JP2006212162A - 運動補助装置、運動装置、及び運動補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中性脂肪が存在する部分に超音波照射装置により超音波を照射して、中性脂肪を遊離脂肪酸等に分解して、遊離脂肪酸等を血液中に放出させた後、これらの物質を運動により消費させる運動補助装置を提供する。
【解決手段】運動補助装置１０は、利用者に対して超音波を照射する超音波照射部２０と、超音波照射部によって超音波を照射した後に、必要な運動量を算出する運動量算出部３０と、利用者に対して必要な運動量を表示させる表示制御部４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運動補助装置、運動装置、及び運動補助方法に関する。特に、本発明は、超音波照射装置を備えた運動補助装置、運動装置、及び運動補助方法に関する。

人間が有酸素運動などの運動を行うと、まず、運動により人体の筋肉中に蓄えられている糖などが消費される。その後に、血液中に存在する遊離脂肪酸や糖が消費される。そして、血液中の遊離脂肪酸や糖の血中濃度が低下すると、全身の交感神経末端からノルアドレナリン等の交感神経ホルモンが分泌される。

ノルアドレナリン等の交感神経ホルモンは、肝臓又は脂肪組織の脂肪分解酵素リパーゼを刺激する。そして、リパーゼは、肝臓又は脂肪組織内の中性脂肪を遊離脂肪酸とグリセロールに分解する。中性脂肪の分解により生じた遊離脂肪酸とグリセロールは、血液中に放出される。そして、遊離脂肪酸とグリセロールは、生体の各部位の細胞へ運ばれて運動のエネルギー源となり、運動により消費される。

人間が運動を続けて、血液中の遊離脂肪酸の濃度、糖濃度が低下すると、肝臓や脂肪組織から血液中へ、遊離脂肪酸や糖が放出される。これにより、肝臓や脂肪組織内に蓄えられていた中性脂肪の分解が進行して、中性脂肪が分解されて人間はやせる。

そこで、皮下脂肪や内臓脂肪を減少させるために、ジョギングやエアロビクスなどの有酸素運動が行われている。これらの有酸素運動により、血液中の遊離脂肪酸や糖の濃度を低下させ、全身の交感神経を刺激してノルアドレナリン等の交感神経ホルモンの分泌を促す。そして、交感神経ホルモンの働きにより、リパーゼ等の脂肪分解酵素に中性脂肪を分解させる。

しかし、運動を行うと人間の血液中だけではなく、肝臓中の遊離脂肪酸や糖が消費された状態となる。そして、肝臓中の遊離脂肪酸や糖が消費されると、人間は空腹感を覚え、食欲が増進される。そして、人間が食事をすることにより、再び血液中の遊離脂肪酸濃度と糖濃度が増加して、肝臓や脂肪組織に運ばれて中性脂肪として蓄えられる。その結果、中性脂肪が肝臓と脂肪組織に蓄積される。また、肝臓の遊離脂肪酸や糖が減少した状態の場合には、肝臓は、体の他の部位よりも先に遊離脂肪酸や糖を中性脂肪として蓄積する性質がある。したがって、運動のみでは、人間が減少させたい脂肪組織中に存在する中性脂肪を、効率的に減少させることができない問題がある。

一方、人間が食事を摂取しない場合には、まず始めに筋肉が分解され始め、その後に、肝臓や脂肪組織中の中性脂肪を分解する性質がある。したがって、食事制限により中性脂肪を分解させる方法では、人体に危険を及ぼす恐れがある。

そこで、従来は、超音波照射装置を用い、超音波を中性脂肪が存在する部分に照射して、超音波が当たった部分の中性脂肪を血液中に遊離脂肪酸として溶かす方法により、中性脂肪を除去することが行われている。

特許第３４１６９０９号公報 米国特許第６４５０９７９号公報 国際公開第９９／３９６７７号パンフレット

しかしながら、中性脂肪が存在する部分に超音波照射装置により超音波を照射して、中性脂肪を遊離脂肪酸等に分解して、遊離脂肪酸等を血液中に放出させたとしても、放出された遊離脂肪酸等は血液中に、長時間の間、留まることはない。そして、血液中の遊離脂肪酸等が消費されない場合には、遊離脂肪酸等は再び肝臓や脂肪組織に取り込まれ、中性脂肪として蓄積されるという問題があった。

