(57)【要約】【課題】新技術により測定が可能となった、身体各部毎の筋肉量等の詳細な身体組成情報をより分かりやすく表示して利用者に理解しやすいようにするとともに、そのような詳細情報に基づいてより詳細且つ具体的なアドバイスを与え、利用者がその後、より明確な目的意識を持ってトレーニング(又はコンディショニング)を行うことができるような指針を与える装置及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】被験者の身体各部の筋肉量である実筋肉量に基づき、各実筋肉量に対応する理想筋肉量を算出する理想筋肉量算出手段と、各部の実筋肉量と理想筋肉量を、表示画面の同一グラフ上に表示する表示制御手段とを設ける。例えば、体幹、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下肢の９箇所の筋肉量を、体幹を上部頂点として左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下肢を各相当頂点に対応づけた９角形レーダーチャートでグラフ表示する。【選択図】図９
2008035876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)被験者の身体各部の筋肉量である実筋肉量に基づき、各実筋肉量に対応する理想筋肉量を算出する理想筋肉量算出手段と、
b)各部の実筋肉量と理想筋肉量を、表示画面の同一グラフ上に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項２】
更に、目標筋肉量を算出する目標筋肉量算出手段を備え、表示制御手段が上記グラフに目標筋肉量も表示することを特徴とする請求項１に記載の身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項３】
身体各部の目標筋肉量と実筋肉量に基づき、前記被験者が行うべき各種トレーニングメニューを計算するトレーニングメニュー計算手段を備え、
表示制御手段は、計算されたトレーニングメニューを表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項４】
体幹、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿の９箇所の筋肉量を、体幹を上部頂点として左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿を各相当頂点に対応づけた９角形レーダーチャートでグラフ表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項５】
前記９箇所の測定筋肉量に基づき、アクイス式連鎖方程式を用いて更に詳細な各部位の筋肉量を計算する詳細筋肉量算出手段を備え、
前記表示制御手段は、算出された詳細筋肉量を同様の多角形レーダーチャートでグラフ表示することを特徴とする請求項４に記載の身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項６】
被験者の身体各部の筋肉量を測定する身体組成測定装置と組み合わされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の身体トレーニングアドバイス装置。
【請求項７】
a)被験者の身体各部の筋肉量である実筋肉量に基づき、各実筋肉量に対応する理想筋肉量を算出する理想筋肉量算出部と、
b)各部の実筋肉量と理想筋肉量を、表示画面の同一グラフ上に表示する表示制御部と、
を備えることを特徴とする身体トレーニングアドバイスプログラム。
【請求項８】
更に、目標筋肉量を算出する目標筋肉量算出部を備え、表示制御部が上記グラフに目標筋肉量も表示することを特徴とする請求項７に記載の身体トレーニングアドバイスプログラム。
【請求項９】
身体各部の目標筋肉量と実筋肉量に基づき、前記被験者が行うべき各種トレーニングメニューを計算するトレーニングメニュー計算部を備え、
表示制御部は、計算されたトレーニングメニューを表示することを特徴とする請求項７又は８に記載の身体トレーニングアドバイスプログラム。
【請求項１０】
体幹、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿の９箇所の筋肉量を、体幹を上部頂点として左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿を各相当頂点に対応づけた９角形レーダーチャートでグラフ表示することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の身体トレーニングアドバイスプログラム。
【請求項１１】
前記９箇所の測定筋肉量に基づき、アクイス式連鎖方程式を用いて更に詳細な各部位の筋肉量を計算する詳細筋肉量算出部を備え、
