JP2010268864A - 運動強度規定装置、脂肪燃焼率算出システムおよび運動器具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被験者の呼気中のアセトン濃度を検出するアセトン濃度検出部2と、少なくとも上記アセトン濃度が上昇し始める時点において、上記被験者に対して加えられている運動強度を算出する運動強度算出部3と、
運動強度算出部3によって算出された、アセトン濃度が上昇し始める時点における運動強度をV(%)とした場合、V−20(%)〜V+40(%)の範囲にある運動強度を、被験者に対して加える最適運動強度として規定する最適運動強度規定部4と、を備える。
【選択図】図1
Description
呼吸商(RQ)=(単位時間あたりの二酸化炭素排出量)/(単位時間あたりの酸素消費量)
にて、呼吸商を算出することが可能である。
・糖質 :C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
(RQ=1.00)
・脂質 :2C57H110O6+163O2→114CO2+110H2O
(RQ=0.71)
・タンパク質:2C6H13O2N+15O2→12CO2+10H2O+2NH3
(RQ=0.85)
糖質の場合には、グルコースを代表的な糖質として考える。グルコースを構成する各原子の数は、炭素原子6個、水素原子12個、酸素原子6個である。糖質には酸素原子が多く含まれており、少ない酸素消費量にて分解され得る。呼吸商は1.00であって、三大栄養素中で最大の値になる。また、糖質は酸素の含有量が高いため、重量あたりの熱量は4.1kcal/gとなり、三大栄養素中で最小の値になる。
1)V−6.5(%)〜V+40(%)
2)V−20(%)〜V+30(%)。
運動強度(%)=酸素摂取量/(最大酸素摂取量−安静時酸素摂取量)×100
・・・・・・・・・(1)
に基づいて、上記被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであることが好ましい。
運動強度(%)=(運動時心拍数−安静時心拍数)/(最大心拍数−安静時心拍数)×
100 ・・・・・・・・・(2)
に基づいて、上記被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであることが好ましい。
脂肪燃焼率(g/min)=最適運動強度負荷時における酸素摂取量(L/min)×酸素1Lあたりの熱量(kcal/L)×酸素1Lあたりの熱量に関与する脂肪の割合(g/kcal)
・・・・・・・・・(3)
に基づいて脂肪燃焼率を算出するものであることが好ましい。
脂肪燃焼履歴(g)=脂肪燃焼率(g/min)×最適運動強度負荷時間(min)
・・・・・・・・・(4)
に基づいて算出された脂肪燃焼履歴を記録する記録手段を備えることが好ましい。
運動時間(min)=所望の脂肪量(g)/脂肪燃焼率(g/min)
・・・・・・・・・(5)
に基づいて、所望の脂肪量を燃焼させるために必要な運動時間を算出する運動時間算出手段を備えることが好ましい。
図1に示すように、本実施の形態の運動強度規定装置1は、アセトン濃度検出部2(アセトン濃度検出手段)、運動強度算出部3(運動強度算出手段)、最適運動強度規定部4(最適運動強度規定手段)および判定部5(判定手段)を備えている。各構成について、以下に説明する。
運動強度(%)=酸素摂取量/(最大酸素摂取量−安静時酸素摂取量)×100
・・・・・・・・・(1)
に基づいて、被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであることが好ましい。
運動強度(%)=(運動時心拍数−安静時心拍数)/(最大心拍数−安静時心拍数)×
100 ・・・・・・・・・(2)
に基づいて、被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであってもよい。なお、(2)式における運動時心拍数とは、様々な強さの運動強度が被験者に対して負荷されている時(換言すれば、運動時)の被験者の心拍数が意図され、(2)式における最大心拍数とは、被験者に対して過度の運動強度が負荷された時の被験者の最大の心拍数が意図され、(2)式における安静時心拍数とは、被験者に対して運動強度が負荷されていない時の被験者の心拍数が意図される。そして、少なくとも、アセトン濃度検出部2によって被験者の呼気中のアセトン濃度の上昇が検出された時点における被験者の運動時心拍数を(2)式に代入して得られる運動強度が、運動強度算出部3によって算出される。
図2に示すように、本実施の形態の脂肪燃焼率算出システム10は、上述した運動強度規定装置1のほか、脂肪燃焼率算出部11(脂肪燃焼率算出手段)、記録部12(記録手段)および運動時間算出部13(運動時間算出手段)を備えている。運動強度規定装置1については既に説明したので以下ではその説明を省略し、その他の構成について説明する。
脂肪燃焼率(g/min)=最適運動強度負荷時における酸素摂取量(L/min)×酸素1Lあたりの熱量(kcal/L)×酸素1Lあたりの熱量に関与する脂肪の割合(g/kcal) ・・・・・・・・(3)
に基づいて脂肪燃焼率を算出することが好ましい。
脂肪燃焼履歴(g)=脂肪燃焼率(g/min)×最適運動強度負荷時間(min)
・・・・・・・・・(4)
に基づいて算出された脂肪燃焼履歴を記録する記録部12(記録手段)を備えることが好ましい。
運動時間(min)=所望の脂肪量(g)/脂肪燃焼率(g/min)
・・・・・・・・・(5)
に基づいて所望の脂肪量を燃焼させるために必要な運動時間を算出する運動時間算出部13(運動時間算出手段)を備えることが好ましい。
図3に示すように、本実施の形態の運動器具20は、上述した運動強度規定装置1、または、上述した脂肪燃焼率算出システム10を備えている。なお、運動強度規定装置1および脂肪燃焼率算出システム10に関しては既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。
13名の被験者(一般人)について、運動強度、脂肪燃焼率および呼気中のアセトン濃度の相関関係を調べた。以下に、その詳細を説明する。
