JPH084584B2 - 体力測定方法と体力測定装置の評価方法 - Google Patents
体力測定方法と体力測定装置の評価方法Info
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- JPH084584B2 JPH084584B2 JP4259655A JP25965592A JPH084584B2 JP H084584 B2 JPH084584 B2 JP H084584B2 JP 4259655 A JP4259655 A JP 4259655A JP 25965592 A JP25965592 A JP 25965592A JP H084584 B2 JPH084584 B2 JP H084584B2
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- Japan
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- hrmax
- physical fitness
- load
- age
- heart rate
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/221—Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus
- A61B5/222—Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus combined with detection or measurement of physiological parameters, e.g. heart rate
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、推定最大心拍数の７５
％ＨＲmax を基準とする酸素摂取量を推定することで広
い年代にわたる有酸素性運動能力の体力評価を安全にか
つ実測値と比較可能な範囲で行わせるとともに測定精度
を上げるための体力測定方法と体力測定装置に関する。
％ＨＲmax を基準とする酸素摂取量を推定することで広
い年代にわたる有酸素性運動能力の体力評価を安全にか
つ実測値と比較可能な範囲で行わせるとともに測定精度
を上げるための体力測定方法と体力測定装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来の体力測定方法は、ＰＷＣ７５％ＨＲ
max （特公平１−４２６９４号）ＰＷＣ１７０、ＰＷＣ
１５０、ＰＷＣ１３０等測定装置の仕事率を評価に用い
る方法、あるいは最大酸素摂取量を最大下の体力測定か
ら推定によって求め、実測の最大酸素摂取量の体力測定
値を評価値として利用する方法（公開特許公報平４−２
６４１３号）等が考えられる。
max （特公平１−４２６９４号）ＰＷＣ１７０、ＰＷＣ
１５０、ＰＷＣ１３０等測定装置の仕事率を評価に用い
る方法、あるいは最大酸素摂取量を最大下の体力測定か
ら推定によって求め、実測の最大酸素摂取量の体力測定
値を評価値として利用する方法（公開特許公報平４−２
６４１３号）等が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法を
鑑みれば測定は容易であるが測定装置の種類（トレッド
ミル、自転車、階段登り等）によって効率が違うため、
一方で測定した体力評価値の仕事率が他の装置で測定し
た仕事率に容易に変換できず汎用的な指標にはなり得な
いという欠点がある。
鑑みれば測定は容易であるが測定装置の種類（トレッド
ミル、自転車、階段登り等）によって効率が違うため、
一方で測定した体力評価値の仕事率が他の装置で測定し
た仕事率に容易に変換できず汎用的な指標にはなり得な
いという欠点がある。
【０００４】また、後者の方法は評価値として生体が取
り込んだ酸素摂取量を用いているため装置の違いによる
差は比較的少なく汎用的指標としては十分であるが、実
測するには生体をオールアウト状態にまで追い込まなく
てはならず、中高年を含めた広い範囲で容易に利用でき
る指標とはなり得ない。また、一般的に用いられている
ステップ状の負荷では、負荷が急激に変わるため脈が不
安定になったり運動終了時の負荷を微細に調整すること
が難しい等の難点があった。また、最近では最大酸素摂
取量が安全性の面で問題があるため無酸素性閾値（Ａ
Ｔ）を体力測定の指標とする場合があるが、ＡＴの検出
は技術的な面で容易ではなく、そのため判定を複数の判
定者で行ったり、また、Ｖ−slope 法（ＶＣＯ２／ＶＯ
２の変曲点）、ＶＥ／ＶＣＯ２が変化しない状態でのＶ
Ｅ／ＶＯ２が急増する点など自動検出のアルゴリズムが
色々考えられている。しかし、確度の面で１つに絞るこ
とはできず多面的に判断せざるをえないのが現状であ
る。また、呼気ガスを測定するため装置が高価である。
り込んだ酸素摂取量を用いているため装置の違いによる
差は比較的少なく汎用的指標としては十分であるが、実
測するには生体をオールアウト状態にまで追い込まなく
てはならず、中高年を含めた広い範囲で容易に利用でき
る指標とはなり得ない。また、一般的に用いられている
ステップ状の負荷では、負荷が急激に変わるため脈が不
安定になったり運動終了時の負荷を微細に調整すること
が難しい等の難点があった。また、最近では最大酸素摂
取量が安全性の面で問題があるため無酸素性閾値（Ａ
Ｔ）を体力測定の指標とする場合があるが、ＡＴの検出
は技術的な面で容易ではなく、そのため判定を複数の判
定者で行ったり、また、Ｖ−slope 法（ＶＣＯ２／ＶＯ
２の変曲点）、ＶＥ／ＶＣＯ２が変化しない状態でのＶ
Ｅ／ＶＯ２が急増する点など自動検出のアルゴリズムが
色々考えられている。しかし、確度の面で１つに絞るこ
とはできず多面的に判断せざるをえないのが現状であ
る。また、呼気ガスを測定するため装置が高価である。
【０００５】従って、現在普及している方法は最大酸素
摂取量を安全限界内の負荷を生体に与え推定によって求
める方法が種々考えられている。しかし、考えてみれば
容易に解ることであるが、その測定装置がどれぐらいの
精度で推定できるのかを比較するには最大酸素摂取量を
実測しなければならず中高年を含めるとそう簡単には比
