(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便にＡＴに対応する基準運動強度を設定することができる基準運動強度設定システムを提供する。【解決手段】基準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、基準運動強度を設定する制御装置２０と、を備える。該制御装置２０は、運動後にユーザが入力した前記自己効力感が肯定的なときの運動に対応する運動強度に基づいて、基準運動強度を設定するように構成されている。【選択図】図１
2020130640.tif 000002
【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させながら負荷を与える運動負荷装置と、
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を設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、運動後にユーザが、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ている、基準運動強度設定システム。
【請求項２】
ユーザの心拍数を測定する心拍測定装置を備え、
前記制御装置は、さらに、運動後のユーザの心拍数が予め定められた許容運動時心拍範囲内であるときに、前記運動に対応する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ている、請求項１に記載の基準運動強度設定システム。
【請求項３】
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、少なくとも、前記自己効力感の程度が肯定的な第１の選択肢と第２の選択肢とを含み、前記第１の選択肢は前記第２の選択肢よりも自己効力感の程度が肯定的であって、
前記制御装置は、ユーザが前記第１の選択肢を選択したときの前記運動に対応する前記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ている、請求項１または２に記載の基準運動強度設定システム。
【請求項４】
前記制御装置は、ユーザが少なくとも一度、前記第１の選択肢よりも肯定的ではない他の選択肢を選択したのちに、前記第１の選択肢を選択したときの前記運動に対応する前記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ている、請求項３に記載の基準運動強度設定システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記運動負荷装置に設定されている前記運動強度を記憶する運動強度記憶部と、
ユーザが入力した自己効力感が、前記第１の選択肢であるかどうかを判断する自己効力感判定部と、
ユーザの前記運動時の心拍数が、予め定められた許容運動時心拍範囲内にあるかどうかを判断する心拍判定部と、
前記自己効力感判定部が、ユーザが入力した前記自己効力感が前記第１の選択肢であると判断し、かつ、前記心拍判定部が、ユーザの前記運動時の心拍数が前記許容運動時心拍範囲内にあると判断したときに、前記運動負荷装置の前記運動強度を増大させる負荷増大部と、
少なくとも、前記自己効力感判定部が、ユーザが入力した前記自己効力感が前記第１の選択肢ではないと判断するか、前記心拍判定部が、ユーザの前記運動時の心拍数が前記許容運動時心拍範囲内にないと判断したときに、前記運動負荷装置の前記運動強度を低減させる負荷低減部と、
前記負荷低減部が少なくとも一度前記運動強度を低減させたのちに、前記自己効力感判定部が、ユーザが入力した前記自己効力感が前記第１の選択肢であると判断し、かつ、前記心拍判定部が、ユーザの前記運動時の心拍数が前記許容運動時心拍範囲内にあると判断したときに、前記運動強度記憶部が記憶する前記運動強度に基づいて、前記基準運動強度を設定する基準運動強度設定部と、
を備える、請求項３または４に記載の基準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項に記載の基準運動強度設定システム。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１〜５のいずれか１項に記載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。
【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１〜５のいずれか１項に記載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、心血管疾患や心不全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されている。
【０００３】
運動による身体効果は、例えば、実施する運動の種類や持続時間、頻度の他、運動者の運動開始前の身体機能に大きく依存し得る。そのため、運動に際しては、個人の運動能力等に適した運動を実施することが重要となる。とりわけ運動療法では、安全かつ効果的な運動療法を実現するために、個人の運動能力や症状に適した運動を処方することが重要となる。このような運動としては、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）を基準とした、ＡＴレベルの運動強度の有酸素運動を行うことが推奨されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】人間工学，Vol.52, No.1（2016），P13-18