そこで本発明は、上記課題を解決することができる運動補助装置、運動装置、及び運動補助方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、利用者に対して超音波を照射する、超音波照射部と、超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動量を表示させる表示制御部とを備える運動補助装置を提供する。また、超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出部を更に備え、表示制御部は、運動量算出部が算出した必要な運動量を表示してもよい。

更に、超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、運動量算出部は、超音波の量として、超音波を照射した時間に基づいて、必要な運動量を算出してもよい。そして、運動量算出部は、超音波の量として、超音波を照射した面積を用いて必要な運動量を算出してもよい。また、運動量算出部は、運動量の大きさに基づいて、超音波を照射する面積を算出してもよい。

また、本発明の第２の形態においては、利用者に対して超音波を照射する超音波照射部と、超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動負荷を与える負荷部を更に備えた運動装置を提供する。また、超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出部を更に備え、負荷部は、運動量算出部によって算出された大きさの負荷を利用者に対して与えてもよい。

また、超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、運動量算出部は、超音波の量として、超音波を照射した時間に基づいて、必要な運動量を算出してもよい。そして、運動量算出部は、超音波照射部によって照射した超音波の面積に基づいて、必要な運動量を算出してもよい。また、運動量算出部は、運動量の大きさに基づいて、超音波を照射する面積を算出してもよい。

そして、超音波をあてた後に利用者が行うべき目標運動量を予め入力する目標入力手段と、目標入力手段から入力された目標運動量に基づいて、照射すべき超音波の量を算出する超音波照射量算出手段を更に備え、超音波照射部は、超音波照射量算出手段が算出した量の超音波を利用者に照射してもよい。また、超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、超音波照射量算出手段は、目標運動量として、超音波を照射する時間に基づいて、必要な超音波の量を算出してもよい。更に、超音波照射量算出手段は、超音波の量として、超音波を照射すべき面積を算出してもよい。また、超音波照射量算出手段は、目標運動量の大きさに基づいて、超音波を照射する面積を用いて必要な超音波の量を算出してもよい。

また、運動装置は、固定式自転車であり、負荷部は、利用者がこぐべきペダルおよびペダルの軽さを制御する軽さ調整部を有し、負荷部は更に、運動量算出部が算出した必要な運動量に基づいて、軽さ調整部により制御すべきペダルの軽さ、またはペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方を算出して、算出された負荷を利用者に対して与えてもよい。

更に、運動装置は温水槽であり、負荷部は、利用者が温水槽に入る時間を利用者から予め入力する入力制御部と、温水槽の温度を制御する温度制御部を有し、温度制御部は、入力制御部から入力された時間に基づいて、運動量算出部が算出した運動量を利用者に消費させるために必要な温水槽の温度を算出して、温水槽の温度を、算出された温度に近づけてもよい。

また、本発明の第３の形態においては、利用者に対して超音波を照射する超音波照射ステップと、超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出ステップと、超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動量を表示させる表示制御ステップとを備える運動補助方法を提供する。また、利用者に対して予め超音波を照射する超音波照射ステップと、超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出ステップと、超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動負荷を与える負荷ステップを更に備えてもよい。

更に、超音波をあてた後に利用者が行うべき目標運動量を入力する目標入力ステップと、目標入力手段から入力された目標運動量に基づいて、照射すべき超音波の量を算出する超音波照射量算出ステップと、超音波照射量算出ステップが算出した量の超音波を利用者に照射する超音波照射ステップとを備えてもよい。そして、超音波照射ステップによって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、運動量算出ステップは、超音波の量として、超音波を照射した面積を用いて必要な運動量を算出してもよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、超音波照射装置により中性脂肪を遊離脂肪酸等に分解した後に、効率的に遊離脂肪酸等を消費させることができる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態に係る運動補助装置１０の機能構成の一例を示す。運動補助装置１０は、超音波照射部２０、運動量算出部３０、表示制御部４０、利用者データ格納部５０を備える。運動補助装置１０は、利用者に超音波を照射して、利用者の脂肪組織に蓄積されている中性脂肪を遊離脂肪酸等に分解する。そして、運動補助装置１０は、中性脂肪の分解により生じた遊離脂肪酸等を消費するために必要な運動量を表示する。ここで、照射とは、利用者の体に超音波を当てることをいう。運動補助装置１０は、例えば、超音波照射装置を備えたパーソナルコンピューターであってよい。また、マイクロコンピュータを内蔵した、超音波照射装置であってもよい。