較できるものではない。従って、推定できるとしてもそ
の精度まで明記されることはなく測定器と言えるかどう
かさえ危なかしいものが多い。特にオールアウト状態で
はその判定条件としてガス交換比（ＶＣＯ２／ＶＯ２）
が１．０以上、あるいは負荷をこれ以上増やしても酸素
摂取量が増えない、いわゆるレベリングオフが見られる
ことなどの生理学的な判定基準（運動生理学概論：大修
館書店発行、１６８ページ〜１７３ページ）が設けられ
ているが、被験者によっては全身持久力のオールアウト
の前に脚の筋力が無いことによる筋持久力のオールアウ
トにより終了せざるをえない場合や、特に中高年では血
圧の最高血圧がオールアウト前に中止基準である２５０
ｍｍＨｇ以上（運動療法の実際：南江堂書店発行、５ペ
ージ表１−１０）に到達して終了してしまう場合、ある
いは意志関与の程度も無視できず生理学的オールアウト
の前に自ら終了してしまう場合もあり、かならずしも条
件が一律であるとはかぎらず推定精度を上げることは不
可能に近い。特にその普及を妨げているのは推定できた
としても容易に実測との比較が出来ないため装置に精度
の確立が出来ない点にある。２０代から６０代までの１
８１名（男：９５名、女：８５名）の我々が行った実験
では高齢者ではほとんどの場合血圧のほうが終了条件と
して重要であった。因みに本発明の体力測定方法によっ
て得られた運動終了時の最高血圧および最低血圧のデー
タ（図１〜図４参照）では、高齢者ほど安全限界に近く
なっている。したがって、高齢者ほど最大酸素摂取量の
実測は難しく実用的な指標とは言いがたいといえる。
摂取量を安全限界内の負荷を生体に与え推定によって求
める方法が種々考えられている。しかし、考えてみれば
容易に解ることであるが、その測定装置がどれぐらいの
精度で推定できるのかを比較するには最大酸素摂取量を
実測しなければならず中高年を含めるとそう簡単には比
較できるものではない。従って、推定できるとしてもそ
の精度まで明記されることはなく測定器と言えるかどう
かさえ危なかしいものが多い。特にオールアウト状態で
はその判定条件としてガス交換比（ＶＣＯ２／ＶＯ２）
が１．０以上、あるいは負荷をこれ以上増やしても酸素
摂取量が増えない、いわゆるレベリングオフが見られる
ことなどの生理学的な判定基準（運動生理学概論：大修
館書店発行、１６８ページ〜１７３ページ）が設けられ
ているが、被験者によっては全身持久力のオールアウト
の前に脚の筋力が無いことによる筋持久力のオールアウ
トにより終了せざるをえない場合や、特に中高年では血
圧の最高血圧がオールアウト前に中止基準である２５０
ｍｍＨｇ以上（運動療法の実際：南江堂書店発行、５ペ
ージ表１−１０）に到達して終了してしまう場合、ある
いは意志関与の程度も無視できず生理学的オールアウト
の前に自ら終了してしまう場合もあり、かならずしも条
件が一律であるとはかぎらず推定精度を上げることは不
可能に近い。特にその普及を妨げているのは推定できた
としても容易に実測との比較が出来ないため装置に精度
の確立が出来ない点にある。２０代から６０代までの１
８１名（男：９５名、女：８５名）の我々が行った実験
では高齢者ではほとんどの場合血圧のほうが終了条件と
して重要であった。因みに本発明の体力測定方法によっ
て得られた運動終了時の最高血圧および最低血圧のデー
タ（図１〜図４参照）では、高齢者ほど安全限界に近く
なっている。したがって、高齢者ほど最大酸素摂取量の
実測は難しく実用的な指標とは言いがたいといえる。
【０００６】従って、最大酸素摂取量は実測する場合に
だけ有用な指標であって、けっして推定すべきものでは
ないのではなかろうかと言う疑問が残る。
だけ有用な指標であって、けっして推定すべきものでは
ないのではなかろうかと言う疑問が残る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
課題を解決することを目的としてなされたもので、この
目的達成のために本発明は体力評価の指標として酸素摂
取量を用い、中高年でも安全に実測値との比較が出来る
ように推定される最大心拍数の７５％ＨＲmax を基準に
した酸素摂取量であるＶＯ２＠７５％ＨＲmax を用い
る。ＨＲmax は２０９−０．６９・年齢（男性）２０５
−０．７５・年齢（女性）、あるいは一般的に用いられ
る２２０−年齢などが適用される。生体に負荷を与える
ためランプ負荷（本発明の場合には男性１５ｗ／分、女
性１０ｗ／分）を与えることが出来る負荷装置を備え、
生体に負荷を与えている間逐次脈拍数を測定出来る脈拍
検出装置をもち、測定された脈拍数と与えられた負荷値
を１０秒毎に平均し負荷値に対する脈拍値を直線回帰す
ることによって傾きＡ、切片Ｂを算出する手段を有す
る。また、脈拍検出装置の代わりに心電計等による心拍
検出装置を用いることも可能である。
課題を解決することを目的としてなされたもので、この
目的達成のために本発明は体力評価の指標として酸素摂
取量を用い、中高年でも安全に実測値との比較が出来る
ように推定される最大心拍数の７５％ＨＲmax を基準に
した酸素摂取量であるＶＯ２＠７５％ＨＲmax を用い
る。ＨＲmax は２０９−０．６９・年齢（男性）２０５
−０．７５・年齢（女性）、あるいは一般的に用いられ
る２２０−年齢などが適用される。生体に負荷を与える
ためランプ負荷（本発明の場合には男性１５ｗ／分、女
性１０ｗ／分）を与えることが出来る負荷装置を備え、
生体に負荷を与えている間逐次脈拍数を測定出来る脈拍
検出装置をもち、測定された脈拍数と与えられた負荷値
を１０秒毎に平均し負荷値に対する脈拍値を直線回帰す
ることによって傾きＡ、切片Ｂを算出する手段を有す
る。また、脈拍検出装置の代わりに心電計等による心拍
検出装置を用いることも可能である。
【０００８】また予め２０代から６０代の広い年代層に
渡り上記Ａ、Ｂを測定したときと同じ負荷プロトコルを
用い、個人毎に実測された負荷値に対する酸素摂取量を
回帰し、さらに得られた回帰直線から男女別に個々に直
線の傾きＣ、切片Ｄを平均して平均のＣ、Ｄを決定する
事を特徴とし、これらのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから目的とする
ＶＯ２＠７５％ＨＲmax を推定するために以下の式
渡り上記Ａ、Ｂを測定したときと同じ負荷プロトコルを
