JPH07116286A - 有酸素性作業能力の測定方法 - Google Patents
有酸素性作業能力の測定方法Info
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- JPH07116286A JPH07116286A JP26740593A JP26740593A JPH07116286A JP H07116286 A JPH07116286 A JP H07116286A JP 26740593 A JP26740593 A JP 26740593A JP 26740593 A JP26740593 A JP 26740593A JP H07116286 A JPH07116286 A JP H07116286A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有酸素性作業能力のレベルの低い人でも安全
に且つ精度良く有酸素性作業能力を測定することができ
る。 【構成】 運動負荷を被験者の運動能力にあわせて多段
階に増加させつつ印加して、負荷値と被験者の脈拍数と
から有酸素性作業能力を測定するにあたり、前回測定し
た時の有酸素性作業能力の測定結果より得られる数値を
利用して負荷値の設定を行う。負荷の設定値、殊に第１
段階の負荷の設定値が被験者の体力レベルから大きくは
ずれた値となることがなく、的確な運動強度の負荷を設
定することができる。
に且つ精度良く有酸素性作業能力を測定することができ
る。 【構成】 運動負荷を被験者の運動能力にあわせて多段
階に増加させつつ印加して、負荷値と被験者の脈拍数と
から有酸素性作業能力を測定するにあたり、前回測定し
た時の有酸素性作業能力の測定結果より得られる数値を
利用して負荷値の設定を行う。負荷の設定値、殊に第１
段階の負荷の設定値が被験者の体力レベルから大きくは
ずれた値となることがなく、的確な運動強度の負荷を設
定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自転車エルゴメータの
ような運動負荷装置を用いて有酸素性作業能力を測定す
る際の測定方法に関するものである。
ような運動負荷装置を用いて有酸素性作業能力を測定す
る際の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有酸素性作業能力とは、運動を長時間続
けることができるねばり強さを表す能力のことで、その
指標には、最大酸素摂取量、最大運動能力、ＰＷＣ17
0，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmax等がある。なお、最
大酸素摂取量は、運動中に１分間当たりに体内に摂取さ
れる最大の酸素量で、呼吸循環機能の最大能力を示すも
のであり、単位時間内に単位体重当たりに摂取する最大
の酸素量で表す事が多く、普通は１分間に体重１kg当た
りに摂取できる最大の酸素量mlで表す。最大運動能力
は、各個人の最大酸素摂取量に対する負荷値をさし、体
力測定においては最大脈拍数における負荷Ｗから求め
る。ＰＷＣ170，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmaxにおけ
るＰＷＣは身体作業能力を示すもので、運動に対して体
にある一定の生理反応がみられた時の仕事率Ｗで表さ
れ、ＰＷＣ170（ＰＷＣ150）は脈拍数が１７０拍／分
（１５０拍／分）の時の仕事率、ＰＷＣ75％ＨＲmaxは
個人の年齢や性別から推定した最大脈拍数の７５％の時
の仕事率である。
けることができるねばり強さを表す能力のことで、その
指標には、最大酸素摂取量、最大運動能力、ＰＷＣ17
0，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmax等がある。なお、最
大酸素摂取量は、運動中に１分間当たりに体内に摂取さ
れる最大の酸素量で、呼吸循環機能の最大能力を示すも
のであり、単位時間内に単位体重当たりに摂取する最大
の酸素量で表す事が多く、普通は１分間に体重１kg当た
りに摂取できる最大の酸素量mlで表す。最大運動能力
は、各個人の最大酸素摂取量に対する負荷値をさし、体
力測定においては最大脈拍数における負荷Ｗから求め
る。ＰＷＣ170，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmaxにおけ
るＰＷＣは身体作業能力を示すもので、運動に対して体
にある一定の生理反応がみられた時の仕事率Ｗで表さ
れ、ＰＷＣ170（ＰＷＣ150）は脈拍数が１７０拍／分
（１５０拍／分）の時の仕事率、ＰＷＣ75％ＨＲmaxは
個人の年齢や性別から推定した最大脈拍数の７５％の時
の仕事率である。
【０００３】そして有酸素性作業能力の測定には、最大
負荷法や最大下負荷法と呼ばれている測定方法が用いら
れる。前者はその人の運動耐容量（オールアウト）まで
運動強度を強めていくことで体力指標を求めるものであ
り、後者は漸次増加させる３〜４段階の負荷を被験者に
それぞれ３〜４分ずつかけて、各段階の最後の脈拍数と