なお、運動量はｋｃａｌ等の熱量の単位で表してよい。また、利用者が行う運動の種類によって、必要な運動量は熱量の単位から、必要なエネルギーを消費するのに必要な時間単位に換算して表してもよい。例えば、運動補助装置１０は、利用者が行う運動がジョギングである場合には、必要な運動量を、ジョギングを行う時間として分単位で表してよい。

本実施形態に係る運動補助装置１０は、利用者に超音波を照射して、利用者が遊離脂肪酸等を消費するのに必要な運動量を利用者に表示することを目的とする。

利用者データ格納部５０は、利用者の氏名、性別、年齢、身長、体重、体脂肪率、及び運動補助装置１０の利用回数などのデータを格納してよい。利用者データ格納部５０は、各利用者のデータについて一意となるべく識別できる識別子に対応付けて格納できる。利用者データ格納部５０は、超音波照射部２０へ、利用者の性別や体脂肪率などのデータを供給する。なお、利用者データ格納部５０は、例えば、磁気記録媒体や半導体記録媒体を用いた記録装置であってよい。また、利用者データ格納部５０は、例えば、ＩＣカードなど、利用者が携帯することができる記録装置であってよい。

超音波照射部２０は、利用者データ格納部５０から、利用者の性別や体脂肪率等のデータを受け取る。そして、超音波照射部２０は、利用者に対して超音波を照射する。使用する超音波は、周波数が５１７±１０ｋＨｚであってよく、パワー密度が１１０ｍＷ／ｃｍ２である超音波であってよい。また、超音波照射部２０は、利用者に対して超音波を、連続照射、パルス照射、及びこれらの複合照射のいずれで照射してもよい。

更に、超音波照射部２０は、利用者の性別の違い、及び体脂肪率の大小により照射する超音波の量の初期設定値を定めてもよい。例えば、利用者が男性であって、かつ、体脂肪率が１８％以上の場合には、照射する超音波の量は、体脂肪率が１８％未満の利用者の場合に比べて多くしてもよい。また、例えば、利用者が女性であって、かつ、体脂肪率が２５％以上の場合には、照射する超音波の量は、体脂肪率が２５％未満の利用者の場合に比べて多くしてもよい。なお、超音波の照射量の初期設定値を設定する際に基準となる体脂肪率の値は、自由に設定してよい。更に、超音波の照射量も自由に設定してもよい。

なお、超音波を照射することにより分解される体脂肪の量は、利用者の年齢が同一ならば個人差はないことが知られている。但し、人間の加齢と共に、超音波の照射によって分泌されるノルアドレナリンの量が減少するため、利用者の年齢が異なり、他の超音波照射条件等の条件が全てが同一条件の下では、同一量の超音波を照射しても、同一量の体脂肪が分解されない場合がある。したがって、超音波照射量は、利用者の年齢に基づいて、自由に設定してもよい。

超音波照射部２０が、利用者の体に超音波を照射することにより、脂肪組織に蓄積されている中性脂肪が遊離脂肪酸等に分解される。そして、超音波照射部２０は、利用者に照射した超音波の量のデータを、運動量算出部３０へ供給する。運動量算出部３０は、超音波照射部２０から利用者に照射した超音波の量のデータを受け取る。運動量算出部３０は、超音波照射部２０によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する。

運動量算出部３０は、超音波の周波数、超音波のパワー密度、及び超音波を照射する面積を予め定めておき、超音波を照射する時間によって、利用者が必要とする運動量を算出してよい。例えば、運動量算出部３０は、超音波の照射時間の単位時間当たりに分解される脂肪量を基に、分解された脂肪を消費するために必要な運動量を算出してよい。ここで、超音波の照射時間に比例して、分解される体脂肪の量は増加するので、利用者が多くの体脂肪を分解したい場合には、超音波の照射時間を増加させてもよい。