用い、個人毎に実測された負荷値に対する酸素摂取量を
回帰し、さらに得られた回帰直線から男女別に個々に直
線の傾きＣ、切片Ｄを平均して平均のＣ、Ｄを決定する
事を特徴とし、これらのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから目的とする
ＶＯ２＠７５％ＨＲmax を推定するために以下の式
【０００９】
【数３】
【００１０】を用いて算出する手段を有する。また、測
定された体力レベルを判断するため推定および実測され
たＶＯ２＠７５％ＨＲmax を各年代毎、あるいは平均の
標準偏差等を用いて段階評価する方法を有する。装置は
年齢、性別、体重などを入力させるためキー入力を持
ち、測定の指示およびデータの出力のためＬＣＤ等の表
示画面をもつ。測定されたデータはプリンタ、ＩＣカー
ド、ＲＣ２３２Ｃポート等を介して保管できる手段を持
つ。
定された体力レベルを判断するため推定および実測され
たＶＯ２＠７５％ＨＲmax を各年代毎、あるいは平均の
標準偏差等を用いて段階評価する方法を有する。装置は
年齢、性別、体重などを入力させるためキー入力を持
ち、測定の指示およびデータの出力のためＬＣＤ等の表
示画面をもつ。測定されたデータはプリンタ、ＩＣカー
ド、ＲＣ２３２Ｃポート等を介して保管できる手段を持
つ。
【００１１】
【作用】本発明によれば測定が推定できる最大心拍数の
７５％で終了するため中高年でも安全に実施でき、また
体力評価に酸素摂取量の推定値を用いるため生体内の指
標として仕事率と違い装置依存性がなく、より汎用的で
ある。特に最大酸素摂取量と違いいつでも実測値との比
較が出来る。そのため、測定装置の精度を明確にできる
メリットを持つ。また最大心拍数の７５％は有酸素運動
の上限値としての運動生理学的意義（ＰＷＣ７５％ＨＲ
max の全身持久力性の評価尺度としての妥当性の検討、
Ｊ．Ｊ．of Ｓports Ｓciences 第３巻第７号５５９〜
５６２ページ、昭和５９年７月１５日）があり、現在広
く用いられているＰＷ７５％ＨＲmax 評価値（特公平１
−４２６９４号）とも関連して普及させることができ
る。
７５％で終了するため中高年でも安全に実施でき、また
体力評価に酸素摂取量の推定値を用いるため生体内の指
標として仕事率と違い装置依存性がなく、より汎用的で
ある。特に最大酸素摂取量と違いいつでも実測値との比
較が出来る。そのため、測定装置の精度を明確にできる
メリットを持つ。また最大心拍数の７５％は有酸素運動
の上限値としての運動生理学的意義（ＰＷＣ７５％ＨＲ
max の全身持久力性の評価尺度としての妥当性の検討、
Ｊ．Ｊ．of Ｓports Ｓciences 第３巻第７号５５９〜
５６２ページ、昭和５９年７月１５日）があり、現在広
く用いられているＰＷ７５％ＨＲmax 評価値（特公平１
−４２６９４号）とも関連して普及させることができ
る。
【００１２】
【実施例】以下本発明に係る体力測定方法と体力測定装
置の一実施例について図５〜図１９を参照して説明す
る。まず本発明の体力測定装置の一実施例について説明
する。図５及び図６は、この実施例の体力測定装置の全
体およびその利用態様を示しており、この図において、
体力測定装置は自転車エルゴメータ本体１、脈拍検出セ
ンサ２であり、自転車エルゴメータ本体１は負荷生成部
（本実施例ではうず電流ブレーキ負荷装置を採用して以
下説明する。）３、ペダル４、ハンドル５、サドル６、
コントロール・ボックス７およびプリンタ８からなって
いる。うず電流ブレーキ負荷装置３は電磁ブレーキ方式
で負荷を生成するものであり、ランプ負荷（負荷が時間
の経過とともに漸増する）を生成できるようになってい
る。好ましくは、このうず電流ブレーキ負荷装置３に定
ワットコントロール（ペダルの回転数Ｎが変化してもト
ルクＴを制御して負荷Ｗ＝Ｎ×Ｔが目標値（ランプ値）
に保持される）のものを用いれば、負荷を安定に供給で
きる。７はコントロール・ボックスを詳細に示すもので
あり、このコントロール・ボックス７の上面には「脈
拍」、ペダル「回転数」、「負荷」の状態を表示するＬ
ＣＤ画面による表示部７ａが設けられ、表示部７ａの下
段には「負荷」の状態、「年齢」、「体重」および「性
別」を選択する複数のファンクションキー７ｂが設けら
れている。プリンタ８により測定データを印字するとと
もに、メモリ・カード９により入出力を行なえるように
なっている。
置の一実施例について図５〜図１９を参照して説明す
る。まず本発明の体力測定装置の一実施例について説明
する。図５及び図６は、この実施例の体力測定装置の全
体およびその利用態様を示しており、この図において、
体力測定装置は自転車エルゴメータ本体１、脈拍検出セ
ンサ２であり、自転車エルゴメータ本体１は負荷生成部
（本実施例ではうず電流ブレーキ負荷装置を採用して以
下説明する。）３、ペダル４、ハンドル５、サドル６、
コントロール・ボックス７およびプリンタ８からなって
いる。うず電流ブレーキ負荷装置３は電磁ブレーキ方式
で負荷を生成するものであり、ランプ負荷（負荷が時間
の経過とともに漸増する）を生成できるようになってい
る。好ましくは、このうず電流ブレーキ負荷装置３に定
ワットコントロール（ペダルの回転数Ｎが変化してもト
ルクＴを制御して負荷Ｗ＝Ｎ×Ｔが目標値（ランプ値）
に保持される）のものを用いれば、負荷を安定に供給で
きる。７はコントロール・ボックスを詳細に示すもので
あり、このコントロール・ボックス７の上面には「脈
拍」、ペダル「回転数」、「負荷」の状態を表示するＬ
ＣＤ画面による表示部７ａが設けられ、表示部７ａの下
段には「負荷」の状態、「年齢」、「体重」および「性
別」を選択する複数のファンクションキー７ｂが設けら
れている。プリンタ８により測定データを印字するとと
もに、メモリ・カード９により入出力を行なえるように
なっている。
【００１３】図６はコントロール・ボックス７の内部回
路概要を示すものであり、この図において、コントロー
ル・ボックス７の主たる機能はマイクロコンピュータ１
０によって実行されている。まずマイクロコンピュータ
１０により、「負荷」の状態、「年齢」、「体重」およ
び「性別」等がファンクションキー７ｂの操作を通じて
入力されるかまたはメモリ・カード９から同様のデータ
