特開 2023-85590 運動強度設定システムとその利用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023085590

(43)【公開日】2023-06-21

(54)【発明の名称】運動強度設定システムとその利用

(51)【国際特許分類】

   A63B 24/00 20060101AFI20230614BHJP

   A63B 22/06 20060101ALI20230614BHJP

【ＦＩ】

A63B24/00

A63B22/06 G

A63B22/06 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199700

(22)【出願日】2021-12-09

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り １．第２７回日本心臓リハビリテーション学会学術集会（開催日：令和３年６月１９日～２０日、発表日：令和３年６月１９日）

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100136423

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 道子

(72)【発明者】

【氏名】山田 純生

(57)【要約】

【課題】ＡＴに対応する基準運動強度、および、ＡＴより高く且つＲＣ以下の範囲内で高運動強度を適切に設定可能な運動強度設定システムを提供する。
【解決手段】運動強度設定システム１は、運動負荷装置１０と、ユーザが実施した運動強度の運動の継続に対する自己効力感を入力するための自己効力感入力装置１２と、基準運動強度および高運動強度を設定する制御装置２０と、を備える。制御装置２０は、運動後に、ユーザが当該運動中の最後に当該運動の運動強度における自己効力感を肯定的に入力した時の運動強度に基づいて、上記基準運動強度を設定するように構成され、かつ、少なくとも、上記自己効力感の入力結果に基づく第１の判断基準と、ユーザの運動耐容能に対応する評価指標によって設定される第２の判断基準とによりユーザを分類し、該分類と上記設定された基準運動強度とに基づいて、上記高運動強度を設定するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

運動するユーザの身体に対して運動強度を増大もしくは減少させながら負荷を与える運動負荷装置と、
前記ユーザが実施した前記運動強度の運動の継続に対する自己効力感を入力するための自己効力感入力装置と、
有酸素運動から無酸素運動へと切り替わる嫌気性代謝閾値の運動強度に対応する基準運動強度と、当該基準運動強度より高く、かつ、過剰喚起が開始される呼吸性代償開始点に対応する運動強度以下の範囲に設定される高運動強度とを設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
運動後に、前記ユーザが当該運動中の最後に当該運動の運動強度における前記自己効力感を肯定的に入力した時の当該運動強度に基づいて、前記基準運動強度を設定するように構成され、かつ、
少なくとも、前記自己効力感の入力結果に基づく第１の判断基準と、前記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標によって設定される第２の判断基準とにより前記ユーザを分類し、該分類と前記基準運動強度とに基づいて、前記高運動強度を設定するように構成されている、
運動強度設定システム。

【請求項2】

前記第２の判断基準は、予め定められた前記運動耐容能に対応する評価指標の基準値と、前記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標の値との大小関係の比較によって、前記ユーザを分類するように設定されている、請求項１に記載の運動強度設定システム。

【請求項3】

前記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標が、最高酸素摂取量と相関性を有する評価指標である、請求項１または２に記載の運動強度設定システム。

【請求項4】

前記最高酸素摂取量と相関性を有する評価指標が、前記ユーザが複数の設問に対してそれぞれ複数の選択肢から回答し、当該回答された選択肢を基に計算される点数である、請求項３に記載の運動強度設定システム。

【請求項5】

前記自己効力感入力装置は、前記自己効力感の程度を予め用意された複数の選択肢から１つを選択することで入力できるように構成されており、
前記選択肢は、前記自己効力感の程度が前記複数の選択肢の中で最も肯定的な第１の選択肢と、当該第１の選択肢よりも自己効力感の程度が劣る第２の選択肢とを少なくとも含み、
ここで、前記第１の判断基準は、前記複数の選択肢のうち、前記第１の選択肢のみを選択したユーザと、前記第１の選択肢以外の選択肢を少なくとも一度選択したユーザとを分類するように設定されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の運動強度設定システム。

【請求項6】

前記運動負荷装置は、自転車エルゴメーターである、請求項１～５のいずれか１項に記載の運動強度設定システム。

【請求項7】

コンピュータを、請求項１～６のいずれか一項に記載の運動強度設定システムとして動作させるように構成されている、コンピュータプログラム。

【請求項8】

ユーザの身体に対して所定の運動強度を負荷して運動させる運動負荷装置と、
第２制御装置と、
を備え、
前記第２制御装置は、請求項１～６のいずれか一項に記載の運動強度設定システムによって設定された基準運動強度および高運動強度を基に、前記運動負荷装置の前記運動強度を制御するように構成されている、運動支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、至適運動処方のための基準運動強度および適切な高運動強度の両者を設定することができる設定システムとその利用に関する。

【背景技術】

【0002】

健康で生活の質（Quality Of Life：ＱＯＬ）を向上させるための三要素として、「栄養・食生活」、「運動」および「休養」が挙げられる。これらのうちの「運動」は、身体の一部または全部を動かすことであり、運動を通じて健康の維持や体力の増進のみならず、諸症状の軽減や機能の回復を図ることができる。そのため、近年では、心血管疾患患者や心不全患者等を対象とした循環器リハビリテーションにおいても運動療法が中心的な役割を担っており、運動療法は、循環器診療ガイドラインでも高い推奨レベルの循環器治療として位置づけられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、個人の運動能力や症状に適した安全かつ効果的な運動療法を実現するために、有酸素運動から無酸素運動へと切り替わる運動強度の閾値である嫌気性代謝閾値（anaerobic threshold：ＡＴ）に対応する基準運動強度を簡便に決定することができる基準運動強度設定システムが開示されている。ＡＴに対応する基準運動強度が設定されることで、より安全かつ効果的な有酸素運動等の運動処方が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３０６４０号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】インターナショナル ジャーナル オブ カーディオロジー（International Journal of Cardiology），Vol.261, No.15（2018），P134-141

【非特許文献2】ジャーナル オブ カーディオロジー（Journal of Cardiology）, Vol.60, No.5（2012）,P411-415

【非特許文献3】ジャーナル オブ ストローク アンド セレブロバスキュラー ディジーズ（Journal of Stroke & Cerebrovascular Diseases）, Vol.28, No.2,（2019）,P317-324

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、従来の運動療法としては、一定強度による有酸素運動（例えば、中強度持続トレーニング（ＭＩＣＴ））が広く知られているが、近年、これに代わる療法として、高強度と低～中強度の運動を交互に繰り返す高強度インターバルトレーニング（high intensity interval training：「ＨＩＴ」または「ＨＩＩＴ」ともいう）の有効性が示唆されている（例えば、非特許文献１）。ＨＩＴは、ＭＩＣＴと同等の平均運動量で高強度運動による心血管疾患の一次予防や二次予防等の効果を得ることができる。一方で、ＨＩＴでは高強度運動を実施することから、安全性の観点から適切な運動強度が設定されることが要求される。そのため、高強度運動に対応する運動強度（以下、「高運動強度」ともいう）の適切かつ簡便な設定方法が望まれている。また、ＨＩＴでは、低～中強度に対応する運動強度の設定が必要であるため、ＡＴに対応する基準運動強度の適切な設定も望まれる。

【0007】

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＡＴに対応する基準運動強度および高運動強度を適切に決定することができる運動強度設定システムを提供することである。また、本発明の他の目的は、この運動強度設定システムのためのプログラムと、該運動強度設定システムを利用した運動支援システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ここで開示される技術によると、運動強度設定システムが提供される。この運動強度設定システムは、運動するユーザの身体に対して運動強度を増大もしくは減少させながら負荷を与える運動負荷装置と、上記ユーザが実施した上記運動強度の運動の継続に対する自己効力感を入力するための自己効力感入力装置と、有酸素運動から無酸素運動へと切り替わる嫌気性代謝閾値の運動強度に対応する基準運動強度と、当該基準運動強度より高く、かつ、過剰喚起が開始する呼吸性代償開始点に対応する運動強度以下の範囲に設定される高運動強度とを設定する制御装置と、を備える。そして上記制御装置は、運動後に、上記ユーザが当該運動中の最後に当該運動の運動強度における上記自己効力感を肯定的に入力した時の当該運動強度に基づいて、上記基準運動強度を設定するように構成され、かつ、少なくとも、上記自己効力感の入力結果に基づく第１の判断基準と、上記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標によって設定される第２の判断基準とにより上記ユーザを分類し、該分類と上記設定された基準運動強度とに基づいて、上記高運動強度を設定するように構成されている。

【0009】

上記構成では、健康行動の心理学的指標である自己効力感を「特定強度における運動継続の自己効力感」として利用することで、ユーザの“運動の持続可能性”を聴取するようにしている。これにより、至適運動強度の指標とされるＡＴに対応する基準運動強度（以下、「ＡＴ強度」等という場合がある。）を、安全かつ、従来よりも精度よく決定することができる。また、上記構成では、自己効力感の入力結果によるユーザの主観的な運動の持続可能性と、客観性を有する運動耐容能に対応する評価指標に基づいてユーザを分類して、当該分類に基づいた適切な高運動強度が設定できるように構成されている。ここで、高運動強度は、ＡＴ強度よりも高い運動強度で、呼吸性代償開始点（respiratory compensation point：ＲＣ）に対応する運動強度（以下「ＲＣ強度」ともいう）以下になるように設定される。ＲＣを超えた高い運動強度では、無酸素運動によって血中に蓄積する乳酸を血液中で緩衝しきれず血中ｐＨが下がり、過剰換気が引き起こされる等の心肺への負担が高くなり過ぎる可能性がある。そのため、ＡＴ強度以上ＲＣ強度以下の範囲に高運動強度が設定されることで、より安全性が高い適切な高運動強度を得ることができる。

【0010】

なお、本明細書における自己効力感（セルフ・エフィカシー、Self-Efficacy：ＳＥ）とは、自分がある状況において必要な行動をうまく遂行できるかという可能性の認知を意味する。換言すると、自己効力感とは、自身が持っている効力予期の程度であり、ある結果を生み出すために適切な行動を遂行できるという確信の程度を意味する。ただし、自己効力感は、心理学的要素を含む主観的指標であり、必要な行動を実際に行えるかどうかを保証するものではない。