前記表示制御部は、算出された詳細筋肉量を同様の多角形レーダーチャートでグラフ表示することを特徴とする請求項１０に記載の身体トレーニングアドバイスプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体組成測定装置を用いて測定された被験者の身体各部の筋肉量に基づき、被験者にその後のトレーニング（「コンディショニング」とも言う)の指針（アドバイス)を与えるための装置及びその機能を実現するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は既に、生体のインピーダンスを測定することにより、被験者の各種身体組成情報を精度よく測定することができる身体組成測定方法及び装置を提案している（特許文献１)。この身体組成測定方法及び装置によれば、身体を複数に分割した各身体部位毎の筋肉量や体脂肪量等を比較的簡単且つ安価に測定することができる。
【０００３】
一方、身体部位毎の筋肉量の測定結果を用いて、被験者に様々なアドバイスを与える装置も提供されている。 例えば特許文献２に記載の装置では、インピーダンス測定を用いて身体各部位の脂肪率、脂肪量及び除脂肪量を算出し、これらのパラメータを用いて、被験者の加齢に伴う細胞の変化度を判定し、表示するようにしている。また、特許文献３に記載の装置では、体脂肪率、ＬＢＭ（身長あたりの除脂肪体重)、全身反応時間、全身持久力、筋力、瞬発力、筋持久力を測定し、その測定結果から、どのように運動すべきか等のアドバイスを表示するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】WO2002/043586号公報
【特許文献２】特開2004-329412号公報
【特許文献３】特開2004-180939号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の装置は、いずれも、未だ身体組成測定技術が不十分な時代に考案されたものであるため、脂肪量や筋肉量についても体全体についてしか測定することができず、従って、それに基づくアドバイス等も概略的なものでしかなかった。
【０００６】
本発明はこれらの点に鑑みて成されたものであり、その第１の目的は、上記新技術により測定が可能となった、身体各部毎の筋肉量等の詳細な身体組成情報をより分かりやすく表示して利用者に理解しやすいようにするとともに、そのような詳細情報に基づいてより詳細且つ具体的なアドバイスを与え、利用者がその後、より明確な目的意識を持ってトレーニング（又はコンディショニング)を行うことができるような指針を与える装置及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置は、
a)被験者の身体各部の筋肉量である実筋肉量に基づき、各実筋肉量に対応する理想筋肉量を算出する理想筋肉量算出手段と、
b)各部の実筋肉量と理想筋肉量を、表示画面の同一グラフ上に表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記身体トレーニングアドバイス装置に、更に、目標筋肉量を算出する目標筋肉量算出手段を設け、表示制御手段が上記グラフに目標筋肉量も表示するようにしてもよい。
【０００９】
更に、身体各部の目標筋肉量と実筋肉量に基づき、前記被験者が行うべき各種トレーニングメニューを計算するトレーニングメニュー計算手段を設け、表示制御手段が、計算されたトレーニングメニューを表示するようにしてもよい。
【００１０】
被験者の身体各部の実筋肉量は、前記身体組成測定装置等で測定することができる。該装置では、体幹、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿の９箇所の筋肉量を個別に測定することができる。この場合、これらの筋肉量を、体幹を上部頂点として左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿を各相当頂点に対応づけた９角形レーダーチャートでグラフ表示するようにしてもよい。
【００１１】
更に、前記９箇所の測定筋肉量に基づき、アクイス式連鎖方程式を用いて更に詳細な各部位の筋肉量を計算する詳細筋肉量算出手段を設け、表示制御手段が、算出された詳細筋肉量を同様の多角形レーダーチャートでグラフ表示するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置によれば、入力された被験者の身体各部位の筋肉量よりその理想値を算出し、それらを表示画面上の同一グラフ上に表示するため、被験者及び／又はトレーナー・医師等は、被験者のどの部位の筋肉を強化すべきかを明瞭に把握することができ、今後のトレーニング計画を立てやすくなる。本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置は、一般人やスポーツマンに対するトレーニングアドバイスの提供の他、傷病等で入院し、筋肉が衰えた人のリハビリや、高齢により筋肉が衰えつつある人の運動目標設定等に用いることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置では、その基礎データとして身体各部の筋肉量が必要である。この身体各部の筋肉量の測定は、例えば前記特許文献１に記載された方法及び装置を用いることができる。
