(57)【要約】【課題】被験者とって負担となるような大きな負荷を与えることなく、被験者の最大筋力を推定することができる筋力推定装置を提供する。【解決手段】被験者の筋力を推定しようとする対象部位の筋肉に負荷を与えることで該筋肉が発揮可能な最大筋力を推定する筋力推定装置において、対象部位の吸光度と酸素濃度との関係を示す酸素濃度計算式４１と、対象部位に小さな負荷を与えてから該対象部位の筋肉の血中において経時変化する酸素濃度から求まる評価指標と対象部位の筋肉が発揮可能な最大筋力との関係から導出される筋力算出回帰式４２と、をあらかじめ記憶しておく記憶部４０と、対象部位における吸光度を測定可能な測定部１０と、吸光度と酸素濃度計算式４１から酸素濃度を算出する酸素濃度算出部３１と、評価指標と筋力算出回帰式４２から最大筋力を算出する最大筋力算出部３２と、を備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の筋力を推定しようとする対象部位の筋肉に負荷を与えることで該筋肉が発揮可能な最大筋力を推定する筋力推定装置において、
前記対象部位の光の吸光度と前記対象部位の前記筋肉の血中における酸素濃度との関係を示す酸素濃度計算式と、前記対象部位の筋肉に前記最大筋力を発揮させるために必要な最大負荷よりも小さな負荷を与えてから前記対象部位の筋肉の血中において経時変化する酸素濃度に基づき決定される評価指標と前記対象部位の筋肉が発揮可能な前記最大筋力との相関関係から導出される筋力算出回帰式と、をあらかじめ記憶しておく記憶部と、
前記対象部位における前記吸光度を測定可能な測定部と、
前記吸光度と前記酸素濃度計算式から前記酸素濃度を算出する酸素濃度算出部と、
前記評価指標と前記筋力算出回帰式から前記最大筋力を算出する最大筋力算出部と、を備え、
前記評価指標は、前記経時変化する酸素濃度そのものとすることを特徴とする筋力推定装置。
【請求項２】
前記評価指標は、前記経時変化する酸素濃度の最大変化量であることを特徴とする請求項１に記載の筋力推定装置。
【請求項３】
前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度であることを特徴とする請求項１に記載の筋力推定装置。
【請求項４】
前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度から導出される酸素飽和度であることを特徴とする請求項１に記載の筋力推定装置。
【請求項５】
前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度の時間に対する勾配であることを特徴とする請求項１に記載の筋力推定装置。
【請求項６】
被験者の体組成を測定可能な体組成測定装置及び前記対象部位における皮下組織の厚さを測定可能な皮下組織厚測定装置のうち少なくとも一方をさらに備え、
前記筋力算出回帰式は、前記評価指標と前記最大筋力とに加え、前記少なくとも一方の測定結果をさらに含めた相関関係から導出され、
前記最大筋力算出部は、前記評価指標と前記少なくとも一方の測定結果と前記筋力算出回帰式から前記最大筋力を算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の筋力推定装置。
【請求項７】
少なくとも前記測定部が前記被験者の前記対象部位に装着可能であることを特徴とする請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の筋力推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の筋力を推定する筋力推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被験者の筋力を評価する装置として、汎用的な装置としては握力計や背筋力計等が知られ、専門機関向けの装置としてはＢＩＯＤＥＸ（登録商標）など大型かつ高価な装置が知られている。これらの装置では、被験者の測定しようとする対象部位の筋肉に力を発揮させ、そこで発揮された筋力を力学的に測定していた。