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０５７５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここでＡＴとは、「増加する運動強度において有機的エネルギー産生に無機的代謝によるエネルギー産生が加わる直前の運動強度（Wasserman，1985）」として定義される。運動強度が高くなると、心拍数はほぼ運動強度に応じて上昇するのに対し、血中乳酸濃度はある程度まではほとんど上昇せず、ある運動強度を越えると急激に上昇する。したがってＡＴは、運動中に徐々に運動強度を増やしていった時に、急激に血中乳酸が増え始める乳酸性作業閾値（Lactate Threshold：ＬＴ）や、呼気中の炭酸ガス濃度が増え始める呼吸ガス代謝を指標とする運動強度として把握される（例えば、非特許文献１参照）。しかしながら、ＬＴを指標とするＡＴ測定方法は、医師監督下または看護師による採血が必要であるために汎用性に乏しい。また、呼吸ガス代謝指標によるＡＴ測定方法は、現在のところ信頼性のあるＡＴ測定方法として広く一般に採用されているものの、極めて高価な連続呼吸ガス代謝計等を必要とするという欠点があった。また、呼吸ガス代謝指標の測定では呼吸ガスを採取するためのマスクを顔面に密着するように装着するため、女性や心疾患患者等の中には、呼吸ガス代謝指標の測定に対する忍容性が低く、十分な検査ができない場合が多いという課題もあった。これに対し、運動負荷増大時の心拍数の変化に基づいて決定される心拍性作業閾値（Harte Rate Threshold：ＨＲＴ）を指標としてＡＴを把握する手法が採用されてもいる。しかしながら、ＨＲＴに基づくＡＴは、比較的簡単かつ安価に測定することができるものの、ＬＴや呼吸ガス代謝指標に基づき得られるＡＴ値とは一致せず、また、人によっては計測が困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の従来の問題を解決すべく創出されたものであり、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を提供することである。また、本発明の他の目的は、この基準運動強度設定システムのためのプログラムと、該基準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】
ここに開示される技術によると、基準運動強度設定システムが提供される。この基準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させながら負荷を与える運動負荷装置と、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、運動後にユーザが、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。その結果、呼吸ガス代謝計等の特別な機器を用いることなく、より精確にＡＴ強度を推測することができる。これにより、例えば、呼吸ガス代謝測定を希望しないユーザや、呼吸ガス代謝測定に対する忍容性の低いユーザに対しても、適切なＡＴ強度を設定できる簡易方法が提供される。
【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。また、自己効力感は、自覚的運動強度とは明確に区別される。
【００１１】
なお、呼吸ガス代謝測定を行わない運動負荷試験では、ＡＴ強度を推定する簡易的なＡＴ推定方法として、従来より、Ｂｏｒｇ指数を用いた運動負荷試験が知られている（例えば、特許文献１等参照）。この手法では、運動負荷を徐々に増大させる運動負荷試験において、典型的には、「１１：やや楽」〜「１３：ややきつい」と感じる運動の強さをＡＴレベルとして採用するものである。ここで、Ｂｏｒｇ指数とは、自覚的運動強度の代表的指標である。Ｂｏｒｇ指数等の自覚的運動強度に基づき処方する運動強度は、ユーザの自己申告する指標に基づいた運動処方である点において、ここに開示される技術と類似している。しかしながら、自覚的運動強度は、あくまでその運動を行った時点での当該運動強度に対する疲労感を示す感覚であり、その運動を引き続き当該運動強度でさらに一定時間持続した場合に“運動が遂行できるか否か”を推測するものではなく、将来的な事項の判断は困難である。その結果、自覚的運動強度に基づき推定されるＡＴ強度は、実際のＡＴ強度よりも高めに計測される傾向が高い。そして、当該ＡＴ強度での運動は、継続が困難になるケースが多発するという問題があった。このことは、例えば、体力水準が低い循環器疾患等を患うユーザに対する、安全性や不適切な高負荷を処方する危険性の観点から問題となり得る。これに対し、ここに開示される技術によると、至適運動処方のための適切なＡＴ強度を、安全かつ簡便に推定できる点において有益である。
【００１２】
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、ユーザの心拍数を測定する心拍測定装置を備え、上記制御装置は、さらに、運動後のユーザの心拍数が予め定められた許容運動時心拍範囲内であるときに、上記運動に対応する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ている。これにより、ＡＴ強度を過剰に高く見積もることを防止することができ、より適切な基準運動強度を得ることができる。
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。
【００１３】
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程度の選択肢から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、少なくとも、上記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。ここで、上記第１の選択肢は上記第２の選択肢よりも自己効力感の程度が肯定的である。そして上記制御装置は、ユーザが上記第１の選択肢を選択したときの上記運動に対応する上記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ている。本発明者の検討によると、自己効力感は自己の達成経験に基づき得られる知覚であることから、ユーザの“運動の持続可能性”の認知において、より強い肯定感が得られるレベルの運動はより高い確率でその後に一定時間継続して実施することが可能と判断できる。したがって、上記構成によると、より高精度でＡＴ強度を推定することができる。
【００１４】