【0011】

ここで開示される運動強度設定システムの好適な一態様では、上記第２の判断基準は、予め定められた上記運動耐容能に対応する評価指標の基準値と、上記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標の値との大小関係の比較によって、上記ユーザを分類するように設定されている。かかる構成によれば、予め定められた基準値との比較という簡便な方法でユーザを分類することができる。

【0012】

ここで開示される運動強度設定システムの好適な一態様では、上記ユーザの運動耐容能に対応する評価指標が、最高酸素摂取量と相関性を有する評価指標である。最高酸素摂取量（ｐｅａｋ ＶＯ_２）は、運動耐容能のもっとも客観的な指標の一つとして広く認知されている。一方で、ｐｅａｋ ＶＯ_２を測定するには、典型的には、呼吸ガス代謝計等の専門的な医療機器を要する心肺運動負荷試験（cardiopulmonary exercise testing：ＣＰＸ）を実施する必要がある。そのため、上記構成のように、ｐｅａｋ ＶＯ_２と相関性を有する評価指標を用いることで、ＣＰＸを実施しない簡便な方法で高運動強度が設定でき得る。

【0013】

ここで開示される運動強度設定システムの好適な一態様では、上記最高酸素摂取量と相関性を有する評価指標が、上記ユーザが複数の設問に対してそれぞれ複数の選択肢から回答し、当該回答された選択肢を基に計算される点数である。かかる構成によれば、設問に対して選択肢を回答するという非常に簡便な方法で、高運動強度を設定することができる。

【0014】

ここで開示される運動強度設定システムの好適な一態様では、上記自己効力感入力装置は、上記自己効力感の程度を予め用意された複数の選択肢から１つを選択することで入力できるように構成されており、上記選択肢は、上記自己効力感の程度が上記複数の選択肢の中で最も肯定的な第１の選択肢と、当該第１の選択肢よりも自己効力感の程度が劣る第２の選択肢とを少なくとも含む。そして、上記第１の判断基準は、上記複数の選択肢のうち、上記第１の選択肢のみを選択したユーザと、上記第１の選択肢以外の選択肢を少なくとも一度選択したユーザとを分類するように設定されている。
これにより、主観的な指標である自己効力感の程度を常に最も肯定的に捉えるユーザを分類することができる。このようなユーザは、主観的な側面からの運動の持続可能性と、客観的な側面からの運動の持続可能性とが乖離している虞がある。このようなユーザは、例えば、高い精神力により、身体が安全に許容できる運動量を超えた運動を実行し易い、又は、身体が安全に許容できる運動量に認識が弱い等の傾向のあるユーザといえる。そのため、このようなユーザを分類せずに、運動耐容能の対応する評価指標のみで高運動強度を設定した際に、高強度の運動を実施した際に、身体に過剰な負荷をかけてしまうリスクが高くなり得る。したがって、上記構成により、このようなユーザを分類することで、かかるユーザに対して、より安全で適切な高運動強度を設定することができる。

【0015】

ここに開示される基準運動強度設定システムの好適な一態様では、上記運動負荷装置は、自転車エルゴメーターである。これにより、汎用されている運動負荷装置を利用して、簡便に適切な基準運動強度および高運動強度を得ることができる。

【0016】

ここに開示される技術によると、ＡＴに対応する基準運動強度およびＡＴ強度以上ＲＣ強度以下の範囲に設定される高運動強度適切に決定することができる運動強度設定アルゴリズムが提供される。そこで、ここで開示される技術は、他の側面において、コンピュータを、上記のいずれかの基準運動強度設定システムとして動作させるように構成されている、コンピュータプログラムをも提供する。これにより、コンピュータと運動負荷装置とを接続することで、当該運動強度設定アルゴリズムを利用した基準運動強度および高運動強度の設定を簡便に利用することができる。

【0017】

また、他の側面から、ここで開示される技術は、運動支援システムを提供する。この運動支援システムは、ユーザの身体に対して所定の運動強度を負荷して運動させる運動負荷装置と、制御装置と、を備える。そして上記制御装置は、上記のいずれかの基準運動強度設定システムによって設定された基準運動強度および高運動強度を基に、上記運動負荷装置の上記運動強度を制御するように構成されている。これにより、得られた基準運動強度および高運動強度を利用した運動を、簡便かつスムーズにユーザに提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係る運動強度設定システムの構成を説明する概念図である。

【図2】一実施形態に係る運動強度設定システムのブロック図である。

【図3】一実施形態に係る基準運動強度設定のためのアルゴリズムを示すフロー図である。

【図4】一実施形態に係る高運動強度設定のためのアルゴリズムを示すフロー図である。

【図5】一実施形態に係る運動負荷装置が提供するＨＩＴメニューを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を適宜参照しつつ、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄（運動の実施方法や提供方法等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここで開示される技術は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の図面において、同様の作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、本明細書において数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」との表記は、Ａ以上Ｂ以下を意味し、Ａを上回りＢを下回る範囲を包含する。

【0020】

図１は、ここで開示される運動強度設定システム１の構成を説明する概念図である。運動強度設定システム１は、至適運動処方のための基準運動強度および高運動強度を設定するためのシステムである。この運動強度設定システム１は、運動負荷装置１０と、自己効力感入力装置（以下、単に「ＳＥ入力装置」と記す場合がある。）１２と、制御装置２０と、付加的な負荷制御装置１４と心拍測定装置１６とを備えている。これらの各構成要素は、有線または無線で通信可能に接続されている。本実施形態において、運動負荷装置１０、ＳＥ入力装置１２、負荷制御装置１４および心拍測定装置１６と、制御装置２０とは、インターネットを介して相互に通信可能に接続されている。しかしながら、通信手段はインターネットに限定されない。通信手段は、例えば、イントラネット、エクストラネット等の公知の接続手段であってよい。また、制御装置２０は、運動負荷装置１０、ＳＥ入力装置１２と、負荷制御装置１４および心拍測定装置１６等と、地理的に離れた場所に設置されていてもよいし、近接した場所に（例えば、着脱可能であるが一体的に）設置されていてもよい。なお、運動強度設定システム１は、さらに第２制御装置３０を備えており、ここに開示される運動支援システム１００としても機能し得る。

【0021】

運動負荷装置１０は、ユーザの身体に対して所定の運動強度の負荷を加えて運動させることができる運動装置である。運動負荷装置１０は、典型的には負荷制御装置１４を備えている。負荷制御装置１４は、運動負荷装置１０を運転する際に必要な仕事量（Ｗ）、換言すると負荷の強度を制御する装置である。運動負荷装置１０は、運動負荷を段階的に、あるいは、連続的に変化させることができるように構成されていてもよい。負荷制御装置１４は、例えば、後述する制御装置２０から運動負荷に関する指示を受信することができる。また、負荷制御装置１４は、例えば、ユーザが行っている運動の運動負荷に関する情報を制御装置２０に送信することができる。負荷制御装置１４は、制御装置２０によって指示される運動負荷となるよう、運動負荷装置１０の負荷を制御する。運動負荷装置１０としては、これに限定されるものではないが、各種の運動または運動競技を任意の運動強度で実施するための器具であるエルゴメーターやトレッドミル等を利用してもよい。エルゴメーターとしては、身体能力を計測するための器具や、トレーニングのための器具などであってよく、例えば、自転車エルゴメーター、フィットネスバイク、上肢エルゴメーター（ローイングエルゴメーター）等が挙げられる。

【0022】

ＳＥ入力装置１２は、ユーザが実施した所定の運動強度の運動の継続に対する自己効力感を入力するための装置である。ＳＥ入力装置１２は、これに限定されるものではないが、コンピュータやマイクロコンピュータにより構成されていてもよい。好適な一例として、ＳＥ入力装置１２は、タブレット端末やスマートフォン、小型パソコン等の携帯端末であり得る。また、ＳＥ入力装置１２は、音声認識装置を備えていてもよい。本実施形態のＳＥ入力装置１２は、図示しない、液晶画面等からなる表示部と、タッチパネル等からなる入力部と、制御部と備えるタブレット端末である。ＳＥ入力装置１２は、運動負荷装置１０に着脱可能に備えられていてもよい。ＳＥ入力装置１２の制御部の構成は特に限定されず、例えば、制御装置２０や負荷制御装置１４等の外部機器との間で各種の情報を送受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）とを備えている。ＳＥ入力装置１２には、ユーザによって、上記所定の運動を、さらに所定時間遂行することが可能かどうかの認知が入力される。ユーザによって入力された認知結果は、例えば、制御装置２０（一例として、自己効力感判定部２２）に送られる。

【0023】

ＳＥ入力装置１２の制御プログラムは、ユーザが、運動負荷装置１０を使用して自ら実施した所定の運動強度の運動についての“運動遂行の見込み感”を入力できるように構成されている。換言すれば、ユーザの主観的な側面からの“運動の持続可能性”を入力することができる。本実施形態では、運動遂行の見込み感”をタッチパネルで入力できるように構成されている。特に限定されるものではないが、ＳＥ入力装置１２は、“運動遂行の見込み感”を、予め用意された複数の段階（例えば、２～１０段階、一例として３～５段階）の選択肢の中から１つを選択することで、入力できるように構成されることが好ましい。このとき、選択肢の内容および構成は特に制限されないが、例えば、運動の遂行について肯定的な認知を示す選択肢と、運動の遂行について否定的な認知を示す選択肢とを含むとよい。また、肯定的な認知を示す選択肢は、例えば、自己効力感の程度が肯定的な第１の選択肢と第２の選択肢とを含むとよい。この場合、併せて、自己効力感が否定的な１つまたは２つ以上の程度の選択肢も含むとよい。ここで、第１の選択肢は、第２の選択肢よりも自己効力感の肯定的な程度が高い選択肢である。一例として、第１の選択肢は、自己効力感の程度が最も肯定的な選択肢であってよい。なお、“運動遂行の見込み感”の入力方法は、タッチパネルに限定されず、例えば、ユーザが発する音声を認識する音声認識装置を介して入力できるように構成されていてもよい。