を受け取り、どのようなランプ負荷を生成するかを決定
する。またマイクロコンピュータ１０はうず電流ブレー
キ負荷装置３の出力を定電流電源１１及びＤ／Ａ変換器
１２を介して負荷データとして受け取り、脈拍検出セン
サー２の出力（光電変換データ）を検出回路（光電変換
データは光電脈波検出回路）１３を介して受け取り、被
験者に応じたランプ負荷を生成する。またマイクロコン
ピュータ１０は先の入力データ（とくに年齢および性
別）から測定継続時間を算出するようになっている。測
定は脈拍値が推定ＨＲmax の７５％になるまで継続され
る。この測定継続時間の算出には一般に知られている、
日本人の被験者の推定最大心拍数としてＨＲmax ＝２０
９−０．６９・年令〔男性〕、ＨＲmax ＝２０５−０．
７５・年令〔女性〕、あるいは一般に用いられているＨ
Ｒmax ＝２２０−年令等を基準としてその７５％ＨＲma
x を運動の終了条件とし、その時点で測定した酸素摂取
量が体力評価値として表示される。
路概要を示すものであり、この図において、コントロー
ル・ボックス７の主たる機能はマイクロコンピュータ１
０によって実行されている。まずマイクロコンピュータ
１０により、「負荷」の状態、「年齢」、「体重」およ
び「性別」等がファンクションキー７ｂの操作を通じて
入力されるかまたはメモリ・カード９から同様のデータ
を受け取り、どのようなランプ負荷を生成するかを決定
する。またマイクロコンピュータ１０はうず電流ブレー
キ負荷装置３の出力を定電流電源１１及びＤ／Ａ変換器
１２を介して負荷データとして受け取り、脈拍検出セン
サー２の出力（光電変換データ）を検出回路（光電変換
データは光電脈波検出回路）１３を介して受け取り、被
験者に応じたランプ負荷を生成する。またマイクロコン
ピュータ１０は先の入力データ（とくに年齢および性
別）から測定継続時間を算出するようになっている。測
定は脈拍値が推定ＨＲmax の７５％になるまで継続され
る。この測定継続時間の算出には一般に知られている、
日本人の被験者の推定最大心拍数としてＨＲmax ＝２０
９−０．６９・年令〔男性〕、ＨＲmax ＝２０５−０．
７５・年令〔女性〕、あるいは一般に用いられているＨ
Ｒmax ＝２２０−年令等を基準としてその７５％ＨＲma
x を運動の終了条件とし、その時点で測定した酸素摂取
量が体力評価値として表示される。
【００１４】体力を測定するときに、被験者は脈拍セン
サ２を装着して自転車エルゴメータ１に乗り、メモリ・
カード９のセットまたはファンクションキー７ｂを操作
することにより年齢、体重、性別を入力することによ
り、ランプ負荷の大きさはたとえば（男性：１５ｗ／
分、女性：１０ｗ／分）に自動設定される。プログラム
・スタートと同時に負荷が漸増し、その間脈拍（または
心拍）値、が１拍毎に測定される。また測定中血圧測定
装置により血圧を測定しながら行うことも可能である。
サ２を装着して自転車エルゴメータ１に乗り、メモリ・
カード９のセットまたはファンクションキー７ｂを操作
することにより年齢、体重、性別を入力することによ
り、ランプ負荷の大きさはたとえば（男性：１５ｗ／
分、女性：１０ｗ／分）に自動設定される。プログラム
・スタートと同時に負荷が漸増し、その間脈拍（または
心拍）値、が１拍毎に測定される。また測定中血圧測定
装置により血圧を測定しながら行うことも可能である。
【００１５】以下、上記の体力測定装置を用いて体力測
定方法を説明する。 手順 （１） 被験者はサドル５に乗り脈拍検出センサー２
（図５参照）を耳たぶに取り付ける。 （２） 被験者は安静のため１分間静止したままでい
る。この安静のための１分間の静止は、ランプ負荷を与
える前に脈拍を一定にするためである。 （３） 被験者は脈拍の応答を安定させるため無負荷の
ままペダル回転数５０ｒｐｍで１分間こぐ。この無負荷
のままペダル回転数５０ｒｐｍで１分間こぐことは、運
動初期の不安定が原因で発生する神経性による脈のみだ
れを避けるために必要なウォーミングアップである。上
記の準備が終了すると、 （４） 脈が７５％ＨＲｍａｘに達するまでペダル回転
数を５０ｒｐｍに維持しランプ負荷（男性：１５ｗ／
分、女性：１０ｗ／分）でこぐ。 （５） 脈拍１００〜７５％ＨＲｍａｘの範囲を負荷値
と同様に１０秒平均し、ＨＲ＝Ａ・Ｗ＋Ｂの回帰直線を
求める。 （６） 予め決定済みの男女毎に異なるＶＯ２＝Ｃ・Ｗ
＋Ｄの平均回帰直線が決定したＣ、Ｄと（５）の測定に
よって求めたＡ、Ｂを推定式ＶＯ２＝（Ｃ／Ａ）・ＨＲ
＋〔Ｄ−（Ｂ・Ｃ）／Ａ〕に代入し、さらにＨＲに７５
％ＨＲｍａｘを代入し、その結果、求められたＶＯ２を
ＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘの推定値とする。（図７、
８、９参照）以上により推定された、あるいは実測され
たＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘを体力評価値として予め実
測したデータよりつくられた評価表と照らしあわせ体力
評価を行う。 （７） また、上記の評価値はプリンタ、ＩＣカード、
あるいは外部出力ＲＳ２３２Ｃポートより出力する。
定方法を説明する。 手順 （１） 被験者はサドル５に乗り脈拍検出センサー２
（図５参照）を耳たぶに取り付ける。 （２） 被験者は安静のため１分間静止したままでい
る。この安静のための１分間の静止は、ランプ負荷を与
える前に脈拍を一定にするためである。 （３） 被験者は脈拍の応答を安定させるため無負荷の
ままペダル回転数５０ｒｐｍで１分間こぐ。この無負荷
のままペダル回転数５０ｒｐｍで１分間こぐことは、運
動初期の不安定が原因で発生する神経性による脈のみだ
れを避けるために必要なウォーミングアップである。上
記の準備が終了すると、 （４） 脈が７５％ＨＲｍａｘに達するまでペダル回転
数を５０ｒｐｍに維持しランプ負荷（男性：１５ｗ／
分、女性：１０ｗ／分）でこぐ。 （５） 脈拍１００〜７５％ＨＲｍａｘの範囲を負荷値
と同様に１０秒平均し、ＨＲ＝Ａ・Ｗ＋Ｂの回帰直線を
求める。 （６） 予め決定済みの男女毎に異なるＶＯ２＝Ｃ・Ｗ
＋Ｄの平均回帰直線が決定したＣ、Ｄと（５）の測定に
よって求めたＡ、Ｂを推定式ＶＯ２＝（Ｃ／Ａ）・ＨＲ
＋〔Ｄ−（Ｂ・Ｃ）／Ａ〕に代入し、さらにＨＲに７５