【００１４】
特許文献１に記載された身体組成測定装置による人体各部の筋肉量測定の概要は次の通りである。該装置では人体を図２に示すように、左右腕部（手先より先は除く)をそれぞれ肘近傍で上腕部及び前腕部に分割し、左右脚部（足首より先は除く)をそれぞれ膝近傍で大腿部及び下腿部に分割する。このように四肢を合計８個のセグメントに分割し、それに胸部及び腹部を含む体幹部を加えて、身体全体を９個のセグメント（左上腕部、右上腕部、左前腕部、右前腕部、左大腿部、右大腿部、左下腿部、右下腿部及び体幹部）に分割する。この９個の各セグメントにそれぞれ独立したインピーダンスＺLFA、ＺLUA、ＺRFA、ＺRUA、ＺLFL、ＺLCL、ＺRFL、ＺRCL、ＺTを対応させ、各インピーダンスが図２に示すように接続されたモデルを想定する。そして、仰臥姿勢で横たわった被験者の４箇所の電流供給点Ｐｉ１〜Ｐｉ４のうち２箇所から電流を流し、８箇所の電圧測定点Ｐｖ１〜Ｐｖ８のうち対応する２箇所で電圧を測定して、各部のインピーダンスの値を算出する。この各部のインピーダンス値より、所定の構成モデルに基づいて各部の筋肉量を算出する。
【００１５】
本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置は、このように測定された筋肉量に基づいて、各種アドバイスのための計算及び表示を行う。従って、本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置は上記身体組成測定装置と一体化したものとすることが、利用者にとっては便利である。しかし、もちろん、そのような身体組成測定装置とは別個の装置を作製し、或いは、汎用パソコン上で動作可能なプログラムとして作成することももちろん可能である。
【００１６】
なお、上記身体組成測定装置では、こうして測定された９個のセグメントの筋肉量ＭＭLUA、ＭＭRUA、ＭＭLFA、ＭＭRFA、ＭＭLFL、ＭＭRFL、ＭＭLCL、ＭＭRCL、ＭＭTの値を用いて、身体組成の各部位のバランスも評価できるようになっている。
【００１７】
バランスの評価として、まず左右の筋肉量のバランスを評価する。ここでは各部分の左右筋肉量比率を数値で表記する。例えば上腕の左右バランスは、
[上腕左右バランス(%)]=[左上腕筋肉量]/[右上腕筋肉量]×100
とする。この数値が100に近い程、左右の筋肉のバランスが良いと判定する。
【００１８】
次に、上肢のバランスを評価する。例えば左上腕と上肢のバランスは、
[左上腕上肢バランス(%)]=[左上腕筋肉量]/([左上腕筋肉量]+[左前腕筋肉量])×100×(補正係数)
とする。この数値が100に近い程、左右の筋肉のバランスが良いと判定できるように補正係数を設ける。
【００１９】
さらに、下肢のバランスを評価する。例えば左大腿と下肢のバランスは、
[左大腿下肢バランス(%)]=[左大腿筋肉量]/([左大腿筋肉量]+[左下腿筋肉量])×100×(補正係数)
とする。
【００２０】
さらに、体幹のバランスを評価する。ここでは理想体幹筋肉量と体幹筋肉量の比で求める。なお、理想体幹筋肉量は、被験者の体内総筋肉量から求めることができる。
【００２１】
以下、上記身体組成測定装置で測定された筋肉量等のデータに基づき各種コンディショニングアドバイスを行うための、本発明に係る身体トレーニングアドバイス装置の動作について説明する。
まず、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿、体幹の９箇所の理想筋肉量を算出する。これらの値は、体内総筋肉量から決定する。例えば理想上腕筋肉量の場合、
[理想上腕筋肉量]=[体内総筋肉量]/(定数ＫＸUA)
と算出する。なお、左右の理想筋肉量は同一とする。ここで定数ＫＸUAは、被験者によらず決まる定数である。四肢各部位にこのような計算を行うことで、合計９個の理想筋肉量を求める。
【００２２】
次に、目標筋肉量を算出する。理想筋肉量は被験者の性別及び身長から算出する量であり、同性で身長が同じ値である人については同じ値となる。しかし、目標筋肉量は現在の筋肉量（体内総筋肉量）の１割増しであり、例えば、スポーツマンであれば理想値よりも高めの値を設定することとなり、リハビリ中の人は理想値よりも低い値を設定することとなる。また、本人の希望により、その値を上下させることもあり得る。
【００２３】
こうして算出した被験者の身体各部位の実測筋肉量、理想筋肉量及び目標筋肉量の値を用いて、現時点で不足している筋肉量等を身体各部位について知ることができ、それを補うためのトレーニングメニューを被験者に提供する。その詳細については、以下の実施例において説明する。
【実施例】
【００２４】
本発明の一実施例である身体組成測定・アドバイス装置の構成及び動作を説明する。図１は、本実施例による身体組成測定・アドバイス装置の外観図である。本装置は、上述のように、身体組成測定に関する機能とその測定結果に基づいて被験者にアドバイスを提供する機能を兼ね備えたものとなっている。