負荷を３組のデータとしてとり、回帰直線で体力指標を
求めるもので、最大負荷法は被験者にかかる負担が大き
い上に危険を伴うこともあるために、比較的安全に有酸
素性作業能力の推定を行うことができる最大下負荷法が
一般に用いられている。
負荷法や最大下負荷法と呼ばれている測定方法が用いら
れる。前者はその人の運動耐容量（オールアウト）まで
運動強度を強めていくことで体力指標を求めるものであ
り、後者は漸次増加させる３〜４段階の負荷を被験者に
それぞれ３〜４分ずつかけて、各段階の最後の脈拍数と
負荷を３組のデータとしてとり、回帰直線で体力指標を
求めるもので、最大負荷法は被験者にかかる負担が大き
い上に危険を伴うこともあるために、比較的安全に有酸
素性作業能力の推定を行うことができる最大下負荷法が
一般に用いられている。
【０００４】そして、このような測定にあたっては、通
常、トレッドミルや自転車エルゴメータのような運動負
荷装置が用いられている。前者はベルト状の床面上で歩
行あるいは走行運動を行うことができるようにしたもの
で、ベルト状床面を動かす速度（０〜１６km／時）と傾
斜角度（０〜２５％）とを調節することで、運動負荷量
を可変としている。後者は図３に示すように、ハンドル
４とサドル３とペダル２と本体１とからなる自転車状で
あるとともに、ペダル２を踏む動作に対する負荷を可変
としているもので、この負荷は制御部６において調節す
ることができるようになっている。図中５は運動者の脈
拍数を計測するために運動者の耳に装着される脈拍数セ
ンサーである。
常、トレッドミルや自転車エルゴメータのような運動負
荷装置が用いられている。前者はベルト状の床面上で歩
行あるいは走行運動を行うことができるようにしたもの
で、ベルト状床面を動かす速度（０〜１６km／時）と傾
斜角度（０〜２５％）とを調節することで、運動負荷量
を可変としている。後者は図３に示すように、ハンドル
４とサドル３とペダル２と本体１とからなる自転車状で
あるとともに、ペダル２を踏む動作に対する負荷を可変
としているもので、この負荷は制御部６において調節す
ることができるようになっている。図中５は運動者の脈
拍数を計測するために運動者の耳に装着される脈拍数セ
ンサーである。
【０００５】図４は、自転車エルゴメータを用いた３段
階漸増負荷方式の最大下負荷法による有酸素性作業能力
の従来の測定のアルゴリズムの例を示すもので、被験者
に対する第１段階の負荷を被験者の性別と年齢とから決
定してこの負荷のもとで所定時間運動を行わせ、第２段
階及び第３段階での負荷は、前の段階での定常脈拍数Ｈ
Ｒを基準に決定し、各段階での負荷と定常脈拍数ＨＲの
３組のデータから回帰直線を求めて、最大脈拍数から最
大運動能力を算出する。最大酸素摂取量として最終的な
有酸素性作業能力を出す場合には、上記最大運動能力か
ら最大酸素摂取量を推定することが行われる。この推定
には各種方法が提案されているが、自転車エルゴメータ
の運動効率を２３％とする時、 最大酸素摂取量(l/分)＝1/5×1/0.23×0.014×最大運動
能力(W) （酸素１リットルの消費で約５kcalのエネルギーを放
出、Ｗからkcalへの換算係数が０．０１４）がある。
階漸増負荷方式の最大下負荷法による有酸素性作業能力
の従来の測定のアルゴリズムの例を示すもので、被験者
に対する第１段階の負荷を被験者の性別と年齢とから決
定してこの負荷のもとで所定時間運動を行わせ、第２段
階及び第３段階での負荷は、前の段階での定常脈拍数Ｈ
Ｒを基準に決定し、各段階での負荷と定常脈拍数ＨＲの
３組のデータから回帰直線を求めて、最大脈拍数から最
大運動能力を算出する。最大酸素摂取量として最終的な
有酸素性作業能力を出す場合には、上記最大運動能力か
ら最大酸素摂取量を推定することが行われる。この推定
には各種方法が提案されているが、自転車エルゴメータ
の運動効率を２３％とする時、 最大酸素摂取量(l/分)＝1/5×1/0.23×0.014×最大運動
能力(W) （酸素１リットルの消費で約５kcalのエネルギーを放
出、Ｗからkcalへの換算係数が０．０１４）がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここにおいて、上記最
大下負荷法による測定、特にフィットネスクラブや家庭
のような救急体制が十分ではない場所で用いられている
コンピュータ制御の自転車エルゴメータのような運動負
荷装置に採用されている最大下負荷法による有酸素性作
業能力の測定は、上述のように脈拍を唯一の判断基準と
して負荷の設定を行うために、安全性を優先して各段階
での負荷強度、特に第１段階目の負荷強度を低めに設定
するものが多い。一方、測定精度は負荷強度を高く設定
すればするほど高くなることから、安全性を重視したも
のでは、どうしても測定精度が低くなってしまう。
大下負荷法による測定、特にフィットネスクラブや家庭
のような救急体制が十分ではない場所で用いられている
コンピュータ制御の自転車エルゴメータのような運動負
荷装置に採用されている最大下負荷法による有酸素性作