また、運動量算出部３０は、超音波の量を、超音波を照射する面積を用いて、必要な運動量を算出してもよい。例えば、超音波を照射する単位面積当たりで分解される脂肪量を基に、超音波が照射される面積で分解される脂肪量を算出して、算出された脂肪量に相当するエネルギー量を、分解された脂肪量を消費するために必要な運動量として算出してよい。ここで、超音波が照射された体の部位から体脂肪が溶け出すため、超音波を照射する面積に比例して、分解される体脂肪の量が増加する。したがって、利用者が多くの体脂肪を分解したい場合には、超音波を照射する面積を増加させてもよい。

更に、運動量算出部３０は、利用者が必要とする運動量の大きさに基づいて、超音波を照射する面積を算出してもよい。例えば、利用者が必要とする運動量を、超音波を照射する単位面積当たりで分解できる体脂肪の量をエネルギーに換算した値で除することにより、超音波を照射する面積を算出してもよい。なお、体脂肪１ｇ当たり７ｋｃａｌの熱量エネルギーとして換算できることが知られている。

運動量算出部３０は、算出した運動量のデータを表示制御部４０へ供給する。表示制御部４０は、運動量算出部３０が算出した必要な運動量のデータを受け取る。そして、表示制御部４０は、必要な運動量を表示する。表示制御部４０は、例えば、液晶表示部を有する表示装置であってよい。

本実施形態に係る運動補助装置１０によれば、脂肪組織に蓄えられた中性脂肪を分解した後に、分解された中性脂肪により生じた遊離脂肪酸を消費するために、利用者が必要とする運動量を表示させることができる。これにより、利用者は、血液中に溶解した遊離脂肪酸等のエネルギーに相当するエネルギーを運動で消費すればよいことが、一見しただけで明確に把握できる。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る運動装置１００の機能構成の一例を示す。運動装置１００は、利用者データ格納部５０、目標入力手段１１０、超音波照射量算出手段１２０、超音波照射部２０、運動量算出部３０、及び負荷部１３０を備える。負荷部１３０は、負荷算出部２００と軽さ調整部２１０を有する。ここで、超音波照射部２０、運動量算出部３０、及び利用者データ格納部５０については、図１での上記説明において、同一の番号で説明した各構成部分と略同一の機能を有するので、説明は省略する。

運動装置１００は、利用者に対して超音波を照射した後に、照射した超音波の量に基づいて、利用者に対して必要な運動負荷を与える。運動装置１００は、例えば、固定式自転車であってよく、また、ランニングマシーンであってもよい。

本発明の第２の実施形態に係る運動装置１００は、利用者に超音波を照射して、遊離脂肪酸を消費するのに必要なエネルギーに相当する負荷を、利用者に与えることを目的とする。

目標入力手段１１０は、超音波を当てた後に利用者が行うべき目標運動量を予め入力する。目標入力手段１１０は、入力された目標運動量のデータを、超音波照射量算出手段１２０へ供給する。超音波照射量算出手段１２０は、目標入力手段１１０から目標運動量のデータを受け取る。また、超音波照射量算出手段１２０は、利用者データ格納部５０から、利用者の性別、体脂肪率などのデータを受け取る。超音波照射量算出手段１２０は、目標入力手段１１０から入力された目標運動量に基づいて、照射すべき超音波の量を算出する。

ここで、超音波照射部２０によって照射される超音波の出力と、照射する面積が予め定められている場合には、超音波照射量算出手段１２０は、利用者の目標運動量として、超音波を照射する時間に基づいて、必要な超音波の量を算出してよい。例えば、超音波の照射によって分解される単位時間当たりの脂肪の量をエネルギー値に換算して、必要な運動量を消費する時間を算出してよい。そして、算出した時間の間に照射する超音波の量を、必要な超音波の量として算出してよい。

また、超音波照射量算出手段１２０は、超音波の量として、超音波を照射すべき面積を算出してもよい。例えば、利用者の目標運動量を、超音波が照射される面積の単位面積当たりで分解される脂肪量をエネルギー値に換算して、換算したエネルギー値で利用者の目標運動量を除することにより、必要な超音波の量を照射すべき面積を算出してよい。