【０００３】
また、対象とする筋に酸素飽和度計を装着し、力を発揮している最中の酸素飽和度の測定することで、非侵襲的に発揮筋力を推定する発揮筋力推定装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この装置では、被験者の筋力を推定しようとする対象部位に近赤外光を照射し、生体組織内を透過して再び皮膚上に出た光を受光素子で検出することで吸光度を算出し、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ則に基づき吸光度から酸素飽和度を求めている。そして、酸素飽和度の変化量と発揮筋力との相関性を利用し、酸素飽和度を変数とした回帰式により発揮筋力の算出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２８７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の発揮筋力推定装置は、任意の負荷をかけている時点で、その任意の負荷に対して発揮している筋力を推定するものであるため、被験者が発揮できる最大の筋力を推定するものではなかった。一方で、上記の発揮筋力推定装置において、被験者に付与する負荷を大きくすることで、最大筋力を推定する場合には、関節に障害を持つ者や高齢者にとって、非常に負担のかかる作業となる虞があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被験者とって負担となるような大きな負荷を与えることなく、被験者の最大筋力を推定することができる筋力推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する筋力推定装置は、被験者の筋力を推定しようとする対象部位の筋肉に負荷を与えることで該筋肉が発揮可能な最大筋力を推定する筋力推定装置において、前記対象部位の光の吸光度と前記対象部位の前記筋肉の血中における酸素濃度との関係を示す酸素濃度計算式と、前記対象部位の筋肉に前記最大筋力を発揮させるために必要な最大負荷よりも小さな負荷を与えてから前記対象部位の筋肉の血中において経時変化する酸素濃度に基づき決定される評価指標と前記対象部位の筋肉が発揮可能な前記最大筋力との相関関係から導出される筋力算出回帰式と、をあらかじめ記憶しておく記憶部と、前記対象部位における前記吸光度を測定可能な測定部と、前記吸光度と前記酸素濃度計算式から前記酸素濃度を算出する酸素濃度算出部と、前記評価指標と前記筋力算出回帰式から前記最大筋力を算出する最大筋力算出部と、を備え、前記評価指標は、前記経時変化する酸素濃度そのものとする。
【０００９】
上記筋力推定装置において、前記評価指標は、前記経時変化する酸素濃度の最大変化量であることが望ましい。
上記筋力推定装置において、前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度であることが望ましい。
【００１０】
上記筋力推定装置において、前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度から導出される酸素飽和度であることが望ましい。
【００１１】
上記筋力推定装置において、前記評価指標は、前記対象部位に前記負荷を与えてから閾値時間経過後における前記経時変化する酸素濃度の時間に対する勾配であることが望ましい。
【００１２】
上記筋力推定装置は、被験者の体組成を測定可能な体組成測定装置及び前記対象部位における皮下組織の厚さを測定可能な皮下組織厚測定装置のうち少なくとも一方をさらに備え、前記筋力算出回帰式は、前記評価指標と前記最大筋力とに加え、前記少なくとも一方の測定結果をさらに含めた相関関係から導出され、前記最大筋力算出部は、前記評価指標と前記少なくとも一方の測定結果と前記筋力算出回帰式から前記最大筋力を算出することが望ましい。