業能力の測定は、上述のように脈拍を唯一の判断基準と
して負荷の設定を行うために、安全性を優先して各段階
での負荷強度、特に第１段階目の負荷強度を低めに設定
するものが多い。一方、測定精度は負荷強度を高く設定
すればするほど高くなることから、安全性を重視したも
のでは、どうしても測定精度が低くなってしまう。
【０００７】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは有酸素性作業能力のレ
ベルの低い人でも安全に且つ精度良く有酸素性作業能力
を測定することができる有酸素性作業能力の測定方法を
提供するにある。
であり、その目的とするところは有酸素性作業能力のレ
ベルの低い人でも安全に且つ精度良く有酸素性作業能力
を測定することができる有酸素性作業能力の測定方法を
提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、運動
負荷を被験者の運動能力にあわせて多段階に増加させつ
つ印加して、負荷値と被験者の脈拍数とから有酸素性作
業能力を測定するにあたり、前回測定した時の有酸素性
作業能力の測定結果より得られる数値を利用して負荷値
の設定を行うことに特徴を有している。
負荷を被験者の運動能力にあわせて多段階に増加させつ
つ印加して、負荷値と被験者の脈拍数とから有酸素性作
業能力を測定するにあたり、前回測定した時の有酸素性
作業能力の測定結果より得られる数値を利用して負荷値
の設定を行うことに特徴を有している。
【０００９】
【作用】本発明によれば、負荷の設定値、殊に第１段階
の負荷の設定値が被験者の体力レベルから大きくはずれ
た値となることがなく、的確な運動強度の負荷を設定す
ることができる。この時、多段階で負荷を漸増させるに
あたり、有酸素性作業能力の推定に用いる負荷強度は被
験者の大きな負担にならない程度で行うのが安全性の点
からはよいが、最大運動能力に近いレベルでの測定を行
うほど推定精度は良くなる。このために、図１に示すよ
うに、各段階毎に前回測定した有酸素性作業能力を基に
負荷設定を行うにあたり、前回測定した有酸素性作業能
力として最大運動能力を用いて、最大運動能力に係数を
乗ずることにより負荷設定を行う場合、乗ずる係数は
０．２〜０．８（２０％〜８０％運動強度）程度で段階
的に決めていき、無理のないレベルまで上昇させること
が好ましく、適切な負荷設定としては３０％から７０％
運動強度の範囲でバランスよく２乃至４段階、できれば
３乃至４段階の負荷設定を行うことが推奨できる。ま
た、前回測定した有酸素性作業能力として最大酸素摂取
量を利用する場合は、たとえば 最大酸素摂取量(ml/kg/分)×体重(kg)＝２３２＋１３．
０８×負荷(W) という式で最大運動能力に換算して運動強度を乗ずるこ
とにより適切な負荷を求めることが有用である。他の有
酸素性作業能力値を利用する場合も最大運動能力に換算
して係数を乗ずることにより適切な負荷を求めることが
できる。ＰＷＣ170，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmaxを
前回測定した有酸素性作業能力として利用する場合は、
最大運動能力への換算を行わずに２０％〜８０％運動強
度となるように直接係数を乗ずるようにしてもよい。
の負荷の設定値が被験者の体力レベルから大きくはずれ
た値となることがなく、的確な運動強度の負荷を設定す
ることができる。この時、多段階で負荷を漸増させるに
あたり、有酸素性作業能力の推定に用いる負荷強度は被
験者の大きな負担にならない程度で行うのが安全性の点
からはよいが、最大運動能力に近いレベルでの測定を行
うほど推定精度は良くなる。このために、図１に示すよ
うに、各段階毎に前回測定した有酸素性作業能力を基に
負荷設定を行うにあたり、前回測定した有酸素性作業能
力として最大運動能力を用いて、最大運動能力に係数を
乗ずることにより負荷設定を行う場合、乗ずる係数は
０．２〜０．８（２０％〜８０％運動強度）程度で段階
的に決めていき、無理のないレベルまで上昇させること
が好ましく、適切な負荷設定としては３０％から７０％
運動強度の範囲でバランスよく２乃至４段階、できれば
３乃至４段階の負荷設定を行うことが推奨できる。ま
た、前回測定した有酸素性作業能力として最大酸素摂取
量を利用する場合は、たとえば 最大酸素摂取量(ml/kg/分)×体重(kg)＝２３２＋１３．
０８×負荷(W) という式で最大運動能力に換算して運動強度を乗ずるこ
とにより適切な負荷を求めることが有用である。他の有
酸素性作業能力値を利用する場合も最大運動能力に換算
して係数を乗ずることにより適切な負荷を求めることが
できる。ＰＷＣ170，ＰＷＣ150，ＰＷＣ75％ＨＲmaxを
前回測定した有酸素性作業能力として利用する場合は、
最大運動能力への換算を行わずに２０％〜８０％運動強
度となるように直接係数を乗ずるようにしてもよい。
【００１０】また、前回測定した有酸素性作業能力を利
用しても、トレーニングによる有酸素性作業能力の向上
や、トレーニング不足による有酸素性作業能力の低下、