％ＨＲｍａｘを代入し、その結果、求められたＶＯ２を
ＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘの推定値とする。（図７、
８、９参照）以上により推定された、あるいは実測され
たＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘを体力評価値として予め実
測したデータよりつくられた評価表と照らしあわせ体力
評価を行う。 （７） また、上記の評価値はプリンタ、ＩＣカード、
あるいは外部出力ＲＳ２３２Ｃポートより出力する。
【００１６】図１０は推定の測定精度をあげるため心臓
の一回拍出量の増加が頭打ちになる１００拍以上での回
帰する場合の妥当性を示している。図１１は酸素摂取量
の瞬時実測値が実際にはばらつくため実際には負荷に対
する実測酸素摂取量を求める場合回帰する必要があるこ
とを示している。また、ランプ負荷に対する生体と測定
装置の応答遅れが直線性を悪くする可能性があるためラ
ンプ負荷に対する酸素摂取量の瞬時値の立ち上がりの１
分を回帰から除外した。
の一回拍出量の増加が頭打ちになる１００拍以上での回
帰する場合の妥当性を示している。図１１は酸素摂取量
の瞬時実測値が実際にはばらつくため実際には負荷に対
する実測酸素摂取量を求める場合回帰する必要があるこ
とを示している。また、ランプ負荷に対する生体と測定
装置の応答遅れが直線性を悪くする可能性があるためラ
ンプ負荷に対する酸素摂取量の瞬時値の立ち上がりの１
分を回帰から除外した。
【００１７】図１２、図１３は男女各々の年代毎の平均
Ｗ−ＶＯ２直線および性別毎の平均を示している。（こ
の平均直線の傾きをＣ、切片をＤとして推定に用い
る。）図１４、図１５はＶＯ２＠７５％ＨＲmax の実測
値に基づいた男女別の評価表である。１％の有意水準で
加齢現象が確認されている。図１６は推定精度がどの程
度改善されたかを確認するため実際に最大酸素摂取量を
実測し、従来のようなグロス効率（自転車エルゴメータ
の効率を２３．３％としてＶＯ２＝効率・換算係数・Ｗ
でＶＯ２を推定する方法（運動生理学概論：大修館書店
発行、１６８ページ〜１７３ページ）を用いて推定した
場合と比較した結果である。
Ｗ−ＶＯ２直線および性別毎の平均を示している。（こ
の平均直線の傾きをＣ、切片をＤとして推定に用い
る。）図１４、図１５はＶＯ２＠７５％ＨＲmax の実測
値に基づいた男女別の評価表である。１％の有意水準で
加齢現象が確認されている。図１６は推定精度がどの程
度改善されたかを確認するため実際に最大酸素摂取量を
実測し、従来のようなグロス効率（自転車エルゴメータ
の効率を２３．３％としてＶＯ２＝効率・換算係数・Ｗ
でＶＯ２を推定する方法（運動生理学概論：大修館書店
発行、１６８ページ〜１７３ページ）を用いて推定した
場合と比較した結果である。
【００１８】また精度を確認するため誤差を以下の式で
定義した。
定義した。
【００１９】
【数４】
【００２０】結果はＩＤラインから平均誤差で１５．２
２８％、誤差の分散を標準偏差の２倍として表すと±３
６．９％であった。誤差も大きいが平均として推定値が
大きくでる傾向の誤差を表している。図１７は本発明と
同じ方法で最大酸素摂取量の推定精度を確認した結果で
ある。平均誤差はＩＤラインに近くなったものの誤差の
分散はそれほど変わらないことがわかる。
２８％、誤差の分散を標準偏差の２倍として表すと±３
６．９％であった。誤差も大きいが平均として推定値が
大きくでる傾向の誤差を表している。図１７は本発明と
同じ方法で最大酸素摂取量の推定精度を確認した結果で
ある。平均誤差はＩＤラインに近くなったものの誤差の
分散はそれほど変わらないことがわかる。
【００２１】図１８、図１９は本発明による推定精度の
結果である２０代から６０代に渡り測定されているにも
かかわらず 男性：平均誤差：０．３３％ 分散±１３．１％ 女性：平均誤差：０．２６２％ 分散±１６．９％ の結果を得ることができ推定精度の改善が可能となっ
た。
結果である２０代から６０代に渡り測定されているにも
かかわらず 男性：平均誤差：０．３３％ 分散±１３．１％ 女性：平均誤差：０．２６２％ 分散±１６．９％ の結果を得ることができ推定精度の改善が可能となっ
た。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば測定
が推定できる最大心拍数のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の指
標に従えば中高年であっても安全に実施でき、また体力
評価に酸素摂取量の推定値を用いるため生体内の指標と
して仕事率と違い装置依存性がないため、より汎用的で
ある。特に最大酸素摂取量と違いいつでも実測値との比
較が出来る。そのため、測定装置の精度を明確にできる
メリットを持つ。また最大心拍数の７５％は有酸素運動
の上限値としての運動生理学的意義があり、現在広く用
いられているＰＷ７５％ＨＲmax 評価値とも関連して普
及させることができるため、今後老人人口の増加にたい
して実用的な全身持久力の評価方法を提供できるものと
思われる。
が推定できる最大心拍数のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の指
標に従えば中高年であっても安全に実施でき、また体力
評価に酸素摂取量の推定値を用いるため生体内の指標と
して仕事率と違い装置依存性がないため、より汎用的で
ある。特に最大酸素摂取量と違いいつでも実測値との比
較が出来る。そのため、測定装置の精度を明確にできる
メリットを持つ。また最大心拍数の７５％は有酸素運動
の上限値としての運動生理学的意義があり、現在広く用
いられているＰＷ７５％ＨＲmax 評価値とも関連して普
及させることができるため、今後老人人口の増加にたい
して実用的な全身持久力の評価方法を提供できるものと
思われる。
【図１】は本発明の測定方法によって得られた男性の運
動終了時の最高血圧データ図および最低血圧である。
動終了時の最高血圧データ図および最低血圧である。
【図２】は本発明の測定方法によって得られた女性の運
動終了時の最高血圧データ図
動終了時の最高血圧データ図
【図３】は本発明の測定方法によって得られた男性の運
