TW202417830A - 上限運動強度的推定方法、訓練方法、運動指示裝置及上限運動強度的推定系統 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種上限運動強度的推定方法及推定系統、將以此推定方法推定的上限運動強度作為指標來進行運動的訓練方法、以及可將個人的上限運動強度作為指標而指示成為上限運動強度的運動強度的運動指示裝置。作為解決手段，本發明提供一種上限運動強度的推定方法、可實現該推定方法的推定系統以及利用該推定方法的訓練方法及運動指示裝置，該上限運動強度的推定方法具有：一邊給予受試者Ramp負荷，一邊依每一次不同的運動負荷量在包含90至100%之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)的測定值，並且與SpO2同時測定脈搏數的步驟；以及決定隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的步驟，並將前述反曲點的運動強度推定為前述受試者的上限運動強度。
Description
本發明是關於一種上限運動強度的推定方法、訓練方法、運動指示裝置及上限運動強度的推定系統。
許多報告當中清楚指出，肌力、心肺能力等的體力越高，健康度及生存率越高，死亡率越低(非專利文獻1、2)。為了使肌力、心肺能力等的體力提升，必須進行中強度以上的運動，例如即使持續進行強度不足的運動，體力也不會提升。中強度的運動依各人有所不同，已知從有氧運動轉換到無氧運動的無氧閾值(AT)在所有人當中都會是中強度的運動。
AT與隨著運動強度的增加，血液中的乳酸濃度開始急速增加的乳酸閾值(LT)、或是與隨著運動強度的增加，呼氣中的二氧化碳的增加率大幅提高的換氣閾值(VT)一致。以往要測定這些閾值，已知使用呼氣分析機器的檢查法、及使用血中乳酸濃度的方法的兩者為黃金標準法。依據黃金標準法進行的測定必須一
邊緩緩增加運動強度，一邊運動直到個人的最大強度，也就是幾乎無法再動作為止，受試者在體力上、精神上的負擔相當大。再者，血中乳酸濃度雖然也已有提出非侵入性的推定方法(專利文獻1、2等)，但為了測定正確的值必須進行血液採集，因此會伴隨疼痛。並且，為了測定呼氣中的二氧化碳濃度，必須透過與呼氣氣體測定裝置連接的吹口一邊進行呼吸一邊運動，且必須在專家的指導下使用昂貴的特殊測定裝置(專利文獻3)。依據黃金標準法進行的AT的測定必須在指導者的監控及指導下運動直到幾乎無法再動作為止，且需要特殊的機器，有時還必須採血，因此只能在醫院及/或體育大學、研究機關等實施。
本案申請人在專利文獻4當中提案了一種不需要運動直到個人的最大強度，而是從一邊給予Ramp負荷，一邊從依每一次不同的運動負荷量測定到的血氧濃度(SpO2)的測定值來推定相當於AT的最佳運動強度的方法。
在此，作為比AT更強的運動強度的基準有呼吸代償點(RCP)，其乃係在因為代謝性酸中毒而發生明顯的過度呼吸之前可持續之上限的運動強度。血中的二氧化碳的增加率會因為AT以上的運動強度而大幅變高，若更進一步持續增加運動強度，血中的二氧化碳濃度也會隨之一起上升。將使呼吸次數增加而開始積極排出隨著該運動強度的增加而增加的血中的二氧化碳的開始點稱為呼吸代償點(RCP)。
將RCP設為上限，進行AT至RCP的範圍內、且在RCP下的運動強度的80至95%左右之強度的運動，對於運動選手等期望非常高水準的運動能力的人來說，已知可有效提升身體能力。
該RCP亦已知使用呼氣分析機器的方法為黃金標準法，必須一邊慢慢增加運動強度，一邊運動直到個人的最大強度，也就是幾乎無法再動作為止，受試者在體力上、精神上的負擔相當大。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平9-126995號公報
專利文獻2；日本特開2011-232320號公報
專利文獻3：日本特開2018-134294號公報
專利文獻4：日本專利第6990333號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：Blair SN et al., Physical fitness and all-cause mortality. A prospective study of healthy men and women JAMA. 1989; 262(17):2395-2401.