あるいは体調の変化等の要因によって有酸素性作業能力
が変わっていることもあるために、前回測定した有酸素
性作業能力値を用いて設定した負荷と、その負荷に対応
して予想される定常脈拍数あるいは心拍数と上記負荷時
の定常脈拍数あるいは心拍数の実測値とを比較して、そ
の差に応じて次段階の負荷設定の増減を行うことが好ま
しい。
用しても、トレーニングによる有酸素性作業能力の向上
や、トレーニング不足による有酸素性作業能力の低下、
あるいは体調の変化等の要因によって有酸素性作業能力
が変わっていることもあるために、前回測定した有酸素
性作業能力値を用いて設定した負荷と、その負荷に対応
して予想される定常脈拍数あるいは心拍数と上記負荷時
の定常脈拍数あるいは心拍数の実測値とを比較して、そ
の差に応じて次段階の負荷設定の増減を行うことが好ま
しい。
【００１１】図２に示すものは、この場合の例を示して
おり、第１段階として前回測定した有酸素性作業能力を
基に負荷設定を行い、その負荷で３〜４分の運動を行う
ことによって得られる定常脈拍数あるいは心拍数の実測
値と、その負荷に対応して予想される定常脈拍数あるい
は心拍数とを比較して、この差が所定以上であれば、こ
の差の値に応じて最大運動能力の修正を行い、修正した
最大運動能力に係数を乗ずることで、次段階の負荷の設
定を行っている。この場合も、設定する負荷範囲は２０
％〜８０％運動強度程度で段階的に決めていき、無理の
ないレベルまで上昇させる。適切な負荷設定としては３
０％から７０％運動強度の範囲（図２に示すように、こ
の範囲より小さくてもよい）でバランスよく３乃至４段
階の負荷設定を行うことが推奨できる。
おり、第１段階として前回測定した有酸素性作業能力を
基に負荷設定を行い、その負荷で３〜４分の運動を行う
ことによって得られる定常脈拍数あるいは心拍数の実測
値と、その負荷に対応して予想される定常脈拍数あるい
は心拍数とを比較して、この差が所定以上であれば、こ
の差の値に応じて最大運動能力の修正を行い、修正した
最大運動能力に係数を乗ずることで、次段階の負荷の設
定を行っている。この場合も、設定する負荷範囲は２０
％〜８０％運動強度程度で段階的に決めていき、無理の
ないレベルまで上昇させる。適切な負荷設定としては３
０％から７０％運動強度の範囲（図２に示すように、こ
の範囲より小さくてもよい）でバランスよく３乃至４段
階の負荷設定を行うことが推奨できる。
【００１２】ある負荷の時に予想される定常脈拍数ある
いは心拍数の決定は、種々の手法が考えられるが、一例
をあげれば、設定した負荷の％運動強度に対応する係数
をＡとする時、 予想定常脈拍数＝Ａ×（最大脈拍数−安静時脈拍数）＋
安静時脈拍数 で計算する。この時の安静時脈拍数は実際に測定した値
を用いてもよいが、７０拍／分を便宜的に用いてもよ
い。また、最大脈拍数は、各個人における最大の脈拍数
であり、正確には最大酸素摂取量に対する脈拍数である
が、通常、統計的に求めた性別と年齢とに応じた回帰式
で決定することが多く、上記回帰式には種々のものが提
案されているが、たとえば 男性： ２０９−０．６９×年齢（拍／分） 女性： ２０５−０．７５×年齢（拍／分） を用いることができる。
いは心拍数の決定は、種々の手法が考えられるが、一例
をあげれば、設定した負荷の％運動強度に対応する係数
をＡとする時、 予想定常脈拍数＝Ａ×（最大脈拍数−安静時脈拍数）＋
安静時脈拍数 で計算する。この時の安静時脈拍数は実際に測定した値
を用いてもよいが、７０拍／分を便宜的に用いてもよ
い。また、最大脈拍数は、各個人における最大の脈拍数
であり、正確には最大酸素摂取量に対する脈拍数である
が、通常、統計的に求めた性別と年齢とに応じた回帰式
で決定することが多く、上記回帰式には種々のものが提
案されているが、たとえば 男性： ２０９−０．６９×年齢（拍／分） 女性： ２０５−０．７５×年齢（拍／分） を用いることができる。
【００１３】更に、負荷の設定に際して、要因パラメー
タの一つとして前回測定値を採用した多変量モデル式を
利用することが好ましい。なお、ここで言う多変量モデ
ル式は、多変量モデル式（数式）と特に断らない限り、
たとえばニューロ手法を用いて求めた式、あるいは多変
量解析を用いて求めた式をさす。多変量解析は、目的変
量に対して多数の説明変量を自動的に数式として関係づ
ける方法であり、ニューロ手法は多変量解析では関係づ
けられないような非線形の目的変量と多数の説明変量と
の関係においても両者の間に有効な数式を提供する。こ
のような多変量モデル式は、通常、多数の実験データを
もとに作成する。そして、作成した多変量モデル式を用
いて測定を行う場合、演算速度の関係から、多変量モデ
ル式を直接利用することが困難であることが多々あるた
めに、予めファジィ手法でシミュレーションした結果を
制御テーブル化して利用したり、シミュレーション結果
から求めた簡略化モデル式を用いることもある。簡略化
モデル式は、たとえば、最大酸素摂取量を出力変数とす
る場合、ある値に、各入力変数に所定値を乗算した値を
加減算するものとして得ることができる。制御テーブル