動終了時の最低血圧データ図
動終了時の最低血圧データ図
【図４】は本発明の測定方法によって得られた女性の運
動終了時の最低血圧データ図
動終了時の最低血圧データ図
【図５】（ａ）、（ｂ）は本発明に係る体力測定装置の
一例を示す説明図
一例を示す説明図
【図６】は本発明の測定装置のコントロール・ボックス
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図７】は本発明の体力測定方法を説明するためのＷ−
ＨＲ直線図
ＨＲ直線図
【図８】は本発明の体力測定方法を説明するためのＷ−
ＶＯ２直線図
ＶＯ２直線図
【図９】は本発明の体力測定方法を説明するための７５
％＠ＨＲmax 推定直線図
％＠ＨＲmax 推定直線図
【図１０】は本発明の体力測定装置により測定したラン
プ負荷による負荷−脈拍曲線図
プ負荷による負荷−脈拍曲線図
【図１１】は本発明の体力測定装置により測定したラン
プ負荷によるＷ−ＶＯ２直線図
プ負荷によるＷ−ＶＯ２直線図
【図１２】は本発明の体力測定装置により測定した男性
の各年代毎のＷ−ＶＯ２直線図
の各年代毎のＷ−ＶＯ２直線図
【図１３】は本発明の体力測定装置により測定した女性
の各年代毎のＷ−ＶＯ２直線図
の各年代毎のＷ−ＶＯ２直線図
【図１４】は本発明の体力測定装置により測定した男性
の７５％ＨＲmax を基準にした体力評価表
の７５％ＨＲmax を基準にした体力評価表
【図１５】は本発明の体力測定装置により測定した女性
の７５％ＨＲmax を基準にした体力評価表
の７５％ＨＲmax を基準にした体力評価表
【図１６】は本発明の体力測定装置により実測したＶＯ
２max とグロス方式推定ＶＯ２Ｒmax の誤差表
２max とグロス方式推定ＶＯ２Ｒmax の誤差表
【図１７】は本発明の体力測定装置により実測したＶＯ
２max と回帰方式推定ＶＯ２Ｒmaxの誤差表
２max と回帰方式推定ＶＯ２Ｒmaxの誤差表
【図１８】は本発明の体力測定装置により実測した全男
性のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の推定値と実測値
性のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の推定値と実測値
【図１９】は本発明の体力測定装置により実測した全女
性のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の推定値と実測値
性のＶＯ２＠７５％ＨＲmax の推定値と実測値
１ 自転車エルゴメータ本体 ２ 脈拍検出センサー ３ うず電流ブレーキ負荷装置 ４ ペダル ５ ハンドル ６ サドル ７ コントロール・ボックス ７ａ 表示部 ７ｂ ファックションキー ８ プリンタ ９ メモリー・カード １０ マイクロコンピュータ １１ 定電流電源 １２ Ｄ／Ａ変換器 １３ 検出回路（光電脈波検出回路）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−26413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−253036（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−42694（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (7)
- 【請求項１】被験者の推定最大心拍数としてＨＲｍａｘ
＝２０９−０．６９・年齢〔男性〕、ＨＲｍａｘ＝２０
５−０．７５・年齢〔女性〕、あるいは一般に用いられ
ているＨＲｍａｘ＝２２０−年齢等を基準としてその７
５％ＨＲｍａｘを運動の終了条件とし、その時点で測定
した酸素摂取量を体力評価とする体力測定方法。 - 【請求項２】前記運動の終了条件の内の運動終了点であ
る７５％ＨＲｍａｘに被験者心拍数を到達させるために
自転車エルゴメータを用い、負荷プロトコルとしてラン
プ負荷（男性：１５Ｗ／分、女性：１０Ｗ／分）により
運動時間を１０分前後で終了させるようにした請求項１
記載の体力測定方法。 - 【請求項３】ＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘ（推定最大心拍
数の７５％における酸素摂取量）の実施値を決定するた
め、瞬時酸素摂取量でなく負荷値に対する酸素摂取量を
直線回帰し（Ｗ−ＶＯ２直線）、また回帰に際し負荷に
対する酸素摂取量の応答が測定装置と生体により遅れる
のを考慮し測定開始から１分間を除外し、その求めた直
線に負荷値としてＰＷＣ７５％ＨＲｍａｘ（心拍数が７
５％ＨＲｍａｘに達したときの負荷値）を代入して求め
る体力測定方法。 - 【請求項４】ＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘを推定するため
に、男性、女性別々にあらかじめ多人数の実験データか
らＷ−ＶＯ２直線を決定しその平均の傾きＣ、切片Ｄ
（ＶＯ２＝Ｃ・Ｗ＋Ｄ）を推定の基本パラメータとし、
被験者毎に生体にランプ負荷を与え常時心拍数を測定
し、負荷に対する心拍数の直線性が維持できる１００拍
以上、生体が安全に運動できる７５％ＨＲｍａｘ以下で
直線回帰しその傾きＡと切片Ｂを被験者固有の基本パラ
メータ（ＨＲ＝Ａ・Ｗ＋Ｂ）として用いる体力測定方
法。 - 【請求項５】請求項４で求めたパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄから の式に被験者の７５％ＨＲｍａｘを代入して求める体力
測定方法。 - 【請求項６】推定したＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘの精度
を評価するため、実測したＶＯ２＠７５％ＨＲｍａｘを
用いて、 で算出された誤差ｘのσより、体力測定装置の信頼度を
±２σの範囲で基準化する体力測定装置の評価方法。 - 【請求項７】体力評価値の相対比較のため実測したＶＯ
２＠７５％ＨＲｍａｘや推定値を年令に対して直線回帰
し、体力レベルの分布を各年代あるいは平均の標準偏差
σを用いて５段階や、６段階に評価し被験者の体力レベ