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、上記制御装置は、ユーザが少なくとも一度、上記第１の選択肢よりも肯定的ではない他の選択肢を選択したのちに、上記第１の選択肢を選択したときの上記運動に対応する上記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ている。上記構成によると、より高いＡＴ強度を無理なく安全に設定することができる。その結果、より高い運動効果が得られるＡＴ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、上記制御装置は、上記運動負荷装置に設定されている上記運動強度を記憶する運動強度記憶部と、ユーザが入力した自己効力感が、上記第１の選択肢であるかどうかを判断する自己効力感判定部と、ユーザの心拍数が、予め定められた許容運動時心拍範囲内にあるかどうかを判断する心拍判定部と、上記自己効力感判定部が、ユーザが入力した上記自己効力感が上記第１の選択肢であると判断し、かつ、上記心拍判定部が、ユーザの上記心拍数が上記許容運動時心拍範囲内にあると判断したときに、上記運動負荷装置の上記運動強度を増大させる負荷増大部と、少なくとも、上記自己効力感判定部が、ユーザが入力した上記自己効力感が上記第１の選択肢ではないと判断するか、上記心拍判定部が、ユーザの上記心拍数が上記許容運動時心拍範囲内にないと判断したときに、上記運動負荷装置の上記運動強度を低減させる負荷低減部と、上記負荷低減部が少なくとも一度上記運動強度を低減させたのちに、上記自己効力感判定部が、ユーザが入力した上記自己効力感が上記第１の選択肢であると判断し、かつ、上記心拍判定部が、ユーザの上記心拍数が上記許容運動時心拍範囲内にあると判断したときに、上記運動強度記憶部が記憶する上記運動強度に基づいて、上記基準運動強度を設定する基準運動強度設定部と、を備える。これにより、至適運動強度を安全かつ精度よく決定することができる基準運動強度設定アルゴリズムが提供される。
【００１６】
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ＡＴ強度を得ることができる。また、得られたＡＴ強度を基に、ユーザにより適切な運動を付加することができる。
【００１７】
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を簡便に決定することができる基準運動強度設定アルゴリズムが提供される。そこで、ここに開示される技術は、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、当該基準運動強度設定アルゴリズムを利用した基準運動強度の設定を簡便に利用することができる。
【００１８】
また、他の側面から、ここに開示される技術は、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】
【００１９】
【図１】図１は、一実施形態に係る基準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】図２は、一実施形態に係る基準運動強度設定システムのブロック図である。
【図３】図３は、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】図４は、一実施形態に係る運動負荷装置が提供する運動メニュー（Ａ）および（Ｂ）を示すフロー図である。
【図５】図５は、呼吸ガス代謝測定に基づいて得られたＡＴ強度と、他の実施例において得られた基準運動強度（ＳＥ強度）とについてのBland-Altman分析の結果である。
【図６】図６は、呼吸ガス代謝測定に基づいて得られたＡＴ強度と、Ｂｏｒｇ指数に基づいて得られた基準運動強度（ボルグ強度）とについてのBland-Altman分析の結果である。
【図７】図７は、比較例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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を適宜参照しつつ、ここに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、本発明の実施に必要な事柄（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。本発明は、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以下を意味する。
【００２１】
図１は、ここに開示される基準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。基準運動強度設定システム１とは、至適運動処方のための基準運動強度を設定するためのシステムである。この基準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、基準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。
【００２２】
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。この運動負荷装置１０を用いることにより、標準的な運動負荷試験（ＣＰＸ）を実施することができる。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。
【００２３】
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、ＳＥ判定部２２）に送られる。
【００２４】
本実施形態において、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、タッチパネルを介して入力できるように構成されていてもよい。さらに、ＳＥ入力装置１２は、この“運動遂行の見込み感”を、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。また、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ていてもよい。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。
【００２５】
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。
【００２６】
本実施形態の制御装置２０は、基準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、基準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、一実施形態に係る制御装置２０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、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。
