(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1アセトン濃度値及び前記第2アセトン濃度値は、前記被検者の呼気、粘膜、皮膚の何れか1つ以上から発せられたガス成分に基づいて測定されたアセトンの濃度値である、請求項1又は2に記載の運動負荷判定方法。
前記閾値は、統計情報に基づいた値、前記被検者の減量目標に基づいた値、前記被検者の過去のアセトン濃度測定履歴に基づいた値、運動トレーナー又は医師による判定情報に基づいた値、前記被検者の体調情報に基づいた値、並びに実施した運動による運動負荷と運動前における前記被検者の食事摂取状況に基づいた値の何れかである、請求項1から7の何れか一項に記載の運動負荷判定方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述の特許文献に記載の技術は、何れも運動中に呼気を測定している。運動中にアセトン濃度値を測定した場合、運動負荷に差があるときでも、アセトンの濃度に殆ど反映されないことがある。すなわち、上述の特許文献に記載の技術では、アセトン濃度値が顕著に変化していない運動中の測定値を用いることになるため、アセトン濃度値の変化が体脂肪燃焼を反映したものか、測定誤差に過ぎないのかを判定できない。よって、上述の特許文献に記載の技術では、最適な運動負荷を精度良く規定することが困難であるという問題がある。
【0008】
また、上述した心肺運動負荷試験を行うためには、医師の立ち合いが必要となる上、運動生理学に関する知識とノウハウ、連続呼気ガス分析装置などの大型測定装置も必要となることから、時間と場所を問わずに誰でも簡単・手軽に行うことができないという問題がある。
【0009】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易且つ精度良く運動負荷が適切であるか否かを判定することができる、運動負荷判定方法及び運動負荷判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る運動負荷判定方法は、被検者の運動前における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第1アセトン濃度値を取得する第1アセトン濃度取得ステップと、被検者が運動を終了してから所定期間経過後における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第2アセトン濃度値を取得する第2アセトン濃度取得ステップと、第1アセトン濃度取得ステップで取得した第1アセトン濃度値と、第2アセトン濃度取得ステップで取得した第2アセトン濃度値とを比較した値である比較値を算出し、比較値と予め設定される閾値との比較を行い、運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う判定ステップと、判定ステップにおける判定結果に基づいた情報を出力する出力ステップと、を有する。
【0011】
また、本発明に係る運動負荷判定装置は、被検者の運動前における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第1アセトン濃度値を取得する第1アセトン濃度取得手段と、被検者が運動を終了してから所定期間経過後における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第2アセトン濃度値を取得する第2アセトン濃度取得手段と、第1アセトン濃度取得手段により取得した第1アセトン濃度値と、第2アセトン濃度取得手段により取得した第2アセトン濃度値とを比較した値である比較値を算出し、比較値と予め設定される閾値との比較を行い、運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う判定手段と、判定手段における判定結果に基づいた情報を出力する出力手段と、を備える。
【0012】
このような本発明に係る運動負荷判定方法、及び運動負荷判定装置によれば、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に反映されているタイミングである被検者が運動を終了してから所定期間後のアセトン濃度値を用いて判定しているので、精度良く運動負荷が適切であるかを判定することができる。また、本発明に係る運動負荷判定方法、及び運動負荷判定装置によれば、被検者の運動前と運動後に測定したアセトンの濃度値に基づいて判定しているので、心肺運動負荷試験を行う場合と比較して簡易に運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【0013】
また、本発
明では、所定期間は、運動の実施内容又は、被検者の食事摂取状況の情報に応じて定められ
る。この構成によれば、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に反映されたタイミングにおける、第2アセトン濃度値を取得することができる。
【0014】
本発明に係る運動負荷判定方法では、第1アセトン濃度値を被検者から測定する第1測定ステップと、第2アセトン濃度値を被検者から測定する第2測定ステップと、をさらに有し、第1アセトン濃度取得ステップでは、第1測定ステップにより測定された第1アセトン濃度値を取得し、第2アセトン濃度取得ステップでは、第2測定ステップにより測定された第2アセトン濃度値を取得する、こととしてもよい。この構成によれば、確実に第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を取得することができる。