【0024】

心拍測定装置１６は、心拍数をする装置である。心拍測定装置１６は、ユーザが、運動負荷装置１０を使用して所定の運動強度の運動を実施しているときの心拍を測定する。心拍測定装置１６の構成は特に制限されない。心拍測定装置１６は、典型的には、心臓内の電気の流れを電位変動として電極を介して計測し、記録する。また、ここでいう心拍測定装置１６は、手や手首、指等の心臓とは異なる部位で脈動を検出する装置（いわゆる脈拍計）であってもよい。心拍測定装置１６は、電極をユーザの生体表面（例えば胸部等）に貼り付けて使用するパッチ型や、肢部や指先等に装着して使用するベルト型（例えば腕時計型）やクリップ型等の各種の形態であってよい。測定された心電図信号や心拍数等の生体情報は、例えば、制御装置２０（一例として、心拍判定部２３）に送られる。なお、心電図から測定される「心拍」と、脈波から測定される「脈拍」とは厳密には区別され得るが、ここに開示される技術では、「心拍数」と「脈拍」とを同一に扱うことができる。したがって、ここでいう「心拍数」は、「脈拍数」を含むものとする。

【0025】

制御装置２０は、運動強度設定システム１の制御を行うほか、運動支援システム１００の第２制御装置３０としての機能も備え得る。換言すれば、制御装置２０は、単独で、運動強度設定システム１および運動支援システム１００のサーバーとして機能し得る。制御装置２０は、基準運動強度および高運動強度を決定する。制御装置２０の構成は特に限定されない。図２は、一実施形態に係る運動強度設定システムの構成を示すブロック図である。制御装置２０は、例えば、コンピュータにより構成されてよく、ＳＥ入力装置１２や負荷制御装置１４、心拍測定装置１６等の要素や外部機器との間で各種の情報を送受信するＩ／Ｆと、制御プログラムの命令を実行するＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭとを備えている。また本実施形態に係る制御装置２０は、運動強度記憶部２１と、自己効力感判定部（以下、単に「ＳＥ判定部」という場合がある。）２２と、心拍判定部２３と、負荷増大部２４と、負荷低減部２５と、基準運動強度設定部２６と、運動耐容能判定部２７と、高運動強度設定部２８とを備えている。制御装置２０の各部は、回路やマイクロコンピュータ等のハードウェアによって構成されていてもよいし、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することにより機能的に実現されるようになっていてもよい。

【0026】

制御装置２０は、運動強度設定システム１の動作を包括的に制御するとともに、運動強度設定システム１によって基準運動強度および高運動強度を決定する。制御装置２０は、例えば、運動負荷装置１０の動作を制御する。制御装置２０は、負荷制御装置１４に運動負荷装置１０の負荷を指示する。また、制御装置２０は、少なくともＳＥ判定部２２の判断に基づき、負荷増大部２４および負荷低減部２５を制御することで、運動負荷装置１０の運動強度を増大もしくは低減させる。

【0027】

図３は、一実施形態に係る基準運動強度を決定するためのアルゴリズムを示すフロー図である。図３における工程Ｓ１～Ｓ４は、運動負荷を増大させる漸増ステージであり、工程Ｓ５～Ｓ８は、運動負荷を減少させる漸減ステージを示す。そして、制御装置２０は、増減された運動強度を基に基準運動強度を決定する（工程Ｓ９参照）。工程Ｓ１～Ｓ９の詳細については、具体例と共に後述する。また、図４は、一実施形態に係る高運動強度を決定するためのアルゴリズムを示すフロー図である。図４における工程Ｓ１１およびＳ１２は、ユーザの主観的な運動の持続可能性または客観的な運動の持続可能性に基づいてユーザを分類する。Ｓ１３では、その分類に基づき、適切な高運動強度を決定する。工程Ｓ１１～Ｓ１３の詳細については、具体例と共に後述する。以下、制御装置２０の各部の動作や機能について、適宜図を参照しつつ説明する。

【0028】

運動強度記憶部２１は、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を記憶する。運動強度記憶部２１は、運動負荷装置１０から送られる運動強度を受信し、記憶する。運動負荷装置１０において、一例では、運動負荷の強度が変化される。運動強度記憶部２１は、例えば、ユーザが実施した運動負荷試験等における運動強度（運動負荷）を記憶する。運動強度の初期値（初回運動負荷Ｌ１）については、ユーザが設定してもよいし、予め設定された初回運動強度Ｌwarm-upを採用してもよい。運動強度の初期値は、ユーザが運動負荷装置１０に対して設定してもよいし、制御装置２０が運動負荷装置１０に対して設定するように構成されていてもよい。運動強度記憶部２１は、少なくとも基準運動強度を決定するためのアルゴリズムにおいて、ユーザが現在実施している運動強度および図３に示す漸減ステージで最後に実施した運動の運動強度を記憶していればよい。運動強度記憶部２１は、例えば、ユーザが運動負荷試験において実施した運動強度を運動負荷装置１０から受信するごとに上書きすることで現在または最後の運動強度を記憶するようにしてもよい。あるいは、運動強度記憶部２１は、運動負荷装置１０から運動強度を時刻情報とともに受信し、運動強度の履歴として記憶していてもよい。また、運動強度記憶部２１は、ユーザ情報と、後述する、ユーザがＳＥ入力装置１２に入力した所定の運動に対する自己効力感と紐づけて、当該運動に係る運動強度を記憶してもよい。

【0029】

ＳＥ判定部２２は、ユーザがＳＥ入力装置１２に入力した自己効力感に関する情報をＳＥ入力装置１２から受信する。ＳＥ判定部２２は、受信した自己効力感に関する情報が、「当該運動を遂行できる見込みがある」と評価できるか否かを判断する。このＳＥ判定部２２の判断基準は、例えば、ＳＥ入力装置１２の構成や、自己効力感に関する回答としてあらかじめ選択肢が用意されている場合はその選択肢の内容によっても異なり得るために一概には言えない。例えば、ユーザが運動遂行について肯定的な選択肢を選択した場合に、「当該運動を遂行できる見込みがある」（Ｙｅｓ）と判断してもよい。好ましい一例では、例えば、ユーザが運動遂行について、より肯定的な第１の選択肢を選択した場合に、「当該運動を遂行できる見込みがある」（Ｙｅｓ）と判断するようにしてもよい。ＳＥ判定部２２による判断結果は、例えば、ＲＡＭに記憶させてもよいし、後述する負荷増大部２４、負荷低減部２５、及び／又は高運動強度設定部２８に送るようにしてもよい。

【0030】

心拍判定部２３は、心拍測定装置１６によって測定されたユーザの運動時の心拍を、心拍測定装置１６から受信する。心拍判定部２３は、受信した心拍が、「当該運動を遂行しても安全である」と評価できるか否かを判断する。心拍判定部２３は、ここで開示される技術において任意の要素であるが、「自己効力感」という主観的な指標に対して、その運動時の心拍数応答という客観的指標を加えることで、基準運動強度をより安全かつ適切なものとして決定するために寄与する。心拍判定部２３の判断基準は、例えば、ユーザの体質や健康状態等によって異なり得るために一概には言えない。心拍判定部２３は、例えば、ユーザの安静時心拍数（Harte Rate at rest：ＨＲ_{at rest}）を基準として、当該ユーザの運動時心拍が予め定められた所定の範囲（例えば、「許容運動時心拍範囲」という。）に収まっていれば、「当該運動を遂行しても安全である」と評価するようにしてもよい。かかる運動時心拍の安全領域を示す基準は、例えば、ユーザの年齢、性別、疾患の有無や体力、病歴、服用薬などを考慮して、複数パターンが予め用意されているとよい。また、かかる運動時心拍の安全領域を示す基準は、例えば、運動の開始からの時間や自己効力感等を考慮して、複数パターンが予め用意されているとよい。

【0031】

一例として、運動時心拍の安全領域を示す基準は、心拍に影響を与え得る薬剤を服用しているか否かを考慮して、それぞれに適切な基準を設定することができる。例えば、後述の具体例では、循環器疾患の患者について、心不全標準治療薬であり心拍数応答を減ずる薬剤であるβ遮断薬の服用の有無と、自己効力感の程度とを考慮に入れて、運動時心拍の安全領域を示す基準を複数パターン（下記表３および表４では１２パターン）に設定した例を示している。このような運動時心拍の安全領域を示す基準は、ここで開示される技術における許容運動時心拍範囲の一例である。心拍判定部２３による判断結果は、例えば、ＲＡＭに記憶させてもよいし、後述する負荷増大部２４、負荷低減部２５、及び／又は、基準運動強度設定部２６に送るようにしてもよい。運動時心拍が、例えば、このように条件別に設定された基準値未満あるいは基準値以下である場合に、「当該運動を遂行しても安全である」と評価することができる。

【0032】

負荷増大部２４は、ＳＥ判定部２２と、必要に応じて心拍判定部２３とによる判断結果を受信し得る。負荷増大部２４は、少なくとも、ＳＥ判定部２２の判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を増大させるように構成されている。負荷増大部２４は、例えば、ユーザが運動負荷装置１０を用いて運動を始めてから、少なくとも、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがあるとは言えない（Ｎｏ）と判断したことがない状態において、運動強度を増大させることができる。負荷増大部２４は、好ましくは、ＳＥ判定部２２と心拍判定部２３との判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を増大させるように構成されているとよい。すなわち、例えば、負荷増大部２４は、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがあるとは言えない（Ｎｏ）と判断したことがない状態において、心拍判定部２３が運動遂行は安全である（Ｙｅｓ）と判断した場合に、運動強度を増大させるように構成するとよい。負荷増大部２４は、例えば、負荷制御装置１４に所定の増大量だけ運動強度を増大するように指示を送ることで、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を増大させることができる。ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断結果は、負荷増大部２４がＲＡＭを参照することで取得してもよいし、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３が、常に、あるいは、必要に応じて、負荷増大部２４に送るように構成されていてもよい。

