CN117320625A - 最适运动强度的推断方法、训练方法、运动指示装置及最适运动强度的推断系统 - Google Patents

最适运动强度的推断方法、训练方法、运动指示装置及最适运动强度的推断系统 Download PDF

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Abstract

本发明的课题为提供一种最适运动强度的推断方法和推断系统、以通过该推断方法推断出的最适运动强度进行运动的训练方法、可指示成为个人的最适运动强度的运动负荷量的运动指示装置和运动指示系统。作为解决手段，提供一种最适运动强度的推断方法，其具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度即SpO2的测量值的步骤；及决定所述血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点的步骤，将在所述下降开始点处的运动负荷量，推断为所述被试验者的最适运动强度。

Description

最适运动强度的推断方法、训练方法、运动指示装置及最适运 动强度的推断系统
技术领域
本发明涉及一种最适运动强度的推断方法、训练方法、运动指示装置及最适运动强度的推断系统。
背景技术
肌肉力量、心肺功能等体力越高，则健康程度和生存率越高且死亡率越低，这在诸多报告中已得到了明确(非专利文献1、2)。为了提高肌肉力量、心肺功能等体力，需要进行中强度以上的运动，例如即使持续进行强度不足的运动，体力也不会提升。虽然中强度的运动因人而异，但是已周知从有氧运动切换为无氧运动的无氧阈值(AT)对所有人均成为中强度的运动。
AT与血液中的乳酸浓度伴随运动强度的增加而开始急剧增加的乳酸阈值(LT)或者与呼气中的二氧化碳的增加率伴随运动强度的增加而明显变高的通气阈值(VT)一致。以往，要想测量这些，使用呼气分析机器的检查法和使用血中乳酸浓度的方法这两个作为黄金标准(golden standard)法而已周知。这些方法需要逐渐加强运动强度，同时运动至个人的最大强度，即运动至无法再动为止，对被试验者的体力、精神的负担极大。而且，要想测量血中乳酸浓度，则需要采集血液，因此会带来疼痛，要想测量呼气中的二氧化碳，则需要在通过连接于呼气气体测量装置的管嘴(mouthpiece)进行呼吸的同时进行运动，不得不在专家的指导下使用高价的特殊测量装置(专利文献1)。由于需要特殊的机器或进行采血，因此基于黄金标准法的AT的测量，只能在医院或体育相关大学、研究机关中实施。为了将AT更普遍地应用于保持健康上，已有诸多研究者研究了具有与呼气分析法或血中乳酸法相等精度的替代法，但尚未到达在医疗/康复、运动、保持健康的现场中被利用的程度。此外，虽然研究了通过测量汗中乳酸浓度来求出LT的方法，但是汗中的乳酸浓度会较大地受身体状况或饮食内容的影响，不适合用来进行正确的测量。
专利文献
专利文献1：日本国特开2018-134294号公报
非专利文献
非专利文献1：Blair SN et al.,Physical fitness and all-causemortality.A prospective study of healthy men and women JAMA.1989；262(17):2395-401.
非专利文献2：Jonathan Myers,Manish Prakash,Victor Froelicher,et al.,Exercise Capacity and Mortality among Men Referred for Exercise Testing.EnglJ Med 2002；346:793-801.