は、制御変数が少ない場合に用いられるもので、各変数
の制御の関係をテーブルに表して、必要な時に必要な値
をテーブルから求める方法であり、ファジィ手法は制御
変数が増えた場合も各制御変数のメンバーシップ関数を
用いて出力を推論・演算することにより求める方法であ
る。
タの一つとして前回測定値を採用した多変量モデル式を
利用することが好ましい。なお、ここで言う多変量モデ
ル式は、多変量モデル式（数式）と特に断らない限り、
たとえばニューロ手法を用いて求めた式、あるいは多変
量解析を用いて求めた式をさす。多変量解析は、目的変
量に対して多数の説明変量を自動的に数式として関係づ
ける方法であり、ニューロ手法は多変量解析では関係づ
けられないような非線形の目的変量と多数の説明変量と
の関係においても両者の間に有効な数式を提供する。こ
のような多変量モデル式は、通常、多数の実験データを
もとに作成する。そして、作成した多変量モデル式を用
いて測定を行う場合、演算速度の関係から、多変量モデ
ル式を直接利用することが困難であることが多々あるた
めに、予めファジィ手法でシミュレーションした結果を
制御テーブル化して利用したり、シミュレーション結果
から求めた簡略化モデル式を用いることもある。簡略化
モデル式は、たとえば、最大酸素摂取量を出力変数とす
る場合、ある値に、各入力変数に所定値を乗算した値を
加減算するものとして得ることができる。制御テーブル
は、制御変数が少ない場合に用いられるもので、各変数
の制御の関係をテーブルに表して、必要な時に必要な値
をテーブルから求める方法であり、ファジィ手法は制御
変数が増えた場合も各制御変数のメンバーシップ関数を
用いて出力を推論・演算することにより求める方法であ
る。
【００１４】多変量モデル式の作成には、ここでは自転
車エルゴメータを利用した多段階負荷の印加を行った際
の脈拍数等の経時変化を測定した実験データを使用し
た。この時の被験者は２０〜６０歳代の健康な男女計７
０名であり、運動負荷を４０％〜７０％運動強度の範囲
で４段階に増加させた際の４組の定常脈拍数と負荷のデ
ータから回帰直線を求めて最大運動能力を求めている。
多変量モデル式の入力変数としては、脈拍数と負荷値だ
けでなく、性別、年齢、体重、経過時間、脈拍数の変化
量、負荷値の変化量、前時点で測した最大酸素摂取量や
最大運動能力、被験者の属する階層の平均的な最大運動
能力等も用いることが好ましい。
車エルゴメータを利用した多段階負荷の印加を行った際
の脈拍数等の経時変化を測定した実験データを使用し
た。この時の被験者は２０〜６０歳代の健康な男女計７
０名であり、運動負荷を４０％〜７０％運動強度の範囲
で４段階に増加させた際の４組の定常脈拍数と負荷のデ
ータから回帰直線を求めて最大運動能力を求めている。
多変量モデル式の入力変数としては、脈拍数と負荷値だ
けでなく、性別、年齢、体重、経過時間、脈拍数の変化
量、負荷値の変化量、前時点で測した最大酸素摂取量や
最大運動能力、被験者の属する階層の平均的な最大運動
能力等も用いることが好ましい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する
と、図３に示した自転車エルゴメータのコントローラ６
に被験者の過去の最大運動能力の測定値を記憶させてお
くことができる記憶部を設けたものを使用して、有酸素
性作業能力として最大運動能力を図１に示したアルゴリ
ズムにより測定した。各段階での負荷の決定は、その被
験者の前回測定した最大運動能力の測定値を記憶部から
呼び出して、これに係数（０．４〜０．６）を乗ずるこ
とにより、０分から３分までの第１段階は前回測定した
最大運動能力の３０％運動強度の負荷を、以降３分毎の
第２段階〜第４段階では同様に４０％、５０％、６０％
運動強度の負荷設定を行い、１２分で測定を終了した。
そして最大運動能力の測定値（推定値）は、上記４段階
の負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係か
ら回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される最大
脈拍数から算出した。この時に用いる前回測定した最大
運動能力は、前回のみの値を用いても、過去何回かの値
の平均値、あるいは最近の測定値ほど重みづけをした加
重平均を用いてもよい。尚、測定結果は上記記憶部に新
たなデータとして書き込んで更新乃至追加しておく。記
憶部は、コントローラ６に着脱自在なＩＣカードとして
構成すれば、各人のデータ管理が容易となる。
と、図３に示した自転車エルゴメータのコントローラ６
に被験者の過去の最大運動能力の測定値を記憶させてお
くことができる記憶部を設けたものを使用して、有酸素
性作業能力として最大運動能力を図１に示したアルゴリ
ズムにより測定した。各段階での負荷の決定は、その被
験者の前回測定した最大運動能力の測定値を記憶部から
呼び出して、これに係数（０．４〜０．６）を乗ずるこ
とにより、０分から３分までの第１段階は前回測定した
最大運動能力の３０％運動強度の負荷を、以降３分毎の