更に、超音波照射量算出手段１２０は、利用者の目標運動量の大きさに基づいて、超音波を照射する面積を用いて必要な超音波の量を算出してもよい。例えば、超音波が照射される面積の単位面積当たりで分解される脂肪量をエネルギー値に換算した値により、利用者の目標運動量を除することにより、必要な超音波を照射すべき面積が算出される。そして、算出された面積と、単位面積当たりに照射される超音波の量から、必要な超音波の量を算出してもよい。

超音波照射量算出手段１２０は、算出された照射すべき超音波の量のデータを、超音波照射部２０へ供給する。超音波照射部２０は、超音波照射量算出手段１２０から、算出された照射すべき超音波の量のデータを受け取る。そして、超音波照射部２０は、算出された照射すべき超音波の量に相当する量の超音波を、利用者に照射する。また、超音波照射部２０は、照射した超音波の量のデータを運動量算出部３０へ供給する。運動量算出部３０は、超音波照射部２０から、照射した超音波の量のデータを受け取る。

運動量算出部３０は、受け取った超音波の量のデータに基づいて、必要な運動量を算出する。運動量算出部３０は、算出された必要な運動量を負荷部１３０が有する負荷算出部２００へ供給する。負荷部１３０は、運動量算出部３０によって算出された大きさの負荷を利用者に対して与える。例えば、運動装置１００が固定式自転車の場合には、負荷部１３０が有する負荷算出部２００が、利用者が必要とする運動量に基づいて、制御すべきペダルの軽さ、またはペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方を算出する。そして、負荷算出部２００は、算出した、制御すべきペダルの軽さ、又はペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方のデータを、軽さ調整部２１０へ供給する。

軽さ調整部２１０は、負荷算出部２００から、制御すべきペダルの軽さ、又はペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方のデータを受け取る。そして、軽さ調整部２１０は、利用者がこぐべきペダル及びペダルの軽さを調整する。また、運動装置１００が、例えば、ランニングマシーンである場合には、軽さ調整部２１０は、利用者が必要とする運動量から、走行面の傾斜角度、走行面の速度等を調整してもよい。ここで、超音波照射部２０が利用者に超音波を照射後、約６０分以内に、負荷部１３０が利用者に負荷を与えることが好ましい。

これは、利用者の前腕部に超音波を照射して、超音波照射後の肘静脈中に含まれる遊離脂肪酸の量を測定した実験結果に基づく。すなわち、実験では、超音波照射前の利用者の肘静脈中に含まれる遊離脂肪酸量を１とした場合、超音波照射後の肘静脈中に含まれる遊離脂肪酸量は、超音波照射後３０分までは１．２、超音波照射後５０分で１．３、そして、超音波照射後７０分で１．２、という結果が得られた。この結果から、超音波照射後５０分までは、超音波照射により中性脂肪の分解により生じた遊離脂肪酸が血液中に溶け出していることが確認された。

そして、超音波照射をして７０分が経過すると、遊離脂肪酸が脂肪細胞に再び取り込まれ始めていると考えられる。すなわち、遊離脂肪酸が血液中に溶け出す量が最大となるのは、超音波照射後５０分以降であって、遊離脂肪酸が再び脂肪組織に取り込まれ始める超音波照射後７０分以前であると考えられる。したがって、超音波照射後５０分から７０分の範囲で利用者に必要な運動の負荷を与えることが好ましい。

なお、上記肘静脈中に含まれる遊離脂肪酸の量の測定実験の条件は、以下の通りである。すなわち、使用した超音波の周波数は５１７±１０ｋＨｚであり、パワー密度は１１０Ｗ／ｃｍ２である。そして、健常被験者８名（女性７名、男性１名）に対して、静脈に採血用留置針設置後、１０分の安静時間を設け、その後に超音波を前腕部に照射した。超音波の照射時間は１０分間であり、超音波を照射した面積は２６０ｃｍ２である。そして、超音波照射域の肘静脈から経時的に採血して、遊離脂肪酸の量を分析した。

図３は、本実施形態に係る運動装置１０５の機能構成の一例を示す。運動装置１０５は、利用者データ格納部５０、目標入力手段１１０、超音波照射量算出手段１２０、超音波照射部２０、運動量算出部３０、及び負荷部１３０を備える。負荷部１３０は、入力制御部３００、温度算出部３１０、及び温度制御部３２０を有する。ここで、利用者データ格納部５０、目標入力手段１１０、超音波照射量算出手段１２０、超音波照射部２０、運動量算出部３０、及び負荷部１３０については、図１及び図２での上記説明において、同一の番号で説明した各構成部分と略同一の機能を有するので、説明は省略する。

