisico. Gli scambi gassosi sono stati misurati a intervalli di 30 secondi per calcolare direttamente il consumo di ossigeno.

Per ogni partecipante è stato verificato il raggiungimento di un reale massimo fisiologico. WHOOP ha controllato quattro criteri standard in ciascun test: plateau del consumo di ossigeno, percezione dello sforzo superiore a 17, frequenza cardiaca entro il 10% del massimo previsto per età e un quoziente respiratorio di almeno 1,10. I test che non rispettavano i criteri di massimalità sono stati esclusi dalla fase di training dell’algoritmo.

Questo aspetto è rilevante poiché molte stime del VO₂ Max offerte dai dispositivi indossabili derivano da test submassimali o da campioni non rappresentativi che non accertano il massimo sforzo. Una revisione sistematica del 2022 da parte del consorzio INTERLIVE, una rete internazionale di ricercatori specializzati nella misurazione dell’attività fisica tramite dispositivi indossabili, ha evidenziato come la verifica incoerente dello sforzo massimo rappresenti ancora una criticità nel settore. WHOOP ha utilizzato le raccomandazioni pubblicate dal consorzio come riferimento per la raccolta dei dati.

Accuratezza rispetto alle misurazioni di laboratorio. Nei test interni, utilizzando un approccio di convalida incrociata:

• il modello passivo ha registrato un errore assoluto medio di 3,7 mL/kg/min rispetto al valore di laboratorio, con un errore percentuale medio dell’ 8,0% e una correlazione di Pearson pari a 0,90;
• il modello integrato con GPS ha mostrato prestazioni migliori: errore assoluto medio di 3,3 mL/kg/min, errore percentuale medio del 7,1% e correlazione di Pearson di 0,91.

La stima del VO₂ Max di WHOOP è molto allineata ai valori di laboratorio e si aggiorna settimanalmente, così da consentire di seguirne l’evoluzione nel tempo.

Coerenza tra i sottogruppi. Nel modello integrato con GPS, l’errore assoluto medio è rimasto inferiore a 4 mL/kg/min nei diversi sottogruppi come sesso (uomini, donne), fasce d’età (<30, 30-50, >50) e livelli di VO₂ Max reale. Il modello passivo ha mostrato un errore leggermente più elevato nei gruppi con valori di VO₂ Max più bassi e più alti. Il campione era eterogeneo per sesso ed età e l’estensione della rappresentatività a popolazioni più ampie è un obiettivo delle analisi in corso.

Come migliorare l’accuratezza della stima WHOOP del VO₂ Max

1. Indossa WHOOP in modo costante: servono almeno 14 recuperi negli ultimi 21 giorni per attivare la stima passiva. Portarlo sempre, anche durante il sonno e gli allenamenti, fornisce all’algoritmo un quadro completo.
2. Mantieni aggiornato il profilo: peso, altezza, età e sesso biologico influenzano direttamente il calcolo. Dati imprecisi possono causare errori nella stima. Se il tuo peso cambia, aggiornalo (le bilance smart collegate possono sincronizzarlo automaticamente).
3. Registra una corsa all’aperto con GPS: una corsa di almeno 15 minuti con GPS (funzione “Traccia il percorso” attivata) ti dà accesso al modello integrato con GPS e migliora la precisione della stima.
4. Aggiungi un valore di VO₂ Max da laboratorio, se disponibile: se hai effettuato un test formale con analisi degli scambi gassosi, inserisci il risultato nella sezione Tendenze. WHOOP lo userà come riferimento per le stime future.

In conclusione

• Il VO₂ Max misura la quantità di ossigeno che il corpo può usare durante un’attività fisica intensa e prolungata. È un indicatore sia delle prestazioni sportive sia della salute a lungo termine.
• WHOOP si basa su un algoritmo a tre livelli: passivo, integrato con GPS e calibrato su dati di riferimento.
• L’algoritmo è stato sviluppato sulla base di 248 test di laboratorio con analisi degli scambi gassosi, con una conferma del raggiungimento dello sforzo massimo per tutti i test inclusi.
• Nei test interni, la stima di WHOOP presenta uno scarto di 3,3-3,7 mL/kg/min rispetto al valore di laboratorio.

Con WHOOP, il VO₂ Max diventa un indicatore settimanale per monitorare i cambiamenti nella propria forma fisica.

Domande frequenti

Quant’è accurato il VO₂ Max di WHOOP?

La stima del VO₂ Max di WHOOP presenta uno scarto entro 3,3-3,7 mL/kg/min rispetto a un valore misurato in laboratorio. La precisione migliora con l’aggiunta di dati: una stima passiva basata sull’uso costante, una stima più accurata per chi registra corse all’aperto con GPS e una stima calibrata per chi inserisce un risultato di laboratorio.

Come fa WHOOP a calcolare il VO₂ Max?

WHOOP utilizza un algoritmo a tre livelli. Il modello passivo, disponibile dopo almeno 14 recuperi in 21 giorni, si basa su fisiologia a riposo, attività, sonno e dati demografici. Il modello integrato con GPS aggiunge ritmo e frequenza cardiaca rilevati durante le corse all’aperto. Il modello calibrato su dati di riferimento (ground truth) usa un valore di laboratorio inserito dall’utente come riferimento per le stime successive.

Quali differenze presenta il VO₂ Max di WHOOP rispetto a un test di laboratorio?

I test del VO₂ Max condotti in laboratorio misurano direttamente il consumo di ossigeno durante uno sforzo massimale su tapis roulant o cyclette. L’algoritmo WHOOP è stato sviluppato sulla base di 248 test di questo tipo, per cui è stato verificato il raggiungimento di un reale massimo fisiologico.

Come posso ottenere la stima di VO₂ Max WHOOP più accurata?

Indossa WHOOP in modo costante, mantieni aggiornati i dati del profilo (peso, altezza, età, sesso biologico), registra almeno una corsa all’aperto con GPS di 15 o più minuti e, se hai un test di laboratorio con analisi degli scambi gassosi, inserisci il risultato nella sezione Tendenze.

Quanto tempo ci vuole per vedere il VO₂ Max su WHOOP?

Servono alcune settimane di utilizzo costante: la stima è disponibile una volta registrati almeno 14 recuperi nei 21 giorni precedenti.