【００２５】
図１に示すように、本装置は、主として各種制御やデータ処理を行うためのノート型のパーソナルコンピュータ(以下「パソコン」と称す)１と、主としてインピーダンスの測定を実行する本体部２とから成り、その本体部２の背面から測定に必要な電極群がケーブル４を介して取り出されている。商用交流電源の電源ケーブルはＡＣ−ＤＣアダプタ３を介して本体部２に接続されている。電極群は、電流供給用の電極(以下「通電用電極」と称す)１０と電圧測定用の電極(以下「測定用電極」と称す)１１とを含み、それぞれ１個ずつを１組として低誘導性のケーブル４を介して本体部２に接続されている。通電用電極１０及び測定用電極１１はともに、被験者の皮膚面に確実に且つ安定的に装着が可能であって、電極自体のインピーダンス(接触抵抗)を小さくするように、面状の貼付式電極となっている。
【００２６】
この身体組成測定・アドバイス装置によるインピーダンス測定では、後述するように最大１６個所の電圧測定点の電圧を測定するようになっているが、４個の通電用電極１０、及び４個の測定用電極１１という２個一対の電極構成を採用している。即ち、後述するように８個所又は１６個所の電圧測定点の測定を行う場合には、４個所の測定を終了する毎に検査者が被験者の身体上で測定用電極１１を貼り替える方式としている。これは、電極の個数が多くなると装置のコストアップになるほか、ケーブルが絡まったりして測定準備が煩雑になるとともに被験者への装着ミスも起こり易いからである。勿論、このような点が問題にならなければ、８個乃至１６個の測定用電極を始めから用意する構成としてもよい。
【００２７】
パソコン１のハードディスクドライブ(或いは内蔵のＲＯＭ)には、インピーダンスの測定及びその測定値に基づいて前述したような各種身体組成情報や健康状態に関連した各種情報を推定するための演算処理を行うための演算プログラムと、これら測定を実行するための制御プログラムとが格納されている。より詳しく言うと、予め、身長、体重、年齢、性別等の身体特定化情報が相違する多数のモニタをＭＲＩにより測定し、その測定結果に基づいて信頼性の高い回帰分析定数を算出することにより、精度の高い推定式を予め取得する。そして、この推定式を演算プログラムの一部としてハードディスク(或いは内蔵のＲＯＭ)に格納しておく。そして、操作部５を介して外部から与えられる指示に従って上記プログラムを実行することによって、後述のようなインピーダンスの測定及びそれに引き続く各種演算処理や表示処理などを具現化している。なお、このような演算処理のための推定式は必ずしも計算式の形式で格納されている必要はなく、例えばテーブルの形式で格納されており、インピーダンスの測定値や身体特定化情報をテーブルに入力することにより出力結果として身体組成情報や健康関連情報を得る、といった各種形態に変形することが可能である。
【００２８】
パソコン１の電源スイッチを入れて起動させ、トレーニングの指針を表示するソフト(アプリケーション)及び本体部に接続された電極群を用いて、身体組成の測定を行う。
【００２９】
図２は身体組成測定モードで測定を行う場合の人体のインピーダンスモデルを表している。この図にあるように、被験者の身体を、左右上腕部、左右前腕部、左右大腿部、左右下腿部、体幹部の合計９つの部位に分割したモデルを考える。被験者は身体特定化情報を入力して９つのセグメントの測定を行う。
【００３０】
検査者は、身体を９個のセグメントに分割した図２を参照して通電用電極及び測定用電極を被験者の身体に装着する。電極を装着し終えたら、被験者は身体組成の測定開始を指示する。この操作に応じて測定が自動的に開始される。測定部位が、左腕部、右腕部、左脚部、右脚部、体幹部と順次移行するように、通電用電極及び測定用電極を適宜切り替える。そして、選択された２個の通電用電極間に微弱な高周波電流を流し、その電流によって生じた電位を２個の測定用電極で順次測定する。
【００３１】
測定が終了すると、測定によって得られたインピーダンス値と、身体特定化情報とを所定の推算式又はこれに相当する変換テーブル等に適用して演算処理し、四肢筋肉量を算出する。このときの演算処理方法には上述したようなＭＲＩによって得られた身体組成情報を利用した推算式を利用できるが、推定方法は必ずしもこれに限るものではない。
【００３２】
これらの測定値或いは入力値を用いて各種演算を行い、その結果に基づいて各種のアドバイス画面(コンディショニング画面)を作成、表示する。図１１〜図１３は、コンディショニング画面を作成するための各種の演算結果を示したものである。本発明のプログラムはこれらの計算内容を被験者には示さず、これらの計算結果をもとに具体的なアドバイスを、数値やメッセージを用いて被験者に分かりやすく表示する。
【００３３】
被験者に表示される画面の一例を図３に示す。コンディショニング画面Ａは、被験者データ表示部Ａ１、四肢筋肉量評価表示部Ａ２、四肢筋肉配分バランス評価表示部Ａ３、上半身及び下半身バランス評価表示部Ａ４、四肢筋肉量表示部Ａ５、四肢筋肉量配分バランスレーダチャート図Ａ６、運動種目バランス表示部Ａ７から構成される。各部の詳細画面を図４〜図１０に示す。以下、各画面について詳細に説明する。