【0015】
本発明に係る運動負荷判定方法では、第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を、被検者の呼気、粘膜、皮膚の何れか1つ以上から発せられたガス成分に基づいて測定されたアセトンの濃度値、としてもよい。この構成によれば、被検者から放出されるアセトンに基づいてアセトンの濃度値を測定するので、被検者の運動負荷が適切であるか否かを判定するのに適したアセトンの濃度を測定することができる。
【0016】
本発明に係る運動負荷判定方法では、出力ステップにおいて、判定結果に基づいた情報として、次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を出力する、こととしてもよい。この構成によれば、被検者の運動負荷が適切であるか否かを判定した結果に基づいた次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を出力するので、被検者にとって有益な情報を出力することができる。
【0017】
本発明に係る運動負荷判定方法では、次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を、被検者が実施した運動の運動負荷の変更の必要性に関する情報としてもよい。この構成によれば、現状の運動負荷を変更する必要があるか否かを被検者に通知することができる情報を出力することができる。
【0018】
本発明に係る運動負荷判定方法では、運動時の運動負荷を示す情報である運動負荷情報を取得する運動負荷取得ステップをさらに有し、判定ステップにおいて、比較結果と、運動負荷情報とに基づいて、運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う、こととしてもよい。この構成によれば、現状の運動負荷を考慮して判定を行うので、単にアセトン濃度の比較結果のみに基づいて運動負荷が適切であるか否かを判定する場合と比較して、被検者の運動負荷を考慮した判定をすることができる。
【0019】
また、本発明に係る運動負荷判定方法では、運動負荷情報を、被検者の自覚的運動強度と、被検者の心拍数との少なくとも1つに基づいた情報、としてもよい。この構成によれば、運動負荷判定方法では、運動負荷情報として被検者の運動強度の情報を用いて、運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【0020】
また、本発明に係る運動負荷判定方法では、閾値を、統計情報に基づいた値、被検者の減量目標に基づいた値、被検者の過去のアセトン濃度測定履歴に基づいた値、運動トレーナー又は医師による判定情報に基づいた値、被検者の体調情報に基づいた値、並びに実施した運動による運動負荷と運動前における被検者の食事摂取状況に基づいた値の何れかとしてもよい。この構成によれば、被検者の目的や現状に即した閾値に基づいて比較することができるので、精度良く運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、簡易且つ精度良く運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0024】
<第1実施形態>
図1に本発明の第1実施形態に係る運動負荷判定装置1を示す。運動負荷判定装置1は、被検者の運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う装置である。ここでいう適切とは、例えば、被検者が実施した運動の運動負荷が、体脂肪を燃焼するために十分であること、被検者の運動能力に対応していることをいう。但し、運動の目的に応じて、上記以外の観点での適切であってもよい。
【0025】
図1に示すように本実施形態に係る運動負荷判定装置1は、アセトン濃度測定装置10と、情報処理装置20とを備えて構成されている。アセトン濃度測定装置10は、被検者から放出されるアセトンの濃度値を測定する手段である。
【0026】
アセトン濃度測定装置10と、情報処理装置20とは、有線あるいは無線によって接続されており、互いに情報の送受信を行うことができる。アセトン濃度測定装置10は、測定したアセトン濃度値を情報処理装置20へ出力する。
【0027】
アセトン濃度測定装置10は、例えば、フィットネスセンターや家庭、外出先等で手軽に測定することができるポータブル型の測定器である(例えば、T. Toyooka et al., J. Breath Res., vol.7, 036005, 2013)。
【0028】
アセトン濃度測定装置10は、例えば、被検者の呼気を検出する呼気検出センサと、呼気からアセトンを検出するアセトン検出センサと、アセトン検出センサの検出結果からアセトンの濃度値を算出するアセトン濃度算出回路と、アセトン濃度算出回路により算出されたアセトン濃度値を情報処理装置20へ送信する送信手段とを有する。本発明に係るアセトン濃度測定装置10は上記構成に限定されず、例えば、アセトン検出センサの検出結果からアセトンの濃度値を算出するアセトン濃度算出回路を有せず、アセトン検出センサの検出結果(センサ信号データ)を情報処理装置20などの他の別の装置に送信するような構成であってもよい。
【0029】