【００２７】
制御装置２０は、基準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、基準運動強度設定システム１によって基準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の運動強度を増大または低減させる。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Ｓ２〜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）。つまり、このアルゴリズムでは、大略的には、至適基準強度設定のための運動負荷試験において、ウォーミングアップ後にまずは漸増ステージに進んで運動負荷を増大させてゆき、所定の条件となった場合に漸減ステージに進んで運動負荷を減少させることで、適切な基準運動強度を決定する。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、例えば、少なくともユーザが基準運動強度を決定するためのアルゴリズムにおいて現在実施しているか、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および／または負荷低減部２５に送るようにしてもよい。ＳＥ判定部２２は、例えば、遂行見込みがある（Ｙｅｓ）との判断結果については負荷増大部２４に送り、それ以外（例えば、遂行見込みがあるとは言えない（Ｎｏ））との判断結果は負荷低減部２５に送るように構成されていてもよい。
【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、ここに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（Harte Rate at rest：ＨＲat 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、後述の実施例では、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１および表２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、本発明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、および／または、基準運動強度設定部２６に送るようにしてもよい。心拍判定部２３は、例えば、運動遂行は安全である（Ｙｅｓ）との判断結果は負荷増大部２４および／または、基準運動強度設定部２６に送り、それ以外（例えば、運動遂行は安全とはいえない（Ｎｏ））との判断結果は負荷低減部２５に送るように構成されていてもよい。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、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】
なお、以上の基準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、ここに開示される基準運動強度設定プログラムが記憶されている。基準運動強度設定プログラムは、コンピュータを、上記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。より具体的には、ここに開示される基準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、および、基準運動強度設定部２６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、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。
【００３７】
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、上記基準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をもとに、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、基準運動強度を基準に設定するよう、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、循環器疾患を患うユーザについては、基準運動強度で１０〜２０分間程度の運動を行うことで、心臓に負担をかけずに安全な範囲で、効果的なリハビリメニューを処方することができる。
【００３８】
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であってもよい。具体的には、運動メニューは、運動トレーニング強度を一定とする運動メニュー（Ａ）であってもよいし、運動トレーニング強度を経時的に変化させる運動メニュー（Ｂ）であってもよい。そしていずれの運動メニューにおいても、運動トレーニングの強度は、制御装置２０によって決定された基準運動強度ＰＳＴをもとに適切に設定される。なお、運動メニュー（Ａ）は、例えば体力レベルが相対的に低い患者等に適用すると好ましいメニューである。運動メニュー（Ｂ）は、例えば体力が相対的に高く、骨格筋のトレーニングを行う運動者に適用すると好ましいメニューである。運動負荷装置１０は、これらの運動メニューを任意に選択できるように構成されているとよい。
【００３９】
図４に、一処方例として、運動メニュー（Ａ）および（Ｂ）を例示した。運動メニュー（Ａ）および（Ｂ）では、ステップ（ｂ）の主体となる運動トレーニングの前後に、ステップ（ａ）のウォーミングアップ運動と、ステップ（ｃ）のクールダウンとを行う。
運動トレーニング強度を一定とする運動メニュー（Ａ）では、ステップ（ｂ）の運動トレーニングにおいて、基準強度ＰＳＴでの運動を１０〜２０分間行う。そして、ステップ（ａ）（ｂ）のウォーミングアップとクールダウンでは、ウォーミングアップにおける運動強度ＰＷＵにて３分間の運動を行う。ここで、運動強度ＰＷＵは、例えば、基準強度ＰＳＴごとに何通りかに分けて設定することができる。本例では、運動強度ＰＷＵは、基準強度ＰＳＴに応じて４段階に分けて設定される。この運動メニュー（Ａ）によると、ステップ（ａ）（ｃ）とステップ（ｂ）との運動強度の差が小さいために、患者に過度な負荷を加える心配が少なくて好ましい。