【００１３】
上記筋力推定装置は、少なくとも前記測定部が前記被験者の前記対象部位に装着可能であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記筋力推定装置によれば、被験者とって負担となるような大きな負荷を与えることなく、被験者の最大筋力を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の筋力推定装置を内蔵したサポーターを被験者に装着させた状態を示す模式図。
【図２】第１実施形態の筋力推定装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】測定部の模式図。
【図４】発光部の近赤外光の発光パターンを示すグラフ。
【図５】対象部位における筋肉の血中の酸素濃度の変化を示すグラフ。
【図６】肘関節伸展力と酸素濃度の最大変化量との関係を示すグラフ。
【図７】第２実施形態の筋力推定装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】変形例の評価指標を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の筋力推定装置の概略構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態の筋力推定装置１０は、被験者の肘や膝などに装着可能なサポーター１００に内蔵されている。そして、被験者がサポーター１００を装着した状態で、筋力を推定しようとする対象部位ＳＢに負荷を与えた場合に、筋力推定装置１０は対象部位ＳＢにおける筋力を推定することが可能とされている。なお、図１に示すように、本実施形態における筋力を推定しようとする対象部位ＳＢは被験者の上腕となっている。従って、本実施形態の筋力推定装置１０が推定しようとする最大筋力は、被験者の上腕の筋肉が発揮可能な最大の肘関節伸展力としている。
【００１７】
次に、筋力推定装置１０の電気的構成について説明する。
図２に示すように、筋力推定装置１０は、被験者の対象部位ＳＢの近赤外光の吸光度を測定可能な測定部２０と、装置を統括制御する制御部３０と、筋力を推定するにあたって必要となる式を記憶する記憶部４０と、を備えている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、測定部２０は、近赤外光ＮＩＲを照射可能な発光部２１と、近赤外光ＮＩＲを検出可能な受光部２２とを備えている。本実施形態では、発光部２１は、少なくとも、７６０ｎｍ，８０５ｎｍ，８４０ｎｍの波長に対応した近赤外光ＮＩＲを照射可能としている。一方、受光部２２は、その波長領域の近赤外光ＮＩＲを検出可能としている。
【００１９】
また、図４に示すように、発光部２１は、７６０ｎｍの波長の近赤外光ＮＩＲ１と８０５ｎｍの波長の近赤外光ＮＩＲ２と８４０ｎｍの近赤外光ＮＩＲ３を周期的に照射可能としている。こうして、測定部２０は、吸光度を測定しようとする対象部位ＳＢに近赤外光ＮＩＲを照射し、該対象部位ＳＢを透過した近赤外光ＮＩＲを受光することで、対象部位ＳＢの吸光度の測定を波長毎及び時間毎に行う。
【００２０】
図２に示すように、記憶部４０は、負荷の前後で変化する被験者の対象部位ＳＢで測定された吸光度の変化量から、被験者の対象部位ＳＢにおける筋肉が発揮可能な最大筋力を推定するにあたって使用される酸素濃度計算式４１及び筋力算出回帰式４２を記憶している。
【００２１】