【００３４】
まず、左上腕部、右上腕部、左前腕部、右前腕部、左大腿部、右大腿部、左下腿部、右下腿部及び体幹部の９個のセグメントの筋肉量の値(ＭＭLUA、ＭＭRUA、ＭＭLFA、ＭＭRFA、ＭＭLFL、ＭＭRFL、ＭＭLCL、ＭＭRCL、ＭＭT)は、四肢筋肉量評価表示部Ａ２(図５)の左側に表示される。同一の装置１０を用いる場合、これらの値は、身体組成測定で測定された値が利用され、表示される。一方、別の装置を用いる場合は、入力された値が表示される。
【００３５】
図４に示すように、被験者データ表示部Ａ１には、被験者の名前と、性別、年齢、身長、体重、筋肉量、体脂肪量、体脂肪率、理想筋肉量等の身体特定化情報のテキストボックスが表示される。初期画面では「体組成結果の読み込み」をクリックして、読み込まれた身体特定化情報が反映されている。
【００３６】
被験者データ表示部Ａ１に表示される一般の理想筋肉量（ＴＭＭI)は、次のように求められる。
ＴＭＭI=(ＨＴ/ＫＸ1)+ＫＸ2
ここで、ＨＴは被験者の身長（cm）、ＫＸ1及びＫＸ2は性別により決定される定数である。身体各部の理想筋肉量はこの理想全身筋肉量ＴＭＭIに基づき算出される。すなわち、理想前腕筋肉量ＭＭHFA、理想上腕筋肉量ＭＭHUA、理想大腿筋肉量ＭＭHFL、理想下腿筋肉量ＭＭHCL、理想体幹筋肉量ＭＭHTはそれぞれ、
ＭＭHFA=ＴＭＭI/ＫＸHFA
ＭＭHUA=ＴＭＭI/ＫＸHUA
ＭＭHFL=ＴＭＭI/ＫＸHFL
ＭＭHCL=ＴＭＭI/ＫＸHCL
ＭＭHT=ＴＭＭI/ＫＸHT
と算出される。ここで、ＫＸHFA、ＫＸHUA、ＫＸHFL、ＫＸHCL、ＫＸHTはそれぞれ各セグメント毎に決まる定数である。
【００３７】
次に、上肢、下肢、体幹バランスを算出する。上肢バランスとは、以下の式で算出されるものである。
ＢＬLUA=ＭＭLUA/(ＭＭLUA+ＭＭLFA)×ＫＸBUA×100
ＢＬRUA=ＭＭRUA/(ＭＭRUA+ＭＭRFA)×ＫＸBUA×100
ＢＬLFA=ＭＭLFA/(ＭＭLUA+ＭＭLFA)×ＫＸBFA×100
ＢＬRFA=ＭＭRFA/(ＭＭRUA+ＭＭRFA)×ＫＸBFA×100
すなわち、例えば左上腕の上肢バランスＢＬLUAとは、左腕全体の筋肉量(=左上腕筋肉量+左前腕筋肉量)に対する左上腕の筋肉量の理想値に対する百分率である。上記式における補正係数ＫＸは、標準的な人体組成から、身長、体重、年齢、性別などに応じて予め定められている値である。右上腕、左前腕、右前腕の上肢バランスＢＬRUA、ＢＬLFA、ＢＬRFAも同様である。
【００３８】
左大腿、右大腿、左下腿、右下腿の下肢バランスＢＬLFL、ＢＬRFL、ＢＬLCL、ＢＬRCL、の算出方法も同様である。
ＢＬLFL=ＭＭLFL/(ＭＭLCL+ＭＭLFL)×ＫＸBFL×100
ＢＬRFL=ＭＭRFL/(ＭＭRCL+ＭＭRFL)×ＫＸBFL×100
ＢＬLCL=ＭＭLCL/(ＭＭLCL+ＭＭLFL)×ＫＸBCL×100
ＢＬRCL=ＭＭRCL/(ＭＭRCL+ＭＭRFL)×ＫＸBCL×100
【００３９】
体幹バランスＢＬTは、理想体幹筋肉量ＭＭITに対する実測体幹筋肉量の割合である。
ＢＬT=ＭＭIT/ＭＭT×100
なお、理想体幹筋肉量ＭＭITは、前述したように体内総筋肉量（ＴＭＭ）及び定数ＫＸTを用いて、
ＭＭIT=ＴＭＭ/ＫＸT
で求めることができる。ここで、ＫＸTは被験者によらず決まる定数である。これらの算出結果の一例を図１１の下段に示す。前述の通り、この表は被験者には示されない。
【００４０】
被験者には、以下の式で算出される上腕部、前腕部、大腿部、下腿部の左右筋肉バランスＢＬUA、ＢＬFA、ＢＬFL、ＢＬCLの値が提示される。これらの値は、四肢筋肉量評価表示部Ａ２(図５)の左側に表示される。
ＢＬUA=(ＭＭLUA/ＭＭRUA-1)×100
ＢＬFA=(ＭＭLFA/ＭＭRFA-1)×100
ＢＬFL=(ＭＭLFL/ＭＭRFL-1)×100
ＢＬCL=(ＭＭLCL/ＭＭRCL-1)×100
【００４１】
次に、理想筋肉量の算出方法を説明する。先の身体組成測定によって算出された被験者の総筋肉量（ＴＭＭ）を用いて各セグメントの理想筋肉量が決定される。各セグメント毎の理想筋肉量、すなわち理想上腕筋肉量ＭＭIUA、理想前腕筋肉量ＭＭIFA、理想大腿筋肉量ＭＭIFL、理想下腿筋肉量ＭＭICL、理想体幹筋肉量ＭＭITは次式で算出される。
ＭＭIUA=ＴＭＭ/ＫＸIUA
ＭＭIFA=ＴＭＭ/ＫＸIFA
ＭＭIFL=ＴＭＭ/ＫＸIFL
ＭＭICL=ＴＭＭ/ＫＸICL
ＭＭIT=ＴＭＭ/ＫＸIT
ここで、ＫＸIUA、ＫＸIFA、ＫＸIFL、ＫＸICL、ＫＸITはそれぞれ各セグメント毎に決められた定数である。
【００４２】
続いて、上記で算出した理想筋肉量と現在の筋肉量の差を算出する。各セグメント毎に、理想筋肉量と実測筋肉量の差ＭＤLUA、ＭＤRUA、ＭＤLFA、ＭＤRFA、ＭＤLFL、ＭＤRFL、ＭＤLCL、ＭＤRCL、ＭＤTを次のように求める。