【0033】

負荷低減部２５は、少なくとも、ＳＥ判定部２２の判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を低減させるように構成されている。負荷低減部２５は、例えば、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがあるとは言えない（Ｎｏ）と判断した場合に、運動強度を低減させることができる。負荷低減部２５は、好ましくは、ＳＥ判定部２２と心拍判定部２３との判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を低減させるように構成されていてもよい。すなわち、負荷低減部２５は、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがある（Ｙｅｓ）と判断した場合であっても、心拍判定部２３が運動遂行は安全であるとは言えない（Ｎｏ）と判断した場合には、運動強度を低減させるように構成されているとよい。負荷低減部２５は、例えば、負荷制御装置１４に所定の低減量だけ運動強度を低減するように指示を送ることで、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を低減させることができる。ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断結果は、負荷低減部２５がＲＡＭを参照することで取得してもよいし、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３が、常に、あるいは、必要に応じて、負荷低減部２５に送るように構成されていてもよい。

【0034】

基準運動強度設定部２６は、少なくとも、ＳＥ判定部２２の判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を基準運動強度とするように構成されている。基準運動強度設定部２６は、例えば、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがあるとは言えない（Ｎｏ）と少なくとも１回判断したのちに、遂行見込みがある（Ｙｅｓ）と判断した場合に、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を基準運動強度に決定することができる。基準運動強度設定部２６は、好ましくは、ＳＥ判定部２２と心拍判定部２３との判断に基づいて、所定の条件を満たしたときに、基準運動強度を決定するように構成されていてもよい。すなわち、基準運動強度設定部２６は、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがある（Ｙｅｓ）と判断した場合であっても、心拍判定部２３が運動遂行は安全であるとは言えない（Ｎｏ）と判断した場合には、基準運動強度を決定することがないように構成されていてもよい。このことによって、呼吸ガス代謝測定（例えば、ＣＰＸ）を行わずに簡便かつ安全に、ＡＴ強度により近い基準運動強度を決定することができる。

【0035】

基準運動強度設定部２６は、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断結果を、ＲＡＭを参照することで取得してもよいし、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３が、常に、あるいは、必要に応じて、基準運動強度設定部２６に判断結果を送るように構成されていてもよい。基準運動強度設定部２６は、例えば、決定した基準運動強度を運動強度記憶部２１、ＲＡＭに記憶させてもよい。基準運動強度設定部２６は、例えば、決定した基準運動強度を、液晶画面等の表示部に表示するように構成されていてもよい。かかる表示部は、例えば、ＳＥ入力装置１２を構成するタブレット端末などであってよい。

【0036】

運動耐容能判定部２７は、少なくとも、ユーザの運動耐容能に対応する評価指標に関するデータを受信する。運動耐容能に対応する評価指標は、例えば、最高酸素摂取量（ｐｅａｋ ＶＯ_２）や、ｐｅａｋ ＶＯ_２と相関性を有する評価指標等が挙げられる。このなかでも、より簡便な方法であるｐｅａｋ ＶＯ_２と相関性を有する評価指標が好適に採用される。ｐｅａｋ ＶＯ_２と相関性を有する評価試験としては、例えば、６分間歩行距離（６ＭＷＤ）や、ユーザの身体活動についての実行可能性に関する回答式試験であって、複数の設問に対し、肯定的な回答から否定的な回答までを含む選択肢の中から回答し、その合計点を点数化した試験等が挙げられる。かかる回答式試験としては、例えば、本発明者らが開発したＳＥＷ－７（self-efficiency for walking-7）や、ＰＭＡＤＬ－８（performance measure for activities of daily living-8）等が挙げられる。このような評価試験は、専門的な設備および環境を要するＣＰＸを実施しなくとも、ｐｅａｋ ＶＯ_２を容易に推定することができるため、より簡便に高運動強度を設定することができるようになる。
なお、本明細書において「最高酸素摂取量（ｐｅａｋ ＶＯ_２）と相関性を有する評価指標」とは、ｐｅａｋ ＶＯ_２と、当該評価指標との相関係数の絶対値が０．５以上のものをいう。

【0037】

運動耐容能判定部２７は、ユーザの運動耐容能に合わせ、より安全かつ効果的な高運動強度を設定できるよう、ユーザを少なくとも２群に分類するために予め設定された運動耐容能に対応する評価指標の基準値が設定される。そして、かかる基準値と、ユーザの運動耐容能に対応する評価指標の値との大小関係の比較により、ユーザがいずれかの群に分類されるかを判定できるよう設定される。即ち、ユーザの運動耐容能に合わせた適切な高運動強度を設定できるようユーザを分類する。ユーザを分類するために予め設定された基準は、運動耐容能に関するデータの種類や、ユーザの年齢、性別、疾患の有無や体力、病歴、服用薬などの種々の条件により異なり得るために一概には言えない。かかる基準の設定の具体的な一例は後述する。

【0038】

運動耐容能判定部２７が受信するユーザの運動耐容能に関するデータは、高運動強度が設定される前に入力されていればよく、基準運動強度が設定される前であっても、基準運動強度が設定された後であってもよい。かかるデータは、例えば、キーボード、マウスまたはタッチパネル等の入力手段によって入力することができる。また、例えば、ＳＥ入力装置１２に上記ｐｅａｋ ＶＯ_２と相関し得る評価試験が実施できるように設定し、ＳＥ入力装置１２から運動耐容能判定部２７へ試験データが送信されるように設定されていてもよい。

【0039】

高運動強度設定部２８は、ＳＥ判定部２２の判断結果及び／又は運動耐容能判定部２７の判断結果により分類し、該分類ごとに高運動強度を設定できるように構成されている。高運動強度設定部２８は、例えば、ＳＥ判定部２２が、遂行見込みがある（Ｙｅｓ）の選択肢のみと判断している場合と、遂行見込みがない（Ｎｏ）の選択肢が少なくとも一度以上選択されたと判断した場合とでユーザを分類できるように構成され得る。

【0040】

また、高運動強度設定部２８は、例えば、運動耐容能判定部２７の判断結果に基づき、上記ＳＥ判定部の判断結果に基づき分類されたユーザをさらに少なくとも２群以上に分類する。一例では、ＳＥ判定部２２の判断結果によりユーザが２群で分類された後、各群において、運動耐容能判定部２７の判断結果に基づいて、さらに２群に分類するように設定される。これにより、ユーザを４群に分類することができ、各群に適当な高運動強度を設定、又は、高運動強度の未設定の決定を行うことができる。

【0041】

高運動強度設定部２８で設定される各群の高運動強度は、例えば、基準運動強度設定部２６で決定された基準運動強度に基づいて算出されるように設定されている。例えば、複数のＣＰＸ被験者のデータから解析される回帰式により高運動強度と基準運動強度（ＡＴ強度）との関係式を求め、設定することができる。設定され得る関係式は、被験者データが多くなるほどより正確な高強度設定が可能になるため、適宜変更され得るものであり、特に限定されるものではない。この設定方法の一例は、後述の具体例で説明する。

【0042】

高運動強度設定部２８は、ＳＥ判定部２２および運動耐容能判定部２７の判断結果を、ＲＡＭを参照することで取得してもよいし、ＳＥ判定部２２および運動耐容能判定部２７が、常に、あるいは、必要に応じて、高運動強度設定部２８に判断結果を送るように構成されていてもよい。高運動強度設定部２８は、例えば、決定した高運動強度を運動強度記憶部２１やＲＡＭに記憶させてもよい。高運動強度設定部２８は、例えば、決定した基準運動強度を、液晶画面等の表示部に表示するように構成されていてもよい。かかる表示部は、例えば、ＳＥ入力装置１２を構成するタブレット端末などであってよい。

【0043】

なお、以上の運動強度設定システム１において、制御装置２０には、例えば、ここで開示される運動強度設定プログラムが記憶されている。運動強度設定プログラムは、コンピュータを、上記の運動強度設定システムとして動作させるように構成されている。より具体的には、ここで開示される運動強度設定プログラムは、コンピュータを、上記の運動強度記憶部２１、ＳＥ判定部２２、心拍判定部２３、負荷増大部２４、負荷低減部２５、基準運動強度設定部２６、運動耐容能判定部２７、および、高運動強度設定部２８として機能させるためのプログラムをも提供する。このプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録されていてもよい。記録媒体としては、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が例示される。また、プログラムは、ＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込むものであってもよいし、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。

【0044】

運動支援システム１００は、運動負荷装置１０と、第２制御装置３０とを備える。運動負荷装置１０は、上記運動強度設定システム１におけるものと同様の運動負荷装置であってよく、重ねての説明は省略する。第２制御装置３０も、制御装置２０と同様であってよく、例えば、他の要素や外部機器等との間で各種の情報を送受信するＩ／Ｆと、制御プログラムの命令を実行するＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭとを備えている。本実施形態における第２制御装置３０は、Ｉ／Ｆ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが制御装置２０と共通である。第２制御装置３０は、運動負荷装置１０と電気的に通信可能に接続されている。第２制御装置３０は、制御装置２０によって決定された基準運動強度および高運動強度を基に、運動負荷装置１０の運動強度を制御するように構成されている。例えば、第２制御装置３０は、運動負荷装置１０が提供する運動メニューの運動強度を、高運動強度、基準運動強度、又は基準同強度よりも所定値低く設定された低運動強度に設定するよう、運動負荷装置１０に指示を送る。運動負荷装置１０が提供する運動メニューの内容は、従来と同様であってよく、例えば、ユーザの疾患別のリハビリを目的とした運動メニューや、健康維持を目的とした運動メニュー、筋力トレーニングを目的とした運動メニューなどであってよい。一例として、循環器疾患患者のリハビリを目的とした高強度インターバルトレーニング（ＨＩＴ）が好適に設定される。