酸素濃度計算式４１は、負荷の前後で変化する対象部位ＳＢの吸光度変化量と、該対象部位ＳＢの筋肉の血中における酸素濃度との関係を示す式である。なお、ここでいう、筋肉の血中とは、筋肉中の個々の筋繊維の周囲を取り巻く毛細血管を流れる血液中のことをいう。一方、ここでいう酸素濃度には、単位体積あたりの血液中に存在する酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、総ヘモグロビン量、及び酸素飽和度が含まれる。酸素化ヘモグロビンは、酸素と結びついたヘモグロビンであり、脱酸素化ヘモグロビンは酸素を離したヘモグロビンである。また、総ヘモグロビン量は、酸素化ヘモグロビン量及び脱酸素化ヘモグロビン量の和であり、酸素飽和度は、酸素化ヘモグロビン量を総ヘモグロビン量で除することで求まる。さらに、以下では、酸素化ヘモグロビンをＨｂＯ２、脱酸素化ヘモグロビンをＨｂ、総ヘモグロビンをＴｈｂ、酸素飽和度をＳｔＯ２ともいう。
【００２２】
次に、酸素濃度計算式４１について述べる。
さて、ＨｂＯ２及びＨｂは、８０５ｎｍの波長の近赤外光ＮＩＲ２に対して、等しい吸光度特性を有している。一方で、ＨｂＯ２及びＨｂは、８０５ｎｍよりも長い波長及び短い波長の近赤外光ＮＩＲ１，ＮＩＲ３に対しては各々異なる吸光度特性を有している。具体的には、８０５ｎｍよりも短い波長の近赤外光に対しては、ＨｂのほうがＨｂＯ２よりも高い吸光度を示し、８０５ｎｍよりも長い波長の近赤外光に対しては、ＨｂＯ２のほうがＨｂよりも高い吸光度を示す。なお、本実施形態の測定部２０が備える発光部２１が照射可能な近赤外光ＮＩＲの波長が、等吸収波長の８０５ｎｍと、その波長を挟んだ７６０ｎｍ及び８４０ｎｍの波長に設定されているのはこのためである。
【００２３】
そして、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則により、酸素濃度と吸光度の関係式を以下のように記述することができる。ここで、ΔＨｂＯ２，ΔＨｂ，ΔＴｈｂ，ΔＳｔＯ２は、それぞれ酸素化ヘモグロビン変化量、脱酸素化ヘモグロビン変化量、総ヘモグロビン変化量、酸素飽和度変化量を示す。
【００２４】
ΔＨｂＯ２＝ａ１・ΔＡ１＋ａ２・ΔＡ２＋ａ３・ΔＡ３    （式１）
ΔＨｂ    ＝ｂ１・ΔＡ１＋ｂ２・ΔＡ２＋ｂ３・ΔＡ３    （式２）
ΔＴｈｂ  ＝ΔＨｂＯ２＋ΔＨｂ                          （式３）
ΔＳｔＯ２＝ΔＨｂＯ２／ΔＴｈｂ                        （式４）
また、ΔＡ１〜ΔＡ３は、負荷の前後で変化する７６０ｎｍ，８０５ｎｍ，８４０ｎｍの各波長の近赤外光ＮＩＲ１〜ＮＩＲ３に対応する吸光度変化量である。さらに、ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３は、係数であるが、この値は、吸光度を測定する際の測定環境や、被験者の皮下脂肪厚等によって多少変動することがある。このため、ａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３の各係数は、多くの被験者を測定することで平均的な値を採用してもよいし、その平均的な値を被験者の皮下組織厚等に応じて補正した値を採用してもよい。
【００２５】
次に、記憶部４０が記憶する筋力算出回帰式４２について述べる。
筋力算出回帰式４２は、上述した負荷の前後で変化する酸素濃度の変化量（ΔＨｂＯ２等）から決定される評価指標を説明変数とし、被験者の対象部位ＳＢの筋肉が発揮可能な最大筋力（肘関節伸展力）を目的変数とする回帰式である。従って、筋力算出回帰式４２の導出にあたっては、上述した説明変数としての評価指標の測定と、目的変数としての最大筋力の測定とが、数多くの被験者に対して行われる。また、本実施形態における以降の説明では、特に断りの無い限り酸素濃度をＨｂＯ２の意味で使用する。
【００２６】
図５は、被験者の対象部位ＳＢに負荷を与える前から負荷を解除した後までに、対象部位ＳＢの筋肉の血中で経時変化する酸素濃度の変化量を示したものである。なお、図５では、負荷を開始した時間を負荷開始時間ｔ１とし、負荷を解除した時間を負荷終了時間ｔ２としている。また、ここでいう負荷とは、被験者の筋力を推定しようとする対象部位ＳＢの筋肉において、該筋肉が発揮可能な最大筋力を発揮させるために必要な最大負荷よりも小さな負荷を意味する。一例として、数ｋｇ（例えば、３ｋｇ）のダンベルを持ったまま、肘関節の角度を９０度に維持するといった負荷である。