運動装置１０５は、例えば、温水槽であってよい。また、温水槽は、温水プール、風呂、及びジャグジー等であってよい。入力制御部３００は、利用者が温水槽に入る時間を利用者から予め入力される。そして、入力制御部３００は、入力された時間のデータを温度算出部３１０へ供給する。温度算出部３１０は、入力制御部３００から、入力された時間のデータを受け取る。そして、温度算出部３１０は、入力制御部３００から入力された時間に基づいて、運動量算出部３０が算出した運動量を利用者に消費させるために必要な温水槽の温度を算出する。

運動装置１０５にかかる温水槽で利用者が消費する運動量は、温水槽の水温と利用者の体温の温度差に、利用者が入力した時間と所定の係数を乗じることによって算出できる。したがって、温度算出部３１０は、運動量算出部３０が算出した運動量、利用者の体温、及び利用者が入力した温水槽に入る時間から、設定すべき温水槽の水温を算出してよい。なお、所定の係数は、利用者の体重、及び身長で決定される放熱係数であってよい。また、所定の係数は、利用者の体重、身長、体脂肪率等の各個人の身体が有する特徴量から決定される係数であってもよい。

温度算出部３１０は、算出された温水槽の温度のデータを温度制御部３２０へ供給する。温度制御部３２０は、温度算出部３１０から算出された温水槽の温度のデータを受け取る。また、温度制御部３２０は、運動量算出部３０より、算出された必要な運動量のデータを受け取る。そして、温度制御部３２０は、温水槽の温度を制御する。利用者は、温度制御部３２０によって温度が制御された温水槽に入ることにより、血液中に溶け出した遊離脂肪酸を効率的に消費できる。また、温水槽の温度を一定にした場合には、利用者が温水槽に入る時間を制御することにより、利用者が必要とする運動量を決定してもよい。

なお、運動装置１００、及び運動装置１０５において、利用者に超音波を照射した後に利用者に対して負荷を与えるだけではなく、利用者に超音波を照射しながら、利用者に対して負荷を与えてもよい。利用者に超音波を照射しながら、利用者に対して負荷を与えた場合には、超音波の照射によって血液中に溶け出した遊離脂肪酸が消費される前に、血液中に含まれている遊離脂肪酸が消費される。そして、運動装置１００は、超音波の照射によって、脂肪組織中の中性脂肪の分解により生じた遊離脂肪酸を血液中に溶け出させて、更に利用者に負荷を与えることにより、超音波の照射によって血液中に溶け出した遊離脂肪酸を消費させてもよい。

本発明の第２の実施形態に係る運動装置１００、及び運動装置１０５によれば、利用者に対して超音波を照射して、血液中に溶け出した遊離脂肪酸が再び脂肪細胞中に戻る前に、利用者に必要な運動量の運動をさせることができる。これにより、利用者の体脂肪が効率よく分解・消費され、利用者は着実に体脂肪を減少させることができる。

また、本発明の第２の実施形態に係る運動装置１００、及び運動装置１０５によれば、超音波照射量を、超音波を照射した面積を用いて必要な運動量を決定できる。これにより、超音波を照射する面積を変化させることができるので、利用者は特別な運動をすることなく、部分痩身できる。

図４は、本実施形態に係る運動装置１００による体脂肪の変化を示す実験データである。実験に用いた超音波の条件は以下の通りである。すなわち、使用した超音波の周波数は５１７±１０ｋＨｚであり、パワー密度は１１０Ｗ／ｃｍ２である。そして、超音波の照射時間は１０分間であり、超音波を照射した面積は５２０ｃｍ２である。ここで、超音波を当てた面積は、超音波発生素子が備えられているパットの面積である。そして、使用したパットは２枚であり、１枚の面積は２６０ｃｍ２である。なお、各パットにはそれぞれ１５個の超音波発生素子が備えられているパットを使用した。