アセトン濃度測定装置10では、呼気検出センサが被検者の呼気を検出し、アセトン検出センサが上記呼気からアセトンを検出し、アセトン濃度算出回路が、アセトンの検出結果に基づいてアセトンの濃度値を算出し、送信手段がアセトンの濃度値を情報処理装置20へ送信する。このように、アセトン濃度測定装置10は、被検者の呼気から被検者が放出するアセトンの濃度値を情報処理装置20へ出力する。アセトン濃度測定装置10は、被検者の運動前における、被検者から放出されるアセトンの濃度値(第1アセトン濃度値)と、被検者が運動を終了してから一定期間経過後(体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に反映されたタイミング)における、被検者から放出されるアセトンの濃度値(第2アセトン濃度値)とを測定する。
【0030】
具体的には、被検者が運動前にアセトン濃度測定装置10に対して呼気を吹きかける。それに応じて、アセトン濃度測定装置10は、当該呼気から第1アセトン濃度値を算出し、アセトン濃度算出回路が有している記憶手段に当該第1アセトン濃度値を保持する。または、算出した第1アセトン濃度値をアセトン濃度算出回路に保持せず、情報処理装置20へ送信してもよい。
【0031】
そして、被検者が運動を終了してから所定期間(設定された期間)経過した後にアセトン濃度測定装置10に対して呼気を吹きかけて、それに応じて、アセトン濃度測定装置10は、当該呼気から第2アセトン濃度値を算出し、第1アセトン濃度値及び、または第2アセトン濃度値を情報処理装置20へ送信する。
【0032】
アセトン濃度測定装置10がポータブル型である場合、被検者がアセトン濃度測定装置10を容易に持ち運びできるため、被検者の運動前、運動中だけでなく、運動後から所定期間(設定された期間)経過した後でも、煩雑な操作(例えば、運動機器に接続されているアセトン濃度測定装置まで被検者が足を運ぶ等)を必要とすることなくアセトン濃度値を測定することができる。
【0033】
情報処理装置20は、アセトン濃度測定装置10から受信した情報に基づいて情報処理を行うことにより、被検者の運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う。情報処理装置20は、具体的には、サーバ装置、ワークステーション、PC(PersonalComputer)及び携帯端末等の装置に相当する。情報処理装置20は、これらの構成要素がプログラム等により動作することにより後述する各機能が発揮される。なお、本実施形態では、情報処理装置20は一つの装置で実現されているが、複数の情報処理装置(例えば、携帯端末とサーバ装置等)がネットワークにより互いに接続されて構成される情報処理システムにより実現されていてもよい。
【0034】
ここで、情報処理装置20のハードウェア構成を
図2に示す。情報処理装置20は、
図2に示すように、1又は複数のCPU201、主記憶装置であるRAM202及びROM203、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置204、ディスプレイ等の出力装置205、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール206、半導体メモリ等の補助記憶装置207などを含むコンピュータシステムとして構成されている。情報処理装置20は、
図2に示すCPU201、RAM202等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU201の制御のもとで入力装置204、出力装置205、通信モジュール206を動作させるとともに、RAM202や補助記憶装置207におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【0035】
図1に戻り、情報処理装置20は、後述する各種情報を取得する取得部21(第1アセトン濃度取得手段及び第2アセトン濃度取得手段)と、取得部21が取得した情報に基づいて判定を行う判定部22(判定手段)と、判定部22による判定結果を出力する出力部23(出力手段)とを有する。
【0036】
取得部21は、第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値をアセトン濃度測定装置10から受信することで取得する。また、取得部21は、例えば、被検者等が入力装置204を操作することにより入力された任意の運動負荷値(例えば、運動強度、運動時間)や、被検者の食事状況に関する情報(例えば、絶食状態であるか否かを示す情報)を取得する。上記の運動負荷値は、運動実施後に入力されてもよいし(実施した運動の運動負荷値)、運動実施前に入力されてもよい(実施予定の運動の運動負荷値)。取得部21は、運動負荷値や被検者の食事状況に関する情報に基づいて、第2アセトン濃度値を測定するタイミングを出力する。
【0037】
取得部21は、運動負荷値と、被検者の食事状況に関する情報と、第2アセトン濃度値を測定するタイミングの情報とが対応付けられた情報を保持しており、被検者等により入力された、運動負荷値と、被検者の食事状況に関する情報とに対応する第2アセトン濃度値を測定するタイミングの情報を特定し、当該第2アセトン濃度値を測定するタイミングの情報を出力する。ここで、第2アセトン濃度値を測定するタイミングの情報とは、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に反映されたタイミングの情報をいい、例えば、運動終了後からの経過時間をいう。
【0038】
次に、運動強度毎の、被検者が絶食ではない状態で自転車エルゴメータ運動をした時の運動前から運動終了後の呼気アセトン濃度測定結果の例を
図3に示す。