【００２７】
さて、図５に示すように、対象部位ＳＢにおける筋肉の血中の酸素濃度は、負荷が与えられると徐々に低下し、負荷が解除されると徐々に増加していく傾向が確認できる。酸素濃度が低下する現象は、筋肉が筋力を発揮した状態を維持することで、その筋肉における血中の酸素が消費されたり、発揮された筋力によって筋肉から血液が絞り出されるような作用（筋ポンプ作用）が生じたりすることが要因である。そして、負荷が解除されると、筋肉中の血流が回復して筋肉の血中の酸素濃度が増加していく。
【００２８】
従って、対象部位ＳＢの筋肉が発揮可能な筋力が高い人ほど、図５に示すような負荷に対する酸素濃度の低下量が大きくなることが予想され、本実施形態では、負荷の前後において変化する酸素濃度の最大変化量ＭＶを最大筋力の評価指標としている。すなわち、負荷の前後で経時変化する酸素濃度の変化量を計測することで、評価指標の一例としての最大変化量ＭＶを決定することができる。なお、図５は縦軸に酸素濃度の一例としてＨｂＯ２を取っているため、最大変化量ＭＶはＨｂＯ２の最大低下量となっている。ここで、例えば縦軸に酸素濃度の一例としてＨｂを取った場合には、Ｈｂは負荷が与えられると増加し、負荷を解除されると低下するため、最大変化量ＭＶはＨｂの最大増加量となる。
【００２９】
次に、被験者の対象部位ＳＢの筋肉が発揮可能な最大筋力（肘関節伸展力）の測定について述べる。この測定では、被験者の肘を曲げた状態から肘を伸ばした状態にする際（肘関節を伸展させる際）に肘を中心として発揮可能な最大の肘関節伸展力を測定する。例えば、肘関節伸展力は、被験者の利き手に負荷を与え、その状態で肘関節を伸展可能な最大の負荷と被験者の腕の長さを乗ずることで求めることができる。なお、この測定では、被験者にとって最大の肘関節伸展力を生じさせるために大きな負荷が与えられるため、健常な被験者で行われることが望ましい。
【００３０】
そして、こうした測定を数多くの被験者に対して行うことで、評価関数としての酸素濃度の最大変化量ＭＶと、目的関数としての被験者が発揮可能な最大の肘関節伸展力との関係性を得ることが可能となる。
【００３１】
図６は、その測定結果について、横軸に肘関節伸展力、縦軸に酸素濃度の最大変化量ＭＶをプロットしたグラフを示している。図６において、複数のプロットデータは測定値ＯＤを示し、実線はその測定値ＯＤから求まる筋力算出回帰式４２を示している。そして、筋力算出回帰式４２は次式で表現される。
【００３２】
ＥＦ＝ｃ１・ＭＶ＋ｃ２                      （式５）
ここで、ＥＦは肘関節伸展力（最大筋力）、ｃ１，ｃ２は測定値ＯＤから求まる係数を示している。
【００３３】
次に、筋力推定装置１０の制御部３０について説明する。
図２に示すように、制御部３０は、測定部２０から取得した経時変化する被験者の対象部位ＳＢの吸光度変化量を、記憶部４０の酸素濃度計算式４１に代入することで、経時変化する酸素濃度を算出する酸素濃度算出部３１を備えている。また、筋力推定装置１０は、経時変化する酸素濃度から決定される最大変化量ＭＶを、筋力算出回帰式４２に代入することで、被験者の対象部位ＳＢにおける肘関節伸展力（最大筋力）を算出する最大筋力算出部３２を備えている。
【００３４】
次に、第１実施形態の筋力推定装置１０の作用について説明する。
さて、筋力推定装置１０で被験者の対象部位ＳＢ（上腕部）における筋肉が発揮可能な肘関節伸展力（最大筋力）を測定する場合には、図１に示すように、被験者の肘に筋力推定装置１０を内蔵したサポーター１００を装着させる。
【００３５】
そして、被験者の対象部位ＳＢの吸光度の測定を開始した状態で、対象部位ＳＢに軽度の負荷を与える。なお、軽度の負荷とは、上述したように、例えば数ｋｇのダンベルを持った状態で肘関節を一定角度で維持させる負荷をいう。そして、測定を開始してから所定の計測時間（例えば２０秒）が経過したら、負荷を解除して吸光度の測定を終了させる。
【００３６】