ＭＤLUA=ＭＭIUA−ＭＭLUA
ＭＤRUA=ＭＭIUA−ＭＭRUA
ＭＤLFA=ＭＭIFA−ＭＭLFA
ＭＤRFA=ＭＭIFA−ＭＭRFA
ＭＤLFL=ＭＭIFL−ＭＭLFL
ＭＤRFL=ＭＭIFL−ＭＭRFL
ＭＤLCL=ＭＭICL−ＭＭLCL
ＭＤRCL=ＭＭICL−ＭＭRCL
ＭＤT=ＭＭIT−ＭＭT
【００４３】
次に、目標筋肉量の算出方法について説明する。目標筋肉量は実測筋肉量の10%増しとして求めることができる。すなわち、各セグメント毎の目標筋肉量、すなわち目標上腕筋肉量ＭＭTUA、目標前腕筋肉量ＭＭTFA、目標大腿筋肉量ＭＭTFL、目標下腿筋肉量ＭＭTCL、目標体幹筋肉量ＭＭTTは、
ＭＭTUA=ＭＭLUA×1.1
ＭＭTFA=ＭＭLFA×1.1
ＭＭTFL=ＭＭLFL×1.1
ＭＭTCL=ＭＭLCL×1.1
ＭＭTT=ＭＭLT×1.1
と算出される。
【００４４】
続いて、上記で算出した目標筋肉量と実測筋肉量の差を算出する。各セグメント毎に目標筋肉量と実測筋肉量の差ＴＤLUA、ＴＤRUA、ＴＤLFA、ＴＤRFA、ＴＤLFL、ＴＤRFL、ＴＤLCL、ＴＤRCL、ＴＤTを次式で求める。
ＴＤLUA=ＭＭTUA−ＭＭLUA
ＴＤRUA=ＭＭTUA−ＭＭRUA
ＴＤLFA=ＭＭTFA−ＭＭLFA
ＴＤRFA=ＭＭTFA−ＭＭRFA
ＴＤLFL=ＭＭTFL−ＭＭLFL
ＴＤRFL=ＭＭTFL−ＭＭRFL
ＴＤLCL=ＭＭTCL−ＭＭLCL
ＴＤRCL=ＭＭTCL−ＭＭRCL
ＴＤT=ＭＭTT−ＭＭT
【００４５】
以上のように算出された理想筋肉量、目標筋肉量、及び実測筋肉量と理想筋肉量の差、実測筋肉量と目標筋肉量の差を、図１１の上段に示す。上述の通り、これらの値は被験者には示されない。
【００４６】
さらに、理想筋肉量と実測筋肉量の比を算出する。各セグメント毎の理想筋肉量と実測筋肉量の比をそれぞれ、左上腕理想筋肉量比ＩＲLUA、右上腕理想筋肉量比ＩＲRUA、左前腕理想筋肉量比ＩＲLFA、右前腕理想筋肉量比ＩＲRFA、左大腿理想筋肉量比ＩＲLFL、右大腿理想筋肉量比ＩＲRFL、左下腿理想筋肉量比ＩＲLCL、右下腿理想筋肉量比ＩＲRCL、体幹理想筋肉量比ＩＲTとすると、
ＩＲLUA=ＭＭLUA/ＭＭIUA×100
ＩＲRUA=ＭＭRUA/ＭＭIUA×100
ＩＲLFA=ＭＭLFA/ＭＭIFA×100
ＩＲRFA=ＭＭRFA/ＭＭIFA×100
ＩＲLFL=ＭＭLFL/ＭＭIFL×100
ＩＲRFL=ＭＭRFL/ＭＭIFL×100
ＩＲLCL=ＭＭLCL/ＭＭICL×100
ＩＲRCL=ＭＭRCL/ＭＭICL×100
ＩＲT=ＭＭT/ＭＭIT×100
となる。
【００４７】
このように求めたデータを用いて、被験者の筋肉バランスと理想の筋肉バランスの歪みをポイントで表示する。このポイントが大きければ、理想の筋肉バランスとの差が大きいことを表す。このようにポイントに換算して被験者に表示することで、被験者は直観的に身体組成のバランスを認識することができる。上腕歪みポイント、前腕歪みポイント、大腿歪みポイント、下腿歪みポイント、筋肉量歪みポイントをそれぞれ、ＰＤUA、ＰＤFA、ＰＤFL、ＰＤCL、ＰＤTとすると、それらは
ＰＤUA=|(ＢＬLUA+ＢＬRUA-200)|
ＰＤFA=|(ＢＬLFA+ＢＬRFA-200)|
ＰＤFL=|(ＢＬLFL+ＢＬRFL-200)|
ＰＤCL=|(ＢＬLCL+ＢＬRCL-200)|
ＰＤT=｜ＴＭＭ-ＴＭＭI｜×100
と算出される。
【００４８】
続いて、左右の筋肉量の歪みをポイント表示する。上腕左右バランス歪みポイント、前腕左右バランス歪みポイント、大腿左右バランス歪みポイント、下腿左右バランス歪みポイント、体幹部歪みポイントをそれぞれ、ＰＢUA、ＰＢFA、ＰＢFL、ＰＢCL、ＰＢTとすると、それらは
ＰＢUA=|(ＩＲLUA+ＩＲRUA)/2-100|
ＰＢFA=|(ＩＲLFA+ＩＲRFA)/2-100|
ＰＢFL=|(ＩＲLFL+ＩＲRFL)/2-100|
ＰＢCL=|(ＩＲLCL+ＩＲRCL)/2-100|
ＰＢT=|ＴＭＭ/ＴＭＭI-1|×100
と算出される。
【００４９】
また、左右バランスの合計も、次のようにポイント化する。
ＢＬSUM=ＢＬUA+ＢＬFA+ＢＬCL+ＢＬFL
ＰＢSUM=|ＢＬSUM|
【００５０】
ここで求めたＢＬSUMを小数点以下第２位までで四捨五入してポイント化したものを左右歪みポイントＰＤLRとする。
【００５１】
これらのポイントを、四肢筋肉量評価表示部Ａ２(図５)の右側に表示する。ここで表示されているのは、左右の筋肉量のバランス歪みポイント、ＰＢUA、ＰＢFA、ＰＢFL、ＰＢCLである。この例では、被験者(又はトレーナー、アドバイザー)は特に前腕部において現状筋肉量と理想筋肉量の差が多いと判断する。
【００５２】
次に、総合評価の算出方法を図１１及び図１２を用いて説明する。図１２に示すように、総合評価は「ＡＡＡ」から「Ｊ」まである。今回の例では各身体部位の歪みポイント、つまり上腕歪みポイントＰＤUA、前腕歪みポイントＰＤFA、大腿歪みポイントＰＤFL、下腿歪みポイントＰＤCL、筋肉量歪みポイントＰＤT、左右歪みポイントＰＤLRを合計したポイント数で総合評価を決定する。ここで、歪みポイントの合計をＰＤALLとすると、