发明内容
本发明的课题在于提供一种不需要运动至个人的最大强度即无法再动为止的最适运动强度的推断方法和推断系统、以通过该推断方法推断出的最适运动强度进行运动的训练方法、可指示成为个人的最适运动强度的运动负荷量的运动指示装置和运动指示系统。
用于解决本发明的课题的手段如以下所述。
1.一种最适运动强度的推断方法，其特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)的测量值的步骤；
及决定所述血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点的步骤，
将在所述下降开始点处的运动负荷量，推断为所述被试验者的最适运动强度。
2.根据1所记载的最适运动强度的推断方法，其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定所述下降开始点的方法，其特征为，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于所述基准值的值的区间紧靠前的SpO2的测量点决定为所述下降开始点。
3.根据1所记载的最适运动强度的推断方法，其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定所述下降开始点的方法，其特征为，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于所述基准值的值的区间中连接SpO2的最高值的测量点和最低值的测量点的直线与所述区间以前的近似直线的交点，决定为所述下降开始点。
4.一种最适运动强度的推断方法，其特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)的测量值，且在测量SpO2的同时测量脉搏数的步骤；
及决定SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点的步骤，
将在所述转折点处的运动负荷量，推断为所述被试验者的最适运动强度。
5.一种训练方法，其特征为，以通过上述1～4的任一项所记载的推断方法推断出的最适运动强度进行运动。
6.一种运动指示装置，其特征为，
具有：存储手段，储存通过上述1～4的任一项所记载的推断方法推断出的最适运动强度中的生物信息值；
测量手段，可测量所述生物信息值；
运算手段，对由所述测量手段测量出的生物信息值与所述最适运动强度中的生物信息值进行对比，而算出运动负荷量；
及指示手段，指示由所述运算手段算出的运动负荷量。
7.根据上述6所记载的运动指示装置，其特征为，
所述测量手段可测量血氧浓度(SpO2)，
所述指示手段根据与来自所述测量手段的生物信息值有关的信息，能够指示成为Ramp负荷的运动负荷量，
所述运算手段能够算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点。
8.根据6所记载的运动指示装置，其特征为，
所述测量手段可测量血氧浓度(SpO2)和脉搏数，
所述指示手段根据与来自前述测量手段的生物信息值有关的信息，能够指示成为Ramp负荷的运动负荷量，
所述运算手段能够算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点。
9.根据6～8的任一项所记载的运动指示装置，其特征为，其为穿戴型终端。
10.一种最适运动强度的推断系统，其特征为，
具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度(SpO2)；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点，
将在所述下降开始点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
11.一种最适运动强度的推断系统，其特征为，
具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度(SpO2)，同时测量脉搏数；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点，
将在所述转折点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
根据本发明，通过使用既简单又正确、经济性优异的测量方法，能够引导出个人的最适运动强度，可有助于增进健康、健康寿命的延长。对于手术后的疗养者或高龄者而言，引导出康复或普通的运动强度显得非常重要。要想以现有的方法引导出最适运动强度，则需要采血或运动至无法再动为止，对体力、精神的负担极大。由于本发明不需要这样的采血或运动至无法再动为止而可正确地求出最适运动强度，因此不仅对健康的常人，而是即使对手术后的疗养者或高龄者而言，也会成为非常划时代的发明。
附图说明
图1是表示在施加Ramp负荷的情况下进行运动时的被试验者A的SpO2和脉搏数的经时变化的图。
图2是在施加Ramp负荷的情况下进行运动时的被试验者A的SpO2和脉搏数的分布图。
图3是在施加Ramp负荷的情况下进行运动时的被试验者A的脉搏数和SpO2/脉搏数的分布图。
具体实施方式