非專利文獻2：Jonathan Myers, Manish Prakash, Victor Froelicher, et al., Exercise Capacity and Mortality among Men Referred for Exercise Testing. Engl J Med 2002; 346:793-801.
本發明之課題在於提供一種不需要運動直到個人的最大強度，也就是幾乎無法再動作為止的上限運動強度的推定方法及推定系統、將以此推定
方法推定的上限運動強度作為指標來進行運動的訓練方法、以及可將個人的上限運動強度作為指標而指示運動強度的運動指示裝置及運動指示系統。
用以解決本發明之課題的手段如以下所述。
1.一種上限運動強度的推定方法，具有：
一邊給予受試者Ramp負荷，一邊依每一次不同的運動負荷量在包含90至100%之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)的測定值，並且與SpO2同時測定脈搏數的步驟；以及
決定隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的步驟，
並將前述反曲點的運動強度推定為前述受試者的上限運動強度。
2.如1.所述之上限運動強度的推定方法，其中，將前述最佳運動強度設為SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度、或是血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度。
3.一種訓練方法，是將以1.或2.所述之推定方法推定的上限運動強度作為指標來進行運動。
4.一種運動指示裝置，具有：
記憶手段，其係記憶以1.或2.所述之推定方法推定的上限運動強度的生物資訊值；
測定手段，其可測定前述生物資訊值；
運算手段，其係比對由前述測定手段測定的生物資訊值與前述上限運動強度的生物資訊值而算出運動強度；以及
指示手段，其係指示由前述運算手段算出的運動強度。
5.如4.所述之運動指示裝置，其中，
前述測定手段可測定血氧濃度(SpO2)，
前述指示手段可根據與來自前述測定手段的生物資訊值相關的資訊來指示運動負荷量，
前述運算手段可算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點。
6.如4.所述之運動指示裝置，其為穿戴式終端。
7.一種上限運動強度的推定系統，具有：
測定部，其係在包含90至100%之至少一部份的範圍內測定血氧濃度(SpO2)，同時測定脈搏數；
指示部，其係指示成為Ramp負荷的運動負荷量；以及
運算部，其係算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點，
並將前述反曲點的運動強度推定為上限運動強度。
8.如7.所述之上限運動強度的推定系統，其中，將前述最佳運動強度設為SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度、或是血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度。
依據本發明，可用簡單正確且經濟效益佳的方法導出個人的上限運動強度，有助於運動能力有效的提升。以往的方法為了導出上限運動強度，必須在指導者的監控及指導下運動直到幾乎無法再動作為止，在體力上、精神上的
負擔相當大。本發明由於不需要進行個人最大強度的運動而可正確求出上限運動強度，因此比起以往的方法，可頻繁地獲知上限運動強度。依據本發明，比起以往的黃金標準法，可頻繁地求出自身的上限運動強度，因此對於需要高度表現(performance)的專業運動選手或頂級業餘選手等來說是一大突破。而且，不限於比賽選手，對於意識到健康而在生活中有運動習慣的人們來說也是有益的發明。
‧推定方法及推定系統
本發明之上限運動強度的推定方法具有：
一邊給予受試者Ramp負荷，一邊依每一次不同的運動負荷量在包含90至100%之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)，並且與SpO2同時測定脈搏數的步驟；以及