脂肪燃焼率(g/min)=運動時の酸素摂取量(L/min)×酸素1Lあたりの熱量(kcal/L)×酸素1Lあたりの熱量に関与する脂肪の割合(g/kcal)
・・・・・・・・(3)
なお、上記(3)式における「運動時の酸素摂取量」としては、実測値を用いた。また、上記(3)式における「酸素1Lあたりの熱量」および「酸素1Lあたりの熱量に関与する脂肪の割合」は、呼吸商から求めた。
運動強度(%)=酸素摂取量/(最大酸素摂取量−安静時酸素摂取量)×100
・・・・・・(1)
このとき、酸素摂取量、最大酸素摂取量および安静時酸素摂取量の各々は、上述の装置を用いて測定した。なお、更に具体的な測定方法は、当該測定装置に添付のプロトコールにしたがった。
13名の被験者(運動選手)について、運動強度、脂肪燃焼率および呼気中のアセトン濃度の相関関係を調べた。各種測定方法等は、上述した〔1.運動強度、脂肪燃焼率、およびアセトン濃度の相関−1〕と同じであるので、ここではその説明を省略し、結果のみを説明する。
10名の被験者について、最大脂肪燃焼率となる運動強度を負荷しながら長時間の運動を行わせた場合の、脂肪燃焼率と呼気のアセトン濃度との相関関係を検討した。以下に、検討方法および検討結果について説明する。
2 アセトン濃度検出部(アセトン濃度検出手段)
3 運動強度算出部(運動強度算出手段)
4 最適運動強度規定部(最適運動強度規定手段)
5 判定部(判定手段)
10 脂肪燃焼率算出システム
11 脂肪燃焼率算出部(脂肪燃焼率算出手段)
12 記録部(記録手段)
13 運動時間算出部(運動時間算出手段)
20 運動器具
21 最適運動強度負荷部(最適運動強度負荷手段)
51 マスク
52 中空糸フィルター
53 バルブ
54 呼気成分分離装置
55 ステンレス容器
56 温度制御装置
57 流量計
58 アセトン検出センサ
59 測定室
60 ポンプ
61 三方弁
62 表示装置
71 自転車エルゴメーター
Claims (12)
- 被験者の呼気中のアセトン濃度を検出するアセトン濃度検出手段と、
少なくとも前記アセトン濃度が上昇し始める時点において、前記被験者に対して加えられている運動強度を算出する運動強度算出手段と、
前記運動強度算出手段によって算出された、前記アセトン濃度が上昇し始める時点における運動強度をV(%)とした場合、V−20(%)〜V+40(%)の範囲にある運動強度を、前記被験者に対して加える最適運動強度として規定する最適運動強度規定手段と、を備えることを特徴とする運動強度規定装置。 - 前記最適運動強度規定手段は、V−6.5(%)〜V+30(%)の範囲にある運動強度を、前記被験者に対して加える最適運動強度として規定するものであることを特徴とする請求項1に記載の運動強度規定装置。
- 前記被験者が運動選手か否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段によって前記被験者が運動選手であると判断された場合には、前記最適運動強度規定手段によって、下記1)に記載の運動強度が前記最適運動強度として規定され、
前記判定手段によって前記被験者が運動選手でないと判断された場合には、前記最適運動強度規定手段によって、下記2)に記載の運動強度が前記最適運動強度として規定されることを特徴とする請求項1に記載の運動強度規定装置。
1)V−6.5(%)〜V+40(%)
2)V−20(%)〜V+30(%) - 前記運動強度算出手段は、下記(1)式に基づいて、前記被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の運動強度規定装置。
運動強度(%)=酸素摂取量/(最大酸素摂取量−安静時酸素摂取量)×100
・・・・・・・・・(1) - 前記運動強度算出手段は、下記(2)式に基づいて、前記被験者に対して加えられている運動強度を算出するものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の運動強度規定装置。
運動強度(%)=(運動時心拍数−安静時心拍数)/(最大心拍数−安静時心拍数)×
100 ・・・・・・・・・(2) - 請求項1〜5の何れか1項に記載の運動強度規定装置と、
前記最適運動強度が前記被験者に対して加えられた場合の、当該被験者における脂肪燃焼率を算出する脂肪燃焼率算出手段と、を備えていることを特徴とする脂肪燃焼率算出システム。 - 前記脂肪燃焼率算出手段は、下記(3)式に基づいて脂肪燃焼率を算出するものであることを特徴とする請求項6に記載の脂肪燃焼率算出システム。
脂肪燃焼率(g/min)=最適運動強度負荷時における酸素摂取量(L/min)×酸素1Lあたりの熱量(kcal/L)×酸素1Lあたりの熱量に関与する脂肪の割合(g/kcal)
・・・・・・・・・(3) - 下記(4)式に基づいて算出された脂肪燃焼履歴を記録する記録手段を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の脂肪燃焼率算出システム。
脂肪燃焼履歴(g)=脂肪燃焼率(g/min)×最適運動強度負荷時間(min)
・・・・・・・・・(4) - 下記(5)式に基づいて、所望の脂肪量を燃焼させるために必要な運動時間を算出する運動時間算出手段を備えることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の脂肪燃焼率算出システム。
運動時間(min)=所望の脂肪量(g)/脂肪燃焼率(g/min)
・・・・・・・・・(5) - 請求項1〜5の何れか1項に記載の運動強度規定装置、または、請求項6〜9の何れか1項に記載の脂肪燃焼率算出システムを備えていることを特徴とする運動器具。
- 前記最適運動強度に相当する負荷を、前記被験者に対して加える最適運動強度負荷手段を備えることを特徴とする請求項10に記載の運動器具。
- 前記最適運動強度負荷手段が、エルゴメーター、トレッドミル、またはエアロバイクであることを特徴とする請求項10または11に記載の運動器具。
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