ＰＤALL=ＰＤUA+ＰＤFA+ＰＤFL+ＰＤCL+ＰＤT+ＰＤLR
となる。例えば、合計のバランスポイント数が71ポイントであるとすると、図１２から、下限60・上限75に該当する判定「Ｂ」が、総合評価として図５のように表示される。ここでは総合評価の判定方法のみを説明したが、図５のその他の表示項目についても同様に、被験者に分かりやすい表示をするためのプログラムが設けられており、上述した数値を用いて適宜判定された結果の表示がなされる。
【００５３】
図１３は別のプログラムの例である。ここでは、上記のように算出されたＰＤALLに基づいて、それに対応するメッセージを表示する。例えば、合計ポイントが71ポイントであれば、下限61・上限81に該当するメッセージ「ややバランスが崩れています。トレーナーによる適切なアドバイスが必要です。」が選択され、四肢筋肉配分バランス評価表示部Ａ３(図６)に表示される。
【００５４】
図７に、上半身及び下半身バランス評価表示部Ａ４の詳細を示す。ここでは、上述したように身体各部位の筋肉量から算出したバランスポイントから、プログラムが適切な判定をして、上半身及び下半身について「バランス評価」、「運動評価」、「運動の注意」、「運動の種目」に関してのメッセージを表示する。被験者はこのメッセージから、自分の筋肉のバランスを客観的に知ることができ、運動方法にも注意を払いながら、理想的な筋肉バランスに改善するための運動をすることができる。
【００５５】
図８に、四肢筋肉量表示部Ａ５の詳細を示す。このように、各身体部位の筋肉量のバランスを身体モデル図で表示すると、より理解が容易となる。また、図９に示すようにレーダーチャート図Ａ６で表示することもできる。このレーダーチャートでは、体幹を真上に、左右上腕、左右前腕、左右大腿、左右下腿をそれぞれ頂点とする９角形で表示しているが、図８の身体モデルと同様に、身体各部のデータが一見して明瞭に理解される。
【００５６】
なお、図９における「自己評価」とは、各部の実測筋肉量のことである。また、標準値とは、前記理想筋肉量から10%引いた値である。すなわち、上腕、前腕、大腿、下腿、体幹のそれぞれの標準筋肉量をＭＭSUA、ＭＭSFA、ＭＭSFL、ＭＭSCL、ＭＭSTとしたとき、
ＭＭSUA=ＭＭIUA×0.9
ＭＭSFA=ＭＭIFA×0.9
ＭＭSFL=ＭＭIFL×0.9
ＭＭSCL=ＭＭICL×0.9
ＭＭST=ＭＭIT×0.9
である。
【００５７】
以上は、身体組成測定・アドバイス装置で測定された９箇所の筋肉量を用いて各種演算を行い、表示したものであるが、本装置では、それらの値に基づいて更に詳細な部位の筋肉量を算出することができる。これら詳細な部位の筋肉量は、「アクイス式連鎖方程式」を用いて算出する。アクイス式連鎖方程式とは、四肢各部位が筋肉動作、姿勢全体に及ぼす負荷、負担の連鎖反応を考慮して作成された一連の方程式のことであり、以下にその一例を示す。
[1]  停止型方程式
胸筋の筋肉量を求める場合、前腕と上腕と体幹の筋肉量の関数として近似する。
[2]  抗重力筋ならびに拮抗筋型方程式
背筋の筋肉量を求める場合、体幹と胸筋の筋肉量の関数として近似する。
[3]  生体力学ならびに運動力学方程式
股関節の筋肉量を求める場合、体幹と下腿と上肢の筋肉量の関数として近似する。
[4]  上記[1]〜[3]の組合せ方程式
膝関節の筋肉量を求める場合、大腿と下腿と上肢の筋肉量の関数として近似する。
ここでは４例をあげてアクイス式連鎖方程式を説明したが、その他の筋肉部位についても同様の組合せで近似筋肉量を算出することができる。
【００５８】
図１０は、運動種目別バランスレーダーチャート図である。前記のアクイス式連鎖方程式で求めた身体の詳細な筋肉量を基に、各運動種目について、現状の筋肉量から推定される最大筋力、理想筋肉量から推定される最大筋力を算出する。また次式のように現状運動種目別推定最大筋力を理想運動種目別推定最大筋力で除した値をレーダチャート図に表示する。
Ｂ＝([現状運動種目別推定最大筋力]/[理想運動種目別推定最大筋力])×100
ここで、Ｂは[現状運動種目別推定最大筋力]と[理想運動種目別推定最大筋力]のバランス値とする。
【００５９】
前記のアクイス式連鎖方程式で求めた身体の詳細な筋肉量及び推定される最大筋力を基に、被験者に対するアドバイスである運動メニューを作成する方法を説明する。図１４は、運動メニュー作成画面である。運動メニュー作成画面Ｂの各部Ｂ１〜Ｂ５の詳しい表示内容を図１５〜図１９に示す。
【００６０】
運動メニューには、各種筋肉トレーニング装置(又は方法)を具体的に列挙し、それらの目標値を記載する。例えば、図１５の例では、ベンチプレス、アップライト、ラットマシンＦ、ロープーリ、レックイクス、45度レッグプレスマシンの各トレーニング装置/方法を採用している。
【００６１】