ルを判断する体力測定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259655A JPH084584B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 体力測定方法と体力測定装置の評価方法 |
| US08/127,599 US5448998A (en) | 1992-09-29 | 1993-09-28 | Method of measuring a subject's physical strength and apparatus therefor |
| EP9393115711A EP0590634A3 (en) | 1992-09-29 | 1993-09-29 | Method of measuring a subject's physical strength and apparatus for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4259655A JPH084584B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 体力測定方法と体力測定装置の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105830A JPH06105830A (ja) | 1994-04-19 |
| JPH084584B2 true JPH084584B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17337070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4259655A Expired - Lifetime JPH084584B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 体力測定方法と体力測定装置の評価方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448998A (ja) |
| EP (1) | EP0590634A3 (ja) |
| JP (1) | JPH084584B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4406286A1 (de) * | 1994-02-26 | 1995-08-31 | Stegmann Heiner Dr Med | Verfahren zur Bestimmung der individuellen anaeroben Schwelle eines Menschens |
| US6026320A (en) * | 1998-06-08 | 2000-02-15 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Heart rate variability as an indicator of exercise capacity |
| AT407950B (de) * | 1999-05-25 | 2001-07-25 | Hoffmann La Roche | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung eines von respiratorischen messdaten abhängigen indikators |
| EP1208876A4 (en) * | 1999-08-10 | 2005-02-23 | Omron Healthcare Co Ltd | METHOD FOR DETERMINING THE TRAINING POWER AND DEVICE APPLYING THIS METHOD |
| FI114200B (fi) | 2000-03-17 | 2004-09-15 | Polar Electro Oy | Liikuntasuorituksen rasitustason määrittäminen |
| US6718197B1 (en) | 2000-11-02 | 2004-04-06 | Cardiac Pacemakers, Inc. | LV ectopic density trending |
| KR100397178B1 (ko) * | 2001-02-06 | 2003-09-06 | 주식회사 오투런 | 인공지능형 운동기구 제어시스템 및 방법 |
| DE20201125U1 (de) * | 2002-01-26 | 2002-04-04 | Daum Electronic Gmbh | Anordnung zur Pulsmessung |
| EP1510175A1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-03-02 | Willy Kostucki | Exercise manager program |
| US20040198554A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-10-07 | Orr Joseph A. | Encoded metabolic data for transfer and subsequent use, methods of use, and apparatus for using the encoded metabolic data |
| ITTO20070123A1 (it) * | 2007-02-21 | 2008-08-22 | Cosmed Engineering S R L | "kit portatile, dispositivo e procedimento per l esecuzione di test cardiopolmonari sotto sforzo, con l uso di una normale bicicletta" |
| DE102007052776B4 (de) * | 2007-11-02 | 2011-02-24 | Jerichow, Ulrich, Dr. | Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Trainings und/oder Rehabilitationseinheit |