【００４０】
トレーニング強度を経時的に変化させる運動メニュー（Ｂ）では、図４に示したように、ステップ（ｂ）の運動トレーニングにおいて、ｂ１〜ｂ３の三段階のサブステップで運動トレーニング強度を変化させる。サブステップｂ１では、基準強度ＰＳＴでの運動を２〜３分間行う。そしてサブステップｂ２では、基準強度ＰＳＴよりも高い高強度での運動を４〜１６分間行う。この高強度は、ＣＰＸの呼吸性代償点（respiratory compensation：ＲＣ）に近似する強度となるよう、例えば、（基準強度ＰＳＴ×１．２〜２．０）程度の強度として設定してもよい。一例として、基準強度ＰＳＴに上記のウォーミングアップにおける運動強度ＰＷＵを加えた運動強度ＰＳＴ＋ＰＷＵで４〜１６分間の運動を行うとよい。サブステップｂ３では、運動強度を再び基準強度ＰＳＴに戻して運動を２〜３分間行う。なお、ステップ（ａ）（ｃ）のウォーミングアップとクールダウンにおける運動強度は、例えば、運動メニュー（Ａ）と同じであってよい。このように、運動メニュー（Ｂ）では、ステップ（ｂ）における運動トレーニング強度を、例えば基準強度ＰＳＴと高強度（ＰＳＴ＋ＰＷＵ）とに設定し、骨格筋からの乳酸産生を促すことが期待できる運動トレーニングとすることもできる。
【００４１】
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、基準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。
【００４２】
以下、本発明に関する実施例を図面に基づいて説明するが、本発明を以下の実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００４３】
（実施形態１）
本実施形態では、図１に示されるような基準運動強度設定システム１を用い、図３に示すアルゴリズムに沿って、被験者の基準運動強度を調べた。ただし、本実施形態の基準運動強度設定システム１において、運動負荷装置１０は自転車エルゴメーターであり、制御装置２０はパーソナルコンピュータであり、これらはイントラネットにより接続されている。被験者としては、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１６名を対象とした。なお、被験者は、基準運動強度設定システム１により得られる基準運動強度の精度を評価するために、予めＣＰＸを行い測定したＡＴ強度と、安静時心拍（ＨＲｒ）とを測定した。そして、基準運動強度の測定は、ＡＴ強度の測定とは異なる日に実施した。基準運動強度の測定は、基本的には、運動負荷の大きさを徐々に増大させる運動負荷試験を基に実施する。以下に、まずＣＰＸによるＡＴ強度の測定方法について説明し、その後、基準運動強度の測定のためのアルゴリズムについて説明する。
【００４４】
〔ＡＴ強度の測定〕
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強度を測定した。具体的には、まず、被験者を約４分間安静にさせて安静時心拍を測定したのち、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。
【００４５】
そして、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とを測定し、その分析結果から、一呼吸ごとの酸素摂取量（ＶＯ２）と二酸化炭素産生量（ＶＣＯ２）とを算出した。そして酸素摂取量（ＶＯ２）をＸ軸に、二酸化炭素産生量（ＶＣＯ２）をＹ軸にプロットしたときに、二酸化炭素産生量（ＶＣＯ２）が酸素摂取量（ＶＯ２）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強度として処方している。そして、本実施形態におけるＡＴ強度も、次式：ＡＴ（Ｗ）＝ＡＴnormal−１０（Ｗ／分）；として算出される値を採用した。なお、被験者の運動状態がＡＴ点に達した後も運動負荷は中止せず、十分な強度を与えた後、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。
【００４６】
〔基準運動強度の測定〕
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、５０Ｗ以下、６０Ｗ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。
【００４７】
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、液晶画面に表示される質問と、回答の選択肢は、例えば以下のようにするとよい。
【００４８】
【表１】
2020130640.tif 000003
【００４９】
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おり、運動の自覚的運動強度については尋ねていない。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。
【００５０】
また、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。
【００５１】
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２および表３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。
【００５２】
【表２】
2020130640.tif 000004
【表３】
2020130640.tif 000005
【００５３】
なお、上記表２および３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２および３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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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（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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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（ＳＥ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、呼吸ガス代謝測定を行うことなく、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。