·推断方法和推断系统
本发明的第一最适运动强度的推断方法的特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)的测量值的步骤；
及决定血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点的步骤，
将在该下降开始点处的运动负荷量，推断为被试验者的最适运动强度。
本发明的第二最适运动强度的推断方法的特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)的测量值，且在测量SpO2的同时测量脉搏数的步骤；
及决定SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点的步骤，
将在该转折点处的运动负荷量，推断为被试验者的最适运动强度。
另外，在本说明书中，“A～B(A、B为数字)”的记载表示包含A、B值的数值范围，即表示A以上、B以下。
血氧浓度(SpO2)指动脉血液中的红血球血红素(hemoglobin)与氧的结合比率。只要将测量装置(pulse oximeter(脉冲血氧计))安装于指尖或手腕等，就可以测量出SpO2。由于本发明的最适运动强度的方法为非侵入式，因此对被试验者的负担较小。
第一、第二推断方法具有对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)的测量值的步骤。
并不特意限定成为Ramp负荷的运动方法，可采用跑步机(treadmill)、自行车测力计(ergometer)、踏步机等。
SpO2的测量值包含96～100％的至少一部分即可，可作为95～100％、97～100％、98～100％、99～100％、97～99％等。当SpO2测量范围的下限值变低时，虽然可更正确地推断最适运动强度，但是测量时的运动负担会变大。因此，优选根据被试验者的性别、年龄、运动习惯的有无等来设定下限值，并当SpO2的测量值低于所设定的下限值时中止测量。尤其，由于血氧浓度(SpO2)越低则对被试验者的负担越大，因此优选该下限值为95％以上，更优选96％以上。
虽然也可以连续测量SpO2等，但是由于需要一边运动一边测量，因此有时测量装置发生偏移而无法获得正确的测量值。因此，优选使用将以0.1～5秒左右的间隔间歇测量的测量值作为1～30秒左右的平均值而进行汇整的值。此外，在Ramp负荷中，由于运动负荷量逐渐增加，因此要测量的生物信息值通常只会在一个方向上发生变化，例如SpO2只会在减少的方向上发生变化，脉搏数则只会在增加的方向上发生变化，因此可进行并不使用显示与通常相反变化的值的处理，或者并不使用对测量点和测量前2～5点左右的平均值进行比较而背离率例如为10％以上的值的处理等。
第二推断方法在测量SpO2的同时测量脉搏数。另外，第一推断方法也可以在测量SpO2的同时测量脉搏数。而且，第一、第二推断方法另外还可以测量血压、乳酸浓度(血中、汗中)、呼气中的二氧化碳浓度等一种或两种以上的生物信息值。这些中，由于脉搏数的测量简单，因此应优选。
在第一、第二推断方法中，由于血氧浓度为96％以上且脉搏数为160次/分钟以下的范围等的测量可抑制对被试验者的负担，因此应优选。
第一推断方法具有决定SpO2的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点的步骤。
无氧阈值(AT)为从有氧运动切换为无氧运动的点，在AT下，持续运动/能量产生所需的供氧量发生不足而体内的氧浓度开始降低。因此，SpO2的测量值开始显示下降倾向的下降开始点近似于AT。
而且，由于在该下降开始点处的运动负荷量近似于在AT下的运动负荷量，因此能够将在下降开始点处的运动负荷量，推断为被试验者的最适运动强度。
第二推断方法具有决定SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点的步骤。
由于随着运动负荷量的增加而SpO2降低且脉搏数增加，因此SpO2/脉搏数显示降低倾向。本发明者发现了新的知识，即SpO2/脉搏数具有当超过某点时倾斜变大的转折点，以及该转折点近似于无氧阈值(AT)。
例如，通过第一最适运动强度的推断系统来实现第一推断方法，
该第一最适运动强度的推断系统具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度(SpO2)；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点，
将在下降开始点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
例如，通过第二最适运动强度的推断系统来实现第二推断方法，
该第二最适运动强度的推断系统具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度(SpO2)，同时测量脉搏数；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点，
将在所述转折点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