決定隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的步驟，
並將前述反曲點的運動強度推定為前述受試者的上限運動強度。
此外，本說明書當中的「SpO2/脈搏數」是指將SpO2除以脈搏數的值，「A至B(A、B為數字)」的記載是指包含A、B的值的數值範圍，也就是A以上B以下。
所謂血氧濃度(SpO2)乃係動脈血液中的紅血球血紅素與氧氣結合的比率。SpO2是只要將測定裝置(Pulse Oximeter：脈衝式血氧濃度器)安裝在指尖或手腕等便可測定。本發明之上限運動強度的推定方法為非侵入式，因此對受試者的負擔小。
本發明的推定方法具有一邊給予受試者Ramp負荷，一邊依每一次不同的運動負荷量在包含90至100&之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)的測定值的步驟。
形成Ramp負荷的運動方法沒有特別的限制，可採用跑步機、測功計(cycle ergometer)、登階等。
SpO2的測定值只要包含90至100%之至少一部份即可，其測定幅度以2%以上為佳，3%以上更佳，4%以上再更佳，5%以上又再更佳，例如可為89至100%、92至100%、94至100%、95至100%、96至100%、92至99%、94至99%、95至99%等。SpO2測定範圍的下限值降低時，雖可更正確地推定上限運動強度，但測定時的運動負擔會變大。因此，較佳依受試者的性別、年齡、運動習慣的有無等來設定下限值，若SpO2的測定值低於所設定的下限值即停止測定。尤其，由於血氧濃度(SpO2)越低，對受試者的負擔就越大，因此其下限值以90%以上為佳，92%以上更佳，94%以上再更佳，96%以上又再更佳。
SpO2等的測定亦可連續進行，但因為是一邊運動一邊測定，因此有時測定裝置會位移而無法得到正確的測定值。因此，較佳是使用以0.1至5秒左右的間隔間歇測定的測定值統整為1至30秒左右的平均值或中央值後的值。又，在Ramp負荷下，運動負荷量係慢慢增加，因此要測定的生物資訊值通常只會朝一個方向變化，例如SpO2只會朝減少的方向變化，脈搏數只會朝增加的方向變化，因此可進行不使用顯示出與平常相反之變化的值的處理、或是不使用比起緊鄰在前的測定值或測定前2至5點左右的測定值的平均值或中央值，偏差率為例如10%以上的測定值的處理等。
本發明的推定方法是與SpO2同時測定脈搏數。此外，本發明的推定方法是除了SpO2、脈搏數之外，亦可測定血壓、乳酸濃度(血中、汗中)、呼氣中的二氧化碳濃度等的1種或2種以上的生物資訊值。
在本發明的推定方法當中，進行血氧濃度為90%以上，且脈搏數為180次/以下之範圍等的測定可降低對受試者的負擔，因此較佳。
本發明的推定方法具有：決定隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的步驟。
隨著運動負荷量增加，SpO2降低，脈搏數增加，因此SpO2/脈搏數會顯示減低趨勢。該SpO2/脈搏數具有在超過最佳運動強度後若超過某個點，傾斜度就會變大的反曲點，以及該反曲點近似呼吸代償點(RCP)，這些是本案發明者群新的發現。
本發明的推定方法例如可藉由上限運動強度的推定系統來實現，該推定系統具有：
測定部，其係在包含90至100%之至少一部份的範圍內測定血氧濃度(SpO2)，並且測定脈搏數；
指示部，其係指示成為Ramp負荷的運動負荷量；以及
運算部，其係算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點，
並將前述反曲點的運動強度推定為上限運動強度。
本發明的推定系統除此之外，還可具有：記憶測定值等的記憶部、與外部交流資料的通訊部、以及顯示指示內容及/或測定值等的顯示部等。而且，記憶部或運算部的至少一部份亦可為在透過通訊部來通訊的外部伺服器進行處
理的雲端系統。再者，本發明的推定系統亦可為例如可藉由在智慧型手機、智慧型手錶、智慧型眼鏡、耳機等的穿戴式裝置下載具備上限運動強度的推定功能的應用程式來實施上述手段者。本發明的推定系統可構成為：利用有線或無線來連接具備指示部的脈衝式血氧濃度器等的測定裝置、與例如運動健身房等的跑步機或測功計等的訓練裝置，一邊利用測定部(測定裝置)測定血氧濃度，一邊利用指示部來指示運動裝置(例如跑步機或測功計)的速度、傾斜、阻力等，以使運動負荷量成為Ramp負荷。