図3では、運動強度が高い場合(例えばAT値+1/3×RC値の運動負荷で60分間運動を実施した場合)、運動強度が中間程度の場合(AT値の運動負荷で60分間運動を実施した場合)、及び運動強度が低い場合(AT値−1/3×RC値の運動負荷で60分間運動を実施した場合)における、8名の成人健常被検者による運動に伴う呼気アセトン濃度値の濃度変化の平均を示している。
図3のグラフにおいて横軸が運動開始前から運動終了後180分後までの時間軸を示し、縦軸が被検者の呼気アセトンの濃度値を示している。
【0039】
図3のグラフに示すように、中間程度の運動強度の場合、アセトン濃度値が1.0ppmを超えるのは運動後90分後が平均値であるのに対し、高い運動負荷で実施した場合、アセトン濃度値が1.0ppmを超えるのは運動後75分後が平均値となる。また、低い運動負荷で実施した場合、アセトン濃度値が1.0ppmを超えるのは運動後150分後が平均値となる。
【0040】
すなわち、被検者の体脂肪の燃焼が顕著に呼気アセトン濃度に反映される、運動終了後からの所定時間(第2アセトン濃度値の測定タイミング)は、運動負荷の度合いに応じて早くなったり、遅くなったり変化する。
【0041】
続いて、本実施形態における、食事摂取の有無による運動前、運動中、運動後の呼気アセトン濃度測定結果の例を
図4に示す。
図4では、最後の食事をとってから6時間以上が経過した絶食状態の場合、及び測定開始前の3時間以内に食事をとった場合における、8名の成人健常被検者による自転車エルゴメータ運動に伴う呼気アセトン濃度値の濃度変化の平均を示している。
図4のグラフにおいて横軸が運動開始前から運動終了後180分後までの時間軸を示し、縦軸が被検者の呼気アセトンの濃度値を示している。
【0042】
図4のグラフに示すように、被検者が、絶食状態の時に同様の自転車エルゴメータ運動をAT値の運動負荷で60分間行った場合に、アセトン濃度値が1.0ppmを超えるのは、運動後60分後が平均値となるのに対し、測定開始前の3時間以内に食事をとった時には運動後90分後となる。
【0043】
すなわち、被検者の体脂肪の燃焼が顕著に呼気アセトン濃度に反映される、運動終了後からの所定時間(第2アセトン濃度値の測定タイミング)は、測定開始前の食事摂取状況に応じて早くなったり、遅くなったり変化する。なお、
図3及び
図4に示したように、運動中は脂肪燃焼していたとしても呼気のアセトン濃度値には顕著に反映されておらず、運動負荷や食事摂取状況が異なるいずれの条件においても、その濃度変化は僅かであることが分かる。
【0044】
これに基づいて、取得部21は、実施した運動の負荷や運動前における食事の状況に応じて定められた、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に顕著に反映されるタイミングの情報(例えば、運動終了後の推奨測定時間に関する情報)を保持し、被検者の運動後の時点(例えば、被検者の運動後における、実施した運動の運動負荷が入力された時点)で上記タイミングの情報を表示出力して、被検者に対して運動終了後にアセトン濃度値を測定するタイミングを通知する。そして、被検者に当該タイミングに基づいて第2アセトン濃度値を測定させる。これにより、取得部21は、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に顕著に反映されるタイミングで測定された第2アセトン濃度値をアセトン濃度測定装置10から取得することができる。
【0045】
判定部22は、取得部21から第1アセトン濃度値、第2アセトン濃度値及び運動負荷値を取得し、第1アセトン濃度値から第2アセトン濃度値への変化量を算出し、変化量と予め設定される閾値との比較を行い、当該比較結果と、運動負荷値に基づいて、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う。ここで、変化量とは、第1アセトン濃度値と第2アセトン濃度値との差分値(ここでは、第2アセトン濃度値から第1アセトン濃度値を減算した値)をいう。なお、比較した結果であればよく、例えば比率としてもよい。すなわち、第1アセトン濃度値と第2アセトン濃度値とを比較した値(比較値)であればよい。
【0046】
判定部22で予め設定される閾値は、ある程度の脂肪燃焼効果が見込めるアセトン濃度値の変化量であり、統計情報に基づいた値や、被検者自身で減量目標に合わせて決めた値、被検者の過去のアセトン濃度測定履歴をもとに決めた値、運動トレーナーや医師などの第三者による判断のもと決められた値でもよく、体調などの状況に応じて任意の値としてもよい。具体的には、例えば、統計情報に基づいた値としては、減量に成功した被検者におけるアセトン濃度変化量の平均値などが挙げられる。また、例えば被検者の減量目標がBMI(body mass index)22である場合は、そのBMIを維持している人のアセトン濃度変化量の平均値などが予め設定する閾値となり得る。そして、被検者の過去のアセトン濃度測定履歴を参照すると、その被検者におけるアセトン濃度変化量の平均値が明らかになり、その平均値を上回る値(例えば平均値の2倍)が予め設定する閾値となり得る。なお、予め設定する閾値は、運動トレーナーや医師などの専門家の知識と経験に基づいて任意に設定することもでき、被検者の運動当日の体調の良し悪しに応じて、予め定めた閾値の上げ下げの微調整を行ってもよい。
【0047】