第一、第二推断系统另外还可以具有储存测量值的存储部、与外部交换数据的通信部、显示指示内容的显示部等。此外，存储部或运算部的至少一部分还可以是通过借由通信部进行通信的外部服务器进行处理的云系统(cloud system)。而且，第一、第二推断系统还可以是例如将具备有最适运动强度的推断功能的应用程序(application)安装于智能手机(smart phone)、智能手表(smart watch)、智能眼镜(smart glass)、耳机(earphone)等穿戴型装置而得以实施的推断系统。第一、第二推断系统可构成为，以有线或无线方式连接具备指示部的脉冲血氧计等测量装置与例如健身房(sports gym)等的跑步机或自行车测力计等训练装置，通过测量部(测量装置)测量血氧浓度，同时通过指示部指示训练装置例如跑步机或自行车测力计的速度、倾斜、阻力等，而以运动负荷量成为Ramp负荷的方式指示。
第一、第二推断系统在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度(SpO2)，优选其下限值为95％以上，更优选96％以上。第一、第二推断系统在包含96～100％的至少一部分的范围内且优选下限值为95％以上的情况下测量SpO2，抑制了测量时对被试验者的负担。此外，由于能够组合可测量血氧浓度的脉冲血氧计等测量装置和可施加Ramp负荷的训练装置而构成第一、第二推断系统，因此不需要在专家指导下使用专门的测量装置，例如可导入于健身房等。
在第一推断方法、推断系统中，虽然并不特意限定从已测量出的SpO2的值决定下降开始点的方法，但是例如可列举以下的方法1-1、1-2。
·下降开始点的决定方法1-1(也称为方法1-1)
其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定下降开始点的方法，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于该基准值的值的区间紧靠前的SpO2的测量点，决定为下降开始点。
·下降开始点的决定方法1-2(也称为方法1-2)
其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定下降开始点的方法，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于该基准值的值的区间中连接SpO2最高值的测量点和最低值的测量点的直线与上述区间以前的近似直线的交点，决定为下降开始点。当最高值的测量点或最低值的测量点存在两个点以上时，将经时上的首次值作为测量点。
在第二推断方法、推断系统中，虽然并不特意限定决定已算出的SpO2/脉搏数的转折点的方法，但是例如可列举以下的方法2。
·转折点的决定方法2(也称为方法2)
该方法如下，在测量SpO2的同时测量脉搏数，以脉搏数作为独立变量，以将SpO2除以脉搏数的值(SpO2/脉搏数)作为从属变量，
在从首次的测量点到第n个(n≥2)测量点的回归直线1和从第n+1个测量点到第N个测量点(N≥n+2)的回归直线2的组合中，将当回归直线1、2的残差平方和的和成为最小时的回归直线1与2的交点，决定为转折点。
另外，取代残差平方和，还可以使用残差平方平均。
在该方法1-1、1-2中，目标脉搏数可使用作为进行有氧运动的基准而被使用的值等，例如可使用基于卡尔沃宁(Karvonen)法的目标心跳数((220-年龄-安静时心跳数)×(0.4～0.7)+安静时心跳数)的值，或者对此简化的(220-年龄)×0.5～0.7的值等，而且可以仅使用120～130次/分钟左右的值。
在方法1-1、1-2中，SpO2的测量值显示低于基准值(当脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值)的值的秒数为5秒以上即可。虽然该秒数越长则基于偏离倾向的测量值而错误决定下降开始点的可能性越低，但是测量时间变长，对被试验者的体力负担增加。因此，优选该秒数的下限为8秒以上，更优选10秒以上，优选该秒数的上限为60秒以下，更优选50秒以下，进一步优选40秒以下。
此外，为了防止一次测量失误导致的误判断，优选根据两次以上连续的多次的测量值来进行判断。即，当将SpO2的测量值作为1～30秒左右的平均值而进行测量时，优选算出SpO2的测量值(平均值)的秒数×(测量次数-1)的值为5秒以上，而且两次以上连续的多个测量点成为低于基准值的值。
如果第一推断方法能够决定该下降开始点，则不需要进行进一步施加Ramp负荷的运动，而是能够就此结束测量，因此不需要运动至无法再动为止，可减小对被试验者的体力负担。
由于方法2需要运动至转折点出现为止，因此优选测量至140次/分钟为止，更优选测量至150次/分钟为止，进一步优选测量至155次/分钟为止，还更进一步优选测量至160次/分钟为止。但是，优选其上限为被试验者的预测最大心跳数(220-年龄)的85％以下，更优选83％以下，进一步优选80％以下。