本發明的推定系統是在包含90至100%之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)，其測定幅度以2%以上為佳，3%以上更佳，4%以上再更佳，5%以上又再更佳，例如可為89至100%、92至100%、94至100%、95至100%、96至100%、92至99%、94至99%、95至99%等。本發明的推定系統較佳依受試者的年齡、性別、運動習慣的有無等來變更SpO2的測定範圍，其下限值以90%以上為佳，92%以上更佳，94%以上再更佳，96%以上又再更佳。
本發明的推定系統是在包含90至100%之至少一部份的範圍測定SpO2，較佳的下限值為92%以上，更佳的下限值為94%以上，再更佳的下限值為96%以上，可減輕受試者在測定時的負擔。又，本發明的推定系統可將能夠測定血氧濃度的脈衝式血氧濃度器等的測定裝置以及可實現Ramp負荷的訓練裝置加以組合而構成，因此不需要在專家的指導下使用專門的測定裝置，而可導入例如運動健身房等。
‧反曲點的決定方法
在本發明當中，決定所算出的SpO2/脈搏數的反曲點的方法沒有特別的限制，但可例舉出以下的方法。
與SpO2同時測定脈搏數，將脈搏數設為獨立變數，將SpO2除以脈搏數的值(SpO2/脈搏數)設為相依變數，
在超過最佳運動強度後從第一個測定點到第n個(n≧2)測定點的回歸直線1、與從第n+1個測定點到第N個測定點(N≧n+2)的回歸直線2的組合當中，將回歸直線1、2的殘差平方和的總和為最小時的回歸直線1與2的交點、殘差平方和的總和為最小時的第n個測定點、第n+1個測定點、其中間點(n+0.5)等決定為反曲點的方法。
該決定方法必須運動直到出現反曲點為止，因此心跳數以測定至140次/分鐘為佳，測定至150次/分鐘更佳，測定至160次/分鐘再更佳，測定至180次/分鐘又再更佳。然而，其上限以受試者的預測最大心跳數(220-年齡)的90%以下為佳，85%以下更佳，80%以下再更佳。
在該決定方法當中，在超過最佳運動強度後到第M次的測定點當中，在超過最佳運動強度後從第一個測定點到第m個測定點的回歸直線1與從第m+1個測定點到第M次的測定點的回歸直線2的組合下，回歸直線1、2的殘差平方和的總和為最小的情況，若在繼續運動而得到的M+p次為止的測定點當中，在從第一個測定點到第m個測定點的回歸直線1與第m+1個測定點到第M+p次的測定點的回歸直線2’的組合下，殘差平方和的總和也為最小，亦可將回歸直線1與2或1與2’的交點、殘差平方和的總和為最小時的第m個測定點、第m+1個測定點、其中間點(m+0.5)等決定為反曲點，並停止接下來的測定。如此在中途停止測定的情況，M較佳在5以上，p較佳在2以上。而且，第1至m次、第m+1至M次的測定時間分別在20秒鐘以上為佳，30秒鐘以上更佳，40
秒鐘以上再更佳。而至第M至M+p次為止的測定時間以10秒鐘以上為佳，15秒鐘以上更佳，20秒鐘以上再更佳。
本發明的推定方法是只要在既定的脈搏數的範圍內進行運動即可，不需要運動直到幾乎無法再動作為止，可減輕受試者在體力上的負擔。
本發明的上限運動強度的推定方法及推定系統當中，推定最佳運動強度的方法沒有特別的限制，但較佳是例如將專利文獻4所記載的給予受試者Ramp負荷時的SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度、或是血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度推定為最佳運動強度。最佳運動強度亦可在事前推定，但與上限運動強度同時推定可減輕受試者的負擔，因此較佳。將專利文獻4所揭示的所有內容援引於本說明書中以供參考。
(1)將SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度推定為最佳運動強度的情況