これらの運動メニューの各項目の値は、上記で求めた詳細筋肉量に基づいて算出する。具体的には、各運動種目について、現状の筋肉量から推定される最大筋力、理想筋肉量から推定される最大筋力、理想筋肉量から推定される最大筋力を現状の筋肉量から推定される最大筋力で除した値、目標筋肉量から推定される最大筋力、目標筋肉量から推定される最大筋力を現状の筋肉量から推定される最大筋力で除した値を算出し、図２０に示す運動種目別推定最大筋力表に表示する。
【００６２】
一般的なトレーニング理論でトレーニング重量を決定する場合、１セット目には現状運動種目別推定最大筋力の30%、２セット目には現状運動種目別推定最大筋力の40%、３セット目には現状運動種目別推定最大筋力の50%、４セット目には現状運動種目別推定最大筋力の60%という方法で算出する。本発明の方法を用いたプログラムでは、現状運動種目別推定最大筋力と理想運動種目別推定最大筋力から推算して各運動種目別にトレーニング重量を参考値として計算する。このため、現状運動種目別推定最大筋力と理想運動種目別推定最大筋力の値が近い運動種目に関しては、低い負荷として算出して、必要以上に筋肉に負荷をかけないトレーニングメニューを実現することができる。
【００６３】
プログラムは運動種目毎にトレーニング重量を参考値として計算する。図２１は運動種目毎に重量を算出する計算例を示している。この計算結果が図１５の重量に反映され、被験者はこの設定重量に従ってトレーニングを行えばよい。
【００６４】
本発明のプログラムでは「基本強化メニュー」の運動種目を選別するだけでなく、図１６及び図１９のように、「基本ほぐしメニュー」や「パーソナル運動柔軟性」などの運動種目も表示する。被験者はこれらの運動種目をトレーニングに採り入れることで、筋肉量だけでなく、筋肉の柔軟性といった点に関しても、バランスを整えることができる。これらの運動種目の場合の重量設定も上記と同様にプログラムにより自動的に算出された結果が表示される。
【００６５】
運動種目別バランスレーダーチャートＢ４(図１８)には、上記の現状運動種目別推定最大筋力と理想運動種目別推定最大筋力から求めた歪み値を計算した結果を表示している。この歪み値Ｄは以下の式で求める。
Ｄ=１−([理想運動種目別推定最大筋力]/[現状運動種目別推定最大筋力]）
【００６６】
このようなトレーニングは週に２回、60分程度行うことが好ましく、被験者はトレーニングの際にも正しいフォームを意識して行うことが望ましい。およそ１ヶ月半おきに体組成測定を行い、身体各部位の筋肉のバランスの改善効果を確認することができる。この結果を基に再度運動プランを作成して、そのプランに従ってトレーニングする。このサイクルを繰り返すことで、被験者は余分な筋肉には負担をかけることなく、理想的な身体各部位の筋肉量のバランスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例である身体組成測定・アドバイス装置の外観図。
【図２】身体組成測定方法に対応する人体のインピーダンスのモデル図。
【図３】表示部に表示されるコンディショニング画面の概略図。
【図４】コンディショニング画面中の被験者データ表示部Ａ１の詳細図。
【図５】コンディショニング画面中の四肢筋肉量バランス及び定評価表示部Ａ２の詳細図。
【図６】コンディショニング画面中の四肢筋肉配分バランス評価表示部Ａ３の詳細図。
【図７】コンディショニング画面中の上半身・下半身筋肉バランス評価表示部Ａ４の詳細図。
【図８】コンディショニング画面中の筋肉バランス身体モデル表示部Ａ５の詳細図。
【図９】コンディショニング画面中の四肢筋肉量判定結果レーダチャート図Ａ６の詳細図。
【図１０】コンディショニング画面中の運動種目別バランスレーダチャート図Ａ７の詳細図。
【図１１】コンディショニング画面作成のための中間計算結果の一例の詳細図。
【図１２】コンディショニング画面作成のための総合指数判定基準例の詳細図。
【図１３】コンディショニング画面に表示されるメッセージ例の詳細図。
【図１４】表示部に表示される運動メニュー作成画面の概略図。
【図１５】運動メニュー作成画面中の基本強化メニュー表示部Ｂ１の詳細図。
【図１６】運動メニュー作成画面中の基本ほぐしメニュー表示部Ｂ２の詳細図。
【図１７】運動メニュー作成画面中の運動種目別推定最大筋力量表示部Ｂ３の詳細図。
【図１８】運動メニュー作成画面中の運動種目別バランスレーダチャートＢ４の詳細図。
【図１９】運動メニュー作成画面中の推奨柔軟性運動種目表示部Ｂ５の詳細図。
【図２０】運動メニュー作成画面作成のための運動種目別推定最大筋力表の一例の詳細図。
【図２１】運動メニュー作成画面作成のための運動種目別重量の算出例の詳細図。
【符号の説明】
【００６８】
１  …パソコン
２  …本体部
３  …ＡＣ−ＤＣアダプタ
４  …ケーブル
５  …操作部
６  …表示部
１０…通電用電極
１１…測定用電極
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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