第２段階〜第４段階では同様に４０％、５０％、６０％
運動強度の負荷設定を行い、１２分で測定を終了した。
そして最大運動能力の測定値（推定値）は、上記４段階
の負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係か
ら回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される最大
脈拍数から算出した。この時に用いる前回測定した最大
運動能力は、前回のみの値を用いても、過去何回かの値
の平均値、あるいは最近の測定値ほど重みづけをした加
重平均を用いてもよい。尚、測定結果は上記記憶部に新
たなデータとして書き込んで更新乃至追加しておく。記
憶部は、コントローラ６に着脱自在なＩＣカードとして
構成すれば、各人のデータ管理が容易となる。
【００１６】他の実施例として、上記自転車エルゴメー
タを使用して、図２に示したアルゴリズムにより測定し
た。この時、第１段階の負荷設定は、前回測定した最大
運動能力の３０％運動強度となるようにし、第２段階の
負荷設定は、第１段階での予想される定常脈拍数と実測
される定常脈拍数とを比較し、その差が５拍／分以内で
あれば、前回測定値の修正は行わず、５拍／分を越える
差がある場合は （予想脈拍数−安静時脈拍数）／（実測脈拍数−安静時
脈拍数） の値を最大運動能力の前回測定値または前回修正値
（Ｗ）に乗ずることで行い、こうして得た修正された最
大運動能力に０．４を乗じて４０％運動強度の負荷設定
を行った。第３段階及び第４段階でも、予想される定常
脈拍数と実測される定常脈拍数との差が±５拍／分内で
あれば無修正で、それ以上の差が出た場合には、上記手
法で修正を行い、その修正値に０．５、０．６を夫々乗
ずることで５０％運動強度と６０％運動強度の負荷設定
を行った。そして最大運動能力の推定は、上記４段階の
負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係から
回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される最大脈
拍数から算出した。この場合も、前回測定した最大運動
能力は、前回のみの値を用いても、過去何回かの値の平
均値、あるいは最近の測定値ほど重みづけをした加重平
均を用いてもよい。
タを使用して、図２に示したアルゴリズムにより測定し
た。この時、第１段階の負荷設定は、前回測定した最大
運動能力の３０％運動強度となるようにし、第２段階の
負荷設定は、第１段階での予想される定常脈拍数と実測
される定常脈拍数とを比較し、その差が５拍／分以内で
あれば、前回測定値の修正は行わず、５拍／分を越える
差がある場合は （予想脈拍数−安静時脈拍数）／（実測脈拍数−安静時
脈拍数） の値を最大運動能力の前回測定値または前回修正値
（Ｗ）に乗ずることで行い、こうして得た修正された最
大運動能力に０．４を乗じて４０％運動強度の負荷設定
を行った。第３段階及び第４段階でも、予想される定常
脈拍数と実測される定常脈拍数との差が±５拍／分内で
あれば無修正で、それ以上の差が出た場合には、上記手
法で修正を行い、その修正値に０．５、０．６を夫々乗
ずることで５０％運動強度と６０％運動強度の負荷設定
を行った。そして最大運動能力の推定は、上記４段階の
負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係から
回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される最大脈
拍数から算出した。この場合も、前回測定した最大運動
能力は、前回のみの値を用いても、過去何回かの値の平
均値、あるいは最近の測定値ほど重みづけをした加重平
均を用いてもよい。
【００１７】また、前回測定した有酸素性作業能力を表
す値として、最大運動能力ではなく、最大酸素摂取量を
用いた以外は、上記修正を行う場合と同じとして測定を
行った。この時、最大酸素摂取量は 最大酸素摂取量(ml/kg/分)×体重(kg)＝２３２＋１３．
０８×負荷(W) という式で最大運動能力に換算して利用した。また、４
段階の負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関
係から回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される
最大脈拍数から最大運動能力を算出し、この最大運動能
力の値から、前述のようにして今回測定分の最大酸素摂
取量を推定した。
す値として、最大運動能力ではなく、最大酸素摂取量を
用いた以外は、上記修正を行う場合と同じとして測定を
行った。この時、最大酸素摂取量は 最大酸素摂取量(ml/kg/分)×体重(kg)＝２３２＋１３．
０８×負荷(W) という式で最大運動能力に換算して利用した。また、４
段階の負荷より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関
係から回帰直線を求め、性別及び年齢により決定される