そして、判定部22は、当該判定の結果に基づき、出力情報を決定する。例えば、判定部22は、判定結果に基づいた(あるいは判定結果として)被検者の次回の運動負荷の情報を出力すると決定する。具体的には、判定部22は、次回の運動負荷の情報として、今回の運動負荷に対する運動負荷の上げ下げに関する情報(例えば、次回は今回よりも運動負荷を上げる旨の情報)を出力することを決定する。そして、判定部22が、運動負荷の上げ下げに関する情報として、運動強度のみを上げ下げすることに関する情報や、運動時間のみを上げ下げすることに関する情報や、運動強度と運動時間の両方を上げ下げすることに関する情報を出力することを決定してもよい。この場合、判定部22は、測定したアセトン濃度変化量と閾値との乖離状況等に応じて出力する情報を決定する。判定部22が、出力情報を決定する具体的な方法については後述する。
【0048】
出力部23は、判定部22が決定した情報を出力する。また、出力部23は、アセトン濃度測定装置10が表示手段(例えば、ディスプレイ)を有している場合に、アセトン濃度測定装置10の表示手段に出力させるように判定結果に基づいた情報を送信してもよい。出力部23は、ネットワークを通じて被検者、運動トレーナー、医師の携帯端末等に送信し、携帯端末の表示手段に判定結果に基づいた情報を表示するようにしてもよい。このように、判定結果を各種装置に表示することにより、運動負荷判定装置1は、運動による脂肪燃焼効果を被検者に対して「見える化」を実現することができる。
【0049】
続いて、
図5のフローチャートを用いて、本実施形態に係る運動負荷判定装置1で実行される処理及び動作(運動負荷判定方法)を説明する。本実施形態に係る運動負荷判定装置1では、まず、アセトン濃度測定装置10によって、被検者の運動前に被検者の呼気中のアセトン濃度値(すなわち、第1アセトン濃度値)が測定される(ステップS1、第1測定ステップ)。そして、被検者は、任意の運動を実施する。
【0050】
取得部21は、被検者による運動後、被検者の運動負荷の情報の入力を受け付け、運動負荷の情報を保持する(ステップS2、運動負荷取得ステップ)。本実施形態では、被検者の運動負荷の情報として、現状の自覚的運動強度(RPE値:rating of perceived exertion)が入力される。なお、被検者が初めて運動負荷の判定方法による処理を実行する場合は、低めの運動負荷(例えば、運動負荷を示すRPE値(Borg指数)の10程度)から始めることが望ましいが、任意の数値に対応する運動負荷から始めてよい。ここで、RPEとは、被検者の主観で現在の運動をどの程度きついかを6〜20の15段階(この値をBorg指数と呼ぶ)の内、被検者による判断により自覚的な運動強度を見積もる方法である。RPEの値が高い場合は、被検者がきついと感じている運動負荷がかかっていることを示し、RPEの値が小さい場合は、被検者が運動に対してそれ程きついと感じていないことを示している。
【0051】
なお、運動強度を示す他の指標としては、安静時を1としたMETs(Metabolic equivalents)なども利用可能であり、日常生活活動から激しい運動に至るまで、その強度の一覧表が(独)国立健康・栄養研究所より発行されている。その他、運動強度の目安として、例えば、心拍数を示すHR(heart rate)に基づいた指標値(例えば、運動時の心拍数/最大心拍数)などを用いてもよい。
【0052】
続いて、アセトン濃度測定装置10によって、被検者の運動後所定期間経過後に被検者の呼気中のアセトン濃度値(すなわち、第2アセトン濃度値)が測定される(ステップS3、第2測定ステップ)。なお、アセトン濃度測定装置10は、ステップS1及びステップS3で測定したアセトン濃度値を記憶手段で保持する。そして、アセトン濃度測定装置10から第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値が送信されると、情報処理装置20の取得部21は、第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を取得する(ステップS4、第1アセトン濃度取得ステップ及び第2アセトン濃度取得ステップ)。情報処理装置20の判定部22は、取得部21が取得した運動前のアセトン濃度値と、運動後所定期間経過後のアセトン濃度値との変化量と閾値とを比較する(ステップS5、判定ステップ)。
【0053】
次に、判定部22は、運動前後のアセトン濃度値の変化量が、予め定めた閾値よりも高いか否かを判定し(ステップS6、判定ステップ)、さらに現状のRPE値を参照して、変化量と閾値との比較結果とRPE値とに基づいて、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行い、出力情報を決定する(ステップS7、ステップS10、判定ステップ)。出力部23は、当該判定結果と現状のRPE値とに基づいて判定部22が決定した出力情報として、被検者が次回行う運動負荷に関する情報を出力する。具体的には、判定部22及び出力部23は、ステップS6の判定結果と、現状のRPE値とに基づいて、以下(1)〜(4)の出力処理を行う。
【0054】
(1)「閾値」≦「測定したアセトン濃度変化量」かつRPEに余力がない場合(ステップS6;YES、ステップS10;NO)
この場合、アセトン濃度値の変化量が閾値以上であるため、ある一定の脂肪燃焼効果が期待される。そして、RPEでもこれ以上運動負荷を上げる余裕がないため、今回の運動負荷が適切であると推測される。このことに基づき、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切であると判定し、次回の運動時も今回と同等の運動負荷を行う旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS12、出力ステップ)、処理を終了する。ここで、RPEに余力がない場合とは、RPE値が、予め判定部22が保持している被検者の運動適正値(RPE12〜14程度)以上をいう。