【００６３】
（実施形態２）
本実施形態では、ここに開示される自己効力感を利用した運動負荷試験による基準運動強度の設定方法と、公知のＢｏｒｇ指数を用いた運動負荷試験による基準運動強度の設定方法との正確性について、Bland-Altman分析を利用して評価した。
【００６４】
具体的には、まず、２９名の被験者に対し、上記実施形態１と同様の条件にて、ＡＴ強度と基準運動強度（ＳＥ強度）とをそれぞれ異なる日に測定した。すなわち、自転車エルゴメーターの駆動速度は５０回転／分とし、漸増ステージの工程Ｓ４における運動時間は２分間、漸増強度は初回運動負荷（Ｌwarm-up）と同じとした。また、漸減ステージの工程Ｓ８における運動時間は１分間、漸減強度は初回運動負荷（Ｌwarm-up）の１／２とした。漸増強度と漸減強度とは、初回運動負荷に応じて調整するようにした。その結果、得られたＡＴ強度とＳＥ強度とについてBland-Altman分析の結果を図５に示した。
【００６５】
また、９名の被験者に対し、上記実施形態１と同様の条件にてＡＴ強度を測定した後、日を改めて、公知のＢｏｒｇ指数を利用して運動負荷試験を実施し、基準運動強度（ボルグ強度）を測定した。その結果、得られたＡＴ強度とボルグ強度とについてBland-Altman分析の結果をプロットし、図６に示した。
なお参考までに、これらの試験の被験者の属性を、以下の表４に示した。
【００６６】
【表４】
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【００６７】
なお、ボルグ強度の測定は、図７に示すアルゴリズムに従って実施した。図７のボルグ強度の設定アルゴリズムの工程Ｓ１０１〜Ｓ１０９は、図３のＳＥ強度の設定アルゴリズムの工程Ｓ１〜Ｓ９に概ね対応している。そして、ＳＥ強度の設定アルゴリズムの工程Ｓ２および工程Ｓ６において、実施している運動の継続に対する自己効力感（ＳＥ）について回答させることに代えて、ボルグ強度の設定アルゴリズムの工程Ｓ１０２および工程Ｓ１０６において、下記の表５に示すように、実施している運動についてそのときに感じる自覚的運動強度をＢｏｒｇ指数を利用して回答させるようにした。Ｂｏｒｇ指数は、「６」（非常に楽である）〜「２０」（もう限界）から選択できるようにした。また、自覚的運動強度は、漸増ステージの工程Ｓ１０４では運動開始から１．５分のタイミングで、漸減ステージの工程Ｓ１０８では運動開始から４０秒のタイミングで、ＨＲ測定とともに聴取するようにした。Ｂｏｒｇ指数を用いた評価では、糖尿病や心不全を患う患者に対して、Ｂｏｒｇ指数が「１１」（楽である）〜「１３」（ややきつい）くらいの運動を行うことが、適切であると推奨されている。そこで、工程Ｓ１０２および工程Ｓ１０６では、Ｂｏｒｇ指数で１３（ややきつい）以下と回答した場合を、当該運動強度に対して「肯定的な選択肢を選択した」（Ｙｅｓ）と判断するようにした。
【００６８】
【表５】
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【００６９】
図５のBland-Altman分析結果により、ＣＰＸ時に同定されたＡＴ強度を参考として、運動処方に用いるその１分前の強度、すなわちＡＴ−１０ワット（つまりＡＴ強度）と、基準強度設定アルゴリズムで同定した強度（つまりＳＥ強度）の２者の関係を検討した。図５のＹ軸は被験者ごとに異なる２つの方法で測定されたＳＥ強度とＡＴ強度との差（ＳＥ強度（Ｗ）−ＡＴ強度（Ｗ））を、Ｘ軸はこれらの強度の組合せの平均値（２群の平均値（Ｗ））を示している。また、図５中の横の点線は、Ｙ軸の値である差の標準偏差（standard deviation：ＳＤ）を示し、ＳＤは９．４５（Ｗ）であった。本試験例では殆どの症例がＳＤ内であり、真値に近似した値を見積もることが可能なことが確認できた。また、ＳＥ強度がＡＴ強度を大きく上回る症例は見られず、ＳＥ強度が安全に設定され得ることがわかった。また、図５のBland-Altman分析結果にも比例的一致関係が見られず、ここに開示されるシステムによる基準運動強度の測定方法は、呼吸ガス代謝測定を伴うＡＴ強度の測定方法に対して正確であることが確認された。換言すると、ここに開示される基準運動強度の測定方法は、呼吸ガス代謝測定に基づくＡＴ強度の測定方法に対して、精度が高いといえることが示された。
【００７０】
一方、図６のBland-Altman分析結果により、ＣＰＸ時に同定されたＡＴ強度を参考として、運動処方に用いるその１分前の強度、すなわちＡＴ−１０ワット（つまりＡＴ強度）と、Ｂｏｒｇ指数を用いて同定した強度（つまりボルグ強度）の２者の関係を検討した。図６のＹ軸は被験者ごとに異なる２つの方法で測定されたボルグ強度とＡＴ強度との差（ボルグ強度（Ｗ）−ＡＴ強度（Ｗ））を、Ｘ軸はこれらの強度の組合せの平均値（２群の平均値（Ｗ））を示している。また、図６中の横の点線は、Ｙ軸の値である差の標準偏差（standard deviation：ＳＤ）を示し、ＳＤは１３．９（Ｗ）であった。Ｂｏｒｇ指数を利用して基準運動強度（ボルグ強度）を求めると、基準運動強度のばらつきが大きくなってしまうことがわかった。また、そのばらつきも、ボルグ強度がＡＴ強度よりも大きく見積もられることによるものが多く、ボルグ強度はやや安全性に課題があることがわかった。なお、図６のBland-Altman分析図には、ＡＴ強度が高い症例の一部に基準運動強度との差を大きく上回るものがみられた。この点においても、Ｂｏｒｇ指数を利用して得られる基準運動強度の設定方法は、ここに開示される基準運動強度の設定方法と比較すると、精度が劣るといえる。
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
１  基準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
３０  第２制御装置
１００  運動支援システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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