最大脈拍数から最大運動能力を算出し、この最大運動能
力の値から、前述のようにして今回測定分の最大酸素摂
取量を推定した。
【００１８】上記のいずれの実施例においても、被験者
に対して危険を伴うような負荷設定となることなく、有
酸素性作業能力の測定を行うことができ、またこの時の
負荷設定は前回測定した最大運動能力と運動強度とから
予想される定常脈拍数と実測定常脈拍数との差からみ
て、かなり低めの値となることがなく、従って精度の高
い測定がなされたと推察される。
に対して危険を伴うような負荷設定となることなく、有
酸素性作業能力の測定を行うことができ、またこの時の
負荷設定は前回測定した最大運動能力と運動強度とから
予想される定常脈拍数と実測定常脈拍数との差からみ
て、かなり低めの値となることがなく、従って精度の高
い測定がなされたと推察される。
【００１９】次に、前回測定した最大運動能力だけを基
に第１段階の負荷設定を行うのではなく、各段階におい
て、最大運動能力を要因パラメータの１つとしたニュー
ロ手法による多変量モデル式（数式）を利用して負荷設
定を行った場合の実施例について説明すると、各段階に
おいて３０％、４０％、５０％、６０％運動強度となる
ように負荷設定する場合の基になる最大運動能力の値と
して、表１に示す入力変数（年齢、性別、体重、負荷
値、脈拍数、負荷の積分値、脈拍数の積分値、前回乃至
前時点で測定乃至修正された最大運動能力）と４万回の
学習をさせて得た簡略化モデル式によって算出された推
定値を利用し、この推定値に０．３〜０．６の係数を乗
じて各段階での負荷設定を行った。そして４段階の負荷
より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係から回帰
直線を求め、性別及び年齢により決定される最大脈拍数
から被験者の最大運動能力を算出した。なお、設定する
運動強度についてはこれに限ったわけではなく、負荷を
印加する段階についても４段階に限るものではない。
に第１段階の負荷設定を行うのではなく、各段階におい
て、最大運動能力を要因パラメータの１つとしたニュー
ロ手法による多変量モデル式（数式）を利用して負荷設
定を行った場合の実施例について説明すると、各段階に
おいて３０％、４０％、５０％、６０％運動強度となる
ように負荷設定する場合の基になる最大運動能力の値と
して、表１に示す入力変数（年齢、性別、体重、負荷
値、脈拍数、負荷の積分値、脈拍数の積分値、前回乃至
前時点で測定乃至修正された最大運動能力）と４万回の
学習をさせて得た簡略化モデル式によって算出された推
定値を利用し、この推定値に０．３〜０．６の係数を乗
じて各段階での負荷設定を行った。そして４段階の負荷
より得られた４組の負荷と定常脈拍数との関係から回帰
直線を求め、性別及び年齢により決定される最大脈拍数
から被験者の最大運動能力を算出した。なお、設定する
運動強度についてはこれに限ったわけではなく、負荷を
印加する段階についても４段階に限るものではない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明においては、前回測
定した時の有酸素性作業能力の測定結果より得られる数
値を利用して負荷値の設定を行うために、負荷の設定
値、殊に第１段階の負荷の設定値が被験者の体力レベル
から大きくはずれた値となることがなく、的確な運動強
度の負荷を設定することができるものであり、従って被
験者に対して安全である上に、的確な負荷の設定がなさ
れるために測定精度も高くなるものである。
定した時の有酸素性作業能力の測定結果より得られる数
値を利用して負荷値の設定を行うために、負荷の設定
値、殊に第１段階の負荷の設定値が被験者の体力レベル
から大きくはずれた値となることがなく、的確な運動強
度の負荷を設定することができるものであり、従って被
験者に対して安全である上に、的確な負荷の設定がなさ
れるために測定精度も高くなるものである。
【図１】一実施例における動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図２】他例の動作を示すフローチャートである。
【図３】自転車エルゴメータの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】従来の動作を示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 運動負荷を被験者の運動能力にあわせて
多段階に増加させつつ印加して、負荷値と被験者の脈拍
数とから有酸素性作業能力を測定するにあたり、前回測
定した時の有酸素性作業能力の測定結果より得られる数
値を利用して負荷値の設定を行うことを特徴とする有酸
素性作業能力の測定方法。 - 【請求項２】 負荷値は２０％運動強度から８０％運動
強度の範囲内で２段階から４段階の範囲内で負荷設定を
行うことを特徴とする請求項１記載の有酸素性作業能力
の測定方法。 - 【請求項３】 設定した負荷に対応して予想される定常
脈拍数あるいは心拍数と上記負荷時の定常脈拍数あるい