在該情況，可用與上述反曲點的決定方法相同的方法求出，並將第一次出現的反曲點推定為最佳運動強度，將超過該最佳運動強度後出現的反曲點(第二次的反曲點)推定為上限運動強度。
(2)將血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度推定為最佳運動強度的情況
無氧閾值(AT)是從有氧運動轉換到無氧運動的點，在AT下，繼續運動/能量產生所需的氧氣供應量不足，體內的氧氣濃度開始降低。而且，該下降開始點的運動強度接近在AT下的運動強度，因此可將下降開始點的運動強度推定為最佳運動強度。
該下降開始點例如可藉由以下的方法2-1、2-2來決定。
‧下降開始點的決定方法2-1
此方法為與SpO2同時測定脈搏數，且基於SpO2的經時變化來決定下降開始點的方法，
在脈搏數第一次超過目標脈搏數以後，將脈搏數第一次超過目標脈搏數時的SpO2的值作為基準值，將SpO2的測定值持續5秒鐘以上顯示出比該基準值還要低的值的區域之緊鄰在前的SpO2的測定點決定為下降開始點。
‧下降開始點的決定方法2-2
此方法為與SpO2同時測定脈搏數，基於SpO2的經時變化來決定下降開始點的方法，
在脈搏數第一次超過目標脈搏數以後，將脈搏數第一次超過目標脈搏數時的SpO2的值作為基準值，將SpO2的測定值持續5秒鐘以上顯示出比該基準值還要低的值的區域當中連接SpO2的最高值的測定點與最低值的測定點的直線、與前述區域以前的近似直線的交點決定為下降開始點。最高值的測定點或最低值的測定點存在有2點以上的情況，隨著時間將最初的值設為測定點。
在該方法2-1、2-2當中，目標脈搏數可使用被用來作為進行有氧運動的基準的值等，例如可使用基於卡蒙內法(Karvonen)的目標心跳數{(220-年齡-安靜時心跳數)×(0.4至0.7)+安靜時心跳數}的值、及/或將其簡化後的(220-年齡)×0.5至0.7的值等，還可單單使用120至130次/分鐘左右的值。
在方法2-1、2-2當中，SpO2的測定值顯示出比基準值(脈搏數第一次超過目標脈搏數時的SpO2的值)還要低的值的秒數只要在5秒鐘以上即可。該秒數越長，依據從趨勢偏離的測定值而決定錯誤的下降開始點的可能性會越
低，但測定時間會拉長，增加受試者在體力上的負擔。因此，該秒數的下限以8秒鐘以上為佳，10秒鐘以上更佳，該秒數的上限以60秒鐘以下為佳，50秒鐘以下更佳，40秒鐘以下再更佳。
又，為了防止因一次的測定失誤導致的誤判，較佳依據連續兩次以上的複數次的測定值來判斷。亦即，將SpO2的測定值測定為1至30秒左右的平均值的情況，較佳是算出SpO2的測定值(平均值)的秒數×(測定次數-1)的值為5秒鐘以上，且連續兩次以上的複數個測定點為比基準值還要低的值。
‧訓練方法
本發明的訓練方法是將以上述推定方法推定的上限運動強度作為指標來進行運動。
根據本發明的推定方法，可將隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的運動強度推定為受試者的上限運動強度。而且，由於該推定的上限運動強度接近RCP下的運動強度，因此藉由將該上限運動強度作為指標來進行運動的訓練方法，對於需要非常高水準的運動能力的人來說，可有效地提升體力。更具體而言，以最佳運動強度至上限運動強度的範圍內，且在上限運動強度的運動強度之80至95%左右的運動強度進行訓練為佳，以85至95%左右的運動強度進行訓練更佳，以90至95%左右的運動強度進行訓練再更佳。
‧運動指示裝置
本發明的運動指示裝置具有：記憶手段，其係記憶以本發明的推定方法推定的上限運動強度的生物資訊值；測定手段，其可測定該生物資訊值；以及比對由
測定手段測定的生物資訊值與上限運動強度的生物資訊值而指示運動強度的指示手段。
本發明的運動指示裝置還可具有記憶體等的記憶手段、通訊手段、顯示手段、CPU等的運算手段、電池等。又，記憶手段或運算手段的至少一部份亦可在透過通訊部通訊的外部伺服器進行處理。
本發明的運動指示裝置的型態沒有特別的限制，例如亦可內藏在訓練裝置，亦可為與訓練裝置連接的外部終端，例如可為藉由將應用程式下載至智慧型手機、智慧型手錶、智慧型眼鏡、耳機等來實施上述手段。在這些當中，以智慧型手錶、智慧型眼鏡等的穿戴式終端為佳。