在方法2中，在第M次为止的测量点处，在对于从首次的测量点至第m个测量点的回归直线1和对于从第m+1个测量点至第M次测量点的回归直线2的组合中，当回归直线1、2的残差平方和的和成为最小时，如果更进一步继续进行运动而得到的第M+p次为止的测量点处，即使在对于从首次的测量点至第m个测量点的回归直线1和对于从第m+1个测量点至第M+p次测量点的回归直线2’的组合中，如果残差平方和的和成为最小，则也能够就此决定转折点而中止进一步进行运动。当像这样在途中中止运动时，优选M为5以上，优选p为2以上。此外，优选第1～m次、第m+1～M次的测量时间分别为20秒以上，更优选30秒以上，进一步优选40秒以上。此外，第M～M+p次为止的测量时间优选为10秒以上，更优选15秒以上，进一步优选20秒以上。
第二推断方法只要在规定脉搏数的范围内进行运动即可，不需运动至无法再动为止，能够减小对被试验者的体力负担。
·训练方法
本发明的训练方法的特征为，以通过上述推断方法推断出的最适运动强度进行运动。
通过本发明的推断方法，能够将在下降开始点或转折点处的运动负荷量，推断为被试验者的最适运动强度。而且，由于该已推断出的最适运动强度近似于在AT下的运动负荷强度，因此通过以该最适运动强度进行运动的训练方法，能够有效地提高体力。另一方面，在与通过该推断方法推断出的最适运动强度相比更弱的运动强度下，即使持续运动也几乎预期不到体力的提升，在与通过该推断方法推断出的最适运动强度相比更强的运动强度下，有可能导致受伤或疲劳积累。
·运动指示装置
本发明的运动指示装置的特征为，具有：存储手段，储存通过本发明的推断方法推断出的最适运动强度中的生物信息值；测量手段，可测量该生物信息值；及指示手段，对由测量手段测量出的生物信息值与最适运动强度中的生物信息值进行对比，而指示运动负荷量。
本发明的运动指示装置另外还可以具有内存等存储手段、通信手段、显示手段、CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等运算手段、电池等。此外，还可以在通过借由通信部进行通信的外部服务器中，对存储手段或运算手段的至少一部分进行处理。
并不特意限定本发明的运动指示装置的方式，例如既可以内置于训练装置，还可以是连接于训练装置的外部终端，例如还可以将应用程序安装于智能手机、智能手表、智能眼镜、耳机等而使上述手段得以实施。在这些中，优选智能手表、智能眼镜等穿戴型终端。
在本发明的运动指示装置中，作为要测量、储存的生物信息值，可列举SpO2、脉搏数、血压、汗中乳酸浓度等，可以是一种或两种以上。在这些中，因容易测量而优选测量、储存SpO2和脉搏数。
本发明的运动指示装置可通过由运算手段对存储手段所储存的已推断出的最适运动强度中的生物信息值与测量手段所测量的生物信息值进行对比而算出目前的运动强度与最适运动强度的差，并算出最适运动负荷量。此时，作为运动负荷量，优选根据当日的心情、身体状况，针对最适运动强度而能够设定弱/相等/强等。而且，通过以借由本发明的运动指示装置所指示的运动强度进行运动，使用者能够有效地提高体力。
而且，优选本发明的运动指示装置如下，测量手段可进行SpO2的测量，指示手段可指示成为Ramp负荷的运动负荷量，运算手段可算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点。
或者，优选测量手段可进行SpO2和脉搏数的测量，指示手段可根据信息而指示成为Ramp负荷的运动负荷量，运算手段可算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点。
由于这样的运动指示装置可指示成为Ramp负荷的运动负荷量，且可算出SpO2的测量值开始显示下降倾向的下降开始点或者SpO2/脉搏数的变动发生变化的转折点，因此能够推断出使用者的最适运动强度。因此，即使例如在因以本发明的运动指示装置所指示的已推断出的最适运动强度持续进行运动而体力提高且在该运动强度下体力不再提高时，也能够求出最新的最适运动强度，能够以负荷进一步提高的运动强度进行运动。
实施例
运动负荷方法1
使用机器：测力计
负荷方法：Ramp负荷法
测力计设定-曲柄(crank)的转速120bpm
鞍座(saddle)为当踏板(pedal)来到下方时被试验者的膝盖些许弯曲的程度
安静条件-在座位上保持安静2分钟(测力计上的座位)
热身运动(Warm up)条件-以50watt进行5分钟
运动负荷条件-Ramp负荷渐增量10watt/分钟
停止条件-当满足下述任一条件的时刻解除负荷
1)当因下肢疲劳而无法再持续进行120rpm的运动时
2)当试验负责人判断为要中止试验时
负荷单位：watt
运动负荷方法2
使用机器：跑步机
负荷方法：Ramp负荷法
安静条件-在座位上保持安静2分钟
热身运动(Warm up)条件-以5km/h进行5分钟
运动负荷条件-Ramp负荷渐增量1km/h/分钟
停止条件-当满足下述任一条件的时刻解除负荷
1)当因下肢疲劳而无法再持续进行运动时
2)当试验负责人判断为要中止试验时
负荷单位：km/h
SpO2与脉搏数的测量
使用脉冲血氧计(NellcorTM N-BSJ(Covidien Japan株式会社))测量了氧饱和度和脉搏数。
以4秒间隔测量SpO2与脉搏数，且做成每20秒的平均值。
使SpO2处于96～100％的范围内，且使脉搏数的上限为160次/分钟、目标脉搏数为120次/分钟而进行实施。
呼气气体参数和心跳的测量
测量机器：呼气气体分析器AERO监视器AE-310SRC(MINATO MEDICAL SCIENCECO.,LTD.)