また、本実験は、図４に示す６名の利用者に対して、２ヶ月の間に行われた。尚、６名の性別、年齢、身長は図４に示したとおりである。利用者に超音波を照射した回数は、利用回数として表している。図４においては、利用回数については一ヶ月平均の回数として表している。したがって、平均利用回数は１３．１７回／月である。そして、利用者には、超音波を照射した後、６０分以内に有酸素運動を行わせている。

利用者に行わせた有酸素運動の運動量は、平均運動量、及び平均運動時間として図４に示している。ここで、平均運動量、及び平均運動時間は、各利用者が行った全ての運動量、及び運動時間を、各利用者が超音波照射装置を利用した利用回数で除して算出した。したがって、平均運動量は２０５．１０ｋｃａｌであり、平均運動時間は２９．００分である。

実験の結果、運動装置１００を使用することにより、利用者の体重は、平均２．０５ｋｇ減量した。また、利用者の脂肪量は、平均１．８６ｋｇ減量した。また、体脂肪以外の組織、つまり、骨や筋肉の重さを示すＬＢＭ（除脂肪組織）の変化量は、平均で０．１８ｋｇ減少した。また、肥満度は、平均３．７２％減少した。したがって、運動装置１００の使用により、利用者は、健康的、かつ効果的に体脂肪を減少させることができることが示された。

図５は、超音波照射による脂肪の変化を示す実験データである。実験に用いた超音波の条件は、図４での上記説明において説明した条件と同一であるので説明は省略する。本実験においては、利用者に超音波を照射して、超音波照射後、利用者に運動を行わせていない点が、図４での上記説明した実験と相違する。

本実験は、図５に示す２名の利用者に対して、超音波照射装置による超音波照射を一週間に３回の頻度で、合計１０回行った際の、１回目と１０回目に測定した体脂肪量の変化を表している。実験の結果、体重変化で利用者ｇは０．５ｋｇの増加が観察され、利用者ｈは０．６ｋｇの減少が観察された。また、減少した体脂肪量は、利用者ｇが０．０８ｋｇであり、利用者ｈが０．５８ｋｇであった。上記図４で説明した、運動装置１００による結果と比較すると、超音波照射装置による超音波照射のみでは、利用者の体脂肪を効果的に減少させることが困難であることがわかる。

図６は、本実施形態に係る軽さ調整部２１０における処理の流れの一例を示す。まず、負荷算出部２００が、利用者に与える負荷を算出する。そして、負荷算出部２００は、算出した負荷のデータを、軽さ調整部２１０へ供給する。軽さ調整部２１０は、算出された負荷のデータを受け取る。そして、軽さ調整部２１０は、利用者がこぐべきペダルの軽さ、又は利用者がペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方を算出して、負荷算出部２００が算出した負荷を利用者に与える（Ｓ１０００）。そして、利用者に対して所定の運動量に相当する負荷が与えられていない場合には、軽さ調整部２１０は、利用者に対し所定運動量に相当する負荷を与えるまで、運動負荷を与える（Ｓ１１００：Ｎｏ）。軽さ調整部２１０が、所定運動量に相当する負荷を与えた場合には、処理を終了する（Ｓ１１００：Ｙｅｓ）。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

運動補助装置１０の機能構成を示すブロック図である。 運動装置１００の機能構成を示すブロック図である。 運動装置１０５の機能構成を示すブロック図である。 運動装置１００による体脂肪の変化を示す実験データを示す図である。 超音波照射による脂肪の変化を示す実験データを示す図である。 軽さ調整部２１０における処理の流れの一例を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 運動補助装置
２０ 超音波照射部
３０ 運動量算出部
４０ 表示制御部
５０ 利用者データ格納部
１００ 運動装置
１０５ 運動装置
１１０ 目標入力手段
１２０ 超音波照射量算出手段
１３０ 負荷部
２００ 負荷算出部
２１０ 軽さ調整部
３００ 入力制御部
３１０ 温度算出部
３２０ 温度制御部

Claims (20)