【0055】
(2)「閾値」≦「測定したアセトン濃度変化量」かつRPEに余力がある場合(ステップS6;YES、ステップS10;YES)
この場合、アセトン濃度値の変化量が閾値以上であるため、ある一定の脂肪燃焼効果が期待される。しかし、RPEではまだ余力があるため、必ずしも今回の運動負荷が適切ではないと考えられる。よって、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は今回よりも運動負荷を上げる旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS11、出力ステップ)、ステップS1へ移動する。ここで、RPEに余力がある場合とは、RPE値が、被検者の運動適正値(RPE12〜14程度)未満であることをいう。
【0056】
(3)「閾値」>「測定したアセトン濃度変化量」かつRPEが十分に高い場合(ステップS6;NO、ステップS7;YES)
この場合、アセトン濃度値の変化量が閾値より低く、脂肪燃焼効果があまり期待できない。RPEが十分に高く、被検者が過負荷状態に陥っていると推測される。よって、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は今回よりも運動負荷を下げる旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS8、出力ステップ)、ステップS1へ移動する。ここで、RPEが十分に高い場合とは、予め判定部22が保持している被検者の運動適正値(RPE12〜14程度)を超える場合である。
【0057】
(4)「閾値」>「測定したアセトン濃度変化量」かつRPEが高くない場合(ステップS6;NO、ステップS7;NO)
この場合、アセトン濃度値の変化量が閾値より低く、脂肪燃焼効果があまり期待できず、そしてRPEをさらに高くする余地があるため、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は今回よりも運動負荷を上げる旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS9、出力ステップ)、ステップS1へ移動する。ここで、RPEが高くない場合とは、RPEに余力がある場合と同義である。
【0058】
このように、上述の運動負荷判定方法によれば、運動負荷の上げ下げの調整を促す情報を出力し、被検者に対して何回か運動負荷の調整を繰り返すことを促すことにより、最適な運動負荷に収束させることができる。なお、最適運動負荷が定まったとしても、次回の運動を行う際には改めて本発明による運動負荷判定方法を適用することが望ましい。つまり、運動を行おうとする際には、毎回、運動前後のアセトン濃度を測定することが望ましい。なぜなら、同じ運動を繰り返すことによって運動負荷への耐性が高まり、知らず知らずのうちに脂肪が燃焼しづらくなる可能性があるうえ、食事の摂取状況や体調は、日によって異なっていることが多いためである。
【0059】
なお、上述した例ではRPEを用いて説明したが、これに限定されず、例えばRPE値の代わりに上述のHRに基づいた指標値を用いてもよく、RPE値に加えて、HRに基づいた指標値を併用してもよい。
【0060】
<変形例1>
引き続いて、本発明の変形例1について説明する。上述した実施形態では、任意の運動負荷の値が入力される場合について述べたが、変形例1では、最初の運動前(例えば、第1アセトン濃度値の測定時)に情報処理装置20は、被検者に対して低めの運動負荷の運動実施を促す。ここで低めの運動負荷とは、例えば運動適正値よりも低い運動負荷をいう。この場合、情報処理装置20では、低い運動負荷から開始して徐々に運動負荷を上げていくことになるので、RPEによる判定分岐(
図5のフローチャートのステップS7及びS10)が不要となり、処理を簡略化することも可能である。
【0061】
変形例1では、
図5のフローチャートのステップS6の分岐において、以下の処理を行う。「閾値」≦「測定したアセトン濃度変化量」であると判定部22が判定した場合、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切であると判定し、次回も今回と同等の運動負荷を行う旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力する。これは、アセトン濃度値の変化量が閾値以上であり、ある一定の脂肪燃焼効果が期待され、今回の運動負荷が最適であると推測されるためである。
【0062】
また、「閾値」>「測定したアセトン濃度変化量」であると判定部22が判定した場合、判定部22は、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は今回よりも運動負荷を上げる旨の情報を出力することを決定する。そして、出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力する。これは、アセトン濃度値の変化量が閾値より低く、脂肪燃焼効果があまり期待できないためである。
【0063】
<変形例2>
引き続いて、変形例2について説明する。変形例2では、変化量が閾値を上回る場合には、運動負荷を下げる旨の情報を出力する。これにより、被検者の過剰なダイエットを抑制し、測定したアセトン濃度変化量が閾値とほぼ同等になるように修正させることができる。