【0045】

運動負荷装置１０が提供する運動メニューは、例えば、負荷を一定にして実施するものであってもよいし、負荷を変化させるもの（例えば、ＨＩＴ）であってもよい。図５に、処方例として、ＨＩＴメニューの一例を示した。ＨＩＴは、高強度の運動と、低～中強度の運動を繰り返し行うよう設定される。ＨＩＴの高強度の運動には、ここで開示される運動強度設定システムで設定された高運動強度の運動が好適に採用される。また、典型的には、安全性の観点から、ＨＩＴの高強度の運動の上限はＲＣ強度であることが好ましい。詳細は後述するが、ＣＰＸのデータから得られるＲＣは、生体（ヒト）の呼気反応は、ＣＰＸにおける負荷の増加に対して遅れて現出することに鑑み、ここでのＲＣ強度は、ＣＰＸで測定されるＲＣの２分前の運動強度のことを指す。ＨＩＴにおける低～中強度の運動としては、例えば、ここで開示される運動強度設定システムで設定された基準運動強度の運動を基に好適に設定され得る。例えば、（基準運動強度－１０Ｗ）～基準運動強度程度に設定されるとよい。このように設定されたＨＩＴメニューの運動強度は、ユーザの主観的な側面からの運動の持続可能性、客観的な側面からの運動の持続可能性の両者を考慮して設定されているため、ユーザが実行し易く、かつ、より安全性が高い。

【0046】

図５に示すＨＩＴメニューは、安静期、ウォーミングアップ、低～中強度運動、高強度運動と低～中強度運動の繰り返し、および、クールダウンの順で構成されている。安静期では、例えば、安静時心拍数や安静時血圧が測定され得る。ウォーミングアップにおける運動強度、ユーザに合わせた低強度よりも低い運動強度が設定される（例えば、５Ｗ～１５Ｗ）。その後、低～中強度運動を１～３分間程度行った後、高強度運動と低～中強度運動とが複数回（例えば２～１０回）繰り返されるよう設定される。かかる繰り返しにおける高強度運動は、例えば、３０秒～２分間程度とし、低～中強度運動（積極的休止期）は、例えば、２分～５分程度で設定される。クールダウンでは、ウォーミングアップと同程度の運動強度の運動を行う。なお、ＨＩＴメニューはユーザの年齢、性別、疾患の有無や体力、病歴、服用薬などを考慮して個別に設定されるため、上述の例に限定されるものではない。

【0047】

従来の運動支援システムでは、例えば運動の目的別に様々な運動メニューが提供されていた。しかしながら、そのような運動メニューは、ユーザごとに、運動強度の基準とすべき基準運動強度や高運動強度を、適切に、かつ、簡便に決定することができないことが、長年のネックであった。そのため、運動メニューを処方する前に、呼吸ガス代謝測定を伴う運動負荷試験（例えばＣＰＸ）などの、ユーザの負担の大きな試験が必要となっていた。これに対し、ここに開示される運動支援システム１００においては、運動強度設定システム１によって簡便に得られた基準運動強度を基に、自動的にユーザに適した運動メニューを処方することができる。

【0048】

以下、ここで開示される技術に関する具体例を図面に基づいて説明するが、ここで開示される技術を以下の具体例に示すものに限定することを意図したものではない。

【0049】

＜ＣＰＸによる高運動強度および基準運動強度の設定＞
循環器疾患患者に対し、高強度インターバルトレーニングを処方するために、適切な高運動強度および基準運動強度をＣＰＸ測定した。まず、循環器専門病院でリハビリテーションを行っている循環器疾患患者６６人に対してＣＰＸを実施し、ＡＴに対応するＡＴ強度およびＲＣに対応するＲＣ強度を測定した。具体的には、呼気ガス分析装置と自転車エルゴメーターとを行いて、自転車エルゴメーターによる運動（自転車漕ぎ）時のＡＴ強度およびＲＣ強度を測定した。まず、被験者を約４分間安静にさせて安静時心拍数を測定したのち、自転車エルゴメーターに着座させて、呼気ガス分析装置の呼気マスクを、呼吸気の漏れがないように口および鼻を覆うように装着させた。そして、マスク装着後の約２分間は自転車を漕がずに安静に待機したのち、回転速度の目安となる合図に合わせて５０回転／分の駆動速度でペダルを漕ぐウォーミングアップと負荷試験とを連続して実施した。なお、ウォーミングアップでは、ペダル負荷強度を１０ワット（Ｗ）に設定し、ウォーミングアップ時間は３分間とした。また、負荷試験では、ペダル負荷が１分で１０Ｗ直線的に漸増するように設定した。そして、被験者のＲＣが測定可能となる十分な時間の負荷試験を行った後、ペダル負荷を減少させて２～３分間のクールダウン運動を行った後、運動を停止した。

【0050】

ＣＰＸによって得られた運動時の呼気中の酸素濃度および二酸化炭素濃度とその流量の分析結果から、一呼吸ごとの酸素摂取量（ＶＯ_２）と二酸化炭素産生量（ＶＣＯ_２）とを算出した。そして酸素摂取量（ＶＯ_２）をＸ軸に、二酸化炭素産生量（ＶＣＯ_２）をＹ軸にプロットしたときに、二酸化炭素産生量（ＶＣＯ_２）が酸素摂取量（ＶＯ_２）に比して増加し始める点（即ちグラフの屈曲点）をＡＴ点とした。ここで、通常は、このＡＴ点におけるペダル負荷強度（ＡＴ_normal）をＡＴ強度とするが、生体（ヒト）の呼気反応は、ＣＰＸにおけるペダル負荷の増加に対してやや遅れて現出する。したがって、ＣＰＸで測定されたＡＴ時点のペダル負荷で運動処方すると、過剰な負荷となることより、臨床では、この生体の呼気反応の遅れを考慮して、ＡＴ点に達する１分前のペダル強度をＡＴ強度（基準運動強度）として処方している。そのため、このＣＰＸ試験では、ペダル負荷が１分で１０Ｗ漸増させたことを考慮し、基準運動強度として、次式：基準運動強度（Ｗ）＝ＡＴ_normal－１０（Ｗ）；として算出される値を採用した。

【0051】

また、ＣＰＸによって得られた、１分間あたりに肺を出入りするガスの総量を示す分時換気量（ＶＥ）と、ＶＣＯ_２に基づき、ＲＣを算出した。具体的には、Ｘ軸に運動強度（Ｗ）、Ｙ軸にＶＥ／ＶＣＯ_２としたグラフにおいて、ＶＥ／ＣＯ_２が増加し始める点（即ち変曲点）をＲＣとした。ここでも、生体の呼気反応がＣＰＸにおけるペダル負荷の遅れを考慮し、ＲＣに達する２分前のペダル強度をＲＣ強度とした。そのため、ＲＣ強度として、次式：ＲＣ強度（Ｗ）＝ＲＣ_normal－２０（Ｗ）；として算出される値を採用した。なお、式中のＲＣ_normalはグラフ中の変曲点（ＲＣ）の運動強度（Ｗ）のことをいう。

【0052】

また、負荷試験において得られたＶＯ_２の最高値を最高酸素摂取量（ｐｅａｋ ＶＯ_２）とした。ｐｅａｋ ＶＯ_２は、運動耐容能のもっとも客観的な指標の一つである。また、ｐｅａｋ ＶＯ_２は、心疾患の重症度と高い相関性を有しており、予後判定の指標になり得る。なお、ｐｅａｋ ＶＯ_２は、一般的に、体格が大きい程高い値となるため、体重で補正した値とした（即ち、ｐｅａｋ ＶＯ_２の単位はｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）。

【0053】

次に、上記算出したｐｅａｋ ＶＯ_２について、ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）を基準として、被験者を２群に分類した。ｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）である場合には、心疾患の予後が比較的悪い群に分類される。分類の結果、ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）であった被験者は４９人、ｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）であった被験者は１７人であった。

【0054】

次いで、各群において、上記算出した基準運動強度（ＡＴ強度）をＸ軸、上記算出したＲＣ強度をＹ軸としたグラフを作成した。そして、このグラフを回帰分析することにより、各群において以下の関係式を得られた。
・ｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群：
ＲＣ強度（Ｗ）＝１．９＋１．３×基準運動強度（Ｗ）
・ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群：
ＲＣ強度（Ｗ）＝１２＋１．２×基準運動強度（Ｗ）

【0055】

次いで、上記関係式から、ＨＩＴにおける高運動強度を設定した。ＨＩＴでは、安全性や実行可能性を高める観点から、高運動強度の上限はＲＣ強度（Ｗ）以下に設定されるとよい。そのため、ここでは、ＲＣ強度（Ｗ）よりも凡そ２Ｗ分の強度を下げ、高運動強度を以下の式のように設定した。式中、高運動強度を「高強度（Ｗ）」と示す。
・ｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群：
高強度（Ｗ）＝１．３×基準運動強度（Ｗ）
・ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群：
高強度（Ｗ）＝１０＋１．２×基準運動強度（Ｗ）
なお、ここでは、ＲＣ強度（Ｗ）から２Ｗを引いた値を高運動強度に設定したが、基準運動強度よりも高い値となる限りにおいて、特に限定されない。例えば、ＲＣ強度を高運動強度として採用してもよい。また、高強度運動の効果を高める観点から、高運動強度は、例えば、ＲＣ強度よりも１０Ｗ低い範囲までに設定されるとよく、好ましくは、ＲＣ強度よりも５Ｗ低い範囲までで設定され得る。

【0056】

以上のようにして、ＣＰＸによって得られたｐｅａｋ ＶＯ_２によって分類される各群の高運動強度を設定した。このように設定された高運動強度の式は、ここで開示される運動強度設定システムに入力することで、高運動強度を設定するアルゴリズムの一部とすることができる（図４のＳ１３参照）。