は心拍数の実測値とを比較して、その差に応じて次段階
の負荷設定の補正を行うことを特徴とする請求項１記載
の有酸素性作業能力の測定方法。 - 【請求項４】 前回測定した時の有酸素性作業能力の測
定結果より得られる数値を要因パラメータの一つとする
多変量モデル式を用いて負荷設定を行うことを特徴とす
る請求項１記載の有酸素性作業能力の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26740593A JPH07116286A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 有酸素性作業能力の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26740593A JPH07116286A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 有酸素性作業能力の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116286A true JPH07116286A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17444391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26740593A Pending JPH07116286A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 有酸素性作業能力の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116286A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008500822A (ja) * | 2004-06-01 | 2008-01-17 | プロファジア インコーポレイテッド | 嚥下障害者向けに適応させた食品組成物の使用の指標および方法 |
| US7366565B2 (en) | 1998-02-26 | 2008-04-29 | Omron Healthcare Co., Ltd. | Exercise machine, physical strength evaluation method and pulse rate meter |
| JP2009082428A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 運動処方提案装置 |
| JP2009542407A (ja) * | 2006-07-11 | 2009-12-03 | インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファンデーション，ヨンナム ユニバーシティー | 圧力センサーアレイを用いた自動速度調節トレッドミルおよびファジー論理 |
| JP2016116743A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | カシオ計算機株式会社 | 運動支援装置、運動支援方法及びプログラム |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP26740593A patent/JPH07116286A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7366565B2 (en) | 1998-02-26 | 2008-04-29 | Omron Healthcare Co., Ltd. | Exercise machine, physical strength evaluation method and pulse rate meter |
| JP2008500822A (ja) * | 2004-06-01 | 2008-01-17 | プロファジア インコーポレイテッド | 嚥下障害者向けに適応させた食品組成物の使用の指標および方法 |
| JP2009542407A (ja) * | 2006-07-11 | 2009-12-03 | インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファンデーション，ヨンナム ユニバーシティー | 圧力センサーアレイを用いた自動速度調節トレッドミルおよびファジー論理 |
| JP2009082428A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 運動処方提案装置 |
| JP2016116743A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | カシオ計算機株式会社 | 運動支援装置、運動支援方法及びプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030624 |