【0064】
変形例2の処理のフローチャートを
図6に示す。ステップS21〜ステップS25は、
図5のフローチャートのステップS1〜ステップS5とそれぞれ同一の処理を行うため説明を省略する。
【0065】
ステップS25の後、判定部22は、運動前後のアセトン濃度値の変化量と、予め定めた閾値との比較結果を判定する(ステップS26、判定ステップ)。判定部22は、運動前後のアセトン濃度値の変化量が、予め定めた閾値の同等範囲よりも高いと判定した場合、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は運動負荷を下げる旨の情報を出力することを決定する。ここで、閾値の同等範囲とは、閾値を含む一定の範囲をいい、当該範囲の情報は、判定部22で保持されている。出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS27、出力ステップ)、ステップS21へ移動する。これにより、情報処理装置20は、被検者の過剰なダイエットを抑制することを促すことができる。
【0066】
ステップS26において、判定部22が、運動前後のアセトンの濃度値の変化量が閾値の同等範囲よりも低いと判定した場合、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切でないと判定し、次回は運動負荷を上げる旨の情報を出力することを決定する。出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS28、出力ステップ)、ステップS21へ移動する。これにより、情報処理装置20は、被検者に対して、脂肪燃焼効果を高める程度の運動負荷に変更するように促すことができる。
【0067】
ステップS26において、判定部22が、運動前後のアセトンの濃度値の変化量が閾値と同等である(すなわち、同等範囲内に含まれる)と判定した場合、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切であると判定し、次回も今回と同等の運動負荷を行う旨の情報を出力することを決定する。出力部23は、判定部22が決定した出力情報を出力し(ステップS29、出力ステップ)、処理を終了する。
【0068】
<変形例3>
上述の実施形態においては、取得部21が、被検者が実施した運動の負荷や、運動前における食事の摂取状況の情報に基づいて、体脂肪の燃焼がアセトン濃度に顕著に反映される運動後の測定タイミング情報を特定する。そして、取得部21が、特定した測定タイミング情報を出力することにより、出力した測定タイミング情報に基づいて、被検者に運動後のアセトン濃度値を測定させる例を示した。変形例3では、固定した測定タイミング(例えば、運動終了後60分等)における、実施した運動の負荷や、運動前における食事の摂取状況の情報に応じた閾値を取得部21が保持しておき、入力受付した、実施した運動の負荷や、運動前における食事の摂取状況の情報に基づいて、判定部22による変化量との比較に用いる閾値を決定する。
【0069】
すなわち、運動後にアセトン濃度値を測定するタイミングは、運動負荷や食事摂取状況等の条件によらず常に一定とし、その代わりに条件に応じて予め定めた閾値を変化させる。例えば、AT値+1/3×RC値のような高い運動負荷をかける場合や絶食状態で運動を行う場合、取得部21は、予め定めた標準の閾値よりも大きな値に決定し、AT値−1/3×RC値のような低目の運動負荷をかける場合や絶食状態ではない時に運動を行う場合は、予め定めた標準の閾値よりも小さい値に決定する。
【0070】
(作用効果)
続いて、作用効果について説明する。取得部21は、被検者の運動前における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第1アセトン濃度値と、被検者が運動を終了してから所定期間経過後における、被検者から放出されるアセトンの濃度値である第2アセトン濃度値とを取得し、判定部22は、第1アセトン濃度値と、第2アセトン濃度値とを比較した値である比較値を算出し、比較値と予め設定される閾値との比較を行い、運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行い、判定結果に基づいた情報を出力する。
【0071】
上述の運動負荷判定方法によれば、体脂肪の燃焼がアセトン濃度に顕著に反映されているタイミングである、被検者が運動を終了してから所定期間後のアセトンの濃度値を用いて判定しているので、精度良く運動負荷が適切であるかを判定することができる。また、被検者の運動前と運動後に測定したアセトンの濃度値に基づいて判定しているので、心肺運動負荷試験を行う場合と比較して簡易に運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【0072】
アセトン濃度測定装置10が、第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を被検者から測定し、取得部21が、第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を取得している。この場合、確実に第1アセトン濃度値及び第2アセトン濃度値を取得することができる。
【0073】