本發明的運動指示裝置當中，作為要測定/記憶的生物資訊值，除了SpO2、脈搏數以外，還可列舉血壓、乳酸濃度(血中、汗中)、呼氣中的二氧化碳濃度等，可為1種或2種以上。在這些當中，由於SpO2及脈搏數的測定較容易，因此以測定、記憶SpO2及脈搏數為佳。
本發明的運動指示裝置可由運算手段比對記憶手段所記憶之推定的上限運動強度的生物資訊值、與測定手段所測定的生物資訊值來算出目前運動強度與上限運動強度的差，並算出符合目標的運動強度。此時，作為運動強度，較佳係能夠以上限運動強度作為指標來設定弱/同等/強等。藉此，可依身體狀況及/或到比賽等為止的日數等來選擇符合目標的運動強度。而且，藉由以本發明的運動指示裝置所指示的運動強度來運動，使用者可進行非常有效的訓練。
又，較佳為本發明的運動指示裝置可記憶最佳運動強度的生物資訊值，且指示將由測定手段測定的生物資訊值與最佳運動強度的生物資訊值比對後的運動
強度。藉此，可依藉由最佳運動強度至上限運動強度下的運動所得到的效果來設定符合各種目標的運動強度。
再者，較佳為本發明的運動指示裝置以測定手段可測定SpO2及脈搏數，指示手段可根據資訊來指示運動負荷量，運算手段可算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點。
如此的運動指示裝置由於可指示運動負荷量，並算出超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數產生變化的反曲點，因此可推定使用者的上限運動強度。因此，例如，即使在藉由將本發明的運動指示裝置所指示之已推定的上限運動強度作為指標的強度下持續運動一陣子使身體能力提升，在該運動強度下，身體能力的提升已不太有效果的情況中，仍可求出最新的上限運動強度，並進行負荷更高的運動強度的運動。此時，運動指示裝置較佳可指示會成為Ramp負荷的運動負荷量，並且較佳也可從隨著運動負荷量的增加，SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點算出最佳運動強度。
[實施例]
(實施例)
運動負荷方法
使用機器：測功計
負荷方法：Ramp負荷法
測功計設定-曲柄的轉速60rpm
坐墊為踏板來到下方時，受試者的膝蓋稍微彎曲的程度
休息條件-在座位上休息兩分鐘(坐在測功計上)
暖身(Warm up)條件-50watt，5分鐘
運動負荷條件-Ramp負荷漸增量10watt/分鐘
停止條件-在滿足以下任一條件的時間點結束負荷
1)因為下胺疲勞而無法再持續60rpm的運動時
2)測試者判斷要停止試驗時
3)SpO2或脈搏數超過設定測定範圍時
負荷單位：watt
(SpO2及脈搏數的測定)
使用脈衝式血氧濃度器(NellcorTM N-BSJ(Covidien Japan公司)，測定血氧濃度(SpO2)及脈搏數。
每隔4秒測定SpO2及脈搏數，作成每20秒的平均值。
在SpO2為96至100%的範圍內，且脈搏數的上限160次/分鐘來實施。
(呼氣氣體測定裝置與心跳的測定)
測定機器：
呼氣氣體分析器Aero Monitor AE-310SRC(MINATO MEDICAL SCIENCE)
心跳計POLAR 心跳感測器 H10 N
測定方法：氣體混合法(Mixing chamber method)
測定項目：二氧化碳排出量(VCO2：ml/min)、氧氣攝取量(VO2：ml/min)、換氣量(VE)、呼氣結束氧氣分壓(PETO2)、呼氣結束二氧化碳分壓(PETCO2)、呼氣結束氧氣濃度(ETO2)、呼氣結束二氧化碳濃度(ETCO2)、氣體交換比(R=VCO2/VO2)*、氧氣換氣當量(VE/VO2)*、二氧化碳換氣當量(VE/VCO2)*、心跳(HR：bpm)。*表示計算值
資料取得頻率：20秒一次
一邊用所記載的方法給予受試者A至E運動負荷，一邊測定呼氣氣體測定裝置、心跳、SpO2、脈搏數。實施直到受試者A至D直到SpO296%為止、受試者E到無法再持續60rpm的運動為止，也就是受試者的最大強度為止。
‧依據黃金標準法進行的呼吸代償開始點(RCP)的決定