心跳计：POLAR心跳传感器H10 N
测量方法：混合室(mixing chamber)法
测量项目：二氧化碳排出量(VCO2：ml/min)、氧摄取量(VO2：ml/min)、通气量(VE)、呼气末氧分压(PETO2)、呼气末二氧化碳分压(PETCO2)、呼气末氧浓度(ETO2)、呼气末二氧化碳浓度(ETCO2)、呼吸交换率(R＝VCO2/VO2)*、氧通气当量(VE/VO2)*、二氧化碳通气当量(VE/VCO2)*、心跳(HR：bpm)*为计算值
数据取得频率：20秒一次
一边对被试验者A～C以运动负荷方法1(测力计)施加运动负荷且对被试验者D～F则以运动负荷方法2(跑步机)施加运动负荷，一边在测量VE/VO2的同时测量了SpO2和脉搏数。对任一被试验者均无法持续运动为止进行了测量，即被试验者的最大强度为止进行了测量。
将SpO2和脉搏数，将目标心跳数成为No.4的位置一致的15个测量点的结果，以其测量顺序表示于表1。另外，由于被试验者B的No.10的测量值的脉搏数与紧靠前的脉搏数相比更少，因此排除在外。
表1
·基于GS法的AT的决定
将从Ramp负荷开始至停止为止的每20秒的数据使用于曲线图，且对于运动强度，将VE/VCO2不增加而VE/VO2增加的点作为AT。
·基于方法1-1的下降开始点的决定
在方法1-1中，以脉搏数首次超过目标脉搏数(120次/分钟)时的SpO2的值作为基准值，将SpO2的测量值表示与该基准值相比低40秒(20秒×(3-1))的值的区间紧靠前的SpO2的测量点作为下降开始点1。
图1表示被试验者A的SpO2和脉搏数的经时变化。例如，在被试验者A的情况下，基准值为No.5的SpO2的99，No.9～11的40秒钟的SpO2表示低于该基准值的值，因此将紧靠前的测量点即No.8的点决定为下降开始点。而且，将在该下降开始点处的运动负荷量(心跳数成为127时的运动负荷量)，推断为被试验者A的最适运动强度。
根据方法1-1，如果被试验者A运动至No.11的点，则可推断出最适运动强度，且可结束测量(运动)。
·基于方法1-2的下降开始点的决定
在方法1-2中，以脉搏数首次超过目标脉搏数(120次/分钟)时的SpO2的值作为基准值，将SpO2的测量值表示与该基准值相比低40秒(20秒×(3-1))的值的区间中连接SpO2最高值的测量点和最低值的测量点的直线与前述区间之前(120次～区间紧靠前)的近似直线的交点，作为下降开始点2。
图2表示被试验者A的SpO2和脉搏数的分布图。被试验者A在脉搏数首次超过目标心跳数之后，脉搏数伴随运动负荷量的增加而增加。例如，在被试验者A的情况下，基准值为No.5的SpO2的99，No.9～11的40秒钟的SpO2表示低于该基准值的值，最高点为No.9，最低点为No.10。将连接该两个点的直线与超过120次后的该区间紧靠前的No.4～8的近似直线(SpO2均为99)的交点(SpO2、脉搏数＝99、128)决定为下降开始点。而且，将在该下降开始点处的运动负荷量(心跳数成为128时的运动负荷量)，推断为是被试验者A的最适运动强度。
根据方法1-2，如果被试验者A运动至No.11的点，则可推断出最适运动强度，且可结束测量(运动)。
·基于方法2的转折点的决定
在方法2中，在测量SpO2的同时测量脉搏数，
以脉搏数作为独立变量，以将SpO2除以脉搏数的值作为从属变数，
在从首次的测量点至第N个(N≥2)测量点的回归直线1和从第N+1个测量点至最后的测量点的回归直线2的组合中，将当两条回归直线1、2的残差平方和的和成为最小时的回归直线1与2的交点作为转折点。
图3表示被试验者A的脉搏数110之后(包含No.1～15)的脉搏数和SpO2/脉搏数的分布图。另外，被试验者A在No.15之后，进行2分钟的运动，之后就无法持续进行运动，此时的SpO2为98.0、脉搏数为148。如果将这些曲线图划分为二，求出二条回归直线的残差平方和的和，则区分为No.9为止的测量点和No.10之后的测量点时的残差平方和的和成为最小，将这些两条回归直线的交点(脉搏数、SpO2/脉搏数＝127、0.78)决定为转折点。而且，将在该转折点处的运动负荷量(心跳数为127时的运动负荷量)，推断为被试验者A的最适运动强度。
根据方法2，在被试验者A的情况下，即使使用140次/分钟(No.13)为止的测量点，区分成No.9为止和No.10～13时的残差平方和也会成为最小，可推断出与运动至无法再动为止(No.15之后再2分钟)时相等的最适运动强度，且可在No.13的点处结束测量(运动)。
将通过以上所述的各方法所推断出的最适运动强度，与通过基于呼气气体分析的黄金标准法(GS法)所测量出的最适运动强度一起表示于表2。
表2
最适运动强度下的脉搏数
A B C D E F
GS法 115 139 134 145 139 146
方法1-1 127 132 128 146 140 143