1. 利用者に対して超音波を照射する、超音波照射部と、
   前記超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動量を表示させる表示制御部と、
   を備える運動補助装置。
2. 前記超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出部を更に備え、
   前記表示制御部は、前記運動量算出部が算出した必要な運動量を表示する
   請求項１に記載の運動補助装置。
3. 前記超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、
   前記運動量算出部は、前記超音波の量として、前記超音波を照射した時間に基づいて、必要な運動量を算出する
   請求項２に記載の運動補助装置。
4. 前記運動量算出部は、前記超音波の量として、前記超音波を照射した面積を用いて必要な運動量を算出する
   請求項３に記載の運動補助装置。
5. 前記運動量算出部は、前記運動量の大きさに基づいて、前記超音波を照射する面積を算出する
   請求項２に記載の運動補助装置。
6. 利用者に対して超音波を照射する超音波照射部と、
   前記超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動負荷を与える負荷部を更に備えた運動装置。
7. 前記超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出部を更に備え、
   前記負荷部は、前記運動量算出部によって算出された大きさの負荷を利用者に対して与える
   請求項６に記載の運動装置。
8. 前記超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、
   前記運動量算出部は、前記超音波の量として、前記超音波を照射した時間に基づいて、必要な運動量を算出する
   請求項７に記載の運動装置。
9. 前記運動量算出部は、前記超音波照射部によって照射した前記超音波の面積に基づいて、必要な運動量を算出する
   請求項７に記載の運動装置。
10. 前記運動量算出部は、前記運動量の大きさに基づいて、前記超音波を照射する面積を算出する
    請求項７に記載の運動装置。
11. 超音波をあてた後に利用者が行うべき目標運動量を予め入力する目標入力手段と、
    前記目標入力手段から入力された目標運動量に基づいて、照射すべき超音波の量を算出する超音波照射量算出手段を更に備え、
    前記超音波照射部は、前記超音波照射量算出手段が算出した量の超音波を利用者に照射する
    請求項６に記載の運動装置。
12. 前記超音波照射部によって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、
    前記超音波照射量算出手段は、前記目標運動量として、前記超音波を照射する時間に基づいて、必要な超音波の量を算出する
    請求項１１に記載の運動装置。
13. 前記超音波照射量算出手段は、前記超音波の量として、前記超音波を照射すべき面積を算出する
    請求項１１に記載の運動装置。
14. 前記超音波照射量算出手段は、前記目標運動量の大きさに基づいて、前記超音波を照射する面積を用いて必要な超音波の量を算出する
    請求項１１に記載の運動装置。
15. 前記運動装置は、固定式自転車であり、
    前記負荷部は、利用者がこぐべきペダルおよび前記ペダルの軽さを制御する軽さ調整部を有し、
    前記負荷部は更に、前記運動量算出部が算出した必要な運動量に基づいて、前記軽さ調整部により制御すべき前記ペダルの軽さ、またはペダルをこぐべき運動時間の少なくとも一方を算出して、算出された負荷を利用者に対して与える
    請求項７に記載の運動装置。
16. 前記運動装置は温水槽であり、
    前記負荷部は、
    利用者が前記温水槽に入る時間を利用者から予め入力する入力制御部と、
    前記温水槽の温度を制御する温度制御部を有し、
    前記温度制御部は、前記入力制御部から入力された時間に基づいて、前記運動量算出部が算出した運動量を利用者に消費させるために必要な前記温水槽の温度を算出して、前記温水槽の温度を、算出された温度に近づける
    請求項７に記載の運動装置。
17. 利用者に対して超音波を照射する超音波照射ステップと、
    前記超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出ステップと、
    前記超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動量を表示させる表示制御ステップと、
    を備える運動補助方法。
18. 利用者に対して予め超音波を照射する超音波照射ステップと、
    前記超音波照射部によって照射した超音波の量に基づいて、必要な運動量を算出する運動量算出ステップと、
    前記超音波照射部によって超音波を照射した後に、利用者に対して必要な運動負荷を与える負荷ステップを更に備えた運動補助方法。
19. 超音波をあてた後に利用者が行うべき目標運動量を入力する目標入力ステップと、
    前記目標入力手段から入力された目標運動量に基づいて、照射すべき超音波の量を算出する超音波照射量算出ステップと、
    前記超音波照射量算出ステップが算出した量の超音波を利用者に照射する超音波照射ステップと
    を備える運動補助方法。
20. 前記超音波照射ステップによって照射される超音波の出力と、照射する面積は予め定められており、
    前記運動量算出ステップは、前記超音波の量として、超音波を照射した面積を用いて必要な運動量を算出する
    請求項１７から１９のいずれかに記載の運動補助方法。

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