次に、酸素濃度算出部３１は、酸素濃度計算式４１（式１）に測定部２０で測定された負荷の前後で経時変化する吸光度変化量（ΔＡ１〜ΔＡ３）を代入して、図５に示すような負荷の前後で経時変化する酸素濃度を算出する。
【００３７】
そして、最大筋力算出部３２は、酸素濃度算出部３１の算出結果である経時変化する酸素濃度から、酸素濃度の最大変化量ＭＶを取得する。続いて、最大筋力算出部３２は、取得した酸素濃度の最大変化量ＭＶを筋力算出回帰式４２（式５）に代入して、対象部位ＳＢが発揮可能な肘関節伸展力（最大筋力）を算出する。こうして、被験者の対象部位ＳＢに負担となるような負荷を与えることなく、軽度の負荷を与えるのみで肘関節伸展力（最大筋力）の算出が行われる。
【００３８】
上述した第１実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）被験者の対象部位ＳＢにおける最大筋力の推定を、その対象部位ＳＢにおける筋肉に最大筋力を生じさせるために必要な最大負荷よりも小さな負荷を与えて行うことができる。従って、被験者とって負担となるような大きな負荷を与えることなく、被験者の最大筋力を推定することが可能となる。
【００３９】
（２）評価指標を経時変化する酸素濃度の最大変化量ＭＶとしたことで、ある程度、定常状態となった酸素濃度を基準に筋力を推定することとなる。これによれば、筋力の推定値のばらつきを抑制することが可能となる。
【００４０】
（３）被験者の対象部位ＳＢに筋力推定装置１０を装着可能とすることで、運動中やリハビリ中の被験者が発揮可能な最大筋力を推定できる。これによれば、アスリートのトレーニングや高齢者のリハビリを効果的に行うことが可能となる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の筋力推定装置１１について説明する。なお、本実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００４２】
図７に示すように、第２実施形態の筋力推定装置１１は、第１実施形態の筋力推定装置１０と同様に、測定部２０、制御部３０、及び記憶部４０を備えている。さらに、筋力推定装置１１は、被験者の体組成を測定可能な体組成測定装置５１及び被験者の対象部位ＳＢの皮下組織厚を測定可能な皮下組織厚測定装置５２を備えている。また、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２は、サポーター１００内に内蔵されず、サポーター１００とは別体として設けられている。
【００４３】
体組成測定装置５１は、被験者の身体に微弱電流を流すことで生体インピーダンスを計測し、その測定された生体インピーダンス値から、全身や腕部及び脚部といった身体の部位毎の体組成を測定することが可能とされている。そして、ここでいう体組成とは、被験者の体重、体脂肪率、内臓脂肪レベル、及び骨レベル等であり、これらは体組成測定装置５１の測定結果の一例でもある。
【００４４】
皮下組織厚測定装置５２は、超音波により、被験者の対象部位ＳＢの皮下脂肪や筋肉といった皮下組織の厚さを測定可能としている。また、皮下組織厚測定装置５２によって、被験者の対象部位ＳＢを一定の荷重で押圧した状態での皮下組織の厚さを計測することで、その荷重と皮下組織の変位量の関係から該皮下組織の硬度を算出することも可能とされている。従って、対象部位ＳＢにおける皮下脂肪及び筋厚（筋肉の厚さ）と、皮下脂肪及び筋硬度（筋肉の硬度）は、皮下組織厚測定装置５２の測定結果の一例となる。
【００４５】
そして、本実施形態では、筋力算出回帰式４３を導出するにあたって、評価指標としての酸素濃度の最大変化量ＭＶに加えて、各装置５１，５２の測定結果のうち体脂肪率、骨レベル、筋厚、筋硬度を最大筋力推定のための説明変数として用いる。従って、第２実施形態では、筋力算出回帰式４３の導出にあたり、最大変化量ＭＶと、肘関節伸展力（最大筋力）の測定に加え、各装置５１，５２による体組成と、皮下組織の厚さ及び硬度の測定とが数多くの被験者に対して行われる。