方法1-2 128 134 131 150 144 144
方法2 127 132 137 134 138 147
根据本发明的推断方法，已确认了可推断出与通过基于现有的呼气气体分析的黄金标准法(GS法)所测量出的最适运动强度近似的最适运动强度。
例如，如果依据方法1-1、1-2，则被试验者A只要运动至No.11的测量点即可推断出最适运动强度，且可结束测量(运动)，如果依据方法2，则只要运动至No.13的测量点即可推断出最适运动强度。本发明的推断方法不需运动至极限(无法在动为止)，而且不需要采血，对体力、精神的负担较小。

Claims (11)

1.一种最适运动强度的推断方法，其特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度即SpO2的测量值的步骤；
及决定所述血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点的步骤，
将在所述下降开始点处的运动负荷量，推断为所述被试验者的最适运动强度。
2.根据权利要求1所述的最适运动强度的推断方法，其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定所述下降开始点的方法，其特征为，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于所述基准值的值的区间紧靠前的SpO2的测量点决定为所述下降开始点。
3.根据权利要求1所述的最适运动强度的推断方法，其为在测量SpO2的同时测量脉搏数，且根据SpO2的经时变化而决定所述下降开始点的方法，其特征为，
在脉搏数首次超过目标脉搏数之后，以脉搏数首次超过目标脉搏数时的SpO2的值作为基准值，而将SpO2的测量值5秒以上连续显示低于所述基准值的值的区间中连接SpO2的最高值的测量点和最低值的测量点的直线与所述区间以前的近似直线的交点，决定为所述下降开始点。
4.一种最适运动强度的推断方法，其特征为，
具有：对被试验者，在施加Ramp负荷的同时，对每一次不同的运动负荷量，在包含96～100％的至少一部分的范围内求出血氧浓度即SpO2的测量值，且在测量SpO2的同时测量脉搏数的步骤；
及决定SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点的步骤，
将在所述转折点处的运动负荷量，推断为所述被试验者的最适运动强度。
5.一种训练方法，其特征为，以通过权利要求1～4中任一项所述的推断方法推断出的最适运动强度进行运动。
6.一种运动指示装置，其特征为，
具有：存储手段，储存通过权利要求1～4中任一项所述的推断方法推断出的最适运动强度中的生物信息值；
测量手段，可测量所述生物信息值；
运算手段，对由所述测量手段测量出的生物信息值与所述最适运动强度中的生物信息值进行对比，而算出运动负荷量；
及指示手段，指示由所述运算手段算出的运动负荷量。
7.根据权利要求6所述的运动指示装置，其特征为，
所述测量手段可测量血氧浓度即SpO2，
所述指示手段根据与来自所述测量手段的生物信息值有关的信息，能够指示成为Ramp负荷的运动负荷量，
所述运算手段能够算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点。
8.根据权利要求6所述的运动指示装置，其特征为，
所述测量手段可测量血氧浓度即SpO2和脉搏数，
所述指示手段根据与来自前述测量手段的生物信息值有关的信息，能够指示成为Ramp负荷的运动负荷量，
所述运算手段能够算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的运动指示装置，其特征为，其为穿戴型终端。
10.一种最适运动强度的推断系统，其特征为，
具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度即SpO2；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出血氧浓度的测量值伴随运动负荷量的增加而开始显示下降倾向的下降开始点，
将在所述下降开始点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
11.一种最适运动强度的推断系统，其特征为，
具有：测量部，在包含96～100％的至少一部分的范围内测量血氧浓度即SpO2，同时测量脉搏数；
指示部，指示成为Ramp负荷的运动负荷量；
及运算部，算出SpO2/脉搏数的举动伴随运动负荷量的增加而发生变化的转折点，
将在所述转折点处的运动负荷量，推断为最适运动强度。
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