【0057】

＜ＳＥＷ－７とｐｅａｋ ＶＯ_２の解析＞
次に、上述のｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）による分類に代わる分類方法として、ＳＥＷ－７の点数による分類について検討した。ＳＥＷ－７は、表１に示すように、身体活動に関する複数の設問に対して、１～５点のいずれかを選択して回答する試験である。ＳＥＷ－７の結果は、各設問に対して回答された点数の合計点で示される。ＳＥＷ－７は、本発明者らにより、ｐｅａｋ ＶＯ_２と相関性が高いことが報告されている評価指標である（非特許文献３参照）。ＳＥＷ－７は、主観的な側面からの運動の持続可能性の評価であるが、ｐｅａｋ ＶＯ_２との相関性が高いことから、客観的な側面からの運動持続可能性の評価を包含している試験であるといえる。本発明者は、心臓外科手術後３ヵ月の１４６人の患者のＳＥＷ－７およびｐｅａｋ ＶＯ_２のデータに基づき、ＲＯＣ解析（Receiver Operating Characteristic analysis）により、ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）を予想するＳＥＷ－７のカットオフ値を算出した。その結果、カットオフ値として２６点が適切であることがわかった。即ち、ＳＥＷ－７≧２６の群と、ＳＥＷ－７＜２６の群とに分類することで、ＳＥＷ－７≧２６の群がｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群と対応し、ＳＥＷ－７＜２６の群がｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群に対応することがわかった。なお、かかるＲＯＣ解析では、ＡＵＣ：０．８３４、Ｐ値＜０．００１、感度：０．７、特異度：０．８３６であった。

【0058】

【表1】

【0059】

＜運動強度設定システムによる基準運動強度および高運動強度の設定＞
次に、循環器疾患患者１３人に対し、図１に示されるような運動強度設定システム１を用いて、基準運動強度および高運動強度を設定した。この１３人は、ＣＰＸ後、基準運動強度レベルの運動療法を１ヶ月以上実行できた患者である。運動強度設定システム１は、図３および４のアルゴリズムに沿って、基準運動強度および高運動強度が設定されるように構成されている。ここでは、運動負荷装置１０として自転車エルゴメーターを使用し、制御装置２０としてパーソナルコンピュータを使用した。また、これらイントラネットにより接続した。以下、図３および４を参照しながら、基準運動強度および高運動強度を設定するアルゴリズムについて詳細に説明する。なお、図３および４に示すアルゴリズムは一例であって、ここで開示される運動強度設定システムに設定されるアルゴリズムをかかる例に限定するものではない。

【0060】

〔基準運動強度の測定〕
図３に示す基準運動強度を設定するためのアルゴリズムは、大まかには、工程Ｓ１～Ｓ４で構成される漸増ステージと、工程Ｓ５～Ｓ８で構成される漸減ステージとで構成されている。漸増ステージでは、被験者が主観的に「当該運動を遂行できる見込みがある」と判断しなくなるまで、又は、客観的な心拍数のモニタリングにより、被験者の心拍数が許容運動心拍数の限度を超えるまで、徐々に運動負荷を増大させる。漸減ステージでは、被験者が主観的に「当該運動を遂行できる見込みがある」と判断され、かつ、心拍数のモニタリングにより、客観的に被験者の心拍数が許容運動心拍数の範囲に収まるまで、徐々に運動負荷を低減させ、基準運動強度を設定する。このように設定された基準運動強度は、被験者の主観的に「当該運動を遂行できる見込みがある」と判断した運動強度であるため、リハビリテーションとして継続し易い運動強度であるといえる。また、このように設定された運動強度は、客観的な心拍数の判断基準により、より安全性の高い範囲に設定される。さらに、漸増ステージで増大させた運動強度から徐々に運動強度を低減させて設定されていることから、継続して実行し易く、且つ、安全性の高い範囲のなかで、よりリハビリテーションの効果の高い運動強度を設定することができる。

【0061】

まず、被験者は、胸部に心電図電極（心拍測定装置１６）を装着し、双極誘導法により心電図を測定可能とした。そして被験者は、自転車エルゴメーターに着座し、運動時の心拍（ＨＲ）を測定しながら、工程Ｓ１に示されるように、ペダル強度を初回運動負荷（Ｌwarm-up）として、所定の初回運動（ウォーミングアップ）を開始する。図３中のＬ１は、初回運動における運動強度を意味している。運動療法の現場においては、持久力の改善等を目的として、自転車エルゴメーターを用いて運動負荷（仕事量）を２０～１２０Ｗ程度とする駆動トレーニングが広く行われている。本例では、被験者が循環器疾患患者であることから、工程Ｓ１において、制御装置２０は、自転車エルゴメーターの初回運動負荷（Ｌwarm-up）を１０Ｗと十分に低い値にするように、負荷制御装置１４に指示を送る。これにより、被験者は、抵抗感なく初回運動を開始することができる。また、本例の初回運動における駆動速度は５０回転／分を目安とし、初期の運動継続時間を３分間としている。しかしながら、基準運動強度の測定における自転車エルゴメーターの初回運動負荷、駆動速度、および初回運動の運動継続時間はこれに限定されない。たとえば、制御装置２０は、被験者が健常者や定期的な運動経験者である場合、十分に安全が確認できる場合等には、初回運動負荷（Ｌwarm-up）を、１０Ｗを超える値、例えば１０～６０Ｗ程度（一例として、２０Ｗ以上や３０Ｗ以上、４０Ｗ以上等であり、６０Ｗ以下、５０Ｗ以下程度）等に設定するよう構成されていてもよい。同様に、制御装置２０は、駆動速度を例えば６０回転／分等の他の速度としてもよいし、初回運動の運動継続時間を、例えば５分間等と他の時間に設定してもよい。運動強度記憶部２１は、自転車エルゴメーターに設定されている初回運動の運動負荷Ｌ１を記憶する。

【0062】

そして工程Ｓ２において、制御装置２０は、被験者に、工程Ｓ１で実施している初回運動強度の運動の継続に対する自己効力感を、自己効力感入力装置１２に入力させる。本例では、被験者が工程Ｓ１を終了後に、スムーズに後述する工程Ｓ４またはＳ５の運動に移行できるように、自己効力感入力装置１２は、例えば工程Ｓ１における初期の運動継続時間が例えば１．５分間（１／２）を経過したあたりで、自己効力感の入力を促すように構成されている。具体的には、例えば、運動継続についての自己効力感を尋ねる質問と、回答の選択肢とを、自己効力感入力装置１２のタッチパネル式の液晶画面に表示させるように構成されている。ここでは、表２に示す質問と回答の選択肢を液晶画面に表示し、被験者に入力させた。

【0063】

【表2】

【0064】

本例では、質問として、当該運動強度による運動の継続についての自己効力感を尋ねるようにしている。また、本例では、自己効力感についての回答の選択肢が４つ用意されており、そのうち肯定的な回答の選択肢が２つ含まれている。肯定的な回答は、強い肯定感を示す第１の選択肢と、第１の選択肢よりは肯定的な程度が低い第２の選択肢とを含んでいる。また、回答の選択肢は、他に、否定的な回答の選択肢を１つ（第４の選択肢）と、回答不能の選択肢を１つ含んでいる（第３の選択肢）。ただし、自己効力感の入力を促す表示の内容やタイミング等はこの例に限定されない。自己効力感入力装置１２は、被験者により入力された自己効力感の程度を、例えば制御装置２０の記憶部に記憶させる。

【0065】

また、工程Ｓ２において、ＳＥ判定部２２は、被験者が入力した自己効力感が、「当該運動を遂行できる見込みがある」と評価できるか否かを判断する。本例では、被験者が、肯定的な程度が強い第１の選択肢「１．強くそう思う」を選択した場合に、被験者が「当該運動を遂行できる見込みがある」と認知している、つまり「Ｙｅｓ」と評価するようにしている。そして、被験者が、第１の選択肢以外の、第２～４の選択肢を選択した場合に、被験者が「当該運動を遂行できる見込みがある」とは認知していない、つまり「Ｎｏ」と評価するようにしている。ＳＥ判定部２２の判断が「Ｙｅｓ」の場合は工程Ｓ３に進む。ＳＥ判定部２２の判断が「Ｎｏ」の場合は工程Ｓ５に進む。

【0066】

工程Ｓ３において、心拍判定部２３は、心拍測定装置１６によって初回運動時（例えば、上記ＳＥ判定時）に測定されたユーザの心拍数（heart rate：ＨＲ）が、「当該運動を遂行しても安全である」と評価できるか否かを判断する。換言すると、自己効力感という主観的指標に加えて、ＨＲという客観的指標により、運動負荷を増大してもよいかどうかを判断する。本例では、予め測定されている被験者の安静時心拍数（ＨＲat rest）と被験者の状態とから、下記の表３および４に示す、第１および第２の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ１、ＨＲｅｘ２）を設定している。そして、この漸増ステージでは、運動時の心拍数（運動時ＨＲ）が第１の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ１）よりも低い場合（運動時ＨＲ＜ＨＲｅｘ１）に、「当該運動を遂行しても安全である」、つまり「Ｙｅｓ」と評価するようにしている。そして、運動時ＨＲが第１の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ１）と同じかより高い場合（運動時ＨＲ≧ＨＲｅｘ１）に、「当該運動を遂行しても安全である」とは判断しない、つまり「Ｎｏ」と評価するようにしている。心拍判定部２３の判断が「Ｙｅｓ」の場合は工程Ｓ４に進む。心拍判定部２３の判断が「Ｎｏ」の場合は工程Ｓ５に進む。本例において、第１の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ１）は、被験者の安静時心拍数（３とおり）と、β遮断薬の服用の有無（２とおり）と、を考慮して、計６通りに設定されている。なお、表３および４に示す第２の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ２）は、工程Ｓ７での判断基準であり、後述する。