【００４６】
そして、数多くの被験者に対して各説明変数と目的変数が測定されたところで、その測定値に対して重回帰分析等の多変量解析を行うことで、以下に示す、第２実施形態における筋力算出回帰式４３を得ることができる。
【００４７】
ＥＦ＝ｄ１・ＭＶ＋ｄ２・ＦＡＴ＋ｄ３・ＳＬ
＋ｄ４・ＭＴ＋ｄ５・ＭＨ＋ｄ６    （式６）
ここで、ＦＡＴは体脂肪率、ＳＬは骨レベル、ＭＴは筋厚、ＭＨは筋硬度を表している。また、ｄ１〜ｄ６は係数であり、上述した重回帰分析等の多変量解析を行うことで求まる。
【００４８】
従って、本実施形態の制御部３０が備える最大筋力算出部３３は、経時変化する酸素濃度から決定される最大変化量ＭＶに加え、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２で測定される各測定結果をもとに、肘関節伸展力（最大筋力）の算出を行う。
【００４９】
次に、第２実施形態の筋力推定装置１１の作用について説明する。
さて、筋力推定装置１１で被験者の対象部位ＳＢ（上腕部）における筋肉が発揮可能な肘関節伸展力（最大筋力）を測定する場合には、図１に示すように、被験者に測定部２０を備えたサポーター１００を装着させる。
【００５０】
そして、被験者の対象部位ＳＢの吸光度の測定を開始した状態で、対象部位ＳＢに軽度の負荷を与える。なお、軽度の負荷とは、上述したように、例えば数ｋｇのダンベルを持った状態で肘関節を一定角度で維持させる負荷をいう。測定を開始してから所定の計測時間（例えば２０秒）が経過したら、負荷を除荷して吸光度の測定を終了させる。
【００５１】
一方で、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２によって、被験者の体脂肪率及び骨レベル、並びに被験者の対象部位ＳＢにおける筋厚及び筋硬度を測定しておく。各装置５１，５２における測定は、負荷の前後での変化を測定するものではないため、筋力推定装置１１による測定が行われる前に測定を終えておくことも可能である。
【００５２】
そして、酸素濃度算出部３１は、酸素濃度計算式４１（式１）に測定部２０で測定された負荷の前後で経時変化する吸光度変化量（ΔＡ１〜ΔＡ３）を代入して、図５に示すような負荷の前後で経時変化する酸素濃度を算出する。
【００５３】
続いて、最大筋力算出部３３は、酸素濃度算出部３１の算出結果である経時変化する酸素濃度から、酸素濃度の最大変化量ＭＶを取得する。そして、最大筋力算出部３３は、取得した酸素濃度の最大変化量ＭＶに加え、体脂肪率、骨レベル、筋厚、及び筋硬度を筋力算出回帰式４３（式６）に代入して、対象部位ＳＢが発揮可能な肘関節伸展力（最大筋力）を算出する。こうして、被験者の対象部位ＳＢに負担となるような負荷を与えることなく、軽度の負荷を与えるのみで肘関節伸展力（最大筋力）の算出が行われる。
【００５４】
上述した第２実施形態によれば、上記（１）〜（３）の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
（４）最大筋力の推定に用いる筋力算出回帰式４３（式６）の説明変数に、被験者の体組成や被験者の皮下組織の厚さ及び硬度が加わることで、酸素濃度に係る情報のみで最大筋力を推定する場合に比して、最大筋力の推定を精度よく行うことが可能となる。
【００５５】
なお、上記各実施形態は、以下に示す変形例のように変更してもよい。また、以下に示す各変形例は、互いに組み合わせてもよい。
・上記各実施形態において、図８に示すように、評価指標は、負荷開始時間ｔ３から閾値時間ｔ４経過後における酸素濃度の変化量Ｖｔ４としてもよい。また、評価指標は、閾値時間ｔ４経過後における、酸素濃度の時間に対する勾配（微分値）ＤＶｔ４としてもよい。また、評価指標は、負荷開始時間ｔ３から閾値時間ｔ４までの酸素濃度の積分値ＩＶｔ４としてもよい。さらに、評価指標は、これらの線形結合としてもよい。これによれば、閾値時間ｔ４を短く取ることで、最大筋力の推定に必要とされる計測時間を短くすることができる。