標出從Ramp負荷開始到停止為止每20秒的測定值，利用使用呼氣氣體測定裝置的習知黃金標準法，分別從超過最佳運動強度後PETCO2開始持續下降的點、超過最佳運動強度後VE/VCO2開始持續上升的點、超過最佳運動強度後超過VCO2的增加速度且VE開始增加的點求出RCP。
‧本發明之反曲點的決定
與SpO2同時測定脈搏數，
將脈搏數設為獨立變數，將SpO2除以脈搏數的值設為相依變數，
在從第一個測定點到第N個(N≧2)測定點的回歸直線A與從第N+1個測定點到最後的測定點的回歸直線B的組合當中，將兩條回歸直線A、B的殘差平方和的總和為最小的第N+1個測定點設為第一個反曲點，並推定最佳運動強度。
從推定的最佳運動強度以後的測定點(從第N+1個到最後的測定點)的資料，將在從最佳運動強度(第N+1個)到第M個(M≧2)測定點的回歸直線1與從第N+M+2個測定點到最後的測定點的回歸直線2的組合當中，兩條回歸直線1、2的殘差平方和的總和為最小時的第N+M+2個測定點設為第二次的反曲點，並推定上限運動強度。
將以上述各方法推定的上限運動強度的脈搏數，與利用基於呼氣氣體分析的黃金標準法(GS法)測定的RCP的脈搏數一起顯示於表1。
任一位受試者之利用本發明的推定方法推定的上限運動強度的脈搏數、與利用習知黃金標準法(GS法)測定的RCP的脈搏數皆為非常相近的值。亦即，已證實利用本發明的推定方法，能夠推定與依據GS法求出之作為RCP的上限運動強度幾乎同等的上限運動強度。
將SpO2及脈搏數整理在最佳運動強度的脈搏數為No.4的位置的結果顯示於表2。表2當中，以粗體字表示上限運動強度的SpO2及脈搏數。
受試者A至D係在SpO2 96%以上的運動下推定出上限運動強度。
受試者E運動直到個人的最大運動強度，但該時的SpO2為98.2%之相對較高的值。從該結果，在受試者E的腳的肌力已到極限，但心肺能力上還有餘力的狀態下推定出上限運動強度。
Claims (8)
- 一種上限運動強度的推定方法，具有：一邊給予受試者Ramp負荷，一邊依每一次不同的運動負荷量在包含90至100%之至少一部份的範圍內求出血氧濃度(SpO2)的測定值，並且與SpO2同時測定脈搏數的步驟；以及決定隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點的步驟，並將前述反曲點的運動強度推定為前述受試者的上限運動強度。
- 如請求項1所述之上限運動強度的推定方法，其中，將前述最佳運動強度設為SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度、或是血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度。
- 一種訓練方法，是將以如請求項1或2所述之推定方法推定的上限運動強度作為指標來進行運動。
- 一種運動指示裝置，具有：記憶手段，其係記憶以如請求項1或2所述之推定方法推定的上限運動強度的生物資訊值；測定手段，其可測定前述生物資訊值；運算手段，其係比對由前述測定手段測定的生物資訊值與前述上限運動強度的生物資訊值而算出運動強度；以及指示手段，其係指示由前述運算手段算出的運動強度。
- 如請求項4所述之運動指示裝置，其中，前述測定手段可測定血氧濃度(SpO2)，前述指示手段可根據與來自前述測定手段的生物資訊值相關的資訊來指示運動負荷量，前述運算手段可算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點。
- 如請求項4所述之運動指示裝置，其為穿戴式終端。
- 一種上限運動強度的推定系統，具有：測定部，其係在包含90至100%之至少一部份的範圍內測定血氧濃度(SpO2)，同時測定脈搏數；指示部，其係指示成為Ramp負荷的運動負荷量；以及運算部，其係算出隨著運動負荷量的增加，超過最佳運動強度後SpO2/脈搏數的舉動產生變化的反曲點，並將前述反曲點的運動強度推定為上限運動強度。
- 如請求項7所述之上限運動強度的推定系統，其中，將前述最佳運動強度設為SpO2/脈搏數的舉動產生變化的第一個反曲點的運動強度、或是血氧濃度的測定值開始顯示下降趨勢的下降開始點的運動強度。
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