【0067】

【表3】

【0068】

【表4】

【0069】

なお、上記表３および４に示す心拍数（ＨＲ）は、例えば、ユーザが循環器疾患等の患者である場合に、医師等の医療者の判断で他の任意の値に変更してもよい。また、例えば、ユーザが健常者である場合にも、表３および４に示す心拍数（ＨＲ）を、医師等の医療者の判断で他の任意の値に変更してもよい。

【0070】

工程Ｓ４は、初回運動に引き続いて実施される漸増ステージの運動である。図３中のＬ２は、漸増ステージにおける自転車エルゴメーターに設定される運動負荷である。また、「Ｌ１→Ｌ２」は、初回運動から漸増ステージまたは漸減ステージへの移行に際し、計算上、初回運動負荷Ｌ１を漸増ステージ運動負荷Ｌ２に置き換えることを意味する。漸増ステージにおけるシーケンスで、運動負荷が既にＬ２（＞Ｌ１）となっている場合は、運動負荷の置き換えは行われない。負荷増大部２４は、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断に基づいて、自転車エルゴメーターの運動負荷Ｌ２を、初回運動における運動負荷Ｌ１に対して、所定の増分ΔＬ１だけ増大させる。そして被験者は、初回運動に引き続き、増大された運動負荷Ｌ２にて漸増ステージにおける運動を実施する。本例では、運動強度の増分ΔＬ１を、初回運動時の初回運動負荷（Ｌwarm-up）と同じ大きさとしている。また、漸増ステージにおける駆動速度は５０回転／分を目安とし、運動継続時間を２分間としている。しかしながら、漸増ステージの運動強度の増分ΔＬ１や、駆動速度、運動継続時間はこれに限定されない。例えば、増分ΔＬ１は、被験者の状態等に応じて、５～３０Ｗ程度の範囲で任意の値に設定することができる。漸増ステージの運動継続時間は、例えば、初回運動の運動継続時間よりも短い時間（例えば、１分間以上３分間未満、好ましくは２分間以上２．５分間以下）で適宜設定することができる。工程Ｓ４が終了すると、再び工程Ｓ２に進む。運動強度記憶部２１は、この工程Ｓ４における運動強度を記憶する。

【0071】

２回目以降の工程Ｓ２では、被験者が工程Ｓ４の運動を終了後に、スムーズに再度工程Ｓ４または後述するＳ５の運動に移行できるように、自己効力感入力装置１２は、例えば工程Ｓ４における漸増ステージの運動継続時間が例えば１．５分間（３／４）を経過したあたりで、自己効力感の入力を促すように構成されていてもよい。そしてＳＥ判定部２２は、被験者が入力した自己効力感が、「当該運動を遂行できる見込みがある」と評価できるか否かを判断する。また、２回目以降の工程Ｓ３では、心拍判定部２３は、工程Ｓ４における漸増ステージの運動中の所定のタイミング（例えばＳＥ判定時）で、心拍測定装置１６によって測定されたユーザの運動時の心拍数（ＨＲ）が、ユーザの体調もしくは投与薬剤等に応じて、「当該運動を遂行しても安全である」と評価できる任意の値を設定するように構成されていてもよい。そして、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３がいずれも「Ｙｅｓ」と判断した場合に、再度工程Ｓ４に進み、漸増ステージを繰り返す。運動強度記憶部２１は、工程Ｓ４における運動強度が増大されるたび、当該増大された運動強度を記憶する。即ち、漸増ステージが繰り返されるたびに、所定の増分ΔＬ１が運動負荷に加算される。ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の少なくとも一方が「Ｎｏ」と判断した場合は、工程Ｓ５に進み、漸増ステージを終了して漸減ステージに移行する。

【0072】

工程Ｓ５は、漸増ステージに引き続いて実施される漸減ステージの運動である。図３中のＬ３は、漸減ステージにおける自転車エルゴメーターに設定される運動負荷である。負荷低減部２５は、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断に基づいて、自転車エルゴメーターの運動負荷Ｌ３を、直前の漸増ステージでの運動における運動負荷Ｌ２に対して、所定の減分ΔＬ２だけ低減させる。そして被験者は、漸増ステージの運動に引き続き、低減された運動負荷Ｌ３にて漸減ステージにおける運動を実施する。本例では、運動強度の減分ΔＬ２を、初回運動時の初回運動負荷（Ｌwarm-up）の１／２としている。また、漸減ステージにおける駆動速度は５０回転／分を目安とし、運動継続時間を１分間としている。しかしながら、漸減ステージの運動強度の減分ΔＬ２や、駆動速度、運動継続時間はこれに限定されない。例えば、減分ΔＬ２は、被験者の状態等に応じて、１～５０Ｗ程度の範囲で任意の値に設定することができる。漸減ステージの運動継続時間は、例えば、漸増ステージの運動継続時間よりも短い時間（例えば、０．５分間以上２分間以下、好ましくは０．５分間以上１．５分間以下）で適宜設定することができる。工程Ｓ５が終了すると、工程Ｓ６に進む。運動強度記憶部２１は、この工程Ｓ５における運動強度を記憶する。

【0073】

工程Ｓ６は、工程Ｓ２と同様であり、制御装置２０は、被験者に、工程Ｓ５で実施している漸減ステージの運動の継続に対する自己効力感を、自己効力感入力装置１２に入力させる。本例では、被験者が工程Ｓ５を終了後に、スムーズに次工程に移行できるように、自己効力感入力装置１２は、例えば工程Ｓ５における運動継続時間が例えば４０秒間（１／３）を経過したあたりで、自己効力感の入力を促すように構成されていてもよい。自己効力感の入力を促す表示の内容やタイミング等は、工程Ｓ２と同様であるために重ねての説明は省略する。自己効力感入力装置１２は、被験者により入力された自己効力感の程度を、例えば制御装置２０の記憶部に記憶させる。

【0074】

そしてＳＥ判定部２２は、被験者が入力した自己効力感が、「当該運動を遂行できる見込みがある」と評価できるか否かを判断する。ＳＥ判定部２２による判断についても工程Ｓ２と同様であるため、重ねての説明は省略する。ＳＥ判定部２２の判断が「Ｙｅｓ」の場合は工程Ｓ７に進む。ＳＥ判定部２２の判断が「Ｎｏ」の場合は工程Ｓ８に進む。

【0075】

工程Ｓ７において、心拍判定部２３は、心拍測定装置１６によって工程Ｓ５の漸減ステージの運動時（例えば、上記ＳＥ判定時）に測定されたユーザの運動時ＨＲが、「当該運動を遂行しても安全である」と評価できるか否かを判断する。換言すると、自己効力感という主観的指標に加えて、ＨＲという客観的指標により、運動負荷を増大してもよいかどうかを判断する。本例では、上述のように許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ１、ＨＲｅｘ２）を設定している。そして、この漸減ステージでは、運動時ＨＲが第２の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ２）と同じかより低い場合（運動時ＨＲ≦ＨＲｅｘ２）に、「当該運動を遂行しても安全である」、つまり「Ｙｅｓ」と評価するようにしている。そして、運動時ＨＲが第２の許容運動時心拍数（ＨＲｅｘ２）よりも高い場合（運動時ＨＲ＞ＨＲｅｘ２）に、「当該運動を遂行しても安全である」とは判断しない、つまり「Ｎｏ」と評価するようにしている。心拍判定部２３の判断が「Ｙｅｓ」の場合は工程Ｓ９に進む。心拍判定部２３の判断が「Ｎｏ」の場合は工程Ｓ８に進む。

【0076】

工程Ｓ８は、繰り返し実施される漸減ステージの運動である。工程Ｓ８において、負荷低減部２５は、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の判断に基づいて、自転車エルゴメーターの運動負荷Ｌ３を、直前の漸減ステージでの運動における運動負荷Ｌ３に対して、所定の減分ΔＬ３だけ低減させる。そして被験者は、引き続き、低減された運動負荷Ｌ３にて漸減ステージにおける運動を実施する。本例では、運動強度の減分ΔＬ３を、初回運動時の初回運動負荷（Ｌwarm-up）の１／２としている。また、漸減ステージにおける駆動速度は５０回転／分を目安とし、運動継続時間を１分間としている。しかしながら、漸減ステージの運動強度の減分ΔＬ３や、駆動速度、運動継続時間はこれに限定されない。工程Ｓ８が終了すると、再び工程Ｓ６に進む。運動強度記憶部２１は、この工程Ｓ８における運動強度を記憶する。

【0077】

２回目以降の工程Ｓ６では、２回目以降の工程Ｓ２と同様に、被験者が工程Ｓ８の運動を終了後に、スムーズに次工程に移行できるように、自己効力感入力装置１２は、例えば工程Ｓ８における漸減ステージの運動継続時間が例えば４０秒間（１／３）を経過したあたりで、自己効力感の入力を促すように構成されていてもよい。そしてＳＥ判定部２２は、被験者が入力した自己効力感が、「当該運動を遂行できる見込みがある」と評価できるか否かを判断する。また、２回目以降の工程Ｓ７では、心拍判定部２３は、工程Ｓ８における漸減ステージの運動中の所定のタイミング（例えばＳＥ判定時）で、心拍測定装置１６によって測定されたユーザの運動時ＨＲが、「当該運動を遂行しても安全である」と評価できるか否かを判断するように構成されていてもよい。そして、ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の少なくとも一方が「Ｎｏ」と判断した場合に、工程Ｓ８に進み、漸減ステージを繰り返す。運動強度記憶部２１は、工程Ｓ８における運動強度が低減されるたび、当該低減された運動強度を記憶する。ＳＥ判定部２２および心拍判定部２３の両方が「Ｙｅｓ」と判断した場合は、工程Ｓ９に進み、漸減ステージを終了する。