出力部23は、判定結果に基づいた情報として、次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を出力する。このように、出力部23は、被検者が次回行う運動負荷に関する情報を出力することにより、被検者の運動負荷が適切であるか否かを判定した結果に基づいた次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を出力するので、被検者にとって有益な情報を出力することができる。
【0074】
上述の実施形態では、次回に行う運動時の運動負荷に関する情報を、被検者が実施した運動の運動負荷の変更の必要性に関する情報(例えば、次回は運動負荷を上げる旨の情報)としている。この場合、現状の運動の運動負荷を変更する必要があるか否かを被検者に通知することができる情報を出力することができる。
【0075】
運動時の運動負荷を示す情報である運動負荷情報(例えば、RPE値)を取得し、比較結果と、運動負荷情報とに基づいて、運動の運動負荷が被検者に対して適切か否かの判定を行う。この場合、現状の運動負荷を考慮して判定を行うので、単にアセトン濃度の比較結果のみに基づいて運動負荷が適切であるか否かを判定する場合と比較して、被検者の運動負荷を考慮した判定をすることができる。
【0076】
運動負荷情報を、被検者の自覚的運動強度(RPE値)と、被検者の心拍数との少なくとも1つに基づいた情報、としている。この場合、運動負荷情報として被検者の運動強度の情報を用いて、運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【0077】
第2アセトン濃度値を測定するタイミングは、運動の実施内容又は、被検者の食事摂取状況の情報に応じて定められている。この場合、体脂肪の燃焼がアセトン濃度値に顕著に反映されたタイミングにおける、第2アセトン濃度値を取得することができる。
【0078】
変化量の閾値を、統計情報に基づいた値、被検者の減量目標に基づいた値、被検者の過去のアセトン濃度測定履歴に基づいた値、運動トレーナー又は医師による判定情報に基づいた値、被検者の体調情報に基づいた値、並びに実施した運動による運動負荷と運動前における被検者の食事摂取状況に基づいた値の何れかとしている。この場合、被検者の目的や現状に即した閾値に基づいて比較することができるので、精度良く運動負荷が適切であるか否かを判定することができる。
【0079】
(他の実施形態)
上述の実施形態では、アセトン濃度測定装置10が、呼気からアセトンを計測する場合について述べたが、皮膚や粘膜から自然に放出される皮膚アセトンを計測するようにしてもよい。また、皮膚アセトンの放出部位は特に限定されず、皮膚アセトンが放出されている部位であればどこでもよい。このように、アセトン濃度測定装置10は、被検者から放出されるガス成分に基づいてアセトンの濃度値を測定するので、被検者の運動負荷が適切であるか否かを判定するのに適したアセトンの濃度を測定することができる。なお、呼気アセトン濃度値と皮膚アセトン濃度値との間には相関があることが知られている(例えば、C. Turner et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., vol.22, pp.526−532, 2008)。
【0080】
上述の実施形態では、ポータブル型のアセトン濃度測定装置10を用いて、アセトンの濃度値を測定する場合について述べたが、アセトンの濃度値を測定可能な他の種々の機器を用いてアセトンの濃度値を測定してもよい。例えば、他の半導体式ガスセンサやガスクロマトグラフィー装置、イオン移動度分光分析装置などであってもよい。
【0081】
上述の実施形態では、判定部22が、次回行う運動時の運動負荷に関する情報を決定し、出力部23が、判定部22が決定した情報を出力する場合について述べたが、判定部22が、変化量と閾値とを比較して、当該比較結果に基づいて被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切であるか否かを判定し、判定結果の情報(例えば、被検者が実施した運動の運動負荷が被検者に対して適切である旨の情報)を出力することを決定し、出力部23が判定部22が決定した情報を出力するようにしてもよい。
【0082】
上述の実施形態では、運動としてエルゴメータを例として挙げたが、他の運動でもよく、例えば、トレッドミル、加圧または油圧トレーニングなどがある。また、ジョギングやウォーキング、サイクリング、水泳、筋力トレーニングなどであってもよい。なお、適用する運動の種類は、被検者が自ら決定してもよいし、運動トレーナーや医師などが決定してもよい。また、複数種類の運動を組み合わせてもよい。
【0083】
上述の実施形態では、アセトン濃度測定装置10から情報処理装置20へアセトン濃度値の情報を送信する場合について述べたが、アセトン濃度測定装置10からアセトン濃度値を自発的に送信せずに、情報処理装置20からアセトン濃度測定装置10に対してアセトン濃度値を取得要求するようにしてもよい。
【0084】
上述の実施形態において、運動負荷判定装置1は、アセトン濃度測定装置10と情報処理装置20とに分離しているが、アセトン濃度測定装置10と情報処理装置20とを一体とした装置としてもよい。また、アセトン濃度測定装置10と情報処理装置20のうち一部の機能とを一体とした装置としてもよい。例えば、アセトン濃度測定装置10と出力部23とを一体とした装置としてもよい。さらに、情報処理装置20の機能は、複数装置に分離して構成されていてもよい。例えば、情報処理装置20は、取得部21と判定部22を有する装置と、出力部23を有する装置とに分離していてもよい。