【００５６】
・上記各実施形態において、酸素濃度の一例であるＨｂＯ２の代わりに、酸素濃度の別例であるＨｂ、Ｔｈｂ、及びＳｔＯ２を用いてもよい。この場合、最大変化量ＭＶは、負荷の前後で経時変化するΔＨｂ、ΔＴｈｂ、及びΔＳｔＯ２の最大変化量となる。なお、これらを酸素濃度として用いた場合、筋力算出回帰式４２，４３におけるｃ１，ｃ２，ｄ１〜ｄ６の各係数は各々に応じて求めることが望ましい。
【００５７】
・上記各実施形態において、筋力推定装置１０，１１はサポーター１００に内蔵せずに、被験者の対象部位ＳＢの筋力を推定するようにしてもよい。
・上記角実施形態において、筋力推定装置１０，１１は、被験者の上腕以外の任意の部位を対象部位ＳＢとしてもよい。
【００５８】
・上記各実施形態において、例えば、大腿部、腹筋、背筋など、被験者の対象部位ＳＢごとに異なる酸素濃度計算式４１及び筋力算出回帰式４２，４３を使い分けるようにしてもよい。
【００５９】
・上記各実施形態において、被験者の性別や年齢毎に、酸素濃度計算式４１及び筋力算出回帰式４２，４３を使い分けるようにしてもよい。
・上各実施形態において、サポーター１００内には、少なくとも測定部２０が設けられていれば、制御部３０及び記憶部４０は別体として設けてもよい。この場合、測定部２０と制御部３０は通信可能に有線又は無線で接続されていることが好ましい。これによれば、サポーター１００の重量を軽くすることができ、被験者にとっての利便性を向上させることができる。
【００６０】
・上記各実施形態において、測定部２０は、近赤外光ＮＩＲの透過で吸光度を測定するのではなく、近赤外光ＮＩＲの反射で吸光度を測定してもよい。
・上記各実施形態において、血中の酸素濃度と相関する吸光度が、近赤外光以外の波長の光で得ることができるのであれば、その波長における光による吸光度を用いてもよい。
【００６１】
・上記各実施形態において、評価指標は、経時変化する酸素濃度そのものであってもよい。例えば、負荷の開始から負荷の解除までの酸素濃度の変化の積分値としてもよい。
・上記角実施形態において、被験者の対象部位ＳＢに与える小さな負荷は、腕立て伏せのような自重負荷でもよいし、アイソメトリックな負荷を与えてもよい。
【００６２】
・第２実施形態において、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２のうち何れか一方を省略してもよい。
・第２実施形態において、筋力算出回帰式の説明変数に、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２が測定可能な他の測定結果を加えてもよい。また、相関の低い説明変数については省略してもよい。
【００６３】
・第２実施形態において、皮下組織厚測定装置５２は、近赤外光等を用いることで皮下組織厚を測定する装置であってもよい。
・第２実施形態において、体組成測定装置５１及び皮下組織厚測定装置５２の少なくとも測定に係る構成のみをサポーター１００内に内蔵させてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１１…筋力推定装置、２０…測定部、２１…発光部、２２…受光部、３１…酸素濃度算出部、３２，３３…最大筋力算出部、４０…記憶部、４１…酸素濃度計算式、４２，４３…筋力算出回帰式、５１…体組成測定装置、５２…皮下組織厚測定装置、ＭＶ…最大変化量（評価指標の一例）、ＮＩＲ…近赤外光（光の一例）、ＳＢ…対象部位、ｔ１，ｔ３…負荷開始時間、ｔ２…負荷終了時間、ｔ４…閾値時間、ＤＶｔ４…勾配。
【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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【図８】
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