【0078】

工程Ｓ９では、基準運動強度設定部２６は、運動負荷装置１０に設定されている運動強度を基準運動強度とする。運動負荷装置１０に設定されている運動強度とは、例えば、運動強度記憶部２１が最後に記憶した運動強度である。これにより、ＣＰＸを行うことなく、ＡＴ強度に対応する基準運動強度を決定することができる。ただし、上記基準運動強度の設定工程において、下肢疲労、不整脈、心電図のＳＴ部の低下等の症状が見られたときは、設定工程を終了するとよい。

【0079】

次いで、図４に示すアルゴリズムに沿って、高運動強度を設定した。このアルゴリズムは、工程Ｓ１１～Ｓ１３で構成されている。工程Ｓ１１では、第１の判断基準に基づき被験者を分類し、工程Ｓ１２では、第２の判断基準に基づき被験者を分類する。このアルゴリズムは、基準運動強度が設定された後に実行される。このアルゴリズムは、上述の工程Ｓ９から連続的に実行されてもよく、別途実行されてもよい。ここでは、上記工程９で基準運動強度の設定後、連続的に実行されている。

【0080】

工程Ｓ１１では、工程Ｓ１およびＳ７で被験者により入力された自己効力感の程度に基づき、被験者を分類する。具体的には、工程Ｓ１およびＳ７の両方を通じて、自己効力感の程度の入力に対するＳＥ判定部２２の判断が全て「Ｙｅｓ」の場合と、少なくとも１回以上「Ｎｏ」である場合とで被験者を分類する。ここでは、表２に示す選択肢のうち「１．強くそう思う」を選択した場合を「Ｙｅｓ」と判断するように設定されているため、工程Ｓ１１では、ＳＥの程度について選択肢１のみを選択した被験者を「Ｙｅｓ」、ＳＥの程度について選択肢２～４を１回以上選択した被験者を「Ｎｏ」に分類し、工程Ｓ１２に進む。ここで「Ｙｅｓ」に分類される被験者は、主観的な運動の持続可能性は高い一方で、客観的な運動の持続可能性が伴っていないと判断でき得る。そのため、工程Ｓ１１では、主観的な運動の持続可能性と客観的な運動の持続可能性との乖離が生じやすい被験者か否かを分類することができる。

【0081】

工程Ｓ１２では、運動耐容能に対応する評価指標に基づいて被験者を分類する。ここでは、かかる評価指標として、ＳＥＷ－７が採用されている。制御装置２０の記憶部には、上述のｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）を予想するＳＥＷ－７のカットオフ値が設定されている。運動耐容能判定部２７は、被験者のＳＥＷ－７の結果がＳＥＷ－７≧２６である場合を「Ｙｅｓ」、ＳＥＷ－７＜２６の場合を「Ｎｏ」と判断する。なお、被験者のＳＥＷ－７の結果の入力は、工程Ｓ１２の実行前であれば特に限定されず、図３に示す基準運動強度設定のためのアルゴリズムの実行前であってもよく、基準運動強度決定後であってもよい。ここでは、図３に示すアルゴリズムの実行前に入力されている。なお、ＳＥＷ－７以外にも、上述した運動耐容能に対応する評価指標が設定され得る。

【0082】

工程Ｓ１３では、工程Ｓ１１およびＳ１２による分類に基づき、高運動強度設定部２８により高運動強度が設定される。工程Ｓ１１で「Ｎｏ」、かつ、工程Ｓ１２で「Ｙｅｓ」に分類された群（以下、「第１の群」ともいう）では、以下の式：
高運動強度（Ｗ）＝１０＋１．２×基準運動強度（Ｗ）
により、高運動強度が設定される。式中の基準運動強度は、工程Ｓ９で設定された運動強度を意味する（以下、他の群も同じ）。かかる式は、上述のＣＰＸの結果に基づいて設定された、ｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の群に対してのＨＩＴにおける高運動強度を求める式である。第１の群では、主観的な運動の持続可能性と、客観的な運動の持続可能性とが乖離しておらず（即ち、自身の身体の状態を判断できている）、運動耐容能が比較的高いため、分類された４群の中で最も高運動強度が高く設定されている。

【0083】

工程Ｓ１３において、工程Ｓ１１で「Ｎｏ」、かつ、工程Ｓ１２で「Ｎｏ」に分類された群（以下、「第２の群」ともいう）では、以下の式：
高運動強度（Ｗ）＝１．３×基準運動強度（Ｗ）
により、高運動強度が設定される。かかる式は、上述のＣＰＸの結果に基づいて設定された、ｐｅａｋ ＶＯ_２＜１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）の被験者に対してのＨＩＴにおける高運動強度を求める式である。第２の群では、この群では、主観的な運動の持続可能性と、客観的な運動の持続可能性とが乖離していないが、運動耐容能が比較的低いため、第１の群よりも高運動強度が低く設定されている。

【0084】

工程Ｓ１３において、工程Ｓ１１で「Ｙｅｓ」、かつ、工程Ｓ１２で「Ｙｅｓ」に分類された群（以下、「第３の群」ともいう）では、以下の式：
高運動強度（Ｗ）＝０＋１．２×基準運動強度（Ｗ）
により、高運動強度が設定される。かかる式は、第１の群に設定された高運動強度よりも１０Ｗ低くなるように設定されている。これは、第３の群の運動耐容能は第１の群と同様に比較的高いが、主観的な運動の持続可能性と、客観的な運動の持続可能性とが乖離している虞があるため、被験者の安全性を考慮している。なお、ここでは第１の群よりも１０Ｗ低くなる設定となっているが、特に限定されるものではなく、例えば、５Ｗ～１５Ｗ程度低く設定されてもよい。

【0085】

工程Ｓ１３において、工程Ｓ１１で「Ｙｅｓ」、かつ、工程Ｓ１２で「Ｎｏ」に分類された群（以下、「第４の群」ともいう）では、高運動強度が設定されないように設定されている。第４の群に分類される被験者は、運動耐容能が比較的低い被験者が、主観的な運動の持続可能性と、客観的な運動の持続可能性とが乖離している虞がある状態で高強度運動を実行するのはリスクが高いと考えられるからである。そのため、第４の群に分類された場合には、被験者の応答の適切性等を検討する必要がある。

【0086】

以上のようにして、被験者１３人の高運動強度を設定した。被験者１３人の分類の内訳は、第１の群に１０人、第２の群に２人、第３の群に１人、第４の群に０人であった。また、この被験者１３人のＣＰＸによって測定されたｐｅａｋ ＶＯ_２を用いて、工程Ｓ１２のおける分類基準をｐｅａｋ ＶＯ_２≧１４（ｍＬ／ｍｉｎ／ｋｇ）とした場合であっても、第１の群～第４の群への分類が同じになることが確認できた。そのため、ＣＰＸ等によりｐｅａｋ ＶＯ_２を測定することなく、ＳＥＷ－７のような簡便な方法で精度の高い分類が実施できることが確かめられた。

【0087】

次に、上記のように設定された高運動強度および基準運動強度に基づいたＨＩＴの実行可能性について検討した。ＨＩＴの運動中止判定基準は以下の項目１～６の項目とし、いずれかの項目にも該当しない被験者が全体の８０％以上であれば、ＨＩＴの「実行可能性あり」と判断することができる。

【0088】

（運動中止判定基準）
１．高強度運動時の心拍数が、低強度運動時の心拍数よりも３０ｂｐｍ以上増加する。
（ただし、β遮断薬服用患者の場合は２０ｂｐｍ以上の増加とする。）
２．収縮期血圧（ＳＢＰ）について：
・連続して２回、高強度運動時のＳＢＰが、低強度運動時のＳＢＰよりも２０ｍｍＨｇ 以上増加する。
・高強度運動時のＳＢＰが、低強度運動時のＳＢＰよりも１０ｍｍＨｇ以上低下する。
３．胸痛が出現する。
４．重症不整脈（Ｌｏｗｎ分類III以上）または新規心房細動が出現する。
５．ペダルが回せなくなる。
６．被験者から中止の希望がある。

【0089】

ＨＩＴは自転車エルゴメーターを用いて実施し、被験者の心拍数、血圧をモニタリングしながら行った。ＨＩＴのメニューは、図５で示すものと同様とした。即ち、２分間の安静期を設けた後、ペダル負荷１０Ｗ、３分間のウォーミングアップを行った。その後、低強度（基準運動強度－１０Ｗ）の運動を２分間行った後、１分間の高強度（高運動強度）の運動と３分間の低強度の運動を繰り返し行い、５回目の高強度の運動後にペダル負荷を１０Ｗまで減少し、２～３分間のクールダウン運動を行い、運動を停止した。

【0090】

この結果、被験者１３人中１２人（約９２％）が上記運動中止判定基準の項目１～６のいずれにも該当しなかったため、上記アルゴリズムで設定された高運動強度および基準運動強度に基づくＨＩＴは、「実行可能性あり」と判断された。

【0091】

以上のように、本技術によれば、ユーザに適した基準運動強度および高運動強度を安全性の高い範囲で設定することができる。また、かかる基準運動協および高運動強度に基づくＨＩＴの実行可能性が高いことから、本技術は、例えば、循環器疾患患者のリハビリテーションや、フレイル（加齢に伴う健常状態から要介護状態へ移行する中間段階）の予防や回復等に好適に利用することができる。

【0092】

以上、本技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、図４における高運動強度設定のアルゴリズムにおいて、工程Ｓ１１と工程Ｓ１２とは、必ずしもこの順番で処理される必要はなく、逆になるように設定されていてもよい。

【符号の説明】

【0093】

１ 運動強度設定システム
１０ 運動負荷装置
１２ 自己効力感入力装置
１４ 負荷制御装置
１６ 心拍測定装置
２０ 制御装置
２１ 運動強度記憶部
２２ 自己効力感判定部
２３ 心拍判定部
２４ 負荷増大部
２５ 負荷低減部
２６ 基準運動強度設定部
２７ 運動耐容能判定部
２８ 高運動強度設定部
３０ 第２制御装置
１００ 運動支援システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】