| JP5423102B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-02-19 | 富士通株式会社 | 体力判定装置、体力判定方法、体力判定プログラム及び携帯端末装置 |
| JP5533152B2 (ja) * | 2010-04-02 | 2014-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 生体情報測定装置 |
| JP5531233B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2014-06-25 | 株式会社タニタ | 生体測定装置 |
| US20180000377A1 (en) * | 2015-01-07 | 2018-01-04 | Ntt Docomo, Inc. | Information processing device, calorie management system, caloric balance estimation method, and program |
| CN107480434A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-15 | 国网山东省电力公司 | 基于大数据的运动机能分析中力量指标展示模型及其构建方法和应用 |
| CN111260186B (zh) * | 2020-01-08 | 2023-09-26 | 有品国际科技(深圳)有限责任公司 | 一种运动能力评估方法、系统和体脂秤、移动终端 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4367752A (en) * | 1980-04-30 | 1983-01-11 | Biotechnology, Inc. | Apparatus for testing physical condition of a subject |
| US4566461A (en) * | 1983-02-15 | 1986-01-28 | Michael Lubell | Health fitness monitor |
| JPS6014875A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-25 | コンビ株式会社 | 最適運動条件を決定する方法 |
| CA1230635A (en) * | 1983-07-08 | 1987-12-22 | Shinroku Nakao | Bicycle ergometer and eddy current brake therefor |
| JPS6152852A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-15 | シチズン時計株式会社 | 脈拍測定器 |
| FR2576205A3 (fr) * | 1985-01-23 | 1986-07-25 | Chanon Raymond | Test de terrain permettant d'evaluer chez les sportifs la consommation maximale d'oxygene (ou vo2 max.), les seuils anaerobie et aerobie, une courbe de recuperation cardiaque et un indice du niveau de forme |
| JPS61253036A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-10 | コーリン電子株式会社 | 運動機能測定装置 |
| JPS6346186A (ja) * | 1986-08-13 | 1988-02-27 | 美津濃株式会社 | ロ−イングマシ−ン |
| DD252457B1 (de) * | 1986-08-15 | 1990-10-17 | Univ Rostock | Verfahren zur extrapolativen bestimmung der maximalen sauerstoffaufnahme |
| JPS6442694A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | El display panel driver |
| WO1990012538A1 (en) * | 1989-04-24 | 1990-11-01 | Esar Shvartz | Universal fitness testing system |
| JPH0737642Y2 (ja) * | 1990-03-09 | 1995-08-30 | 株式会社キャットアイ | エクササイザ |
| JP2547887B2 (ja) * | 1990-05-22 | 1996-10-23 | 積水化学工業株式会社 | 最大酸素摂取量推定方法ならびに最大酸素摂取量推定装置 |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4259655A patent/JPH084584B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-28 US US08/127,599 patent/US5448998A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-29 EP EP9393115711A patent/EP0590634A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06105830A (ja) | 1994-04-19 |
| US5448998A (en) | 1995-09-12 |
| EP0590634A2 (en) | 1994-04-06 |
| EP0590634A3 (en) | 1994-08-24 |
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